一种太阳能光伏边框用铝合金及其加工工艺制造技术

本发明专利技术涉及铝合金技术领域，具体为一种太阳能光伏边框用铝合金及其加工工艺。方案以铝合金基材为基底，铝合金基材选取2024铝合金，在其表面进行阳极氧化，以生成表面含有阳极氧化膜的铝合金基材，由于阳极氧化膜表面呈现为多孔结构，含有微孔，需要对其进行封孔处理，因此方案在后续引入了二次封孔操作，最终制得的铝合金不仅具有较优异的力学性能，且耐腐蚀性能大大提升。本发明专利技术方案设计合理，各层配方配比适宜，制备得到的铝合金不仅具有较高的强度，而且氧化膜与基材的表面附着力高，耐腐蚀性能优异，可广泛适用于太阳能光伏边框加工领域，具有较高的实用性。具有较高的实用性。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能光伏边框用铝合金及其加工工艺


[0001]本专利技术涉及铝合金
，具体为一种太阳能光伏边框用铝合金及其加工工艺。

技术介绍

[0002]太阳能光伏边框和支架主要起到固定、密封太阳能电池组件、增强组件强度、便于运输和安装等作用，其性能将影响到太阳能电池组件的寿命。在光伏边框材质选择时，一般会采用钢边框、高分子材料边框、玻璃钢边框或者铝合金边框，由于铝合金具有重量轻、耐蚀性强、成形容易、强度高、易切削等特点，因此在太阳能光伏边框领域应用十分广泛。
[0003]现有市面上的铝合金，其表面耐腐蚀性能、后续铝合金表面涂料涂装的附着力均无法满足我们的要求，因而为提高铝合金的表面耐腐蚀性能，本申请公开了一种太阳能光伏边框用铝合金及其加工工艺，以解决该技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种太阳能光伏边框用铝合金及其加工工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种太阳能光伏边框用铝合金的加工工艺，包括以下步骤：
[0007](1)取铝合金基材，打磨抛光后去离子水清洗，氢氧化钠溶液蚀刻3～5min，氢氧化钠溶液的温度为55～60℃，去离子水超声清洗20～30min，冷风吹干；
[0008](2)将植酸、硫酸、表面活性剂、二氧化硅改性聚氨酯乳液和去离子水混合，搅拌均匀，得到电解液；将吹干后的铝合金基材置于电解液中，阳极氧化；
[0009](3)取阳极氧化后的铝合金基材，去离子水超声清洗，浸入氟钛酸铵溶液中一次封孔，浸渍20～30min，溶液温度为45～50℃，氟钛酸铵溶液浓度为35g/L；再浸入二氧化硅溶胶或二氧化硅改性聚氨酯乳液中，进行二次封孔，得到成品。
[0010]较优化的方案，步骤(3)，二次封孔具体步骤为：一次封孔后，浸入二氧化硅溶胶中，浸渍时间为20～30s，以3mm/s的速度提拉，至膜层表面二氧化硅溶胶滴落，重复浸渍～提拉步骤2～3次，140～150℃下热处理20～30min，得到成品。
[0011]较优化的方案，步骤(3)，二次封孔具体步骤为：一次封孔后，浸入二氧化硅改性聚氨酯乳液中，浸渍时间为1～2min，以3mm/s的速度提拉，重复浸渍～提拉步骤2～3次，140～150℃下热处理1～1.2h，得到成品。
[0012]较优化的方案，步骤(2)中，电解液各组分含量为：植酸10～12wt％、硫酸18～20wt％、二氧化硅改性聚氨酯乳液15～20wt％、表面活性剂0.1～0.2wt％，余量为去离子水；所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠。
[0013]较优化的方案，步骤(2)中，阳极氧化工艺参数为：电压15～20V，阳极氧化温度为40～60℃，时间为20～30min。
[0014]较优化的方案，步骤(2)中，二氧化硅改性聚氨酯乳液的制备步骤为：
[0015]S1：取聚氧化丙烯二醇和异佛尔酮二异氰酸酯混合，加热升温至85～90℃，反应2～3h，加入二羟甲基丙酸、1,4
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丁二醇和二月桂酸二丁基锡，75～80℃下继续反应3～4h，丙酮调节粘度，加入丙烯酸羟乙酯，65～70℃下继续反应2～3h，降温至40℃，加入三乙胺中和，去离子水乳化分散，真空脱除丙酮，得到固含量为30～40％的聚氨酯乳液；
[0016]S2：将聚氨酯乳液、1/3质量份的丙烯酸酯单体混合，超声分散20～30min，加入正硅酸乙酯和KH
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570，40～45℃下搅拌15～25min，加入1/3质量份的过硫酸钾水溶液，75～85℃下反应30～40min，加入2/3质量份的丙烯酸酯单体和2/3质量份的过硫酸钾水溶液，80～85℃下反应1～1.5h，冷却出料，得到二氧化硅改性聚氨酯乳液。
[0017]较优化的方案，步骤S1中，聚氨酯乳液各组分含量为：以质量份计，45～48份聚氧化丙烯二醇、40～42份异佛尔酮二异氰酸酯、2.5～3份二羟甲基丙酸、10～11份1,4
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丁二醇、0.2～0.5份二月桂酸二丁基锡、3～5份丙烯酸羟乙酯、2.5～3份三乙胺；
[0018]步骤S2中，所述聚氨酯乳液、丙烯酸酯单体的质量比为(3.3～3.5)：1，所述KH
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570用量为聚氨酯乳液、丙烯酸酯单体总质量的1.4～1.6wt％；所述正硅酸乙酯用量为聚氨酯乳液、丙烯酸酯单体总质量的6～8wt％，所述过硫酸钾用量为聚氨酯乳液的0.15～0.2wt％；所述丙烯酸酯单体为丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯复配，质量比为2：1：1。
