[发明专利]铝型材阳极氧化膜的封孔剂及低镍中温封孔方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝型材阳极氧化后处理技术领域，尤其涉及一种铝型材阳极氧化膜的低镍中温封孔方法。

背景技术

为了改善铝型材的表面性能，将热挤压后的铝材置于硫酸电解液中作阳极通直流电氧化，使其表面生成一层多孔的纳米结构的膜，这层多孔膜优点可以吸附或通电着色，有很好地表面保护和装饰性能，但开放的膜孔隙有强的吸附性能，在腐蚀环境中会加速腐蚀，降低了它的抗腐性能。

为了解决多孔膜的耐蚀性，目前多使用化学方法阻塞氧化膜纳米孔隙或使其惰性化，这种方法叫铝阳极氧化膜的封孔法。现有方法有沸水封孔和蒸氧封孔，是通过氧化膜的水合作用，晶型转变体积增大，将膜堵塞，这两种工艺没有重金属，对环境危害小，但是工艺条件需要高温，能耗很大，且对水质要求非常严格，所以工业应用很少。

用重金属镍和钴的盐进行封闭铝阳极氧化膜是我国普遍应用的的封孔工艺。该种工艺是靠封孔液中创造合适的条件，重金属镍和钴的盐进入膜孔，在孔中发生水解反应，其水解产物填充膜孔。根据温度不同又分为低温镍封孔和中温镍封孔，因低温封孔封厚膜困难且热裂性差，目前要求高的产品制作过程中多用中温镍封孔。目前，用镍基的中温封孔性能完全达到要求。但封闭条件要求镍离子1g/C以上，且镍、钴离子属于金属离子，对环境危害严重，欧美及我国现行环保标准均要求处理达标后才可排放，这既增加了成本，又影响水处理的环保排放。

为了解决镍的超标问题，人们进行了大量的试验。中国专利申CN103614757A介绍了铝合金表面多孔膜稀土的一种封闭方法，中国专利CN1746341介绍了铝合金阳极氧化膜稀土封闭方法。这些方法要求温度高，要90℃以上，封孔时间达30分钟以上，并且不能通过ISO3210标准。中国专利申请CN103590086A提出了用锆盐无镍封闭工艺，但工业生产后，耐蚀性差。目前所提出的单纯用稀土金属或其它金属离子封孔条件苛刻，但都未工业化，主要是槽液不稳定，封孔质量难于达到ISO3210标准，工业生产很难实现，至今未能大规模用于生产，多存在于实验室验证阶段。

鉴于上述情况，在保证封孔生产正常的情况下，开发一种把镍离子浓度降低的新工艺是较可行的方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种铝型材阳极氧化膜的快速封孔剂及低镍中温封孔方法，可以使排镍浓度降低一半，并能广泛地用于银白色、电解着色膜及染色阳极氧化膜的封闭，降低封孔成本，从而在保证正常的生产前提下，降低封孔工艺存在的环境污染问题。

为解决上述技术问题，本发明涉及一种铝型材阳极氧化膜的封孔剂，其特征在于，所述封孔剂包括固体封孔剂和液体添加剂；所述固体封孔剂为镍盐，包括硫酸镍、硝酸镍、乙酸镍或乳酸镍；所述液体添加剂包括以下重量百分比的的组分：非镍金属盐1- 2%、水合促进剂 5-10%、络合剂 1-2%、钝化剂 0.1-0.5%、抑灰剂 0.5-1%，余量为水；所述封孔剂溶于水制成封孔水溶液，固体封孔剂和液体添加剂的重量比为固体封孔剂：液体添加剂=1:1.2—2，所述非镍金属离子为铈离子，所述封孔水溶液中镍离子与铈离子的重量比为Ni²⁺：Ce⁴⁺≥10:1。

作为本发明的一种优选方案，所述封孔水溶液包括如下浓度的组分：0.3-0.6g/L 的镍离子、0.03-0.06g/L的非镍金属离子、0.2-0.6 g/L的水合促进剂、0.02-0.05g/L的络合剂、0-0.005g/L的钝化剂、0.02-0.05g/L的抑灰剂，余量为水。

作为本发明的一种优选方案，所述水合促进剂为2-羟基三乙基胺；所述络合剂为洒石酸、葡萄糖醇、丁二酸、氮三乙酸钠、二乙酸三胺、乳酸钠、醇或醇胺；所述钝化剂为苯甲酸或双氧水；所述抑灰剂为PEG和Tween-80，所述PEG分子量≥400。

作为本发明的一种优选方案，所述水合促进剂为2-羟基三乙基胺，所述封孔水溶液中镍离子与2-羟基三乙基胺的重量比为0.5-1.0：1。

作为本发明的一种优选方案，所述络合剂为乳酸钠，所述封孔水溶液中镍离子与乳酸钠的重量比为10-20：1。

作为本发明的一种优选方案，所述钝化剂为双氧水。

本发明的有益效果为：通过提供一种铝型材阳极氧化膜的快速封孔剂及低镍中温封孔方法，可以使排镍浓度降低一半（原来的排镍浓度1.0-1.5g/L，改进后0.3-0.5g/L）以上，能广泛地用于银白色、电解着色膜及染色阳极氧化膜的封闭，彻底抑制封孔灰问题，并在一定程度上降低封孔成本，从而在保证正常的生产前提下，降低封孔工艺存在的环境污染问题。