一种铝及铝合金除膜剂及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种铝及铝合金除膜剂，该铝及铝合金除膜剂包括复合酸200～600g/L、复合氧化剂30～150g/L、硅剥离剂2～20g/L、缓蚀剂0.1～20g/L、稳定剂0.1～50g/L、除灰膜剂0.1～50g/L和水；其中，复合酸选自硫酸、氨基磺酸、氟硼酸以及氯酸中的至少两种，复合氧化剂选自双氧水、过硫酸盐、过硼酸盐以及过碳酸盐中的至少两种。上述铝及铝合金除膜剂在保证铝及铝合金表面的除膜效果的前提下，降低了铝及铝合金电镀后工业废气、废水的处理难度。

【技术实现步骤摘要】
一种铝及铝合金除膜剂及其应用
本专利技术涉及电镀
，特别涉及铝及铝合金除膜剂、铝及铝合金的除膜方法以及铝及铝合金电镀方法。
技术介绍
铝及铝合金具有较高的机械强度和较高的延展性，易加工、比强度高、质量轻等优点，大量应用于建筑、五金、电子、汽车、船舶、飞机、航天航空等领域。铝及铝合金的电镀是通过电化学的方法在固体表面上沉积一层薄层金属或合金的过程。因为铝的电负性很强，对氧亲和力强，较易形成氧化膜，且铝为两性金属，在酸碱中均不稳定，另外，铝的膨胀系数较大，容易使镀层脱落，因此铝及铝合金属于难镀金属。在铝及铝合金的电镀工艺种，除膜是一个必不可少的工序，除膜的质量的好坏直接影响电镀的质量。一般地，采用硝酸、磷酸、氢氟酸及硫酸等强酸混合进行酸处理。该方法中采用的硝酸、磷酸、氢氟酸等混合酸会对空气和水体造成严重污染。硝酸处理铝合金后产生NOX的气体(俗称黄烟)和HF气体，不仅对环境、设备造成腐蚀危害，而且还对操作工人身体健康造成损害。另外，高浓度的硝酸根、磷酸根、氟离子等废液对人体有致癌的危害，且磷酸根离子的大量排放会造成水体富养，因此必须对工业废水进行严格处理，但该工业废水的处理及其困难。磷酸根和氟离子需要大量的石灰沉淀，造价较高；硝酸根离子只能采用生物脱氮、离子交换、硝酸盐浓缩回收、反渗透等方法进行处理。其中，生物脱氮法需要较大的废水处理场所来净化水体；离子交换、硝酸盐浓缩回收、反渗透等的废水处理成本令大部分企业望而生畏。
技术实现思路
基于此，有必要针对如何在保证铝及铝合金表面的除膜效果的前提下，降低铝及铝合金电镀后工业废气、废水的处理难度问题，提供一种铝及铝合金除膜剂及其应用。一种铝及铝合金除膜剂，由以下组分组成：所述复合酸选自硫酸、氨基磺酸、氟硼酸以及氯酸中的至少两种；所述复合氧化剂选自双氧水、过硫酸盐、过硼酸盐以及过碳酸盐中的至少两种。在铝及铝合金的锻造过程中会引入如：硅、碳、铁、铜、锌、锰等杂质，这些杂质在铝的表面形成一层膜，且由于硅、碳等不导电，在电镀的过程中，若不将其去除，会导致金属表面电荷不均匀，从而使得镀层不均匀，影响电镀的质量。上述除膜剂中的复合酸可以有效溶解铜、锰、铁、锌等杂质；硅剥离剂可以剥离外表的硅杂质；复合氧化剂可以有效的去除裸露的碳杂质，另外，复合氧化剂可以将铝和铝合金的表面氧化，形成一层氧化膜，防止金属内部被复合酸溶解，有利于后续电镀的进行。另外，硅剥离剂可以加速硅的溶解；缓蚀剂可以减缓铝或铝合金的点蚀，增加铝或铝合金表面的光洁度；稳定剂可以与金属离子络合，从而防止金属离子与复合氧化剂接触，进而减缓复合氧化剂的分解；除灰膜剂可以与金属离子络合，并可以附着在待镀金属表面，防止金属离子在待镀金属表面发生置换反应，增加铝合金光洁度。