一种铝合金两酸无烟抛光添加剂及制备方法[发明专利]

(10)申请公布号 (43)申请公布日 2014.11.26
C N 104164671
A (21)申请号 201410393348.1
(22)申请日 2014.08.12
C23F 3/03(2006.01)
(71)申请人瓮福（集团）有限责任公司
地址550002 贵州省贵阳市南明区市南路
57号瓮福国际大厦23楼
(72)发明人李文飞 张丹 郭举 杨帆
杨丽萍 解田
(74)专利代理机构贵阳中工知识产权代理事务
所 52106
代理人王蕊
(54)发明名称
一种铝合金两酸无烟抛光添加剂及制备方法
(57)摘要
本发明公开了一种新型铝合金无烟两酸抛光
添加剂及其制备方法。

该添加剂以磷酸和焦磷酸
按一定质量比组成的溶液作为溶剂，缓蚀剂为钼
酸钠，增光剂为硫酸铜、硫酸铁，分散剂为聚醚，络
合剂为烟酸。

制备步骤为，将一定量的钼酸钠、硫
酸铜、硫酸铁、烟酸和聚醚加入磷酸和焦磷酸的混
合物中，加热搅拌直至溶解。

本发明的添加剂不产
生传统“三酸”抛光过程中的氮氧化物黄烟和其他
气体污染物，从而杜绝了抛光对人体和环境的损
害，其抛光质量可以和
“三酸”工艺相媲美，是一种环保高效的新型铝合金两酸抛光添加剂。

(51)Int.Cl.
权利要求书1页 说明书4页
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书4页(10)申请公布号CN 104164671 A
1.一种铝合金两酸无烟抛光添加剂，其特征是，该添加剂以磷酸和焦磷酸的混合物为溶剂，缓蚀剂为钼酸钠，增光剂为硫酸铜和硫酸铁，分散剂为聚醚，络合剂为烟酸。

2.按照权利要求1所述的一种铝合金两酸无烟抛光添加剂，其特征是，以磷酸和焦磷酸的混合物为溶剂，溶剂中磷酸和焦磷酸的质量比为1:1~4:1。

3.按照权利要求1所述的一种铝合金两酸无烟抛光添加剂，其特征是添加剂各组分按质量百分比组成如下：
钼酸钠 3%-15%
硫酸铁 3%-10%
硫酸铜 1%-3%
烟酸 0.1%-0.5%
聚醚 0.1%-0.3%
溶剂 71.2%-92.8% 。

4.按照权利要求1所述的一种铝合金两酸无烟抛光添加剂，其特征是，所述添加剂的制备步骤为：
将磷酸和焦磷酸按照一定质量比混合，搅拌均匀后加入钼酸钠、硫酸铜、硫酸铁、烟酸和聚醚，在100℃~150℃的温度范围内搅拌直至完全溶解。

一种铝合金两酸无烟抛光添加剂及制备方法
[0001] 技术领域：
本发明涉及抛光，具体是涉及一种铝合金两酸无烟抛光用添加剂。

[0002] 技术背景：
传统的铝及铝合金的化学抛光通常采用“三酸”工艺，即磷酸、硫酸和硝酸，由于三酸抛光液中所含的硝酸是强氧化剂，在抛光过程中遇到铝这种还原性很强的金属，分解速度之快令人难以想象，大量黄烟象着火一样瞬间溢出，很难及时处理，此外硝酸浓度的上下波动，势必造成抛光铝合金表面亮暗交替，成品率低。

若硝酸含最过低，可看到化学抛光的铝材光亮度不满意或看到细小的白色附着物斑点等缺陷，若硝酸含最过高，可以看到所产生的浅蓝色至橙色的彩虹膜的颜色或伴有点腐蚀产生的粗糙等缺陷。

由于含有硝酸，抛光过程会产生大量有毒的氮氧化物黄烟，严重污染环境，危害人体健康。

目前我国长三角和珠三角地区政府已禁止铝材抛光行业使用硝酸，因此传统的三酸化学抛光配方势必要做出调整，向不含硝酸的无烟抛光转变，有研究表明在没有硝酸存在的前提下可以通过在抛光液中加入表面活性剂、增光剂、缓蚀剂等添加剂来代替硝酸的作用，从而达到相同的抛光效果。

[0003] 目前国内外对于用于铝合金表明抛光的无烟化学抛光剂的研究较多，其配方大多采用磷酸+硫酸+添加剂的组合，某些铝合金无烟抛光液的抛光效果和三酸抛光相当，甚至超过三酸抛光产品。

钟建华等人使用磷酸、硫酸、Al3+和某复合添加剂配置的抛光液对铝材进行抛光，产品的表面平整度、光亮度、点蚀程度和失重率等指标和常规的三酸抛光产品相当；王菊荣等人使用磷酸、硫酸、Al3+和WP-98复合添加剂配制的抛光液进行铝材抛光，工件表面光亮度比三酸抛光产品更高。

无烟抛光液配方的重点在于复合添加剂的种类，这类添加剂中含有极性基团，能够替代硝酸的作用。

所以，添加剂决定了产品抛光的质量，也是垄断无烟抛光液公司的核心技术。

复合添加剂一般由缓蚀剂、氧化剂、表面活性剂和重金属盐等复合而成，具有缓冲、润湿、整平、增光等作用。

整平、增光的作用主要表现在添加剂具有吸附作用，其吸附在凹处，降低了凹处的溶解速率，同时，添加剂中的重金属离子在凹处还原，进一步阻止凹处的腐蚀，使凸起部位溶解速率明显高于凹处，从而起到平整光亮的作用。

