本發明涉及金屬表面處理領域，尤其涉及一種鋁材無煙拋光液。
背景技術：
：目前市面上常用的鋁材拋光液是采用硝酸、磷酸和硫酸三酸為主要原料的拋光液，三酸拋光液具有如工藝簡單、處理后鋁材亮度高等優點，但其也存在以下缺點：1）產生黃煙，該黃煙主要為有毒的氮氧化物，污染環境，有損人體健康；2）拋光液長時間滴掛會產生流痕，造成殘留在鋁材上的拋光液對鋁材的腐蝕。針對鋁材三酸化學拋光表面處理過程中產生大量黃煙的問題，已經有眾多本領域研究人員對此進行研究，并且發現在拋光液中加入nh4+可以抑制產生黃煙，但大量使用nh4+會消耗拋光液中的自由磷酸，同時拋光效果大打折扣。此外，除了三酸拋光技術外，研究人員開始將目光投注到不含硝酸的“兩酸”化學拋光技術。如中國專利cn103498185b公開了一種低溫拋光液，以氫氟酸和磷酸為“兩酸”進行鋁材表面拋光液。然而該技術的拋光亮度不足，無法達到傳統“三酸”拋光工藝的亮度要求。技術實現要素：本發明所要解決的技術問題在于，提供一種鋁材無煙拋光液，基本能達到傳統“三酸”拋光液的拋光效果，并且完成不產生黃煙，長時間滴掛無流痕。為了解決上述技術問題，本發明提供了一種鋁材無煙拋光液，包括以下按重量百分百計的原料制成：磷酸55-65%；硫酸12-20%；鋁鹽1-3%；水10-15%；添加劑3-10%。所述添加劑包括按重量百分百計的原料：山梨醇15-25%；十二烷基苯磺酸鈉8-12%；聚乙二醇2-8%；三聚磷酸鈉8-12%；五水硫酸銅3-10%；水45-60%。作為上述鋁材無煙拋光液的優選方案，包括以下按重量百分百計的原料制成：磷酸50-65%；硫酸15-20%；鋁鹽1-3%；水10-15%；添加劑3-10%。所述添加劑包括按重量百分百計的原料：山梨醇15-20%；十二烷基苯磺酸鈉8-12%；聚乙二醇2-6%；三聚磷酸鈉8-10%；五水硫酸銅3-8%;水48-55%。作為上述鋁材無煙拋光液的優選方案，所述磷酸為質量濃度為85%的磷酸。作為上述鋁材無煙拋光液的優選方案，所述鋁材無煙拋光液在使用時需實時監控磷酸和添加劑的濃度，當低于磷酸和添加劑濃度范圍，按磷酸：添加劑=5：1的配比添加至鋁材無煙拋光液。作為上述鋁材無煙拋光液的優選方案，所述鋁材無煙拋光液的使用溫度為90-110℃，處理時間為1-5分鐘。作為上述鋁材無煙拋光液的優選方案，所述鋁鹽為金屬鋁與磷酸或硫酸形成的。作為上述鋁材無煙拋光液的優選方案，所述鋁鹽通過加入舊槽液獲得。實施本發明，具有如下有益效果：本發明所述鋁材無煙化學拋光液不含有硝酸，所以不會產生黃煙，克服現有“三酸”拋光液產生有毒氮氧化物的問題。同時，通過山梨醇與聚乙二醇的配合，可實現平滑鋁材表面的目的，從而克服現有“二酸”拋光液鏡面效果不佳的問題。另外，本發明所述拋光液添加五水硫酸銅還可以提高鋁材的亮度，添加三聚磷酸鈉作為緩蝕劑，避免在長時間滴掛后在鋁材表面形成流痕。具體實施方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本發明作進一步地詳細描述?，F有“三酸”拋光液的硝酸在拋光處理過程中分解成二氧化氮、一氧化氮等氮氧化物，這些氮氧化物具有毒性，人接觸濃度為150mg/m3以上的二氧化氮3-24h后，出現呼吸道癥狀，如咳嗽、發熱、氣急等，痰中帶血絲、極度虛弱、惡心和頭痛。為了減少黃煙的產生，現有部分“三酸”拋光液加入煙霧抑制劑，可起到一定抑制硝酸分解產生氮氧化物，但是仍然產生黃煙，且其拋光效果不如傳統的“三酸”拋光液。