CN107604366A

CN107604366A - 一种钢表面环保型化学抛光液

Info

Publication number: CN107604366A
Application number: CN201710641888.0A
Authority: CN
Inventors: 许双健; 陈龙; 殷小祥
Original assignee: Changzhou Jian Xuan Textile Co Ltd
Current assignee: Wang Min
Priority date: 2017-07-31
Filing date: 2017-07-31
Publication date: 2018-01-19

Abstract

本发明公开了一种钢表面环保型化学抛光液，属于金属表面处理领域。本发明钢表面环保型化学抛光液是由以下重量份数的原料组成：30～40份硫酸铜溶液、10～20份氯化铁溶液、5～6份1,4‑丁二醇、8～10份氧化铝、0.1～0.3份催化剂、8～10份纳米活性炭、10～20份柠檬酸、15～20份粘度调节剂、10～20份增溶剂、10～20份表面活性剂、100～120份水，先将硫酸铜溶液，氯化铁溶液，1,4‑丁二醇，柠檬酸，粘度调节剂，增溶剂和水搅拌混合，再加入氧化铝，纳米活性炭和催化剂，超声分散，得分散液，即为新型钢表面环保型化学抛光液。本发明钢表面环保型化学抛光液具有优异的性能，解决了传统钢表面化学抛光液不环保和抛光效果差的问题，而且使得钢材表面具有非常好的抗氧化效果。

Description

一种钢表面环保型化学抛光液

技术领域

本发明公开了一种钢表面环保型化学抛光液，属于金属表面处理领域。

背景技术

不锈钢具有优良的力学和化学耐腐蚀性能，被广泛用于医疗器械、厨房用具、仪器仪表、化工设备等领域。不锈钢在空气或酸性气体中长时间放置，表面会出现一层黑色氧化皮，影响美观及耐腐蚀性能；对其表面作抛光处理，可以使表面光洁，耐腐蚀性能等达到使用要求。目前，常用的抛光处理有机械抛光、化学抛光、电化学抛光。机械抛光适用于结构简单的不锈钢制件；电化学抛光效果较好，但设备投资较大；化学抛光效果良好、设备简单，适合大批量抛光。与其他抛光技术相比，化学抛光以优点突出而被广泛应用，其一，设备简单，成本低，无需电源和挂具，免除机械抛光带来强度大的劳动；其二，效率高，容易获得光亮如镜的表面；其三，可以抛光形状复杂的制品和小批量生产的产品，如五金工具等。目前，适用于不锈钢五金工具的化学抛光液基本可分为王水型溶液、硫酸型溶液、磷酸型溶液、醋酸型溶液和过氧化氢型溶液等5种类型，它们存在的主要问题是：多数抛光液中含有硝酸，抛光时会产生大量的NO_x等有害气体，从而污染环境和危害人体健康。因此，开发一种既拥有良好的抗氧化性能以及抛光效果，又环保的化学抛光液，才能满足不锈钢化学抛光液的市场需求。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统不锈钢化学抛光液抛光时产生氮氧化物，污染空气，抛光性能不佳，且抛光后工件表面抗氧化性弱的缺点，提供了一种钢表面环保型化学抛光液。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种钢表面环保型化学抛光液，是由以下重量份数的原料组成：30～40份硫酸铜溶液、10～20份氯化铁溶液、5～6份1,4-丁二醇、8～10份氧化铝、0.1～0.3份催化剂、8～10份纳米活性炭、10～20份柠檬酸、15～20份粘度调节剂、10～20份增溶剂、10～20份表面活性剂、100～120份水；

所述钢表面环保型化学抛光液具体配置过程为：按原料组成称量各原料，先将硫酸铜溶液，氯化铁溶液，1,4-丁二醇，柠檬酸，粘度调节剂，增溶剂和水搅拌混合，再加入氧化铝，纳米活性炭和催化剂，超声分散，得分散液，即为新型钢表面环保型化学抛光液。

