本發明的目的在于提供一種化學拋光劑，并將其應用于銅及銅合金上的應用。
背景技術：
銅具有質地柔軟、延展性好、重量輕，易加工等特點，廣泛應用于航天航空、五金制造、電子器件、生活用品、海洋運輸等各個領域。但受銅的性質的影響，其加工件長期暴露在大氣中，會被空氣、SO2、H2S、C02和NH3等氣體氧化形成Cu20，直至CuC03·3Cu(OH)2、堿式硫酸銅[CuS04·3Cu(OH)2]、硫化亞銅，使銅被腐蝕破壞，不能滿足人們對銅加工件完整性、裝飾性、美觀性和實用性要求，鉻酸鹽(或重鉻酸鹽)應用于銅及其合金的防蝕處理至今一直都在持續或延用；硝酸體系光亮處理，有毒氧化氮氣體黃煙排放，使得環境因素十分突出，對生態環境的破壞和人們的身體健康危害十分巨大，研發環保無黃煙型銅及其合金拋光劑意義重大。目前，對銅化學拋光劑的研究，從配方中剔除硝酸，以雙氧水-復合酸為主線對銅進行拋光處理，從根本上杜絕了銅拋光過程中氮氧化物的產生，從而消除了有害黃煙氣體的產生。但雙氧水易分解，導致拋光壽命短，成本高，重銅銹去除不徹底，如公開號為CN102747371A的中國專利“一種銅及合金表面處理用的化學拋光劑及其制備方法”包含如下組分：雙氧水15～55％、有機酸10～20％、無機酸10～20％、抗氧緩蝕防銹劑0.5～5％、醇醚5～15％和余量的水。公開號為CN103757636A的中國專利“一種化學拋光液及合金表面拋光處理方法”包含如下組分：過硫酸鹽30～100g，濃硫酸300～500ml，粘度調整劑10～40g，除銹光亮劑2～14g，余量為水。公開號為CN101638783的中國專利“黃銅化學拋光液及其配制方法”每升拋光液包含如下組分：過硫酸鹽60～140g，92.5～98.0wt％的濃硫酸200～350ml，85.0wt％的濃磷酸0～60ml，檸檬酸1～10g，七合水的硫酸亞鐵2～10g，氯化鈉0～3g，尿素0～6g，十二烷基硫酸鈉0.2～1.0g，余量為水。上述發明均含有無機酸，在拋光過程中釋放大量的氫氣，氣體自金屬表面產生后破裂產生很高的瞬間熱量導致拋光液溫度急劇升高，拋光后產生大量的硫酸銅結晶物導致雙氧水或過硫酸鹽分解影響拋光液使用壽命，并且無機酸會對人體造成損傷，本發明旨在解決上述問題。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種適用范圍廣，穩定性強，清洗過程無任何有毒有害氣體放出的拋光劑，并應用于銅及銅合金上。具體方案如下：一種化學拋光劑，包括如下重量份的原料組成：酸性除銹混合物5-38份，催化劑0.1-1.0份，絡合劑0.1-5.0份，整平光亮劑0.5-2.5份，緩蝕劑0.8-2.5份，氧化劑3-25份，拋光穩定劑1-20份，水40-150份。進一步優選為：一種化學拋光劑，包括如下重量份的原料組成：酸性除銹混合物21份，催化劑0.75份，絡合劑1.6份，整平光亮劑0.8份，緩蝕劑2份，氧化劑20份，拋光穩定劑14份，水142份。所述的酸性除銹混合物由羥乙基磺酸、氨基磺酸、檸檬酸、酒石酸、氨基乙酸、蘋果酸、磺基水楊酸、水楊羥肟酸、乙二胺四乙酸、羥基乙叉二膦酸、巰基乙酸、磺酸、丁二酸、乳酸、乙醇酸、乙酸中的兩種或多種制成。