[发明专利]吸光涂层生产中基材铝阳极氧化膜制备工艺

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种铝材阳极氧化工艺，尤其是指一种用于太阳能热水器铝卷材选择性吸光涂层的高反射率、耐腐蚀阳极氧化膜的制备工艺。

【背景技术】

阳极氧化与电解着色是国内太阳能热水器选择性吸光涂层的主要生产工艺。电解着色涂层是根据“多层渐变”吸光原理对太阳光进行选择性吸收，参见图1、2为选择性吸光示意图，图中1为沉积金属粒子，2为氧化膜孔壁，3为阻挡层，4为铝基材；5为减反射层，6为选择吸收层，7为高反射层，8为基材；9为入射太阳光，10为反射太阳光，11为二次反射红外线，其阳极氧化涂层要求：

1.在减反射层，要控制孔径大小，氧化膜对可见光起“陷阱”作用，最大限度吸收入射光。而膜孔大小与远红外光波长相比差异较大，呈高反射性。

2.吸收层，从孔外侧向内侧的阻挡层，金属粒子具有逐层渐变的消光系数和折射率，可以最大化吸收可见光。

3.高反射层。根据基尔霍夫定律，即热平衡时，温度T下的任何物体的单色辐射出射度与单色吸收率比值等于该波长下黑体的单色辐射出射度。高反射层要求具有高反射率，最大化反射部分进入氧化膜的远红外线。以下为基尔霍夫热辐射定律数学公式：

式中，Ei(i＝1，2，3...)为不同物体在波长λ及温度T处的红外辐射出射度，E0为黑体在波长λ及温度T处的红外辐射出射度，f(λ，T)为温度为T时的热辐射函数。

目前，阳极氧化涂层的吸收率可以达到0.95左右，但热辐射率较大，一般在0.15左右，降低了吸热效率，影响了其应用价值。为了降低涂层的热辐射率，需要提高原材料基体表面的平整性，使得经阳极氧化后，阻挡层仍具有高反射率，以降低红外发射率，提高涂层的吸热性能。本文为了提高原材料表面平整性，使用了表面抛光工序，并通过优化工艺参数，达到降低红外发射率的目的。

由于铝卷材阳极氧化工艺路线长，现有实际生产中，为了节省资源，往往简化了生产工艺，具体工艺路线参见图3所述，然而这种工艺缺点是：没有抛光工序，基材表面平整性差，增加了产品的发射率。氧化前产品表面有自然氧化膜，造成氧化时产品导电不均匀以及大量溶解氧化膜产生的铝离子会对阳极氧化造成负面影响。且氧化膜没有封闭处理，耐蚀性差。

【发明内容】

本发明的目的在于克服了上述缺陷，提供一种带有抛光工序的铝阳极氧化吸光涂层制备工艺。

本发明的目的是这样实现的：一种吸光涂层生产中基材铝阳极氧化膜制备工艺，它依次包括脱脂、水洗、阳极氧化、水洗、电解着色、水洗及烘干的步骤，其改进之处在于：于水洗及阳极氧化步骤间还设有化学抛光的步骤，步骤中采用900-1200g/L浓度的磷酸(H3PO4)与330-450g/L浓度的硫酸(H2SO4)及0.5％-1.0％的邻苯二胺作为药水，然后将铝带匀速于药水中前进，同时开启压缩气体搅拌；

上述方法中，所述步骤化学抛光的步骤在100±5℃的温度进行1-3分钟；

上述方法中，所述步骤化学抛光步骤后还设有水洗、除灰及水洗的步骤，其中，除灰步骤中采用浓度为15-30％的硝酸(HNO3)在压缩气体搅拌下对产品表面残留灰进行彻底清除的步骤；

上述方法中，所述除灰步骤在室温下进行5-15秒；

上述方法中，所述水洗及烘干步骤中还设有高温封闭的步骤，步骤中采用纯水在95±5℃下进行高温封闭；

上述方法中，所述高温封闭的步骤维持3-10分钟；

上述方法中，所述脱脂步骤中采用由浓度为25-50g/L的磷酸钠(Na3PO4)、25-40g/L的碳酸钠(Na2CO3)和0.5％-1.0％表面活性剂组成的药剂，在50±5℃温度下保持铝带匀速前进，并开启压缩气搅拌；

上述方法中，所述阳极氧化步骤中采用由浓度为4-15％的磷酸(H3PO4)、0-12g/L的Al3+，在12-16V电压下、20-25℃温度下氧化15-30分钟；

上述方法中，所述电解着色步骤中采用由浓度为25±3g/L的硫酸镍(NiSO4·7H2O)、5±1g/L的硫酸亚锡(SnSO4)及4±0.5g/L的98％硫酸(H2SO4)，在16±0.5V电压下、20-25℃温度下着色4-6分钟。