所述硫酸铜溶液质量分数为30～40%。

所述氯化铁溶液质量分数为30～40%。

所述催化剂按质量比1:1:1醋酸钠，三烷基铝和三氟化硼乙醚混合而成。

所述粘度调节剂为聚乙烯蜡，环己醇或沙索蜡中的任意一种。

所述增溶剂为聚氧乙烯蓖麻油，脂肪醇聚氧乙烯醚或聚甘油脂肪酸酯中的任意一种。

所述表面活性剂为聚乙二醇，烷基糖苷或十二烷基苯磺酸钠的任意一种。

本发明的有益效果是：

（1）本发明技术方案通过添加硫酸铜溶液、氯化铁溶液和纳米活性炭，并辅以柠檬酸，柠檬酸首先和体系中的铜离子和铁离子络合，使两者在使用过程中缓慢释放，首先体系中的铜离子和铁离子与钢铁表面铁发生氧化还原反应，铜离子与钢表面的铁发生置换反应，一旦生成铜即被纳米活性炭吸附，随着进一步反应进行，铜吸附填充于活性炭孔隙中，从而形成一种纳米碳铜复合的结构，从而起到对钢件表面微腐作用，提高抛光效果，另外纳米碳铜结构有助于抛光过程中作为润滑料和磨料，进一步提高对钢件表面的抛光效果而铁离子与钢表面的铁发生反应，也可进一步增强抛光剂的抛光效果；通过添加柠檬酸与钢表面环保型化学抛光液体系中的铜离子发生络合，延缓铜离子的释放，调控铁与铜离子发生置换反应的速率，从而使生成的铜被活性炭吸附，避免反应较快，置换出大量的铜附着在钢铁表面，影响抛光效果这一弊端的出现；

（2）本发明技术方案通过添加氯化铁，氯化铁与钢表面的铁发生反应，生成氯化亚铁，生成的氯化铁一部分会附着在钢铁表面，空气中的氧气会率先接触到氯化亚铁，避免空气中氧气与抛光面中暴露出的铁发生接触而被氧化，从而提升了钢铁抗氧化性能；通过添加氧化铝，1,4丁二醇和催化剂，1,4丁二醇在氧化铝催化和抛光过程中产生的高温条件下，生成1,3丁二烯，随后在催化剂的催化作用下，1,3丁二烯进一步加聚生成聚合物，聚合物会附着在钢铁的表面形成一层有机聚合物膜，从而进一步提升了钢铁的抗氧化性能，延长钢铁的寿命；且本发明采用的抛光液的原料都是无污染的，抛光过程中也不会产生有害物质，所以本发明产品是环保的。

具体实施方式

按重量份数计依次取，30～40份硫酸铜溶液、10～20份氯化铁溶液、5～6份1,4-丁二醇、8～10份氧化铝、0.1～0.3份催化剂、8～10份纳米活性炭、10～20份柠檬酸、15～20份粘度调节剂、10～20份增溶剂、10～20份表面活性剂，100～120份水，先将硫酸铜溶液，氯化铁溶液，1,4-丁二醇，柠檬酸，粘度调节剂，增溶剂和水加入混料机中，于转速为1200～1400r/min条件下高速搅拌混合20～40min，得混合液，将混合液转入烧杯中，随后向烧杯中加入氧化铝，纳米活性炭和催化剂，再将烧杯移至超声分散仪，于超声频率为70～85kHz条件下，超声分散20～30min，得分散液，即为钢表面环保型化学抛光液。所述硫酸铜溶液质量分数为30～40%。所述氯化铁溶液质量分数为30～40%。所述催化剂按质量比1:1:1醋酸钠，三烷基铝和三氟化硼乙醚混合而成。所述粘度调节剂为聚乙烯蜡，环己醇或沙索蜡中的任意一种。所述增溶剂为聚氧乙烯蓖麻油，脂肪醇聚氧乙烯醚或聚甘油脂肪酸酯的任意一种。所述表面活性剂为聚乙二醇，烷基糖苷或十二烷基苯磺酸钠的任意一种。

实例1

按重量份数计依次取，40份硫酸铜溶液、20份氯化铁溶液、6份1,4-丁二醇、10份氧化铝、0.3份催化剂、10份纳米活性炭、20份柠檬酸、20份粘度调节剂、20份增溶剂、20份表面活性剂，120份水，先将硫酸铜溶液，氯化铁溶液，1,4-丁二醇，柠檬酸，粘度调节剂，增溶剂和水加入混料机中，于转速为1400r/min条件下高速搅拌混合40min，得混合液，将混合液转入烧杯中，随后向烧杯中加入氧化铝，纳米活性炭和催化剂，再将烧杯移至超声分散仪，于超声频率为85kHz条件下，超声分散30min，得分散液，即为钢表面环保型化学抛光液。所述硫酸铜溶液质量分数为40%。所述氯化铁溶液质量分数为40%。所述催化剂按质量比1:1:1醋酸钠，三烷基铝和三氟化硼乙醚混合而成。所述粘度调节剂为聚乙烯蜡。所述增溶剂为聚氧乙烯蓖麻油。所述表面活性剂为聚乙二醇。