因此该除膜剂可以达到很好的除膜效果。另外，该除膜剂的复合酸包括：硫酸、氨基磺酸、氟硼酸以及氯酸中的至少两种。摈弃了磷酸、硝酸、氢氟酸的使用，使工业废水处理简单化。在其中一个实施例中，所述的铝及铝合金除膜剂，由以下组分组成：在其中一个实施例中，所述硅剥离剂选自氟锆酸钠、氟锆酸铵、氟锆酸钾、氟硼酸钾、氟硼酸铵、氟硼酸钠中的至少一种；所述缓蚀剂选自苯并三氮唑、硫脲、2-乙基咪唑啉、2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并噻唑、聚乙二醇、乙基己基硫酸钠、1，3-二乙基硫脲、羟甲基纤维素钠、L-甲硫氨基酸、六次甲基四胺、联吡啶和磺基水扬酸中至少一种；所述稳定剂选自聚丙烯酰胺、乙酰苯胺、苯酚磺酸、葡萄糖酸钠、葡庚糖酸钠和羟基乙酸中至少一种；所述除灰膜剂选自柠檬酸、酒石酸、苹果酸、氨基磺酸、丙二酸、丁二酸、葡萄糖酸、三乙烯四胺、葡庚糖酸、三乙醇胺、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚中至少一种。在其中一个实施例中，所述稳定剂中还包括：Ni2+和/或K+；所述Ni2+选自硫酸镍、氯化镍、碳酸镍、氨基磺酸镍中至少一种；所述K+选自氟硼酸钾、碳酸钾、硫酸钾、氯化钾中至少一种。Ni2+、K+可以增加稳定剂的稳定性。在其中一个实施例中，所述稳定剂选自硫酸钾和葡庚糖酸钠的混合物、硫酸镍和葡萄糖酸钠的混合物、硫酸钾和葡萄糖酸钠和葡庚糖酸钠和氨基磺酸的混合物。在其中一个实施例中，所述过硫酸盐选自过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中至少一种；所述过硼酸盐选自过硼酸钠、过硼酸钾、过硼酸铵中至少一种；所述过碳酸盐选自过碳酸钠、过碳酸钾、过碳酸铵中至少一种。在其中一个实施例中，所述缓蚀剂选自：苯并三氮唑和六次甲基四胺和聚乙二醇的混合物、羟甲基纤维素钠和2-巯基苯并噻唑和聚乙二醇的混合物、苯并三氮唑和1，3-二乙基硫脲和聚乙二醇和磺基水杨酸的混合物、苯并三氮唑和六次甲基四胺和聚乙二醇的混合物；所述除灰膜剂选自柠檬酸和酒石酸的混合物、柠檬酸和苹果酸的混合物、柠檬酸和酒石酸和乙二醇单丁醚的混合物、氨基磺酸和柠檬酸和乙二醇单丁醚和酒石酸的混合物。一种铝及铝合金的除膜方法，包括以下步骤：(1)配制上述的铝及铝合金除膜剂；(2)在预定温度下，将待处理铝或铝合金浸置于步骤(1)所配制的除膜剂中预定时间。在其中一个实施例中，所述预定温度为15～35℃，所述预定时间为20～180秒。本专利技术的另一目的是提供上述铝及铝合金除膜剂在铝及铝合金电镀中的应用。由于上述除膜剂不仅可以有效地除去铝及铝合金表面的膜，而且可以降低除膜后工业废气、废水的处理难度以及对操作人员的身体伤害，因此使用上述除膜剂的铝及铝合金电镀方法，不仅拥有很好的电镀效果，而且可以降低电镀后的工业废气、废水处理的难度以及对操作人员的身体伤害。附图说明图1表示未经产品5的除膜剂处理的铝合金片的图；图2表示经产品5的除膜剂处理后的铝合金片的除膜后的图。具体实施方式铝及铝合金除膜剂包括复合酸、复合氧化剂、硅剥离剂、缓蚀剂、稳定剂、除灰膜剂以及水，其中，水作为溶剂溶解复合酸、复合氧化剂、硅剥离剂、缓蚀剂、稳定剂以及除灰膜剂。