[发明专利]一种铝材阳极氧化液及使用方法

说明书

本发明公开一种铝材阳极氧化液及使用方法，其中铝材阳极氧化液由无卤离子液体、添加剂和水混合配制而成，其使用方法为：先配制阳极氧化液，再对待氧化铝材进行阳极氧化处理，最后对使用后的阳极氧化液进行回收处理；本发明使用无卤离子液体代替传统的硫酸、铬酸等，对设备无腐蚀，氧化液使用过程中无酸雾、无异味，可以在远低于传统阳极氧化液酸度的条件下实现铝材的阳极氧化，且生产过程中不存在卤素污染，离子液体的阳离子与酸根离子在阳极氧化条件下协同作用，加上多元醇、8‑羟基喹啉、有机酸等添加剂，使得本发明所述阳极氧化液可获得优于传统高酸体系的氧化效果，且本发明的铝材用阳极氧化液在使用后经回收处理可循环使用，降低氧化成本。

技术领域

本发明涉及氧化液技术领域，尤其涉及一种铝材阳极氧化液及使用方法。

背景技术

纯铝及铝合金材料具有较高的强度/重量比，同时物理、化学性能优异且易于加工成型，已经成为工业中仅次于钢铁的第二大金属材料，但是纯铝及铝合金材料耐腐蚀性和耐磨较差，硬度较低，容易发生磨损腐蚀，从而极大影响其作为结构材料的耐久性和安全性，虽然铝在空气中极易与氧气反应生成一层致密的氧化膜，但其厚度有限，难以进一步保护铝材，工业上通常采用阳极氧化的方法在铝材表面得到一层具有一定厚度的氧化铝膜，从而显著改善铝材的耐磨性、耐腐蚀性并有利于进一步的铝材染色。

现有的阳极氧化工艺有很多，如磷酸阳极氧化工艺、草酸阳极氧化工艺、铬酸阳极氧化工艺和硫酸阳极氧化工艺等，其中硫酸阳极氧化工艺是目前最常用的工艺，该工艺所用阳极氧化电解液通常由15～20％的硫酸水溶液及其他添加剂组成，随着阳极氧化进程，电解液中铝离子浓度升高、酸性减弱，阳极氧化效果严重减弱，此时便需要新的阳极氧化电解液来替换，废液随之产生，该废液酸度高、浓度高、含有毒金属离子，存在处理成本高、难度大的问题。

现有公开号为CN108221023A的专利“铝合金阳极氧化工艺”，其采用了高浓度的硫酸，随着阳极氧化进程的进行，电解液中铝离子浓度升高，酸性减弱，阳极氧化效果严重减弱。此时需要新的阳极氧化电解液来替换，随之产生大量强酸性废液，该废液酸性强，铝离子浓度高，对环境影响大，处理成本较高，同时回收难度大，属于不符合当前环保工艺要求的技术。

又如公开号为CN104532322B的专利“一种离子液体中钛铝合金阳极氧化的方法”，其使用纯离子液体作为电解液，由于离子液体本身粘度高、传质速率低，导致体系电阻高、电压大，氧化膜生长速度降低，生产过程用电量大幅提高，纯离子液体使用量大，过高的成本无法避免，另外含有卤素的离子液体在生产过程中会产生卤素单质，对人员健康及环境均有严重威胁，同时含卤的废水处理不完善会对环境及地下水造成影响，且该类工艺适用于钛铝合金，尚未能拓展到常规的1-8系铝合金，因此，本发明提出一种铝材阳极氧化液及使用方法以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种铝材阳极氧化液及使用方法，解决传统阳极氧化液因无法循环使用而造成大量强酸性废水的问题。

为了实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种铝材阳极氧化液，包括0.5-10％的无卤离子液体、0.1-2％的添加剂、余量为水，所述无卤离子液体为具有布朗斯特酸性的无卤离子液体，所述添加剂为8-羟基喹啉、多元醇和有机酸，所述无卤离子液体分子式为[R-A]m[X]，其中-A＝-H、-SO₃H、-COOH、-PO₃H₂，[X]为不含卤素的含氧酸阴离子，m＝1-3，R为含氮或含磷阳离子。

进一步改进在于：所述不含卤素的含氧酸阴离子选自硫酸根、磷酸根、草酸根、醋酸根、磺酸根、硝酸根中的一种或多种的组合。

进一步改进在于：所述含氮或含磷阳离子选自季铵阳离子、季鏻阳离子、咪唑鎓阳离子、吡咯烷鎓阳离子以及氨基酸阳离子中的一种或多种的组合。