另外，由于添加剂中含有表面活性剂，对金属表面起到润湿的作用促进气泡快速析出，消除表面斑点的产生，提高工件表面质量。

范晓岚等人选用柠檬酸、磺酸、OP-10乳化剂增稠剂、增光剂等制成复合添加剂，并采用正交实验确定其最佳比例，用于铝合金的抛光，取
得了很好的效果；张聚国等人通过正交试验选出了无烟抛光的最佳工艺条件：H
3PO
4
（85%）：
H 2SO
4
（98%）=（2.5-3.0）：1.0，3-8g/L JZX（0.4g/L），0.4g/L无水对氨基苯磺酸，0.4 g/L
N-苯基邻氨基苯甲酸，20 g/L双氧水，0.6 g/L硫酸铜，0.6 g/L硝酸镍；温度95-115℃；时间2.5-4.0min；孙洪波等人通过正交试验，确定了无烟抛光液中复合添加剂的成分如下：二苯胺磺酸钠0.4 g/L，己酸0.4 g/L，丁基硫醇0.2 g/L，双氧水15 g/L，硫酸铜0.6 g/L，N-烷基硫脲0.4 g/L，多聚磷酸钠0.8 g/L。

[0004] 随着国家环保政策法规的进一步完善，传统的三酸抛光行业必将退出历史舞台，无烟抛光技术将取而代之，研发生产新型廉价的抛光液已成为铝材化学抛光行业的重中之
重。

[0005] 发明内容：
本发明的目的在于针对上述问题提供一种符合环保要求且抛光效果优良的铝合金两酸无烟抛光添加剂及其制备方法。

[0006] 本发明提供的一种铝合金两酸无烟抛光添加剂，该添加剂以磷酸和焦磷酸的混合物为溶剂，缓蚀剂为钼酸钠，增光剂为硫酸铜和硫酸铁，分散剂为聚醚，络合剂为烟酸。

[0007] 其中磷酸和焦磷酸的质量比为1:1-4:1。

[0008] 本发明铝合金两酸无烟抛光添加剂各组分的质量百分比如下：
钼酸钠 3%-15%
硫酸铁 3%-10%
硫酸铜 1%-3%
烟酸 0.1%-0.5%
聚醚 0.1%-0.3%
溶剂 71.2%-92.8% 。

[0009] 本发明铝合金两酸无烟抛光添加剂制备方法是：将磷酸和焦磷酸按照一定比例混合，搅拌均匀后加入钼酸钠、硫酸铜、硫酸铁、烟酸、聚醚，加热至100℃~150℃的温度范围内搅拌直至完全溶解搅。

[0010] 本发明提供的一种铝合金两酸无烟抛光添加剂用于取代传统“三酸”抛光工艺中的硝酸，在磷酸、硫酸中加入铝合金两酸无烟抛光添加剂即可使用，抛光过程中不会产生任何有害气体，抛光效果可以达到传统的“三酸”抛光工艺。

[0011]
具体实施方式
[0012] 实施例1
本发明的铝合金两酸无烟抛光添加剂溶剂中磷酸和焦磷酸的比例为1：1，具体组分如下：
钼酸钠 3.0%
硫酸铁 3.0%
硫酸铜 1.0%
烟酸 0.1%
聚醚 0.1%
溶剂 92.8%
抛光液中磷酸和硫酸的质量比为1:1，按总质量的5%添加铝合金两酸无烟抛光添加，搅拌均匀。

对六系列铝材进行抛光处理，抛光温度为100℃，抛光时间为3min，抛光后产品平均光泽度在580度以上。

[0013] 实施例2
对六系列铝材进行抛光处理，本发明的铝合金两酸无烟抛光添加剂溶剂中磷酸和焦磷酸的比例为4：1，具体组分如下：
钼酸钠 12.0%
烟酸 0.2%
聚醚 0.1%
溶剂 74.7%
抛光液中磷酸和硫酸的质量比为1:1，按总质量的4%添加铝合金两酸无烟抛光添，搅拌均匀。

对六系列铝材进行抛光处理，抛光温度为90℃，抛光时间为3min，抛光后产品平均光泽度在680度以上。

[0014] 实施例3
本发明的铝合金两酸无烟抛光添加剂溶剂中磷酸和焦磷酸的比例为2：1，具体组分如下：
钼酸钠 10.0%
硫酸铁 5.0%
硫酸铜 1.0%
烟酸 0.3%
聚醚 0.2%
溶剂 83.5%
抛光液中磷酸和硫酸的质量比为1:1，按总质量的5%添加铝合金两酸无烟抛光添，搅拌均匀。

对六系列铝材进行抛光处理，抛光温度为110℃，抛光时间为2min，抛光后产品平均光泽度在650度以上。

[0015] 实施例4
本发明的铝合金两酸无烟抛光添加剂溶剂中磷酸和焦磷酸的比例为4：1，具体组分如下：
钼酸钠 7.0%
硫酸铁 8.0%
硫酸铜 3.0%
烟酸 0.3%
聚醚 0.2%
溶剂 81.5%
抛光液中磷酸和硫酸的质量比为1.2:1，按总质量的5%添加铝合金两酸无烟抛光添，搅拌均匀。

对六系列铝材进行抛光处理，抛光温度为100℃，抛光时间为2min，抛光后产品平均光泽度在650度以上。

[0016] 实施例5
本发明的铝合金两酸无烟抛光添加剂溶剂中磷酸和焦磷酸的比例为4：1，具体组分如下：
钼酸钠 15.0%
硫酸铁 3.0%
硫酸铜 1.0%
烟酸 0.1%
抛光液中磷酸和硫酸的质量比为1.2:1，按总质量的4%添加铝合金两酸无烟抛光添，搅拌均匀。

对六系列铝材进行抛光处理，抛光温度为100℃，抛光时间为3min，抛光后产品平均光泽度在700度以上。