技术领域
[0001] 本发属于金属
表面处理技术领域,具体涉及一种金属抛光剂的制备方法。
背景技术
[0002] 金属表面处理的处理方法手段多种多样,如电
镀、
电泳、化学处理、表面抛光等。而金属制品在使用过程中,由于空气中
氧化、潮湿或
接触化学物质及
腐蚀性气体等原因,造成金属制品表面锈蚀,附着脏物油污状况,为了增加金属制品表面光洁度,常常需要对金属制品进行表面抛光处理。在抛光处理过程中常添加抛光剂,以提高金属零部件的光
亮度,并清洁金属表面,抛光是一种打磨作用。抛光剂“撕”去表
面层,下面一层在瞬间内保持它的流动性,并且在
凝固之前,由于表面张
力的作用而变得平滑,也有认为抛光是一种面表面
张力效应,在抛光过程中,出于摩擦而产生的热,能使表面
软化熔融,所以不是简单的机械打磨。在抛光时金属表面层被熔融,但由于衬底金属有高的热导率,表面层又迅速地凝固成非晶态,在凝固之前,由于表面张力和抛光剂的
摩擦力作用而变得平滑。
[0003] 传统的抛光剂是将金属制品在三酸(
磷酸-
硫酸-
硝酸)溶液中抛光,也可由脂肪醇聚氧乙烯醚、
葡萄糖酸钠、
氨基三乙酸二钠、月桂酸二
乙醇酰胺、亚硝酸钠、
二氧化硅等配制而成,从而得到增亮整平的效果。但是目前金属抛光常用的是
二氧化硅抛光,虽然可以得到较好的表面效果,但抛光时间长,并且过长的抛光容易导致金属表面产生腐蚀
缺陷。因此,生产出一种腐蚀性更低的金属抛光剂具有很大的市场需求。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题:针对目前金属抛光常用的是二氧化硅抛光,虽然可以得到较好的表面效果,但抛光时间长,并且过长的抛光容易导致金属表面产生腐蚀缺陷的问题,提供一种金属抛光剂。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明采用如下所述的技术方案是:一种金属抛光剂,按
质量份数计包括如下组分,30 50份金属表面成膜剂、6 10份氨基~ ~
硅油、3 6份二乙醇胺、4 8份三聚磷酸钠、4 9份
水玻璃,其特征在于,还包括70 90份抛光物~ ~ ~ ~
料、20 30份
表面活性剂;
~
所述抛光物料的制备方法,包括如下步骤:
(1)取
丙烯酸甲酯按质量比1:12加入去离子水,升温至50 60℃,再加入丙烯酸甲酯质~
量20 25%的过硫酸铵,于300r/min、60 70℃搅拌混合,冷却至室温,得冷却物;
~ ~
(2)取冷却物按质量比1:50加入去离子水,于200W超声15 20min,得超声物,取超声物~
按质量比100:1:40加入硝酸铈、六亚甲基四胺混合,于70 75℃搅拌混合,离心,取沉淀经蒸~
馏水洗涤干燥,即得抛光物料;
所述表面活性剂的制备方法,包括如下步骤:
A.取异佛尔
酮二异氰酸酯,升温至40 50℃搅拌混合,再加入异佛尔酮二异氰酸酯质量~
70 80%的月桂醇聚氧乙烯醚-3,于40 50℃搅拌混合,得搅拌混合物,取搅拌混合物按质量~ ~
比80:1加入二月桂酸二丁基
锡,于50 60℃保温,得混合物;
~
B.取混合物按质量比1:8加入环己烷搅拌混合,得混合物A,取混合物A按质量比3:5滴入聚乙二醇-400,控制滴入时间2 5min,于60 65℃搅拌混合,减压蒸馏,得减压蒸馏物,取~ ~
减压蒸馏物按质量比1:1加入异佛尔酮二异氰酸酯,于65 70℃搅拌混合1 2h,得基体物,取~ ~
基体物按质量比2:1加入脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠,即得表面活性剂。
[0006] 所述金属表面成膜剂的制备方法,包括如下步骤:a.取
硅酸盐玻璃按质量比1:8加入氢氧化钠溶液,于70 80℃搅拌混合,得搅拌混合物~
A,取搅拌混合物A按质量比4:3加入溴化锂水溶液,搅拌混合,得
混合液;
b.取1,2-(甲基二乙氧基硅基)乙烷按质量比1:10加入乙醇,调节pH至3 3.5,于55 60~ ~