而現有“二酸”拋光液采用硫酸和磷酸主要成分，其拋光效果明顯不如“三酸”拋光液的拋光效果。為此，本發明提供一種鋁材無煙拋光液，既要解決“三酸”拋光液產生有毒的氮氧化物氣體，還要解決“二酸”拋光液拋光效果不佳的問題。本發明所述鋁材無煙拋光液，包括以下按重量百分百計的原料制成：磷酸55-65%；硫酸12-20%；鋁鹽1-3%；水10-15%；；添加劑3-10%。所述添加劑包括按重量百分百計的原料：山梨醇15-25%；十二烷基苯磺酸鈉8-12%；聚乙二醇2-8%；三聚磷酸鈉8-12%；五水硫酸銅3-10%；水45-60%。其中，所述磷酸為質量濃度為85%的磷酸。所述鋁鹽的來源為金屬鋁與磷酸或硫酸形成的或通過加入舊槽液獲得。從上述鋁材無煙拋光液組成可知，本發明的配方中不含有硝酸，僅含有磷酸和硫酸，因此不會產生黃煙。而為了彌補“二酸”拋光液的拋光效果不佳的缺陷，本發明在原來配方的基礎上加入添加劑，可使鋁材經本發明所述拋光液處理后具有較佳的鏡面效果，亮度高，長時間滴掛無流痕?；瘜W拋光是靠化學試劑對樣品表面凹凸不平區域的選擇性溶解作用消除磨痕、浸蝕整平的一種方法。是為提高金屬制件表面光潔度而將其浸入酸性或堿性溶液中進行化學處理的方法?；瘜W拋光可以靠化學拋光液的自發化學反應，在不借助電力和人力的條件下，自動把待拋光的工件提高表面光潔度，可以達到鏡面效果。在化學拋光過程中，金屬零件表面不斷形成鈍化氧化膜和氧化膜不斷溶解，且前者要強于后者。由于零件表面微觀的不一致性，表面微觀凸起部位優先溶解，且溶解速率大于凹下部位的溶解速率；而且膜的溶解和膜的形成始終同時進行，只是其速率有差異，結果使金屬零件表面粗糙度得以整平，從而獲得平滑光亮的表面?；瘜W拋光可以填充表面毛孔、劃痕以及其它表面缺陷，從而提高疲勞阻力、腐蝕阻力。本發明中磷酸與硫酸的共同作用下使得鋁材表面凸起位置溶解速率大于凹下部位的溶解速率。添加劑具有與鋁、鎂、鐵等金屬離子結合能力，使得凸起部位的溶解速度加快，而凹下部位由于形狀的關系其溶解速度幾乎不變，當凸起部位溶解使其表面高度不斷下降，直至與凹下部位表面高度相差無幾時，溶解速度相同，從而實現平滑鋁材表面的作用，在不添加硝酸的情況下，達到較佳鏡面效果。山梨醇不僅是表面活性劑，能大大降低溶液的表面張力，改善拋光液的清洗能力和溶液穩定性；而且還是螯合劑，能鋁、鎂、鐵等金屬離子迅速形成螯合物，加快凸起部位的溶解速度，增強拋光液的拋光作用。聚乙二醇與山梨醇配合使用能增強山梨醇的螯合作用，本發明人發現其拋光效果遠遠優于單獨使用山梨醇的效果。具體詳見下表實驗一的實驗結果：實驗一：按表中試樣1-3的配方配制拋光液，將鋁材分別投入試樣1-3的拋光液中，保持拋光液在90-110℃下浸泡3分鐘，取出鋁材滴掛20秒，清洗，干燥，得到經試樣1-3處理后的兩個鋁材樣品，測試兩個鋁材樣品表面反射率。表1實驗一試樣1、試樣2和試樣3的拋光液配方和鋁材測試結果從表1中可知，試樣1為本發明所述拋光液的其中一個特例；試樣2為在試樣1的基礎上不添加聚乙二醇；試樣3為在試樣1的基礎上不添加山梨醇；試樣4為在試樣1的基礎上不添加山梨醇和聚乙二醇。實驗結果顯示，試樣3與試樣1相比，試樣3的拋光液中沒有添加山梨醇，鋁材表面的反射率從107.36%降低至93.51%，山梨醇的作用顯然對鋁材的鏡面效果有積極作用。試樣2與試樣1相比，聚乙二醇也具有平滑鋁材表面的作用，但當山梨醇與聚乙二醇配合使用時，即試樣1拋光液的拋光效果最佳。