專利名稱：環(huán)保型含鈦膜層的退除液及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)保型含鈦膜層的退除液，并涉及該含鈦膜層退除液的使用方法。
背景技術(shù)：
鍍覆硬質(zhì)膜層是強(qiáng)化材料表面，提高材料性能的重要手段之一，在工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。碳化鈦(TiC)和氮化鈦(TiN)膜層具有很強(qiáng)的抗氧化、抗腐蝕能力，而且硬度高、韌性強(qiáng)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐磨性優(yōu)良，因此在珠寶首飾、電子產(chǎn)品、五金工具、切削刀具、模具記憶醫(yī)療設(shè)備等眾多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。然而，通常在以下兩種情況下需要對(duì)鍍膜進(jìn)行退除(1)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用后，工件表面的鍍膜已經(jīng)被損傷或者老化嚴(yán)重，從而需要除去膜層，重新鍍覆；(2)在生產(chǎn)過(guò)程中，所鍍覆的膜層不符合品質(zhì)要求，為減少損失，節(jié)約成本，需要退掉膜層，讓工件返工重新鍍膜。因此，將膜層除去是工業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)重要問(wèn)題。與此同時(shí)，由于含鈦膜層本身的穩(wěn)定性，如何在不損傷基材的情況下，將膜層從基材表面完全退除也是工業(yè)應(yīng)用中面臨的一項(xiàng)重要挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有的退除液按其酸堿度分類主要有酸性的退除液和堿性的退除液。一部分酸性的退除液利用過(guò)氧化氫來(lái)加速膜層的溶解，但由于過(guò)氧化氫穩(wěn)定性差，易分解，因此限制了這類退除液的使用溫度和保存期限，導(dǎo)致退鍍時(shí)間長(zhǎng)而保存期限短，而且使用過(guò)程中過(guò)氧化氫的分解會(huì)將化學(xué)藥劑分散到空氣中，造成工作環(huán)境污染；另一種酸性退除液在其中加入了特定的含氟化合物來(lái)促進(jìn)膜層的分解，同樣地，此類退除液對(duì)環(huán)境帶來(lái)污染，不利于大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。堿性的退除液，解決了酸性退除液中的穩(wěn)定性問(wèn)題和環(huán)境污染問(wèn)題，但如申請(qǐng)公布號(hào)為CN 10223 4835A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)的一種電解退除碳化鈦膜層的退鍍液及方法，需要利用電解手段輔助退鍍，電解退鍍需要專業(yè)的電解設(shè)備，且電解液，即退鍍液環(huán)境內(nèi)容易產(chǎn)生電流分布不均勻，其退鍍件尖角部分有時(shí)候會(huì)因表面粗糙引起電流過(guò)大，造成點(diǎn)蝕，退鍍不均勻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，提供一種退鍍效果更佳、節(jié)能環(huán)保的含鈦膜層的退除液。本發(fā)明的另一個(gè)目的是，提供一種采用上述含鈦膜層的退除液的使用方法。為達(dá)到以上技術(shù)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種環(huán)保型含鈦膜層的退除液，其中，所述退除液為含有堿性化合物、無(wú)機(jī)助劑和有機(jī)助劑的水溶液，所述有機(jī)助劑為多元醇類的擴(kuò)散劑，包括山梨醇、甘油、二甘醇中的一種或兩種以上的混合物，其濃度為10 200g/L ;所述無(wú)機(jī)助劑為包括金屬的碳酸鹽、磷酸鹽和硼酸鹽一種或兩種以上的混合物，其濃度為10 200g/L ;所述堿性化合物為包括氫氧化物、銨類化合物、醇的堿金屬鹽類以及烷基金屬鋰化合物中的一種或兩種以上的混合物，其濃度為100 500g/L。進(jìn)一步地，該退除液還含有水穩(wěn)定劑，該水穩(wěn)定劑包括水溶性羥基羧酸酸鹽、水溶性焦磷酸鹽和水溶性乙二胺四乙酸鹽中的一種或兩種以上的混合物，其濃度為10 IOOg/L0更進(jìn)一步地，所述堿性化合物不與所述水穩(wěn)定劑、無(wú)機(jī)助劑和有機(jī)助劑產(chǎn)生沉淀。優(yōu)選地，所述堿性化合物為堿金屬的氫氧化物，其濃度為100 500g/L。一種含鈦膜層的退除方法，其中，其包括以下步驟(I)需要退鍍的工件與退除液浸泡接觸或噴淋接觸；

