一种阳极氧化装置及采用该装置在酸性条件下铝粉阳极氧化的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种阳极氧化装置及采用该装置在酸性条件下铝粉阳极氧化的方法。所述阳极氧化装置包括阴极槽体、分离袋和阳极，阴极槽体中盛放酸性电解液，浸入酸性电解液中的分离袋使金属粉体不与阴极槽体接触；阳极的至少金属搅拌桨部件插入浸于酸性电解液的分离袋中。所述阳极氧化装置结构新颖，避免了阴阳极的短路，提高了铝粉的分散性，还保证了其与阳极和酸性电解液的随时接触，改善了铝粉阳极氧化效果。本发明专利技术采用所述阳极氧化装置在特定的弱酸性条件下对铝粉进行阳极氧化，控制电压、阳极电流密度、温度、酸性电解液的pH值和电导率等，有效提高了铝粉在水性涂料中的稳定性，避免铝与水反应产生的氢气诱发燃烧/爆炸。

【技术实现步骤摘要】
一种阳极氧化装置及采用该装置在酸性条件下铝粉阳极氧化的方法
本专利技术涉及金属粉体的表面处理领域，涉及一种阳极氧化装置及采用该装置在酸性条件下铝粉阳极氧化的方法。
技术介绍
金属颜料作为一种重要的装饰性颜料，可使被涂装的物品绚丽多彩,具有明亮的金属光泽和金属闪光效果在工业生产和生活中被广泛使用。涂料用铝粉是重要的金属颜料之一，可用作工业涂料、汽车涂料、印刷油墨以及塑料加工业。铝颜料用于水性涂料存在分散稳定性差，易被腐蚀而逐渐失去金属光泽等问题，甚至还存在因铝与水反应导致的燃烧/爆炸问题。目前的表面改性方法主要有添加缓蚀剂法和包覆膜法，然而，仍存在以下问题：1.铝粉表面钝化处理中所使用的钝化剂大多含对环境有害且致癌的六价铬，已限制使用；2.包覆法处理铝粉的工艺复杂，成本较高，难以在铝粉表面形成致密的保护层；3.添加剂由于吸附作用较弱，对抑制铝粉腐蚀的作用极其有限。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种阳极氧化装置及采用该装置在酸性条件下铝粉阳极氧化的方法。本专利技术的阳极氧化装置结构新颖，不仅避免了阴阳极的短路，还大大提高了铝粉的分散性，并保证了其与阳极和酸性电解液的随时接触，改善了铝粉阳极氧化效果。本专利技术采用所述阳极氧化装置在特定的非挥发性的弱酸性条件下对铝粉进行阳极氧化，控制电压、阳极电流密度、温度、酸性电解液的pH值和酸性电解液的电导率等，可以有效提高铝粉在水性涂料中的稳定性，避免铝与水反应产生的氢气诱发燃烧/爆炸。为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种阳极氧化装置，所述阳极氧化装置包括阴极槽体、分离袋和阳极，阴极槽体中盛放酸性电解液，分离袋浸入酸性电解液中，且分离袋包裹金属粉体使金属粉体不与阴极槽体接触；所述阳极包含金属搅拌桨部件，且阳极的至少金属搅拌桨部件插入浸于酸性电解液的分离袋中。本专利技术中，所述“阴极槽体”指：盛放酸性电解液的槽体作为阴极。本专利技术中的阳极为具有金属搅拌桨的阳极，也就是说，金属搅拌桨也是阳极的一部分，即组成部件。本专利技术中，所述“至少金属搅拌桨部件”指：可以只有金属搅拌桨部件；也可以既有金属搅拌桨部件又有阳极的其他部分。作为本专利技术所述阳极氧化装置的优选技术方案，所述分离袋为滤袋或隔膜袋，所述分离袋的孔径优选小于金属粉的粒径，这样设置的目的是：一方面，使金属粉不与阴极槽体接触；另一方面，由于分离袋的孔径小于金属粉的粒径，金属粉无法从分离袋穿出，与金属搅拌桨位于同侧，搅拌效果好，与阳极的接触性好，有利于金属粉的阳极氧化。优选地，所述阴极槽体的材料包括金属钛、铂、金、不锈钢或石墨中的任意一种，但并不限于上述列举的材料，其他本领域常用的可达到相同效果的阴极材料也可用于本专利技术。