实例2

按重量份数计依次取，20份氯化铁溶液、6份1,4-丁二醇、10份氧化铝、0.3份催化剂、10份纳米活性炭、20份柠檬酸、20份粘度调节剂、20份增溶剂、20份表面活性剂，120份水，先将氯化铁溶液，1,4-丁二醇，柠檬酸，粘度调节剂，增溶剂和水加入混料机中，于转速为1400r/min条件下高速搅拌混合40min，得混合液，将混合液转入烧杯中，随后向烧杯中加入氧化铝，纳米活性炭和催化剂，再将烧杯移至超声分散仪，于超声频率为85kHz条件下，超声分散30min，得分散液，即为钢表面环保型化学抛光液。所述氯化铁溶液质量分数为40%。所述催化剂按质量比1:1:1醋酸钠，三烷基铝和三氟化硼乙醚混合而成。所述粘度调节剂为聚乙烯蜡。所述增溶剂为聚氧乙烯蓖麻油。所述表面活性剂为聚乙二醇。

实例3

按重量份数计依次取，40份硫酸铜溶液、6份1,4-丁二醇、10份氧化铝、0.3份催化剂、10份纳米活性炭、20份柠檬酸、20份粘度调节剂、20份增溶剂、20份表面活性剂，120份水，先将硫酸铜溶液，1,4-丁二醇，柠檬酸，粘度调节剂，增溶剂和水加入混料机中，于转速为1400r/min条件下高速搅拌混合40min，得混合液，将混合液转入烧杯中，随后向烧杯中加入氧化铝，纳米活性炭和催化剂，再将烧杯移至超声分散仪，于超声频率为85kHz条件下，超声分散30min，得分散液，即为钢表面环保型化学抛光液。所述硫酸铜溶液质量分数为40%。所述催化剂按质量比1:1:1醋酸钠，三烷基铝和三氟化硼乙醚混合而成。所述粘度调节剂为聚乙烯蜡。所述增溶剂为聚氧乙烯蓖麻油。所述表面活性剂为聚乙二醇。

实例4

按重量份数计依次取，40份硫酸铜溶液、20份氯化铁溶液、10份氧化铝、10份纳米活性炭、20份柠檬酸、20份粘度调节剂、20份增溶剂、20份表面活性剂，120份水，先将硫酸铜溶液，氯化铁溶液，柠檬酸，粘度调节剂，增溶剂和水加入混料机中，于转速为1400r/min条件下高速搅拌混合40min，得混合液，将混合液转入烧杯中，随后向烧杯中加入氧化铝，纳米活性炭，再将烧杯移至超声分散仪，于超声频率为85kHz条件下，超声分散30min，得分散液，即为钢表面环保型化学抛光液。所述硫酸铜溶液质量分数为40%。所述氯化铁溶液质量分数为40%。所述粘度调节剂为聚乙烯蜡。所述增溶剂为聚氧乙烯蓖麻油。所述表面活性剂为聚乙二醇。

对比例：深圳某实业有限公司生产的化学抛光液。

将实例1至4所得的钢表面环保型化学抛光液及对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：

1.抗氧化性：按照GB/T13303-91试验方法进行测定，氧化速率越大，抗氧化性越差。

2.抛光性能：按照GB/T6060.3-2008试验方法进行测定，Ra公称值越大，抛光性能越差。

3.氮氧化物：按照HJ479-2009试验方法进行测定。

具体检测结果如表1所示：

表1

由表1检测结果可知，本发明方案制备的钢表面环保型化学抛光液，抛光效果较好，抛光后工件表面抗氧化性较好，且在使用过程中，不会产生氮氧化物污染空气，产品清洁环保，在不锈钢表面化学抛光液的发展中具有广阔的前景。

Claims

1.一种钢表面环保型化学抛光液，其特征在于：是由以下重量份数的原料组成：30～40份硫酸铜溶液、10～20份氯化铁溶液、5～6份1,4-丁二醇、8～10份氧化铝、0.1～0.3份催化剂、8～10份纳米活性炭、10～20份柠檬酸、15～20份粘度调节剂、10～20份增溶剂、10～20份表面活性剂、100～120份水；

2.根据权利要求1所述的一种钢表面环保型化学抛光液，其特征在于：所述硫酸铜溶液质量分数为30～40%。

3.根据权利要求1所述的一种钢表面环保型化学抛光液，其特征在于：所述氯化铁溶液质量分数为30～40%。

4.根据权利要求1所述的一种钢表面环保型化学抛光液，其特征在于：所述催化剂按质量比1:1:1醋酸钠，三烷基铝和三氟化硼乙醚混合而成。

5.根据权利要求1所述的一种钢表面环保型化学抛光液，其特征在于：所述粘度调节剂为聚乙烯蜡，环己醇或沙索蜡中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的一种钢表面环保型化学抛光液，其特征在于：所述增溶剂为聚氧乙烯蓖麻油，脂肪醇聚氧乙烯醚或聚甘油脂肪酸酯中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的一种钢表面环保型化学抛光液，其特征在于：所述表面活性剂为聚乙二醇，烷基糖苷或十二烷基苯磺酸钠的任意一种。