[發明專利]一種鋁合金陽極氧化膜無鎳封孔劑及制備方法

在審

• 申請號: 201811625408.2
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109440162A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 姜鶴旻;鄭建;王振興
• 申請（專利權）人: 江蘇飛拓界面工程科技有限公司
• 主分類號: C25D11/24
• 分類號: C25D11/24
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 何世磊

本發明提供了一種鋁合金陽極氧化膜無鎳封孔劑及制備方法，按質量百分比計，所述鋁合金陽極氧化膜無鎳封孔劑由以下原料組成：3.0～6.0％的鋅系主鹽化合物、2.0～4.0％的絡合劑、2.0～4.0％的封孔促進劑、4.0～10.0％的穩定劑、5.0～15.0％的抑灰光亮劑、余量為水。本發明提供的封孔劑工作溫度低、pH范圍寬，在濃度2～6％、pH 3～6、溫度15～35℃下均有良好的封孔效果，且該封孔劑環保無鎳，避免了對人體和環境的危害，工作溫度低，節約能源，工藝穩定，只需定期補充封孔劑即可保持封孔槽的封孔性能。

技術領域

本發明涉及鋁合金陽極氧化后處理技術領域，特別是涉及一種鋁合金陽極氧化膜無鎳封孔劑及制備方法。

背景技術

陽極氧化作為鋁及鋁合金表面應用最為廣泛的一種處理技術，可以顯著地改善鋁及其合金的性能，提高鋁及其合金表面硬度和耐磨性，由于氧化膜的表面存在大量微孔，必須進行封孔處理，常見的封孔方法主要有沸水(或蒸汽)封孔、鎳鹽封孔、高分子樹脂封孔。常用的封孔質量較高的鎳鹽封孔劑含Ni²⁺對人體和環境有毒害作用。

為解決Ni²⁺超標的問題，人們尋找了各種可以替代的金屬離子，相關技術中介紹了低鎳的中溫封孔劑，用鋅、銅、鈰、鎂等金屬鹽作為補充來降低對鎳的需求，該方法無法做到完全無鎳，且工藝所需溫度較高，增加了生產成本。目前也有一些無鎳封孔劑，主要以鎂和鋰作為主鹽配合聚硅酸鋅或納米氧化鋅及含氟表面活性劑等得到一種中溫封孔劑，但仍存在穩定性差、工作溫度高、pH范圍窄等缺點。

發明內容

鑒于上述狀況，本發明提供一種穩定、工作溫度低、pH范圍寬并能顯著提高鋁及鋁合金表面性能的封孔劑。

一種鋁合金陽極氧化膜無鎳封孔劑，由以下原料組成：鋅系主鹽化合物、絡合劑、封孔促進劑、穩定劑、抑灰光亮劑、水。

其中，按質量百分比計，所述鋁合金陽極氧化膜無鎳封孔劑由以下原料組成：3.0～6.0％的鋅系主鹽化合物、2.0～4.0％的絡合劑、2.0～3.0％的封孔促進劑、4.0～10.0％的穩定劑、5.0～15.0％的抑灰光亮劑、余量為水。

其中，所述鋅系主鹽化合物為硝酸鋅、乙酸鋅、氯化鋅、乳酸鋅、硫酸鋅中的至少一種。

其中，所述絡合劑為EDTA、葡萄糖酸鈉、酒石酸鉀鈉、檸檬酸鈉、草酸鈉中的至少一種。

其中，所述封孔促進劑為氟化鉀、氟化氫銨、硫代硫酸鈉、硅酸鈉、磷酸鈉中的至少一種。

其中，所述穩定劑為聚乙二醇、甘油、乙二醇、吐溫80、異戊醇中的至少一種。

其中，所述抑灰光亮劑為聚二甲基硅氧烷、聚乙烯吡咯烷酮、糖精鈉、硫脲、羥基乙叉二磷酸、苯并三氮唑中的至少一種。

根據本發明提供的鋁合金陽極氧化膜無鎳封孔劑，具有以下有益效果：

相比于含鎳封孔劑，Zn(OH)^2-的Ksp為7.1×10^-18，比Ni(OH)^2-的Ksp 2.0×10^-15低，該數值也低于鈣、鎂、錳、鈷等堿金屬氫氧化物的溶度積，即在較低的pH條件下主鹽就可以在微孔內沉積，加上硫代硫酸鈉等封孔促進劑改變多孔膜界面電性能促進主鹽金屬離子進入膜孔內，同時提高微孔內pH，使封孔液的工作pH下限進一步降低。同時在穩定劑的幫助下，封孔液在較高的pH下也能保持穩定不產生沉淀。此外，Zn(OH)^2-較低的Ksp值可使其在較低的濃度和寬泛的溫度范圍內均能比較容易的在微孔內沉積。

實際測試結果表明，本發明提供的封孔劑工作溫度低、pH范圍寬，在濃度2～6％、pH 3～6、溫度15～35℃下均有良好的封孔效果，且該封孔劑環保無鎳，避免了對人體和環境的危害，工作溫度低，節約能源，工藝穩定，只需定期補充封孔劑即可保持封孔槽的封孔性能。