需要說明的是，十二烷基苯磺酸鈉作為一種陰離子表面活性劑，具有良好的表面活性，親水性較強，有效降低油-水界面的張力。現有技術的拋光液中采用鋅離子來提高鋁材的亮度，但實踐發現，清洗干燥后容易出現光亮斑。為此本發明經過反復試驗，改為采用五水硫酸銅加入到拋光液中，鋁材表面亮度明顯提高且不會出現光亮斑。三聚磷酸鈉在本發明的拋光液中充當緩蝕劑，可使鋁材在滴掛除去拋光液時防止殘留在鋁材表面的拋光液繼續腐蝕鋁材，從而避免在長時間滴掛后在鋁材表面形成流痕。本發明所述拋光液的使用方法：將鋁材置于拋光液中，在90-110℃溫度條件下，浸泡1-5分鐘，取出鋁材滴掛20-30秒，清洗，干燥即可。所述鋁材無煙拋光液在使用過程中，會消耗磷酸、硫酸和添加劑，改變拋光液的濃度，從而影響拋光效果，為此使用過程中需實時監控磷酸和添加劑的濃度，當低于磷酸和添加劑濃度范圍，按磷酸：添加劑=5：1的配比添加至鋁材無煙拋光液。所述磷酸和添加劑濃度范圍為初始拋光液濃度比。下面通過具體實施例進一步說明：實施例1拋光液按重量百分百計的原料配制而成：58%磷酸，18%硫酸，2%鋁鹽，，1.5%山梨醇，0.8%十二烷基苯磺酸鈉，0.4%聚乙二醇，0.6%三聚磷酸鈉，0.4%五水硫酸銅，余量為水。將鋁材至于拋光液中，在90-110℃溫度條件下，浸泡1-5分鐘，取出鋁材滴掛20-30秒，清洗，干燥。觀察是否有煙產生，以及鋁表面是否有流痕和光亮斑。實施例2拋光液按重量百分百計的原料配制而成：60%磷酸，19%硫酸，3%鋁鹽，1.8%山梨醇，1%十二烷基苯磺酸鈉，0.3%聚乙二醇，0.4%三聚磷酸鈉，0.6%五水硫酸銅，余量為水。將鋁材至于拋光液中，在90-110℃溫度條件下，浸泡1-5分鐘，取出鋁材滴掛20-30秒，清洗，干燥。觀察是否有煙產生，以及鋁表面是否有流痕和光亮斑。實施例3拋光液按重量百分百計的原料配制而成：62%磷酸，16%硫酸，3%鋁鹽，1.2%山梨醇，0.9%十二烷基苯磺酸鈉，0.5%聚乙二醇，0.8%三聚磷酸鈉，0.5%五水硫酸銅，余量為水。將鋁材至于拋光液中，在90-110℃溫度條件下，浸泡1-5分鐘，取出鋁材滴掛20-30秒，清洗，干燥。觀察是否有煙產生，以及鋁表面是否有流痕和光亮斑。實施例4拋光液按重量百分百計的原料配制而成：65%磷酸，18%硫酸，2%鋁鹽，1%山梨醇，0.7%十二烷基苯磺酸鈉，0.2%聚乙二醇，0.2%三聚磷酸鈉，0.2%五水硫酸銅，余量為水。將鋁材至于拋光液中，在90-110℃溫度條件下，浸泡1-5分鐘，取出鋁材滴掛20-30秒，清洗，干燥。觀察是否有煙產生，以及鋁表面是否有流痕和光亮斑。實驗二：對實施例1-5拋光液與現有傳統“三酸”拋光液對鋁材表面是否有流痕和光亮斑，以及是否產生黃煙進行對比，實驗結果如下表。實驗項目有無流痕有無光亮斑是否產生黃煙實施例1無無否實施例2無無否實施例3無無否實施例4無無否“三酸”拋光液少量無是綜上所述，本發明所述鋁材無煙化學拋光液不含有硝酸，所以不會產生黃煙，克服現有“三酸”拋光液產生有毒氮氧化物的問題。同時，通過山梨醇與聚乙二醇的配合，可實現平滑鋁材表面的目的，從而克服現有“二酸”拋光液鏡面效果不佳的問題。另外，本發明所述拋光液添加五水硫酸銅還可以提高鋁材的亮度，添加三聚磷酸鈉作為緩蝕劑，避免在長時間滴掛后在鋁材表面形成流痕。以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明的保護范圍。當前第1頁12