℃搅拌混合,冷却至室温,得冷却物A,取冷却物A按质量比1:4:4加入混合液、去离子水混合,即得金属表面成膜剂。
[0007] 本发明与其他方法相比,有益技术效果是:(1)本发明以甲基丙烯酸甲酯为原料,加入过
硫酸钾为引发剂,通过采用无皂乳液聚合的方法合成了单分散微球,再以硝酸铈为铈源、六亚甲基四胺为缓释沉淀剂,实现了二氧化铈的纳米颗粒在甲基丙烯酸甲酯
内核表面的均匀包覆,
抛光液中的水分子在衬底表面的扩散,将
薄膜表层-O键转变成具有键能相对较低的-OH键,在衬底表层形成腐蚀软质层,最终使得热氧化金属的表面硬度和化学耐久性降低,随后再通过
磨料和
抛光垫的机械磨损作用将水合层去除,在化学腐蚀与机械磨损的循环交替作用下,最终获得超光滑无损的金属抛光表面;
(2)本发明以月桂醇聚氧乙烯醚、异佛尔酮二异氰酸酯和聚乙二醇-400为原料,通过亲核加成反应制备了一种具有疏水基和亲水基的表面活性剂,再加入阴离子型表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠,在水中的电离使得胶粒均带上负电荷,依据同种电荷相互排斥的机理,使得金属抛光剂形成均匀稳定的分散介质体系, 可
吸附在溶液表面而形成定向吸附层,以分子间作用力较弱的疏水基替代分子间作用力较强的水分子,使空气和溶液的接触面积减少,从而使溶液的表面张力急剧下降,在抛光过程中,表面活性剂先渗入到金属表面与抛光液间的缝隙中,附着并迅速铺展在金属表面,加快了抛光过程的质量传递和热传递,迅速将反应产物带离表面,不会造成局部反应产物滞留或
温度过高而引起的抛光速率不均匀,另外,金属表面凹处的
动能小,表面活性剂优先吸附在凹处,阻碍了反应产物向界面扩散,从而减弱了凹处的质量传递作用,使凹处的抛光速率慢,而凸处的动能大,受到各个方向力的作用,抛光速率快,由此可获得凹凸速率差,最终实现平坦化;
(3)本发明将硅酸盐玻璃经氢氧化钠溶液处理,溶出二氧化硅,同时与溴化锂溶液进行复配,在金属表面抛光时,产生大量得表面能,温度极具升高,一部分抛光碎片在高温高浓度溴化锂溶液中能够发生膜状腐蚀生成的金属氧化物,另一部分为溶液中加入微溶的无机硅,边腐蚀边沉积,使得无机硅网状结构与金属腐蚀产物在高温
碱性溶液中脱水缩合,同时沉积到硅网状结构,且两部分并非独立存在,无机硅在热碱中溶解并通过脱水缩合反应与金属氧化物及金属基体发生键合键连在表面,脱水缩合形成的-Si-O-Fe、-Si-Fe键,使得膜层较致密且结合力增强,同时加入1,2-(甲基二乙氧基硅基)乙烷对抛光表面进行改性,-CH2-CH2 和少量的-CH3等疏水基团富集在金属抛光表面薄膜表层,提高了金属表面疏水性能,提高了后续金属表面的防腐蚀,对金属形成保护。
具体实施方式
[0008] 抛光物料的制备方法,包括如下步骤:(1)取丙烯酸甲酯按质量比1:12加入去离子水,升温至50 60℃,再加入丙烯酸甲酯质~
量20 25%的过硫酸铵,于300r/min、60 70℃搅拌混合4 6h,冷却至室温,得冷却物;
~ ~ ~
(2)取冷却物按质量比1:50加入去离子水,于200W超声15 20min,得超声物,取超声物~
按质量比100:1:40加入硝酸铈、六亚甲基四胺混合,于70 75℃搅拌混合1 2h,离心,取沉淀~ ~
经蒸馏水洗涤干燥,即得抛光物料。
[0009] 表面活性剂:A.取异佛尔酮二异氰酸酯,升温至40 50℃搅拌混合30 40min,再加~ ~入异佛尔酮二异氰酸酯质量70 80%的月桂醇聚氧乙烯醚-3,于40 50℃搅拌混合1 2h,得搅~ ~ ~
拌混合物,取搅拌混合物按质量比80:1加入二月桂酸二丁基锡,于50 60℃保温1 2h,得混~ ~
合物;
B.取混合物按质量比1:8加入环己烷,搅拌混合20 30min,得混合物A,取混合物A按质~
量比3:5滴入聚乙二醇-400,控制滴入时间2 5min,于60 65℃搅拌混合2 3h,减压蒸馏,得~ ~ ~
减压蒸馏物,取减压蒸馏物按质量比1:1加入异佛尔酮二异氰酸酯,于65 70℃搅拌混合1~ ~
