一种光亮化学抛光剂及其制备方法与流程

本发明涉及金属清洁，具体涉及一种光亮化学抛光剂及其制备方法。

背景技术：

1、金属器具加工成形后表面通常会附着一层油污或其它化学制剂，器具使用一段时间后由于使用环境的腐蚀，在表面会产生锈迹，为了美观和延长使用寿命，许多金属零部件都需要一定的光亮度。抛光处理是零部件加工重要的环节，抛光是指利用机械、化学或电化学的作用，使工件表面粗糙度降低，以获得光亮、平整表面的加工方法。抛光的方法有化学抛光、机械抛光和电化学抛光。其中，化学抛光不需要通电和挂具，可以抛光形状复杂的制品并且方法简单生成效率高，因此常使用化学抛光的方法对金属器件进行抛光。

2、在金属中，铜具有质地柔软、延展性好、重量轻，易加工等特点，广泛应用于航天航空、五金制造、电子器件、生活用品、海洋运输等各个领域。但受铜的性质的影响，其加工件长期暴露在大气中，会被空气、so2、h2s、co2和nh3等气体氧化形成cu2o，直至cuco3·3cu(oh)2、碱式硫酸铜[cuso4·3cu(oh)2]、硫化亚铜，使铜被腐蚀破坏，不能满足人们对铜加工件完整性、装饰性、美观性和实用性要求。因此，通过化学抛光的方法对铜及其合金器具进行处理，可以使器具获得光亮的表面，可以提高铜及铜合金器具的装饰效果和表面性能。

3、目前国内抛光剂大多使用铬酐型和三酸型的化学抛光液，使用过程中会有有毒氧化氮气体黄烟排放，使得环境因素十分突出，对生态环境的破坏和人们的身体健康危害十分巨大。为了解决抛光液污染问题，目前开发出了一种双氧水-酸体系的化学抛光液，在具有一定抛光性能的基材上，还不含硝酸等有毒成分，大幅减少了抛光液对环境的污染问题。但现有技术中的双氧水体系抛光剂反应速率难以控制，会产生金属表面损失量过高或抛光效果不足的问题；并且抛光剂中的成分不稳定易分解，难以储存；并且增亮效果不足，表面不够平整。

4、因此，目前亟需一种无环境污染、反应平缓，金属损耗少并且具有优异光亮性和平整性的抛光剂。

技术实现思路

1、发明目的：针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种无环境污染、反应平缓，金属损耗少并且具有优异光亮性和平整性的光亮化学抛光剂及其制备方法。

2、技术方案：

3、一种光亮化学抛光剂，包含双氧水、酸、稳定剂、缓蚀剂、表面活性剂和水；

4、按总质量分数为100％计，所述各组分的质量百分含量为：

5、

6、余量为水。

7、所述双氧水选自质量分数40-60％的过氧化氢水溶液。

8、通过双氧水和酸的组合对金属表面进行抛光处理，其中酸的选择不包含硝酸或铬酸等污染性强的成分，仍具有优异的清洁、光亮和平整能力，杜绝了污染性强的氮氧化物的生成，减少了对环境的污染和对人体的损害。

9、进一步地，所述稳定剂具有如下所示结构：

10、

11、其中，m＝8-15，n＝5-10。

12、稳定剂中含有大量羧基和胺基，可以通过多个官能团吸附和螯合金属离子，减缓金属离子对过氧化氢的催化分解；并且可以在水溶液中膨胀，产生胶束进而吸附金属离子，进一步减缓金属离子对过氧化氢的催化分解。

13、进一步地，所述稳定剂的制备包括以下步骤：

14、(1)在反应器中，加入马来酸二胺和水，搅拌至完全溶解后，加热至85-95℃持续搅拌30-50分钟；

15、(2)将富马酸和引发剂配置为水溶液，匀速滴加到步骤(1)的反应器中，滴加时间为60-90分钟，恒温60-70℃反应3-4小时，反应结束后冷却至室温，沉淀、过滤、洗涤、干燥即可制得所述稳定剂。