[0019]较优化的方案，二氧化硅溶胶的制备步骤为：将正硅酸乙酯、无水乙醇、去离子水、KH
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570和盐酸混合，65～70℃下搅拌2～3h，得到二氧化硅溶胶；所述正硅酸乙酯、无水乙醇、去离子水的摩尔比为1：6：3；所述盐酸用量为正硅酸乙酯摩尔量的8～9％，所述KH
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570用量为正硅酸乙酯摩尔量的4～5％。
[0020]较优化的方案，步骤(1)中，所述铝合金基材为2024铝合金，成分如下：以质量分数计，Zn：0.25％、Cr：0.1％、Mg：1.2～1.8％、Mn：0.3～1.0％、Cu：3.8～4.9％，余量为Al。
[0021]较优化的方案，根据以上任意一项所述的一种太阳能光伏边框用铝合金的加工工艺加工得到的铝合金。
[0022]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0023]本专利技术公开了一种太阳能光伏边框用铝合金及其加工工艺，方案以铝合金基材为基底，铝合金基材选取2024铝合金，在其表面进行阳极氧化，以生成表面含有阳极氧化膜的铝合金基材，由于阳极氧化膜表面呈现为多孔结构，含有微孔，需要对其进行封孔处理，因此方案在后续引入了二次封孔操作，最终制得的铝合金不仅具有较优异的力学性能，且耐腐蚀性能大大提升。
[0024]在本方案阳极氧化步骤中，本申请限定电解液组分为：植酸10～12wt％、硫酸18～20wt％、二氧化硅改性聚氨酯乳液15～20wt％、表面活性剂0.1～0.2wt％，余量为去离子水；所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠；其中二氧化硅改性聚氨酯乳液的引入不仅能够有效对微孔进行填充胶结，形成的氧化膜表面更均匀，从而提高氧化膜与铝合金基材之间的附着力；而且还能够进一步提高氧化膜的耐腐蚀性能。
[0025]此处需强调：本申请限定二氧化硅改性聚氨酯乳液15～20wt％，电解液中二氧化硅改性聚氨酯乳液能够对膜层进行填充，且表面会存在少量的树脂，在后续封孔过程中能够促进钛氢氧化物、钛氧化物的附着，从而提高封孔效果；但二氧化硅改性聚氨酯乳液的用
量不能过量，如果二氧化硅改性聚氨酯乳液过量，多余的树脂会大量堆积在氧化膜表面，反而会影响后续的氟钛酸铵溶液封孔。
[0026]在阳极氧化后，本申请通过二次封孔方式对氧化膜进行表面封闭，先将阳极氧化后的铝合金基材浸入氟钛酸铵溶液中，在氧化膜表面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能光伏边框用铝合金的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：(1)取铝合金基材，打磨抛光后去离子水清洗，氢氧化钠溶液蚀刻3～5min，去离子水超声清洗，冷风吹干；(2)将植酸、硫酸、表面活性剂、二氧化硅改性聚氨酯乳液和去离子水混合，搅拌均匀，得到电解液；将吹干后的铝合金基材置于电解液中，阳极氧化；(3)取阳极氧化后的铝合金基材，去离子水超声清洗，浸入氟钛酸铵溶液中一次封孔，再浸入二氧化硅溶胶或二氧化硅改性聚氨酯乳液中，进行二次封孔，得到成品。2.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏边框用铝合金的加工工艺，其特征在于：步骤(3)，二次封孔具体步骤为：一次封孔后，浸入二氧化硅溶胶中，浸渍时间为20～30s，以3mm/s的速度提拉，至膜层表面二氧化硅溶胶滴落，重复浸渍～提拉步骤2～3次，140～150℃下热处理20～30min，得到成品。3.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏边框用铝合金的加工工艺，其特征在于：步骤(3)，二次封孔具体步骤为：一次封孔后，浸入二氧化硅改性聚氨酯乳液中，浸渍时间为1～2min，以3mm/s的速度提拉，重复浸渍～提拉步骤2～3次，140～150℃下热处理1～1.2h，得到成品。4.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏边框用铝合金的加工工艺，其特征在于：步骤(2)中，电解液各组分含量为：植酸10～12wt％、硫酸18～20wt％、二氧化硅改性聚氨酯乳液15～20wt％、表面活性剂0.1～0.2wt％，余量为去离子水；所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠。5.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏边框用铝合金的加工工艺，其特征在于：步骤(2)中，阳极氧化工艺参数为：电压15～20V，阳极氧化温度为40～60℃，时间为20～30min。6.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏边框用铝合金的加工工艺，其特征在于：步骤(2)中，二氧化硅改性聚氨酯乳液的制备步骤为：S1：将聚氧化丙烯二醇和异佛尔酮二异氰酸酯混合，加热升温至85～90℃，反应2～3h，加入二羟甲基丙酸、1,4
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丁二醇和二月桂酸二丁基锡，75～80℃下继续反应3～4h，丙酮...

【专利技术属性】
技术研发人员：张树军，徐芳，
申请(专利权)人：泰州市诺诚金属制品科技有限公司，
类型：发明
国别省市：