[发明专利]一种铝及铝合金阳极氧化后处理液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铝及铝合金阳极氧化后处理液及其制备方法，该处理液主要由有机化合物构成，减少了金属离子对封孔效果的影响，同时也提高了其环保性能，处理液各组分的含量为：聚二甲基硅氧烷4g/L～20g/L，氟锆酸1g/L～20g/L，多元醇2g/L～20g/L，聚乙烯吡咯烷酮1g/L～8g/L，络合剂0～15g/L，缓蚀剂0～15g/L，促进剂0～10g/L，余量为去离子水。本发明所制备的铝及铝合金阳极氧化后处理液，可完全封闭工件表面的孔隙。处理液中不含镍和铬等元素，安全环保，对操作环境无污染，不会损害人体的健康。封闭剂价格低廉，能耗较小，可以满足工艺要求较高的铝型材生产，适用于工业化大生产。

技术领域

本发明属于金属表面腐蚀防护技术领域，尤其涉及一种铝及铝合金阳极氧化后处理液。

背景技术

铝合金具有质量轻、强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，耐蚀性强、导热导电良好等优点，在航空、航天、汽车、机械制造、民用工业中广泛应用。铝合金制品有个缺点——耐候性较差，容易被腐蚀，为避免铝型材的腐蚀，必须对铝及铝合金的表面进行处理，目前，主要有两种方法，一种是完全的化学反应的过程，铝合金和药水直接反应，生成保护膜，来提高耐蚀能力和结合力，但这种方法处理的工件主要是本色工件，且保护膜较薄，容易遭到破坏。另外一种是阳极氧化处理，阳极氧化处理是通过施加电场使金属生成氧化膜，氧化膜层多孔且具有较强的化学活性，铝材氧化膜由大量空隙的无定型氧化铝组成，孔通常延伸至氧化物与金属的交界面附近，一个孔周围的区域组成一个晶胞。在阳极化过程中阻挡层的形成和溶解同时发生，并保持一定厚度不变，随着氧化过程的进行，孔的深度增加，在阳极氧化处理完成以后需进行封孔表面处理。该方法处理的铝材可显著地提高其耐候性，提高铝及其合金表面的硬度、耐磨和耐蚀性能。外观更加均匀，可以根据不同的要求，进行多种颜色的加工处理，且氧化膜的厚度可根据不同工艺要求进行调整，氧化层不容易轻易遭到破坏，可以满足工艺要求较高的铝型材生产。

随着工业化大生产的发展，铝及铝合金阳极氧化膜技术的发展，对封孔质量也提出了更高的要求。目前，据工业生产过程中的调研显示，之前占据大部分市场份额的含镍封孔剂，由于环保问题，将要退出市场，而目前工业生产中的无镍封孔技术中存在封孔膜失光、保光性差；封孔后铝材工件表面不平整，易发白、起粉；封孔速度慢、检测封孔失重高；节能效果较差，槽液稳定性差、寿命短等问题。

为解决上述问题，开发研制一种无毒环保、光亮平整、封孔效果好的绿色铝材封闭剂是非常有工业价值的。

发明内容

本发明的目的就是为了弥补现有阳极氧化膜封孔剂技术的缺陷，在解决含镍封孔剂重污染的问题的同时，提供了一种铝及铝合金阳极氧化后处理液及其封孔工艺，推动铝阳极氧化封孔技术的发展。

本发明是通过下述技术方案实现的：一种铝及铝合金阳极氧化后处理液，以氟锆酸或氟钛酸为封孔原料，以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）均聚物作为表面活性剂和分散剂，以低粘度的聚二甲基硅氧烷作为稳定剂和光亮剂，选用多元醇作为辅助的稳定剂，以去离子水作为主溶剂，其中，所述的聚乙烯吡咯烷酮的结构式为：

PVP均聚物选用的K值决定于n值，n值的范围为1-3，K值的范围为15～90；所述的聚二甲基硅氧烷的结构式为:

其粘度的取值为500～5000。所述的氟锆酸的浓度为1g/L～20g/L，聚二甲基硅氧烷的浓度为4g/L～20g/L，聚乙烯吡咯烷酮的浓度为1g/L～8g/L，多元醇的浓度为2g/L～20g/L。

进一步的，多元醇为乙二醇、甘油、三羟甲基乙烷、季戊四醇、木糖醇、山梨醇、聚醚多元醇、聚乙二醇中的一种或多种。

进一步的，它的原料组成中还包括络合剂、缓蚀剂、促进剂。所述的络合剂的浓度为0～15g/L，缓蚀剂的浓度为0～15g/L，促进剂的浓度为0～10g/L。