优选地，所述阳极的材料包括金属钛、铂、金或不锈钢中的任意一种，但并不限于上述列举的材料，其他本领域常用的可达到相同效果的阳极材料也可用于本专利技术。第二方面，本专利技术提供了一种采用第一方面所述的阳极氧化装置进行铝粉阳极氧化的方法，所述方法包括以下步骤：(1)用分离袋包裹铝粉，使铝粉不与阴极槽体接触，并将阳极的至少金属搅拌桨部件插入分离袋中，然后放入含有酸性电解液的阴极槽体中；(2)启动阳极的金属搅拌桨进行搅拌，并接通直流电源，进行铝粉阳极氧化；(3)使阳极与分离袋脱离，然后将所得铝粉随分离袋取出，得到阳极氧化的铝粉；其中，所述酸性电解液为非发挥性的酸性电解液，且pH值为3～7且不含7；所述非挥发性的酸性电解液为硼酸、磷酸二氢铵、磷酸一氢铵、己二酸、戊二酸、富马酸、壬二酸或十六酸中的任意一种或至少两种的水溶液。本专利技术的方法中，所述酸性电解液为非挥发性的弱酸性，pH为3～7且不含7，例如为3、3.5、4、4.5、5、5.2、5.5、6或6.5等。本专利技术的非挥发性的酸性电解液中，所述至少两种的水溶液典型但非限制性实例有：硼酸和磷酸二氢铵的水溶液、硼酸和己二酸的水溶液，硼酸、磷酸一氢铵和戊二酸的水溶液，磷酸二氢铵和磷酸一氢铵的水溶液，己二酸、戊二酸、富马酸和壬二酸的水溶液，硼酸、壬二酸和十六酸的水溶液等。本专利技术中，通过使用合适目数的分离袋(例如滤袋或隔膜袋)包裹铝粉，以隔离铝粉和阴极，然后将插入至少阳极的金属搅拌桨的滤袋或隔膜袋浸入酸性电解液中，启动带搅拌作用的阳极，使铝粉随时接触阳极，接通电源后实现铝粉的阳极氧化，从而在铝粉的表面形成厚度可调节的高质量氧化膜，进而提高铝粉在应用时在水性涂料中的稳定性，避免铝粉的金属光泽遭到破坏，有效解决了铝粉与水容易发生反应，导致产生氢气诱发燃烧/爆炸的问题。作为本专利技术所述方法的优选技术方案，所述酸性电解液的溶剂为水，且各组分的含量为：硼酸5～100g/L、磷酸二氢铵0.1-10g/L、磷酸一氢铵0.1-10g/Lg/L、己二酸0.1-20g/Lg/L、戊二酸0.1-20g/L、富马酸0.1-20g/L、壬二酸0.1-20g/L和十六酸0.1-20g/L。此优选技术方案中，硼酸的含量为5～100g/L，例如5g/L、10g/L、15g/L、20g/L、30g/L、35g/L、40g/L、50g/L、60g/L、75g/L、85g/L、90g/L或100g/L等。此优选技术方案中，磷酸二氢铵的含量为0.1-10g/L，例如0.1g/L、1g/L、2g/L、2.5g/L、3g/L、4g/L、5g/L、6g/L、7g/L、8g/L、9g/L或10g/L等。此优选技术方案中，磷酸一氢铵的含量为0.1-10g/L，例如0.1g/L、1g/L、2g/L、2.5g/L、3g/L、3.5g/L、4g/L、5g/L、6g/L、6.5g/L、7g/L、8g/L、9g/L或10g/L等。此优选技术方案中，己二酸的含量为0.1-20g/L，例如0.1g/L、0.5g/L、1g/L、3g/L、5g/L、6g/L、7g/L、8g/L、9g/L、9.5g/L、10g/L、11g/L、11.5g/L、12.5g/L、13g/L、15g/L、16g/L、17g/L、18.5g/L或20g/L等。此优选技术方案中，戊二酸的含量为0.1-20g/L，例如0.1g/L、0.5g/L、1g/L、3g/L、4g/L、6g/L、6.5g/L、8g/L、9g/L、10g/L、11g/L、12.5g/L、13g/L、13.5g/L、15g/L、16g/L、17g/L、18.5g/L或20g/L等。此优选技术方案中，富马酸的含量为0.1-20g/L，例如0.1g/L、0.5g/L、1g/L、3g/L、4g/L、6g/L、8g/L、9g/L、10g/L、11g/L、12.5g/L、13g/L、15g/L、16g/L、17g/L、18g/L或20g/L等。