所述的催化劑由氯化銅、氯化鐵、硫酸銅、硫酸鐵、硫酸高鐵、硫酸鈰、硫酸鋯、硫酸高鈰中的兩種或多種制成。所述的絡合劑由氨基三亞甲基膦酸、羥基乙叉二膦酸、乙二胺四甲叉膦酸鈉、乙二胺四亞甲基膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷、多元醇磷酸酯、2-羥基膦酰基乙酸、己二胺四亞甲基膦酸、多氨基多醚基亞甲基膦酸、二己烯三胺五亞甲基膦酸中的一種或多種制成。所述的整平光亮劑由LAS、凈洗劑LS、AOS、AES中一種陰離子表面活性劑與二硫丙烷磺酸鈉、硫酸氨基葡萄糖、聚二硫二丙烷磺酸鈉、2-氨基苯磺酸中一種化合物按照質量比1:1比例組成。所述的緩蝕劑由5-甲基苯并三氮唑、1-羥基苯并三氮唑、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-烷基咪唑中一種或多種組成。氧化劑為過氧化氫，過氧化氫的質量濃度為27.5～50％。所述的拋光穩定劑乙醇、乙二醇、二甘醇、丙二醇、丙三醇、聚乙二醇二甲醚、聚乙二醇單甲醚、四乙二醇單甲醚中的兩種或多種組成。采用上述配方制得的的化學拋光劑在純銅、鋁青銅、鋅青銅、錫青銅、含硅鑄銅的拋光劑上的應用。1、本發明的拋光劑將含酸性除銹劑、催化反應劑、絡合除銹劑、整平光亮劑、緩蝕防銹劑、水的除銹光亮劑與含氧化性劑、拋光劑穩定劑、水的拋光添加劑配套使用，在水性體系下利用各種組分的協同作用對銅及其合金產生鏡面拋光效果，同時輔以適當的拋光劑穩定劑、緩蝕防銹劑使拋光劑的使用壽命成倍延長、拋光后無需其它防銹工序在空氣濕度大約80％的條件下可達到720h的防銹期。2、本發明的拋光劑未添加任何無機酸，拋光過程中氣體產生大大減少，反應緩和，拋光液升溫慢，氧化劑的分解速率大大下降，同時采用大量助劑對拋光產生的金屬離子進行絡合，有效延長了其使用壽命；拋光劑中含有的催化劑與其它劑共同作用成倍提升了本發明拋光劑的拋光速度及除銹能力。3、采用本發明的拋光劑通過對銅及其銅合金本身性質的研究，確立了對銅及其合金具有鏡面光亮效果的拋光劑，具有除銅氧化層速度快、光潔度高、拋光效果好、拋光液穩定性強、溶液使用壽命長，拋光后零件表面顯示銅的鏡面本色，防銹期長。4、本發明的拋光劑適用范圍廣、穩定性強、清洗過程無任何有毒有害氣體放出的環保型拋光劑。具體實施方式化學拋光劑的制備方法：按照重量份依次稱取水、催化劑常溫下攪拌溶解透明，在連續攪拌的條件下依次稱取酸性除銹混合物、絡合劑、緩蝕劑、整平光亮劑攪拌復合均勻，直至其完全溶解均勻，形成除銹光亮劑；按照重量份依次稱取水、拋光穩定劑在常溫下攪拌混合均勻，在連續攪拌條件下加入氧化劑，制得拋光添加劑；將上述除銹光亮劑與拋光添加劑按照次序混合，攪拌均勻后，即為化學拋光劑成品。實施例1--4表1：實施例1-4實施例5--8表2：實施例5-8實施例9將本發明的不同濃度氧化性劑對酸性除銹劑除銹效果的影響數據按照“失重法測試金屬表面腐蝕速率”進行試驗，結果如表3所示。