用于铝合金阳极氧化膜碱性无镍无氟封闭剂及封闭工艺制造技术

本发明专利技术公开了用于铝合金阳极氧化膜碱性无镍无氟封闭剂，包含封闭剂及PH调节剂；封闭剂组成及各组分用量按体积质量计为：锡酸钠：3

【技术实现步骤摘要】
用于铝合金阳极氧化膜碱性无镍无氟封闭剂及封闭工艺


[0001]本专利技术属于金属材料表面处理的
，具体涉及用于铝合金阳极氧化膜碱性无镍无氟封闭剂及封闭工艺。

技术介绍

[0002]铝合金因具备优良的导电性、导热性和比强度高等特点，广泛运用于建筑型材、航空航天、轨道交通、电子3C等领域。但铝的标准电极电位较负(
‑
1.663V)，化学性质较活泼，虽然在自然条件下可形成具有一定保护性的氧化膜，但其耐蚀性有限。实际应用时通常需要进行必要的表面处理来提高铝合金的耐腐蚀性，其中阳极氧化法就是应用最广泛的表面处理技术之一。
[0003]铝合金阳极氧化膜主要成分为氧化铝，显微结构上分为两层，外层为多孔结构的多孔层，底层为连续的密膜层，使得铝合金阳极氧化膜具有良好耐蚀性同时多孔层便于表面着色，因此阳极氧化工艺在铝合金表面处理中应用广泛。但由于密膜层厚度有限，阳极氧化膜通常需要进行封闭处理。
[0004]传统的阳极氧化膜的封闭工艺较多，有利用水化反应产物膨胀，如热水封闭、水蒸气封闭；有利用有机物屏蔽，采用油脂、蜡、树脂、油漆等进行封闭，如专利CN200810108699.8申请保护一种轻金属材料的阳极氧化膜的封闭方法。该技术在阳极氧化膜表面涂覆油漆，通过热固化或UV固化完成对阳极氧化膜的封闭，可使表面达到醋酸镍封闭同等效果。
[0005]大多利用盐类水解封闭，目前领域内应用最广泛的是含镍盐类封闭，如专利CN111188071B申请保护一种铝合金阳极氧化的高性能封闭工艺。该工艺封闭剂由硫酸镍与其它盐类复合，再加入适当添加剂，可达到良好的封闭效果。
[0006]再有一些技术通过生成氟化物封闭，达到提高耐蚀性的目的，如专利CN110129855B申请保护一种铝合金防腐的表面处理方法，首先经过硝酸铈、氟锆酸钾或氟钛酸钾、六偏磷酸钠、磷酸二氢锰等组成的溶液处理后，再通过十六烷酸乙醇溶液浸泡1～2小时，最终完成封闭处理，可获得耐蚀性良好的表面。再如CN104342736 A申请保护一种铝合金氧化膜无镍常温封闭工艺及封闭剂，含有水溶性钛化合物或水溶性锆化合物的至少一种化合物A(水溶性钛化合物或水溶性锆化合物为它的硫酸盐、氟化盐、或有机盐)、具有多个官能团的有机化合物B作为稳定剂、促进剂(促进剂是氟化物)及PH缓冲剂，在封闭速度为0.5
‑
3.0um/min、温度为15
‑
35℃及PH值为3.5
‑
6.5，最终完成封闭，从而获得良好的耐腐蚀性。
[0007]此外，还存在一些通过酸性封闭剂进行封闭，如专利CN112760692B申请保护一种铝合金阳极氧化封闭液及其封闭方法，通过添加纳米硅溶胶、聚氨酯以及表面活性剂相互作用，同时在超声作用下混合，并使PH达到4.5
‑
6.8，得到封闭液，最终，铝合金置于65℃
‑
70℃的封闭液中处理35s
‑
45s，有助于提高铝合金的耐腐蚀性。
[0008]上述专利中使用的镍盐虽然具有优良的封闭效果，含氟工艺也可获得良好耐蚀
性，但是目前环保条例已开始明确限制含镍含氟工艺的使用，因此急需开发碱性无镍无氟环保的阳极氧化封闭工艺。

