黃銅拉鏈仿金牙拋光工藝

賴?yán)?，李勇，唐春?

（嘉應(yīng)學(xué)院，廣東 梅州 514015）

?

【工藝開(kāi)發(fā)】

黃銅拉鏈仿金牙拋光工藝

賴?yán)?，李勇，唐春?

（嘉應(yīng)學(xué)院，廣東 梅州 514015）

討論了前處理、拋光液配方、溫度、時(shí)間等因素對(duì)H65黃銅拉鏈拋光效果的影響，確定了仿金牙色的最佳拋光工藝為：過(guò)氧化氫600 ～ 750 mL/L，硫酸8 ～ 15 mL/L，增亮劑3 ～ 5 mL/L，乙醇60 ～ 90 mL/L，脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9）0.4 ～ 0.8 g/L，溫度20 ～ 30 °C，時(shí)間2 ～ 3 min。該工藝拋光的黃銅拉鏈牙色光亮均勻，達(dá)到18K金的效果，而且拋光液穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，污染小。該工藝也適用于其他H65黃銅制品的仿金拋光。

黃銅拉鏈；仿金；拋光；著色；過(guò)氧化氫

First-author’s address: Jiaying University， Meizhou 514015， China

拉鏈?zhǔn)侵匾拿裆a(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于服裝、箱包、鞋等日用品中。黃銅拉鏈具有金屬特有的質(zhì)感和貴氣，常常用于各種中高端產(chǎn)品中，提高產(chǎn)品的裝飾性和競(jìng)爭(zhēng)力。隨著人們審美的多元化發(fā)展，黃銅拉鏈的本色已不能滿足市場(chǎng)需求，因此通過(guò)化學(xué)氧化或化學(xué)沉積法處理黃銅拉鏈，得到各種新牙色，成了當(dāng)前的熱點(diǎn)。目前已報(bào)道的黃銅拉鏈著色工藝有紅古銅、青古銅、黑古銅、銀牙等［1-7］，尤以黑古銅工藝報(bào)道得多，而仿金牙色還未見(jiàn)報(bào)道。仿金牙是黃銅拉鏈經(jīng)化學(xué)拋光得到的一種牙色，該牙色金光閃閃、色澤亮麗，具有良好的裝飾效果，是深受消費(fèi)者青睞的黃銅拉鏈牙色之一。

生產(chǎn)上應(yīng)用的黃銅拋光工藝主要有3類：鉻酸鹽體系，硝酸和硝酸鹽體系，以及過(guò)氧化氫體系［8］。鉻酸鹽體系會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，工業(yè)上已很少使用；硝酸體系在拋光過(guò)程不可避免地會(huì)產(chǎn)生氮氧化物氣體，嚴(yán)重危害工人健康，但由于其價(jià)廉、拋光效果好，生產(chǎn)上仍有一些應(yīng)用；過(guò)氧化氫體系污染小，廢水處理簡(jiǎn)單，在工業(yè)上的應(yīng)用越來(lái)越受重視［9-12］。黃銅拉鏈仿金牙是通過(guò)化學(xué)拋光得到的，由于拉鏈的金屬牙咬合在布帶上，在拋光黃銅的同時(shí)需考慮布帶的腐蝕和溶液的殘留，因此其拋光工藝與五金件的黃銅拋光有所不同。本文從環(huán)保考慮，研發(fā)了一種過(guò)氧化氫體系的黃銅拉鏈仿金牙拋光工藝。

1　實(shí)驗(yàn)

1. 1 工藝流程

H65黃銅拉鏈（由拉鏈公司提供）→除油→水洗→活化→水洗→拋光→退膜→水洗→除殘留液→水洗→鈍化→水洗→吹干。

1. 2 工藝配方

除油：工藝配方見(jiàn)文獻(xiàn)［13］。

活化：2% H2SO4，常溫，時(shí)間10 s。

拋光：過(guò)氧化氫600 ～ 750 mL/L，硫酸8 ～ 15 mL/L，增亮劑3 ～ 5 mL/L，乙醇60 ～ 90 mL/L，脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9）0.4 ～ 0.8 g/L，溫度20 ～ 30 °C，時(shí)間2 ～ 3 min。