2h,得基体物,取基体物按质量比2:1加入脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠,即得表面活性剂。
[0010] 金属表面成膜剂:a.取硅酸盐玻璃按质量比1:8加入质量分数为60%的氢氧化钠溶液,于70 80℃搅拌混合25 30min,得搅拌混合物A,取搅拌混合物A按质量比4:3加入质量分~ ~数为60%的溴化锂水溶液,搅拌混合1 2h,得混合液;
~
b.取1,2-(甲基二乙氧基硅基)乙烷按质量比1:10加入质量分数为80%的乙醇,调节pH至3 3.5,于55 60℃搅拌混合5 7h,冷却至室温,得冷却物A,取冷却物A按质量比1:4:4加入~ ~ ~
混合液、去离子水混合,即得金属表面成膜剂。
[0011] 一种金属抛光剂,按质量份数计,包括70 90份抛光物料、20 30份表面活性剂、30~ ~ ~50份金属表面成膜剂、6 10份氨基硅油、3 6份二乙醇胺、4 8份三聚磷酸钠、4 9份水玻璃混~ ~ ~ ~
合,即得。
[0012] 取丙烯酸甲酯按质量比1:12加入去离子水,升温至50℃,再加入丙烯酸甲酯质量20%的过硫酸铵,于300r/min、60℃搅拌混合4h,冷却至室温,得冷却物;
(1)取冷却物按质量比1:50加入去离子水,于200W超声15min,得超声物,取超声物按质量比100:1:40加入硝酸铈、六亚甲基四胺混合,于70℃搅拌混合1h,离心,取沉淀经蒸馏水洗涤干燥,即得抛光物料。
[0013] 表面活性剂:A.取异佛尔酮二异氰酸酯,升温至40℃搅拌混合30min,再加入异佛尔酮二异氰酸酯质量70%的月桂醇聚氧乙烯醚-3,于40℃搅拌混合1h,得搅拌混合物,取搅拌混合物按质量比80:1加入二月桂酸二丁基锡,于50℃保温1h,得混合物;B.取混合物按质量比1:8加入环己烷,搅拌混合20min,得混合物A,取混合物A按质量比
3:5滴入聚乙二醇-400,控制滴入时间2min,于60℃搅拌混合2h,减压蒸馏,得减压蒸馏物,取减压蒸馏物按质量比1:1加入异佛尔酮二异氰酸酯,于65℃搅拌混合1h,得基体物,取基体物按质量比2:1加入脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠,即得表面活性剂。
[0014] 金属表面成膜剂:a.取硅酸盐玻璃按质量比1:8加入质量分数为60%的氢氧化钠溶液,于70℃搅拌混合25min,得搅拌混合物A,取搅拌混合物A按质量比4:3加入质量分数为60%的溴化锂水溶液,搅拌混合1h,得混合液;
b.取1,2-(甲基二乙氧基硅基)乙烷按质量比1:10加入质量分数为80%的乙醇,调节pH至3,于55℃搅拌混合5h,冷却至室温,得冷却物A,取冷却物A按质量比1:4:4加入混合液、去离子水混合,即得金属表面成膜剂。
[0015] 一种金属抛光剂,按质量份数计,包括70份抛光物料、20份表面活性剂、30份金属表面成膜剂、6份氨基硅油、3份二乙醇胺、4份三聚磷酸钠、4份水玻璃混合,即得。
[0016] 取丙烯酸甲酯按质量比1:12加入去离子水,升温至60℃,再加入丙烯酸甲酯质量25%的过硫酸铵,于300r/min、70℃搅拌混合6h,冷却至室温,得冷却物;
(1)取冷却物按质量比1:50加入去离子水,于200W超声20min,得超声物,取超声物按质量比100:1:40加入硝酸铈、六亚甲基四胺混合,于75℃搅拌混合2h,离心,取沉淀经蒸馏水洗涤干燥,即得抛光物料。
[0017] 表面活性剂:A.取异佛尔酮二异氰酸酯,升温至50℃搅拌混合40min,再加入异佛尔酮二异氰酸酯质量80%的月桂醇聚氧乙烯醚-3,于50℃搅拌混合2h,得搅拌混合物,取搅拌混合物按质量比80:1加入二月桂酸二丁基锡,于60℃保温2h,得混合物;B.取混合物按质量比1:8加入环己烷,搅拌混合30min,得混合物A,取混合物A按质量比
3:5滴入聚乙二醇-400,控制滴入时间5min,于65℃搅拌混合3h,减压蒸馏,得减压蒸馏物,取减压蒸馏物按质量比1:1加入异佛尔酮二异氰酸酯,于70℃搅拌混合2h,得基体物,取基体物按质量比2:1加入脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠,即得表面活性剂。