此优选技术方案中，壬二酸的含量为0.1-20g/L，例如0.1g/L、0.5g/L、1g/L、3g/L、4g/L、6g/L、8g/L、9g/L、10g/L、11g/L、12.5g/L、14g/L、15g/L、16g/L、17g/L、18g/L或20g/L等。此优选技术方案中，十六酸的含量为0.1-20g/L，例如0.1g/L、0.5g/L、1g/L、3g/L、4g/L、6g/L、8.5g/L、9g/L、10g/L、11g/L、12.5g/L本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用阳极氧化装置，其特征在于，所述阳极氧化装置包括：阴极槽体、分离袋和阳极，阴极槽体中盛放酸性电解液，分离袋浸入酸性电解液中，且分离袋包裹金属粉体使金属粉体不与阴极槽体接触；所述阳极包含金属搅拌桨部件，且阳极的至少金属搅拌桨部件插入浸于酸性电解液的分离袋中。

【技术特征摘要】
1.一种采用阳极氧化装置，其特征在于，所述阳极氧化装置包括：阴极槽体、分离袋和阳极，阴极槽体中盛放酸性电解液，分离袋浸入酸性电解液中，且分离袋包裹金属粉体使金属粉体不与阴极槽体接触；所述阳极包含金属搅拌桨部件，且阳极的至少金属搅拌桨部件插入浸于酸性电解液的分离袋中。2.根据权利要求1所述的阳极氧化装置，其特征在于，所述分离袋为滤袋或隔膜袋；优选地，所述分离袋的孔径小于金属粉的粒径。3.根据权利要求1或2所述的阳极氧化装置，其特征在于，所述阴极槽体的材料包括金属钛、铂、金、不锈钢或石墨中的任意一种；优选地，所述阳极的材料包括金属钛、铂、金或不锈钢中的任意一种。4.一种采用权利要求1-3任一项所述的阳极氧化装置进行铝粉阳极氧化的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)用分离袋包裹铝粉，使铝粉不与阴极槽体接触，并将阳极的至少金属搅拌桨部件插入分离袋中，然后放入含有酸性电解液的阴极槽体中；(2)启动阳极的金属搅拌桨进行搅拌，并接通直流电源，进行铝粉阳极氧化；(3)使阳极与分离袋脱离，然后将所得铝粉随分离袋取出，得到阳极氧化的铝粉；其中，所述酸性电解液为非挥发性的酸性电解液，且pH值为3～7且不含7；所述非挥发性的酸性电解液为硼酸、磷酸二氢铵、磷酸一氢铵、己二酸、戊二酸、富马酸、壬二酸或十六酸中的任意一种或至少两种的水溶液。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述酸性电解液的溶剂为水，且各组分的含量为：硼酸5～100g/L、磷酸二氢铵0.1-10g/L、磷酸一氢铵0.1-10g/Lg/L、己二酸0.1-20g/L、戊二酸0.1-20g/L、富马酸0.1-20g/L、壬二酸0.1-20g/L和十六酸0.1-20g/L；优选地，所述酸性电解液的溶剂为水，且各组分的含量为：硼酸30～80g/L、磷酸二氢铵1-5g/L、磷酸一氢铵0.5-5g/L、己二酸0.5-10g/L、戊二酸0.5-10g/L、富马酸0.5-10g/L、壬二酸0.5-10g/L和十六酸0.5-10g/L。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述分离袋为滤袋或隔膜袋；优选地，所述铝粉为球形铝粉、片状铝粉或不规则铝粉中的任意一种或至少两种的组合，优选为片状铝粉；优选地，所述铝粉的粒径为1～100μm；优选地，所述片...

【专利技术属性】
技术研发人员：周政，谌庆春，彭果戈，王鹏，
申请(专利权)人：东莞东阳光科研发有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44