技术实现思路

[0009]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于铝合金阳极氧化膜碱性无镍无氟封闭剂，旨在解决目前领域广泛使用的含镍或含氟封闭剂对环境造成的损害，以及碱性锡酸盐体系对铝合金阳极氧化膜进行封闭处理，使封闭表面耐蚀性得到明显提高。
[0010]为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0011]一种用于铝合金阳极氧化膜碱性无镍无氟封闭剂，包含封闭剂及PH调节剂；所述封闭剂组成及各组分用量按体积质量计为：锡酸钠：3
‑
20g/L；有机酸：3
‑
12g/L；表面活性剂：0.2
‑
2g/L；余量为蒸馏水；所述PH调节剂组成及各组分用量按体积质量计为：有机酸；12g/L的NaOH溶液；所述封闭剂中的有机酸与所述PH调节剂中的有机酸相同。
[0012]优选地，所述有机酸为乙酸、柠檬酸、丙酸、苹果酸、丁二酸、琥珀酸、己二酸、抗坏血酸、天门冬氨酸、水杨酸、马来酸、甘氨酸、乳酸、谷氨酸、聚丙烯酸、单宁酸、色氨酸中的一种或多种。
[0013]优选地，所述表面活性剂为烷基糖苷、茶皂甙、椰油酰胺丙基甜菜碱、单烷基磷酸酯、烷基葡萄糖酰胺、聚环氧琥珀酸、聚马来酸柠檬酸酯、醇醚羧酸盐、α
‑
磺基脂肪酸甲酯盐的一种或多种。
[0014]本专利技术的另一目的在于提供一种用于铝合金阳极氧化膜无镍无氟封闭工艺，能够兼顾生产、应用及排放各环节的环保性，同时考虑工艺成本及可操作性；其中，所述工艺包括：
[0015]一、铝合金脱脂酸洗前处理，具体处理步骤如下：
[0016](1)碱洗除油：将铝合金制品置于含有NaOH 10g/L、Na2CO
3 8g/L、Na3PO
4 12g/L的碱洗液中，在常温下碱洗1
‑
3分钟；
[0017](2)流动自来水洗2次，去离子水洗1次；
[0018](3)酸洗出光：将铝合金制品置于含有浓H2SO
4 100g/L、H3PO
4 20ml/L、HF6ml/L、OP
‑
10 0.3g/L的酸洗液中，在常温下酸洗1
‑
3分钟；
[0019](4)流动自来水洗2次，去离子水洗1次；
[0020]二、铝合金阳极氧化处理：将经过前处理的铝合金浸入阳极氧化槽进行阳极氧化处理；阳极氧化槽液组成为H2SO
4 160g/L
‑
180g/L，处理温度19
±
1℃，直流阳极氧化35
‑
40min，电流密度为1.5A/dm2；
[0021]三、阳极氧化膜封闭处理：阳极氧化处理后的铝合金立即浸入所述封闭剂中进行封闭处理；所述封闭剂用所述pH调节剂调节至pH＝9
‑
11，然后加热至40
‑
60℃，阳极氧化完成后的工件经清洗后直接浸入所述封闭剂中进行封闭处理，封闭时间15
‑
30min，封闭处理完成后经两道水洗并吹干或烘干。
[0022]本专利技术的有益效果：
[0023]1、本专利技术所述工艺其处理温度为40～60℃，温度不高，有利于节约能源。
[0024]2、由本专利技术所获封闭层无色透明，不改变工件外观，有利于阳极氧化膜染色后封
闭处理，保持原有色调。
[0025]3、本专利技术封闭剂不含Ni、F以及其他有害离子，是一种安全环保的封闭处理工艺。
[0026]4、本专利技术所述工艺为碱性工艺，工作过程不产生酸雾或腐蚀性气体，对设备腐蚀小、对人体伤害低。
[0027]5、由本专利技术的封闭工艺可获得耐蚀性优良的表面，封闭层主要为Sn的化合物，主要是Sn本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于铝合金阳极氧化膜碱性无镍无氟封闭剂，其特征在于，包含封闭剂及PH调节剂；所述封闭剂组成及各组分用量按体积质量计为：锡酸钠：3
‑
20g/L；有机酸：3
‑
12g/L；表面活性剂：0.2
‑
2g/L；余量为蒸馏水；所述PH调节剂组成及各组分用量按体积质量计为：有机酸；12g/L的NaOH溶液；所述封闭剂中的有机酸与所述PH调节剂中的有机酸相同。2.根据权利要求1所述的碱性无镍无氟封闭剂，其特征在于，所述有机酸为乙酸、柠檬酸、丙酸、苹果酸、丁二酸、琥珀酸、己二酸、抗坏血酸、天门冬氨酸、水杨酸、马来酸、甘氨酸、乳酸、谷氨酸、聚丙烯酸、单宁酸、色氨酸中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的碱性无镍无氟封闭剂，其特征在于，所述表面活性剂为烷基糖苷、茶皂甙、椰油酰胺丙基甜菜碱、单烷基磷酸酯、烷基葡萄糖酰胺、聚环氧琥珀酸、聚马来酸柠檬酸酯、醇醚羧酸盐、α
‑
磺基脂肪酸甲酯盐的一种或多种。4.一种如权利要求1所述用于铝合金阳极氧化膜碱性无镍无氟封闭工艺，其特征在于，包括以下技术步骤：一、铝合金脱脂酸洗前处理，具体处理步骤如下：(1)碱洗除油：将铝合金制品置于含有NaOH 10g/L、Na2CO
...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆松林，方新鹏，郭加林，
申请(专利权)人：广东华昌集团有限公司，
类型：发明
国别省市：