[发明专利]一种铝及铝合金阳极氧化膜的封孔方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属表面处理的方法，尤其涉及一种在具有阳极氧化膜的铝及铝合金表面的封孔方法。

背景技术

  铝是非常活泼的金属，铝及铝合金在空气中会自然形成一层Al₂O₃膜，可以保护铝及铝合金在中性或弱酸溶液中不再进一步被腐蚀，起到一定的保护作用。

  所谓铝及铝合金的阳极氧化表面处理，就是在适当的电解液中，将铝制品作为阳极，通以阳极电流，使其表面氧化得到一层氧化膜的一种表面处理方法。但是，经过阳极氧化处理的铝及铝合金表面为蜂窝的多孔结构。这些微孔具有极强的化学活性和物理吸附性，容易吸附大气中的腐蚀介质和污染物，从而影响外观，甚至导致阳极氧化膜的腐蚀。因此，必须采用封孔技术将氧化膜中的微孔闭合，使阳极氧化膜能有效地保护铝制品表面的目的。同时，该阳极氧化膜由于其化学成分为Al₂O₃，所以其本身是绝缘物质。其表面在外界物质，例如尼龙的摩擦下，表面产生的静电难以传导。所以不具有抗静电的性能。

  在现有技术中，铝阳极氧化膜的封孔方法有：水合封孔法、重铬酸盐封孔法及水解盐封孔法。水合封孔法是将阳极氧化铝制品放入沸水或蒸汽中封孔，利用阳极氧化膜表面和孔壁中的氧化铝与水发生水合反应，使其本身体积增大而将微孔封孔，是一种最为普遍的封孔方法。但该方法存在封孔时间较长，能耗大，生产成本高，而且容易产生“粉霜”，封孔品质难以保证。重铬酸盐封孔法是在强氧化的重铬酸钾溶液中，并在高温下进行的。其封孔原理为氧化铝膜和孔壁的氧化铝与水溶液中的重铬酸钾发生反应。生成的碱式铬酸铝与重铬酸铝沉淀和热水分子与氧化铝生成的一水合氧化铝及三水合氧化铝一起封孔了氧化铝膜的微孔。但是该方法中会使用剧毒的重铬酸钾，目前正在逐渐淘汰。

  水解盐封孔法主要运用于染色后的膜封孔，其封孔原理是易水解的钴盐与镍被氧化膜吸附后，在阳极氧化膜微孔内发生水解，产生氢氧化物沉淀将微孔封孔。但该方法同样需要在高温（80℃~85℃）条件下长时间（15~20min）工作，能耗大，使生产成本提高。

  在现有技术中，阳极氧化膜的微孔在封孔后由于没有引入导电物质，因此铝及铝合金阳极氧化膜没有抗静电性能。

有鉴于此，有必要对铝及铝合金阳极氧化膜的封孔方法予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，设计一种铝及铝合金阳极氧化膜封孔质量较好，并具有抗静电性能，简便易行，生产成本较低，并能提高产品使用寿命的一种铝及铝合金阳极氧化铝膜封孔方法。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种铝及铝合金阳极氧化膜的封孔方法，所述封孔方法包括以下步骤，

（1）将阴离子表面活性剂与碳纳米管混合，形成混合物；

（2）所述混合物加入去离子水形成槽液，并均匀混合；

（3）将表面存在有阳极氧化膜的铝和/或铝合金作为阳极，铅板作为阴极，放入槽液中；

（4）对槽液加载电场，所述电场的初始电压为0~4V，最大电流密度为0.1A/dm²，逐渐升压至40~70V，并恒定电压20~40min。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（1）中的阴离子表面活性剂包括：十二烷基苯磺酸钠。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（1）中的阴离子表面活性剂与碳纳米管的质量比为1:1~3:1。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（2）中，槽液中碳纳米管的浓度为1~5g/L。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（1）中的碳纳米管的平均长度为5~20nm。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（2）中的混合条件为：采用分散均质机在5000 rpm/min的转速下，搅拌槽液至少30分钟；或者采用超声波装置震荡槽液至少2小时。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（4）中所加载电场的升压速率为2~5 V/min。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（4）之后还包括干燥处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该铝及铝合金阳极氧化膜的封孔方法简便易行，生产成本较低，同时，通过在铝及铝合金阳极氧化膜的封孔过程中引入了碳纳米管，所以使具有氧化膜的铝及铝合金表面具有抗静电性能，提高产品使用寿命。

附图说明

图1为本发明一种铝及铝合金阳极氧化膜的封孔方法一具体实施方式中的将具有阳极氧化膜的铝样品放入电解槽中进行封孔处理的装置示意图。

具体实施方式