[0018] 金属表面成膜剂:a.取硅酸盐玻璃按质量比1:8加入质量分数为60%的氢氧化钠溶液,于80℃搅拌混合30min,得搅拌混合物A,取搅拌混合物A按质量比4:3加入质量分数为60%的溴化锂水溶液,搅拌混合2h,得混合液;
b.取1,2-(甲基二乙氧基硅基)乙烷按质量比1:10加入质量分数为80%的乙醇,调节pH至3.5,于60℃搅拌混合7h,冷却至室温,得冷却物A,取冷却物A按质量比1:4:4加入混合液、去离子水混合,即得金属表面成膜剂。
[0019] 一种金属抛光剂,按质量份数计,包括90份抛光物料、30份表面活性剂、50份金属表面成膜剂、10份氨基硅油、6份二乙醇胺、8份三聚磷酸钠、9份水玻璃混合,即得。
[0020] 取丙烯酸甲酯按质量比1:12加入去离子水,升温至55℃,再加入丙烯酸甲酯质量23%的过硫酸铵,于300r/min、65℃搅拌混合5h,冷却至室温,得冷却物;
(1)取冷却物按质量比1:50加入去离子水,于200W超声18min,得超声物,取超声物按质量比100:1:40加入硝酸铈、六亚甲基四胺混合,于73℃搅拌混合1h,离心,取沉淀经蒸馏水洗涤干燥,即得抛光物料。
[0021] 表面活性剂:A.取异佛尔酮二异氰酸酯,升温至45℃搅拌混合35min,再加入异佛尔酮二异氰酸酯质量75%的月桂醇聚氧乙烯醚-3,于45℃搅拌混合2h,得搅拌混合物,取搅拌混合物按质量比80:1加入二月桂酸二丁基锡,于55℃保温1h,得混合物;B.取混合物按质量比1:8加入环己烷,搅拌混合25min,得混合物A,取混合物A按质量比
3:5滴入聚乙二醇-400,控制滴入时间3min,于63℃搅拌混合2h,减压蒸馏,得减压蒸馏物,取减压蒸馏物按质量比1:1加入异佛尔酮二异氰酸酯,于68℃搅拌混合1h,得基体物,取基体物按质量比2:1加入脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠,即得表面活性剂。
[0022] 金属表面成膜剂:a.取硅酸盐玻璃按质量比1:8加入质量分数为60%的氢氧化钠溶液,于75℃搅拌混合28min,得搅拌混合物A,取搅拌混合物A按质量比4:3加入质量分数为60%的溴化锂水溶液,搅拌混合2h,得混合液;
b.取1,2-(甲基二乙氧基硅基)乙烷按质量比1:10加入质量分数为80%的乙醇,调节pH至3,于58℃搅拌混合6h,冷却至室温,得冷却物A,取冷却物A按质量比1:4:4加入混合液、去离子水混合,即得金属表面成膜剂。
[0023] 一种金属抛光剂,按质量份数计,包括80份抛光物料、25份表面活性剂、40份金属表面成膜剂、8份氨基硅油、5份二乙醇胺、6份三聚磷酸钠、6份水玻璃混合,即得。
[0024] 对比例1::与
实施例2的制备方法基本相同,唯有不同的是缺少抛光物料。
[0025] 对比例2:与实施例2的制备方法基本相同,唯有不同的是缺少表面活性剂。
[0026] 对比例3:东莞市某公司生产的金属抛光剂分别用实施例1、2、3制备的金属抛光剂与市场中的金属抛光剂加水稀释40倍,制得稀释后的金属抛光剂,而后将
铁块分别置于上述稀释后的金属抛光剂中浸泡15min后取出,检测铁块表面的光泽度及腐蚀度等基本性能进行比较,得到的结果如表1所示。
[0027] 表1:测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3
抛光后表面光滑度 光滑 光滑 光滑 光滑 基本光滑 光滑
腐蚀情况 无 无 无 无 无 轻度腐蚀
光泽度 86% 88% 87% 60% 80% 50%
清洁度 表面清洁 表面清洁 表面清洁 表面清洁 基本清洁 清洁度差
从以上试验结果可以看出,本发明提供的金属抛光剂能够很好地进行金属表面的抛光, 同时抛光后金属表面光滑,光泽度较高,无腐蚀情况,优于现有产品技术,值得大力推广使用。