(2)已退鍍的工件脫離所述退除液，以水超聲清洗或洗滌劑擦拭清洗所述工件表面殘留的退除液；(3)干燥所述已清洗的已退鍍的工件；其中，所述退除液為前述的環(huán)保型含鈦膜層的退除液。進(jìn)一步地，所述浸泡接觸的溫度為60°C 120°C，浸泡時(shí)間為10 85分鐘。更進(jìn)一步地，所述需要退鍍的工件的基材為鐵基合金、銅、銅基合金、鋁、鋁基合金和塑料中的任意一種。進(jìn)一步地，所述含鈦膜層為碳化鈦膜層、氮化鈦膜層或者所述碳化鈦膜層和氮化鈦膜層的復(fù)合涂層。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有如下優(yōu)勢(shì)1.所述有機(jī)助劑的使用降低了產(chǎn)品的表面張力，增加滲透能力，同時(shí)配合有效的無(wú)機(jī)助劑，使產(chǎn)品退鍍能力更強(qiáng)，因而只需要浸泡接觸或者噴淋接觸即可達(dá)到很好的退鍍效果；2.不需要專業(yè)的電解設(shè)備，只需要用常用的加熱設(shè)備，退鍍均勻，不會(huì)在工件表面引起點(diǎn)蝕;3.不需要使用電解過(guò)程，節(jié)約了能源，對(duì)保護(hù)環(huán)境起到重要作用。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。本發(fā)明環(huán)保型含鈦膜層的退除液包括堿性化合物、無(wú)機(jī)助劑、有機(jī)助劑和水穩(wěn)定齊U，為水溶性液體。所述堿性化合物提供了堿性的環(huán)境，有利于退鍍的進(jìn)行并減少對(duì)金屬基材的腐蝕。所述堿性化合物為水溶性，且不與該退除液中的其他組分產(chǎn)生沉淀。所述堿性化合物可為氫氧化物、銨類化合物、醇的堿金屬鹽類以及烷基金屬鋰化合物中的一種或兩種以上(含兩種)的混合物，其濃度為100 500g/L ;其優(yōu)選為堿金屬的氫氧化物。所述無(wú)機(jī)助劑為金屬的碳酸鹽、磷酸鹽和硼酸鹽一種或兩種以上(含兩種)的混合物，其濃度為6 20g/L ;用于促進(jìn)含鈦膜層分解；其中，優(yōu)選為硼酸鹽，更優(yōu)地，使用硼砂。所述有機(jī)助劑為多元醇類的擴(kuò)散劑，如山梨醇、甘油、二甘醇等中的一種或兩種以上(含兩種)的混合物，其濃度為10 200g/L，優(yōu)選為10 80g/L ;其在退除液中起降低液面張力、輔助含鈦膜層溶解、增溶無(wú)機(jī)助劑的作用，其中，優(yōu)選為甘油。
所述水穩(wěn)定劑為水溶性羥基羧酸鹽、水溶性焦磷酸鹽和水溶性乙二胺四乙酸鹽中的一種或兩種以上(含兩種)的混合物，其濃度為10 100g/L，優(yōu)選為30 60g/L ;用于增強(qiáng)退除液的耐硬水能力，絡(luò)合溶解的金屬離子，促進(jìn)脫膜反應(yīng)進(jìn)行，特別是若使用自來(lái)水配制該退除液，所述水穩(wěn)定劑是必須的，若使用純水配制該退除液，該水穩(wěn)定劑可省去。本發(fā)明還提供了一種含鈦膜層的退除方法，包括將需要退鍍的工件與所述退除液相接觸，使工件表面附著的含鈦膜層溶解在所述退除液中。所述需要退鍍的工件與所述退除液相接觸的方式可以為各種公知方式，優(yōu)選浸泡，其次可以為噴淋。在浸泡或者噴淋過(guò)程中，所述退除液可適當(dāng)加溫和/或延長(zhǎng)接觸時(shí)間，以徹底退鍍，如溫度設(shè)定在60°C 95°C，接觸時(shí)間為25 85分鐘。本發(fā)明含鈦膜層的退除方法，還包括將所述待退鍍工件與退除液接觸后，將所述工件進(jìn)行洗滌并干燥。對(duì)所述工件基材 的洗滌可用超聲洗滌或者使用常規(guī)洗滌劑擦拭等方法，其中，優(yōu)選水的超聲洗滌。對(duì)所述工件用公知方式進(jìn)行干燥。