退膜：2% H2SO4，常溫，時(shí)間5 ～ 10 s。

除殘留液：磷酸鈉5 g/L，溫度60 ～ 70 °C，時(shí)間1 min。

鈍化［14］：苯并三氮唑15 g/L，室溫，時(shí)間2 min。

2　結(jié)果與討論

2. 1 前處理對(duì)拋光效果的影響

前處理包括除油和活化。黃銅拉鏈在加工成型過(guò)程中用到各種機(jī)油，鏈牙上殘留的油污去除不徹底將影響拋光效果，導(dǎo)致拋光面亮度不均勻。除油采用自制的低堿環(huán)保型除油劑，低堿減少了鋅的溶出，有利于提高拋光質(zhì)量。除油后，需進(jìn)行活化處理，除去拉鏈上殘留的堿液，避免其帶入拋光液，影響拋光效果。

2. 2 拋光液組分和工藝條件對(duì)拋光效果的影響

2. 2. 1 過(guò)氧化氫

過(guò)氧化氫在拋光液中作為氧化劑，其作用是把銅氧化成Cu2O、CuO，生成的氧化物立即被溶液中的酸溶解，從而得到平整光亮的表面。過(guò)氧化氫含量高，拋光速率快，牙色光亮，同時(shí)拉鏈在溶液中停留時(shí)間短，對(duì)布帶的腐蝕小，但過(guò)高會(huì)使牙面泛紅。過(guò)氧化氫含量低，則氧化作用弱，牙色偏棕黃。由表 1可見(jiàn)，其含量控制在600 ～ 750 mL/L為宜。

2. 2. 2 硫酸

硫酸在拋光液中起溶解氧化膜和鋅的作用。硫酸含量高時(shí)拉鏈光亮度好，但過(guò)高則牙色偏黃，有麻點(diǎn)；硫酸含量低時(shí)，鋅溶出減弱，牙色泛白。由表2可見(jiàn)，硫酸含量控制在8 ～ 15 mL/L為宜。

表1 過(guò)氧化氫含量對(duì)拋光效果的影響Table 1 Effect of H2O2 content on polishing effectiveness

表2 硫酸含量對(duì)拋光效果的影響Table 2 Effect of H2SO4 content on polishing effectiveness

2. 2. 3 增亮劑

增亮劑是一種酸，在拋光過(guò)程中起整平作用，使牙色更加均勻光亮。從表3可知，其含量以3 ～ 5 mL/L為宜。太低，增亮效果不明顯；太高，有抑制作用，牙色發(fā)啞。

2. 2. 4 乙醇

乙醇是過(guò)氧化氫的穩(wěn)定劑，能減緩過(guò)氧化氫的分解，延長(zhǎng)溶液的使用壽命，同時(shí)有一定的光亮作用。如果拋光液不添加乙醇，第二天即失效，不能繼續(xù)使用。乙醇含量太低，過(guò)氧化氫分解較快，溶液使用壽命短。實(shí)驗(yàn)表明，乙醇含量達(dá)到90 mL/L時(shí)，拋光液可以連續(xù)使用7 ～ 8 d，此后再增加其含量，溶液使用壽命不能進(jìn)一步延長(zhǎng)，因拋光液中銅和鋅的積累也會(huì)影響拋光效果。由表4可知，乙醇含量以60 ～ 90 mL/L為宜。

2. 2. 5 脂肪醇聚氧乙烯醚

AEO-9是一種可降解的環(huán)保型非離子表面活性劑，具有優(yōu)良的滲透、潤(rùn)濕性能，能改善拋光效果，使牙色更加均勻亮麗。其含量低時(shí)對(duì)牙色的改善作用不明顯，其含量高則牙色的光亮度下降。由表 5可知，脂肪醇聚氧乙烯醚含量以0.4 ～ 0.8 g/L為宜。

表3 增亮劑含量對(duì)拋光效果的影響Table 3 Effect of brightening agent on polishing effectiveness