16、进一步地，所述引发剂选自过硫酸铵或过硫酸钾中的一种。

17、进一步地，所述马来酸二胺和富马酸的摩尔比为(10-20)：(5-10)。

18、进一步地，所述酸选自硫酸或磷酸中的一种。

19、进一步地，所述缓蚀剂选自5-甲基苯并三氮唑、1-羟基苯并三氮唑、羧基苯并三氮唑、1-甲基咪唑、2-苯基咪唑、11-烷基咪唑、17-烷基咪唑、18-烷基咪唑中的一种或多种。

20、抛光剂中含有稳定剂和缓蚀剂，稳定剂中含有大量的羧酸基团，可以缓冲体系中的ph值；缓蚀剂可以吸附于金属表面，延缓抛光速率，控制缓蚀剂和稳定剂的含量可以使抛光速度平缓，易于控制。

21、进一步地，所述表面活性剂为聚氧乙烯烷基醇酰胺和琥珀酸酯磺酸盐的混合物。

22、进一步地，所述聚氧乙烯烷基醇酰胺和琥珀酸酯磺酸盐的质量比为3-4：1。

23、抛光剂中含有表面活性剂，通过非离子型表面活性剂聚氧乙烯烷基醇酰胺和阴离子型表面活性剂琥珀酸酯磺酸盐的复配使用，其中聚氧乙烯烷基醇酰胺中含有酰胺基和醇羧基，与金属具有较强的亲和力，并且溶于水后，可以使水增稠，具有泡沫稳定能力，与琥珀酸酯磺酸盐复配使用后可以使抛光剂均匀分布于金属表面，并填充于金属表面的凹痕、损伤和不平整的部分，从而提高金属的平整度和光亮度。

24、上述任意一项所述的光亮化学抛光剂的制备方法，包括以下步骤：

25、(1)称取双氧水和稳定剂加入到反应器中；

26、(2)称取酸、表面活性剂和缓蚀剂加入到水中混合均匀后，加入到步骤(1)的反应器中，20-25℃搅拌20-30分钟制得所述光亮化学抛光剂。

27、本发明提供的光亮化学抛光剂通过各组分的选择和搭配使用，具有无环境污染、反应平缓，金属损耗少并且光亮性和平整性优异的效果。

28、有益效果：

29、(1)本发明提供的光亮化学抛光剂通过双氧水和酸的组合对金属表面进行抛光处理，其中酸的选择不包含硝酸、铬酸或氰化物，仍具有优异的清洁、光亮和平整能力，杜绝了污染性强的氮氧化物的生成，减少了对环境的污染和对人体的损害。

30、(2)本发明提供的光亮化学抛光剂中添加稳定剂，稳定剂中含有大量羧基和胺基，在碱性环境下可以通过多个官能团吸附和螯合金属离子，减缓金属离子对过氧化氢的催化分解；并且可以在水溶液中膨胀，产生胶束进而吸附金属离子，进一步减缓金属离子对过氧化氢的催化分解。

31、(3)本发明提供的光亮化学抛光剂中添加稳定剂和缓蚀剂，稳定剂中含有大量的羧酸基团，可以缓冲体系中的ph值；缓蚀剂可以吸附于金属表面，延缓抛光速率，控制缓蚀剂和稳定剂的含量可以使抛光速度平缓，易于控制。

32、(4)本发明提供的光亮化学抛光剂添加表面活性剂，通过非离子型表面活性剂聚氧乙烯烷基醇酰胺和阴离子型表面活性剂琥珀酸酯磺酸盐的复配使用，聚氧乙烯烷基醇酰胺中含有酰胺键合醇羧基，与金属具有较强的亲和力，并且溶于水后，可以使水增稠，具有泡沫稳定能力，与琥珀酸酯磺酸盐复配使用后可以修复金属表面的凹痕、损伤和不平整的部分，从而提高金属的平整度和光亮度。

33、(5)本发明提供的光亮化学抛光剂通过各组分的选择和搭配使用，具有无环境污染、反应平缓，金属损耗少并且光亮性和平整性优异的效果。