本發(fā)明環(huán)保型含鈦膜層的退除液及其使用方法可以用于退除各種材質(zhì)表面的含鈦膜層，特別是耐堿基材，所述基材包括但是不限于鐵基合金、銅基合金、鋁、鎳基合金、玻璃及塑料中的任意一種。本發(fā)明環(huán)保型含鈦膜層的退除液及其使用方法可以用于退除碳化鈦膜層、氮化鈦膜層或者所述碳化鈦膜層和氮化鈦膜層的復(fù)合涂層。下面通過(guò)實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明的突出特點(diǎn)和顯著進(jìn)步實(shí)施例1(一 )鍍覆氮化鈦膜層利用真空離子鍍?cè)O(shè)備(北京隆冠科技發(fā)展有限公司，型號(hào)LD-800)在40mmX 40mmX Imm的304不銹鋼基材上鍍一層厚度約為1. 5微米的氮化鈦膜層作為樣品。( 二)制備含鈦膜層退除液將250克氫氧化鈉、50克三聚磷酸鈉和40克乙二胺四乙酸溶于500毫升去離子水中，攪拌均勻后加入90克山梨醇混合，補(bǔ)充余量水至溶液中質(zhì)量為1000克，備用。(三)退除氮化鈦膜層將鍍有氮化鈦膜層的工件完全浸入到所得退除液，在95° C條件下浸泡45分鐘，退除氮化鈦膜層，然后取出浸泡后的工件放入60° C的清水中超聲3分鐘。將超聲后的工件熱風(fēng)吹干。經(jīng)上述方法褪除氮化鈦膜層的工件經(jīng)XRD測(cè)試表明，該工件表面無(wú)鈦元素，證明所述氮化鈦層已褪除干凈，再將所述工件作SEM測(cè)試，可以看到工件表面的不銹鋼基材表面光整，無(wú)腐蝕現(xiàn)象發(fā)生。實(shí)施例2(一 )鍍覆氮化鈦膜層利用真空離子鍍?cè)O(shè)備(北京隆冠科技發(fā)展有限公司，型號(hào)LD-800)在40mmX 40mmX Imm的304不銹鋼基材上鍍一層厚度為約1. 5微米的氮化鈦膜層作為樣品。( 二)制備含鈦膜層退除液將250克氫氧化鈉、20克三聚磷酸鈉、10克硼砂溶于于500毫升去離子水中，攪拌后加入80g 二甘醇混合，補(bǔ)充余量水至溶液總質(zhì)量為1000克，備用。
(三)退除氮化鈦膜層將鍍有氮化鈦膜層的工件完全浸入到所得退除液，在95° C條件下浸泡30分鐘，退除氮化鈦膜層，然后取出浸泡后的工件放入60° C的清水中超聲3分鐘。將超聲后的工件熱風(fēng)吹干。經(jīng)上述方法褪除氮化鈦膜層的工件經(jīng)XRD測(cè)試表明，該工件表面無(wú)鈦元素，證明所述氮化鈦層已褪除干凈，再將所述工件作SEM測(cè)試，可以看到工件表面的不銹鋼基材表面光整，無(wú)腐蝕現(xiàn)象發(fā)生。實(shí)施例3(一 )鍍覆碳化鈦膜層利用真空離子鍍?cè)O(shè)備(北京隆冠科技發(fā)展有限公司，型號(hào)LD-800)在40mmX 40mmX Imm的304不銹鋼基材上鍍一層厚度為約1. 5微米的碳化鈦膜層。( 二)制備含鈦膜層退除液將250克氫氧化鈉、20克三聚磷酸鈉、10克硼砂溶于于500毫升去離子水中，攪拌后加入80g甘油混合，補(bǔ)充余量水至溶液總質(zhì)量為1000克，備用。

(三)退除碳化鈦膜層將鍍有碳化鈦膜層的工件完全浸入到所得退除液，在95° C條件下浸泡37分鐘，退除碳化鈦膜層，然后取出浸泡后的工件放入60° C的清水中超聲3分鐘。將超聲后的工件熱風(fēng)吹干。經(jīng)上述方法褪除碳化鈦膜層的工件經(jīng)XRD測(cè)試表明，該工件表面無(wú)鈦元素，證明所述碳化鈦層已褪除干凈，再將所述工件作SEM測(cè)試，可以看到工件表面的不銹鋼基材表面光整，無(wú)腐蝕現(xiàn)象發(fā)生。實(shí)施例4(一)鍍覆碳化鈦-氮化鈦復(fù)合膜層利用真空離子鍍?cè)O(shè)備(北京隆冠科技發(fā)展有限公司，型號(hào)LD-800)在40mmX 40mmX Imm的304不銹鋼基材上鍍一層厚度為約1. 0微米的碳化鈦膜層后，接著鍍上約1. 0微米的氮化鈦膜層作為樣品。( 二)制備含鈦膜層退除液將250克氫氧化鈉、20克三聚磷酸鈉、10克碳酸鈉溶于于500毫升去離子水中，攪拌后加入80g山梨醇混合，補(bǔ)充余量水至溶液總質(zhì)量為1000克，備用。(三)退除碳化鈦-氮化鈦復(fù)合膜層將鍍有氮化鈦膜層的工件完全浸入到所得退除液，在95° C條件下浸泡47分鐘，退除碳化鈦-氮化鈦膜層，然后取出浸泡后的工件放入60° C的清水中超聲3分鐘。將超聲后的工件熱風(fēng)吹干。