[发明专利]铝及铝合金阳极氧化膜常温封闭剂及封闭方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝及铝合金表面处理技术领域，具体涉及一种铝及铝合金阳极氧化膜常温封闭剂和相关的封闭方法，采用该工艺能有效封闭铝及铝合金阳极氧化膜的孔隙，有效降低铝及铝合金阳极氧化膜的孔隙率和吸附性，提高其耐蚀性、耐磨性和电绝缘性。

背景技术

阳极氧化是铝及铝合金最常用的表面处理手段，铝及铝合金经过阳极氧化后生成膜厚可控的多孔结构的阳极氧化膜，具有高的孔隙率和吸附性，很容易被污染，而且在腐蚀环境中使用时腐蚀介质易进入孔中引起腐蚀。因此，为增强阳极氧化膜的耐晒、耐蚀、防污、电绝缘性及不变色的能力，在实际应用中，如建筑铝型材，冰箱铝合金盖板等，须采用恰当的封闭技术对膜层进行封闭处理，这样才能降低氧化膜的吸附性，提高其表面抗污染能力、耐蚀性和电绝缘性。

常用的阳极氧化膜封闭技术有沸水封闭、常温金属盐封闭和铬酸盐封闭。沸水封闭技术是最早应用于铝合金阳极氧化膜封闭处理的技术，但封孔温度高、能耗大、封孔时间长、封孔速率低，易产生粉霜，需要消耗大量能量，并且要有配套的加热设备；铬酸盐封闭技术简单易行，耐蚀性较好，但具有致命的缺点，即六价铬的环境污染问题。目前用的较多的常温封闭一般采用Ni²⁺-F^-体系来实现。如参考《轻合金加工技术》1994，Vol.22.No2中曾凌三等所著的《一种Ni-F系新型常温封闭剂的研究》，又可参考《化工腐蚀与防护》1993年第3期中汤卫文所著的《改进型TSK—F常温封闭剂的研究》，类似的还有中国专利数据库中公开号为CN174956A的中国发明专利申请公开《一种铝及铝合金阳极氧化膜常温封孔液及其配置方法》(申请号为：92107862.5)。

目前Ni²⁺-F^-体系常温封闭方法仍存在一些问题，比如起封闭作用的F^-消耗速度快，F^-离子含量高，难以控制，对水质要求较高，氧化膜挂粉较多，封闭20微米以上较厚的阳极氧化膜困难等。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种可大幅度提高铝合金阳极氧化膜的表面抗污染能力、耐蚀性能和电绝缘性佳的铝及铝合金阳极氧化膜常温封闭剂。

本发明所要解决的第二个技术问题是为了克服现有Ni²⁺-F^-体系低温封闭技术的不足而提供一种成本低、配制简便、操作容易、对水质量要求不高、封闭效果好的铝及铝合金阳极氧化膜常温封闭方法，以提高铝合金阳极氧化膜的表面抗污染能力、耐蚀性能和电绝缘性。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种铝及铝合金阳极氧化膜常温封闭剂，其特征在于包括如下组分及浓度配比：

Ni²⁺                0.8～1.3g/L；

F^-                  0.4～0.8g/L；

三乙醇胺            0.1～5.0g/L；

六次甲基四胺        0.1～1.0g/L；

十二烷基磺酸钠      0.001～0.1g/L；

粉霜抑止剂          0.01～2.0g/L；

其余为水。

优选确定Ni²⁺、F^-的最佳浓度，同时在封闭剂中添加少量铝的络合剂，能加速铝氧化膜的封闭，经过实验筛选，本发明选用三乙醇胺作为络合剂效果较好；为了克服粉霜严重这一缺点，本发明在封闭剂中加入适量的粉霜抑止剂，该粉霜抑止剂既有防华作用，又有润湿试片和提高渗透能力的作用。

作为优选，封闭剂包括如下组分及浓度配比：

Ni²⁺            0.9～1.2g/L；

F^-              0.5～0.7g/L；

三乙醇胺        1.0～2.0g/L；

六次甲基四胺    0.5～0.8g/L；

十二烷基磺酸钠  0.005～0.05g/L；

粉霜抑止剂      0.05～1.5g/L；

其余为水。

所述的Ni²⁺离子可以由碳酸镍、硫酸镍、醋酸镍、氟化镍的一种或一种以上提供，所述的F-离子可以由氟化镍、氟化钠、氟化铵、氟硼酸的一种或一种以上提供。