表3不同含量的氧化性劑對酸性除銹劑除銹效果影響的試驗數據(腐蝕速率/[mg/(cm2*d)])表1數據表明，有機酸氨基磺酸、羥乙基磺酸、酒石酸、蘋果酸、羥基乙叉二膦酸、巰基乙酸、磺酸、丁二酸、水楊羥肟酸、乙醇酸與各濃度氧化性劑配合使用均可以取得較好的除氧化皮效果，其中磺酸與50％濃度雙氧水的配比為最佳。實施例10將本發明的緩蝕防銹劑，按“金屬防銹性評價方法”進行其對銅及其合金防銹性能的影響試驗，結果如表4所示。表4緩蝕防銹劑對純銅、黃銅防銹性能的影響試驗數據試片防銹期/h表4數據表明，緩蝕防銹劑17-烷基咪唑、18-烷基咪唑在本發明拋光劑體系中發揮的緩蝕防銹效果已達到純銅防銹期235小時，黃銅防銹期1101小時。實施例11將本發明的絡合除銹劑，分別加入含有有機酸復合劑、氧化性劑以及緩蝕防銹劑的拋光液中，參照“失重法測試金屬表面腐蝕速率”進行正交試驗，觀察其對拋光效果的影響，結果如表5所示。表5絡合除銹劑對銅及其合金拋光劑拋光速度、拋光光亮度、使用壽命影響試驗數據，使用壽命(清洗面積m2/g)表5數據表明，一種優良絡合除銹劑的存在不僅對本發明拋光液的清洗速度和使用壽命具有決定性作用，還可以提升拋光零件表面的光潔度。實施例12將本發明的催化反應劑，分別加入含有有機酸復合劑、氧化性劑、緩蝕防銹劑以及絡合除銹劑的拋光液中，參照“失重法測試金屬表面腐蝕速率”進行試驗，觀察其對拋光效果的影響，結果如表6所示。表6催化反應劑對銅及其合金拋光劑拋光速度、光亮度、使用壽命影響試驗數據表6數據表明，催化反應劑通過其對銅原子的強氧化性以及在拋光過程中與拋光劑中氧化性劑、絡合除銹劑劑不斷作用，成倍的提高了拋光速度，部分催化反應劑可以與銅原子作用產生不溶性沉淀膜覆蓋在金屬表面，促使金屬表面凹凸部位的平衡溶解，提高了表面光亮度。實施例13將本發明的拋光劑穩定劑，分別加入含有有機酸復合劑、氧化性劑、緩蝕防銹劑以及絡合除銹劑的拋光液中，參照“失重法測試金屬表面腐蝕速率”進行試驗，觀察其對拋光效果的影響，結果如表7所示。表7拋光劑穩定劑對銅及其合金拋光劑拋光速度、拋光光亮度、使用壽命影響試驗數據表7數據表明，本發明選擇的拋光劑穩定劑以提高拋光液中氧化性劑的穩定性為出發點，同時結合拋光劑穩定劑與配方內絡合除銹劑、催化反應劑、緩蝕防銹劑的協同作用效果，使用丙二醇、聚乙二醇單甲醚不僅可以成倍提升拋光液的使用壽命，光亮度也有一定程度的提高。實施例14將本發明的除銹光亮劑，分別加入含有有機酸復合劑、氧化性劑、緩蝕防銹劑以及絡合除銹劑的拋光液中，參照“失重法測試金屬表面腐蝕速率”進行正交試驗，觀察其對拋光效果的影響，觀察其對拋光效果的影響，結果如表8所示表8整平光亮劑對銅及其合金拋光劑拋光速度、光亮度、使用壽命影響試驗數據表8數據表明，本發明選擇的整平光亮劑AOS分子內同時含有親油基與親水基團，在拋光過程中，除銹光亮劑分子定向排列，形成單分子保護層，金屬表面微凸起部位較難吸附，吸附量小，因此首先受到溶解，微凹下部位較易吸附，吸附量多，溶解速度慢，導致金屬表面被整平；聚二硫二丙烷磺酸鈉分子內同時含有多個官能團，拋光過程中在銅合金表面定向吸附產生光亮效果。