表4 乙醇含量對(duì)拋光效果的影響Table 4 Effect of ethanol content on polishing effectiveness

2. 2. 6 拋光溫度

拋光溫度對(duì)拋光效果影響很大。溫度升高，通常拋光速率加快，光亮度提高；但過(guò)高時(shí)溶液分解加快，產(chǎn)生大量氣泡，牙面易產(chǎn)生麻點(diǎn)，拋光效果變差。由表6可知，拋光溫度不宜超過(guò)40 °C，以20 ～ 30 °C為佳。溫度過(guò)低則拋光速率慢，達(dá)不到18K金的拋光效果。

表5 脂肪醇聚氧乙烯醚含量對(duì)拋光效果的影響Table 5 Effect of fatty alcohol polyoxyethylene ether on polishing effectiveness

表6 溫度對(duì)拋光效果的影響（拋光時(shí)間2 min）Table 6 Effect of polishing temperature on polishing effectiveness （polishing time 2 min）

2. 2. 7 拋光時(shí)間

拋光時(shí)間應(yīng)隨著拋光溫度的升高而縮短。在一定溫度下，拋光時(shí)間過(guò)短，光亮度達(dá)不到要求；拋光時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，易導(dǎo)致過(guò)腐蝕而影響鏈牙尺寸。在20 ～ 30 °C的工藝溫度下，拋光時(shí)間控制在2 ～ 3 min為宜。

表7 時(shí)間對(duì)拋光效果的影響（拋光溫度20 °C）Table 7 Effect of polishing time on polishing effectiveness （polishing temperature 20 °C）

2. 3 后處理

后處理包括除殘留液和鈍化，其目的主要是除去布帶上殘留的拋光液和防止仿金牙放置在空氣中因氧化而變色，失去光澤。拉鏈布帶上的拋光液不易清洗除去，尤其是鏈牙咬合處的布芯厚而密實(shí)，殘留的拋光液在拉鏈放置過(guò)程中會(huì)引起布帶的腐蝕，因此必需徹底清洗干凈。

本工藝采用磷酸鈉去除殘留拋光液，一方面提供弱堿性，有利于除去酸，同時(shí)高溫下過(guò)氧化氫分解快；另一方面磷酸鈉對(duì)拋光后的牙面有保護(hù)作用，使仿金牙在除殘液過(guò)程中保持色澤不變。

拋光后的仿金牙拉鏈在放置過(guò)程中，容易因氧化而變色，因此需進(jìn)行鈍化處理。本文以最常用的苯并三氮唑作為鈍化劑。

2. 4 拋光工藝維護(hù)

（1） 過(guò)氧化氫在含金屬離子的溶液中分解較快，因此配制拋光液需用去離子水，現(xiàn)配現(xiàn)用。拋光前一道的水洗也要用去離子水。

（2） 拋光過(guò)程中，拋光液各組分的消耗速率不同，其中過(guò)氧化氫和硫酸消耗較快。當(dāng)拋光效果變差，牙色偏黃或光亮度下降時(shí)，可按以下配比補(bǔ)充溶液：過(guò)氧化氫130 mL/L，硫酸5 mL/L，增亮劑0.8 mL/L。

（3） 多次補(bǔ)加后再添加補(bǔ)充液，拋光效果仍無(wú)明顯改善時(shí)，再補(bǔ)加乙醇30 mL/L和脂肪醇聚氧乙烯醚0.2 g/L，或重新配制拋光液。

（4） 工藝范圍內(nèi)的拋光液，通?？梢赃B續(xù)使用7 ～ 8 d，此后由于銅和鋅的積累，拋光液會(huì)失效，需重新配制。新配制的拋光液在室溫下放置30 d以后仍可以正常使用。

（5） 失效的拋光液在加入石灰水調(diào)節(jié)pH至9，分離沉淀，以及活性炭處理后即可排放。

3　結(jié)論

該工藝拋光的黃銅拉鏈牙色光亮均勻，達(dá)到仿18K金的效果（見(jiàn)圖1），而且拋光液穩(wěn)定，可調(diào)整范圍寬，使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)方便，污染小，既可用于H65黃銅拉鏈的拋光，也適用于其他H65黃銅制品（見(jiàn)圖2）的拋光。而用于其他黃銅制品拋光時(shí)，后處理只進(jìn)行鈍化即可。

圖1 拋光前（左）后（右）的黃銅拉鏈Figure 1 Brass zipper before （left） and after （right）polishing

圖2 拋光前（左）后（右）的黃銅制品Figure 2 Brass products before （left） and after （right）polishing

［1］ 謝光榮. 黃銅拉鏈常溫著色新工藝［J］. 材料保護(hù)， 2004， 37 （11）： 40-41.