需要说明的是，复合酸是指含有两种或两种以上的酸的混合酸；复合氧化剂是指含有两种或两种以上氧化剂的混合氧化剂。由于在铝及铝合金的锻造过程中会引入如：硅、碳、铁、铜、锌、锰等杂质，这些杂质在铝的表面形成一层膜，且由于硅、碳等不导电，在电镀的过程中，若不将其去除，会导致金属表面电荷不均匀，从而使得镀层不均匀，影响电镀的质量。因此，需要添加酸来溶解杂质，从而除去铝及铝合金表面的灰膜，使铝及铝合金导电均匀化。由于酸性较弱的物质，无法溶解上述杂质，达到所需效果，因此，通常需将酸性较强的无机酸混合使用，以保证除膜效果。但是硝酸、磷酸、氢氟酸等会给后续工业废水的处理带来很大的难度，另外，在含硝酸的体系中加入铝或铝合金后，会有NOX和氟化氢气体产生，严重影响操作者身体健康。在本实施例中，复合酸选自硫酸、氨基磺酸、氟硼酸以及氯酸中的至少两种。其中，氨基磺酸可以除去铁、铜等杂质，不挥发、无臭味且对人体毒性极小，氨基磺酸与杂质反应后生成(SO3NH2)2-和氢气，因此后处理简单。氟硼酸可以有效地除去硅酸盐膜，其后处理可以加入石灰，生成氟硼酸钙沉淀，或者加入钾盐，生成氟硼酸钾沉淀，从而将其除去。此外，氯酸和硫酸的工业废水处理较简单，无环境污染风险。由于硫酸成本较低，废水处理简单，可以选择硫酸作为主要的酸，再适当添加一定浓度的其他酸混合，形成复合酸。在一实施例中，复合酸由硫酸和氯酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝及铝合金除膜剂，其特征在于，由以下组分组成：

【技术特征摘要】
1.一种铝及铝合金除膜剂，其特征在于，由以下组分组成：所述复合酸选自硫酸、氨基磺酸、氟硼酸以及氯酸中的至少两种；所述复合氧化剂选自双氧水、过硫酸盐、过硼酸盐以及过碳酸盐中的至少两种。2.根据权利要求1所述的铝及铝合金除膜剂，其特征在于，由以下组分组成：3.根据权利要求1或2所述的铝及铝合金除膜剂，其特征在于，所述硅剥离剂选自氟锆酸钠、氟锆酸铵、氟锆酸钾、氟硼酸钾、氟硼酸铵、氟硼酸钠中的至少一种；所述缓蚀剂选自苯并三氮唑、硫脲、2-乙基咪唑啉、2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并噻唑、聚乙二醇、乙基己基硫酸钠、1，3-二乙基硫脲、羟甲基纤维素钠、L-甲硫氨基酸、六次甲基四胺、联吡啶和磺基水扬酸中至少一种；所述稳定剂选自聚丙烯酰胺、乙酰苯胺、苯酚磺酸、葡萄糖酸钠、葡庚糖酸钠和羟基乙酸中至少一种；所述除灰膜剂选自柠檬酸、酒石酸、苹果酸、氨基磺酸、丙二酸、丁二酸、葡萄糖酸、三乙烯四胺、葡庚糖酸、三乙醇胺、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚中至少一种。4.根据权利要求3所述的铝及铝合金除膜剂，其特征在于，所述稳定剂中还包括：Ni2+和/或K+；所述Ni2+选自硫酸镍、氯化镍、碳酸镍、氨基磺酸镍中至少一种；所述K+选自氟硼酸钾、碳酸钾、硫酸钾、氯化钾中至少一种。5.根据权利要求4所述的铝及铝合金除膜剂，其特征在于，所述稳定剂选自硫...

【专利技术属性】
技术研发人员：田志斌，包志华，郭艳红，詹益腾，
申请(专利权)人：广州三孚新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44