經(jīng)上述方法褪除碳化鈦-氮化鈦復(fù)合膜層的工件經(jīng)XRD測(cè)試表明，該工件表面無(wú)鈦元素，證明所述碳化鈦-氮化鈦復(fù)合膜層已褪除干凈，再將所述工件作SEM測(cè)試，可以看到工件表面的不銹鋼基材表面光整，無(wú)腐蝕現(xiàn)象發(fā)生。綜上所述，本發(fā)明環(huán)保型含鈦膜層的退除液退鍍效果好，其使用方法簡(jiǎn)單，環(huán)保節(jié)能，適于大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但并不僅僅受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，均包含在本 發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)保型含鈦膜層的退除液，其特征在于，所述退除液為含有堿性化合物、無(wú)機(jī)助劑和有機(jī)助劑的水溶液，所述有機(jī)助劑為多元醇類的擴(kuò)散劑，包括山梨醇、甘油、二甘醇中的一種或兩種以上的混合物，其濃度為10 200g/L ;所述無(wú)機(jī)助劑為包括金屬的碳酸鹽、 磷酸鹽和硼酸鹽一種或兩種以上的混合物，其濃度為10 200g/L ;所述堿性化合物為包括氫氧化物、銨類化合物、醇的堿金屬鹽類以及烷基金屬鋰化合物中的一種或兩種以上的混合物，其濃度為100 500g/L。
2.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保型含鈦膜層的退除液，其特征在于該退除液還含有水穩(wěn)定劑，該水穩(wěn)定劑包括水溶性羥基羧酸酸鹽、水溶性焦磷酸鹽和水溶性乙二胺四乙酸鹽中的一種或兩種以上的混合物，其濃度為10 100g/L。
3.如權(quán)利要求2所述的環(huán)保型含鈦膜層的退除液，其特征在于所述堿性化合物不與所述水穩(wěn)定劑、無(wú)機(jī)助劑和有機(jī)助劑產(chǎn)生沉淀。
4.如權(quán)利要求3所述的環(huán)保型含鈦膜層的退除液，其特征在于所述堿性化合物為堿金屬的氫氧化物。
5.一種含鈦膜層的退除方法，其特征在于，其包括以下步驟(1)需要退鍍的工件與退除液浸泡接觸或噴淋接觸；(2)已退鍍的工件脫離所述退除液，以水超聲清洗或洗滌劑擦拭清洗所述工件表面殘留的退除液；(3)干燥所述已清洗的已退鍍的工件；其中，所述退除液為如權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的環(huán)保型含鈦膜層的退除液。
6.如權(quán)利要求5所述的含鈦膜層的退除方法，其特征在于所述浸泡接觸的溫度為 60V 120°C，浸泡時(shí)間為10 85分鐘。
7.如權(quán)利要求5-6任意一項(xiàng)所述的含鈦膜層的退除方法，其特征在于所述需要退鍍的工件的基材為鐵基合金、銅、銅基合金、鋁、鋁基合金和塑料中的任意一種。
8.如權(quán)利要求5-6任意一項(xiàng)所述的含鈦膜層的退除方法，其特征在于所述含鈦膜層為碳化鈦膜層、氮化鈦膜層或者所述碳化鈦膜層和氮化鈦膜層的復(fù)合涂層。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種環(huán)保型含鈦膜層的退除液，其中，所述退除液為含有堿性化合物、無(wú)機(jī)助劑和有機(jī)助劑的水溶液，所述有機(jī)助劑為多元醇類的擴(kuò)散劑；所述無(wú)機(jī)助劑為包括金屬的碳酸鹽、磷酸鹽和硼酸鹽一種或兩種以上的混合物。一種含鈦膜層的退除方法，其包括以下步驟(1)需要退鍍的工件與退除液接觸；(2)已退鍍的工件脫離所述退除液，清洗所述工件表面殘留的退除液；(3)干燥所述已清洗的已退鍍的工件；其中，所述退除液為前述的環(huán)保型含鈦膜層的退除液。本發(fā)明環(huán)保型含鈦膜層的退除液退鍍效果好，其使用方法簡(jiǎn)單，環(huán)保節(jié)能，適于大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用。
文檔編號(hào)C23F1/38GK103046052SQ201210581049
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者董恩蓮, 陽(yáng)文 申請(qǐng)人:廣東山之風(fēng)環(huán)保科技有限公司