［2］ 賴?yán)?唐春保， 吳春偉， 等. 黃銅拉鏈深紅古銅著色工藝［J］. 材料保護(hù)， 2012， 45 （9）： 46-47.

［3］ 謝洪波， 張來(lái)祥. 黃銅拉鏈黑古銅工藝研究［J］. 電鍍與涂飾， 1992， 11 （1）： 57-59.

［4］ 劉新慶， 邵忠財(cái). 銅拉鏈著黑古銅色［J］. 電鍍與環(huán)保， 2012， 32 （6）： 7-9.

［5］ 張豐如， 賴?yán)?唐春保， 等. 黃銅拉鏈黑古銅色著色新工藝［J］. 材料保護(hù)， 2014， 47 （1）： 62-63.

［6］ 周棟， 王瑀， 丁毅， 等. 黃銅拉鏈化學(xué)鍍錫工藝研究［J］. 表面技術(shù)， 2010， 39 （2）： 58-60.

［7］ 賴?yán)?張豐如， 唐春保， 等. 黃銅拉鏈化學(xué)鍍錫銀牙苯并三氮唑鈍化防變色工藝［J］. 材料保護(hù)， 2014， 47 （3）： 34-36.

［8］ 方景禮. 金屬的化學(xué)拋光技術(shù)： 第三部分--銅及銅合金制件的化學(xué)拋光［J］. 電鍍與涂飾， 2005， 24 （10）： 36-41.

［9］ 呂雪飛， 李淑英. 環(huán)保型銅及其合金化學(xué)拋光與鈍化新工藝［J］. 材料保護(hù)， 2006， 39 （9）： 25-27.

［10］ 石磊， 王士磊， 吳笛. 環(huán)保型銅及銅合金化學(xué)拋光與鈍化工藝［J］. 材料保護(hù)， 2003， 36 （9）： 54-55.

［11］ 張婕， 梁成浩， 王鵬， 等. 銅及其合金的化學(xué)拋光工藝研究［J］. 表面技術(shù)， 2006， 35 （6）： 43-45.

［12］ 農(nóng)蘭平， 李金蓮， 鞏育軍. 銅及銅合金不同化學(xué)拋光工藝研究［J］. 電鍍與涂飾， 2011， 30 （8）： 40-44.

［13］ 賴?yán)?張豐如， 唐春保. 低堿環(huán)保型金屬除油劑的研制［J］. 材料保護(hù)， 2015， 48 （3）： 57-58， 63.

［14］ 曾華梁， 吳仲達(dá)， 陳鈞武， 等. 電鍍工藝手冊(cè)［M］. 2版. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社， 2005： 315.

［ 編輯：溫靖邦 ］

Polishing process of brass zipper for a gold-imitation teeth effect

LAⅠ Li-chao， LⅠ Yong， TANG Chun-bao

The effects of pretreatment， polishing bath composition， temperature and time on polishing effectiveness of H65 brass zipper were discussed. The optimal polishing process conditions for gold-imitation teeth effect were obtained as follows：hydrogen peroxide 600-750 mL/L， sulfuric acid 8-15 mL/L， brightening agent 3-5 mL/L， ethanol 60-90 mL/L， fatty alcohol polyoxyethylene ether （AEO-9） 0.4-0.8g/L， temperature 20-30 °C and time 2-3 min. The brass zipper teeth color obtained thereunder is bright and uniform， achieving the effect of 18K gold. The polishing bath features high stability， long service life，simple operation， easy maintenance and less pollution. The process is applicable to polishing of other H65 brass products.

brass zipper； gold imitation； polishing； coloring； hydrogen peroxide

TG178

A

1004 - 227X （2016） 07 - 0358 - 04

2015-11-16

2016-02-17

賴?yán)?970-），女，廣東梅州人，本科，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)閼?yīng)用化學(xué)。

唐春保，教授，（E-mail） jdhhtcb@163.com。