[发明专利]铝阳极氧化膜着色封闭一步处理的方法

说明书

技术领域

本发明属于金属表面处理领域，是一种铝阳极氧化膜的着色封闭一步法处理方法，可以作为铝阳极氧化膜铬酸盐封闭的替代工艺。

背景技术

阳极氧化是铝表面处理的主要方式，然而阳极氧化膜的多孔结构严重地影响其耐腐蚀性能，因此必须进行适当的封闭处理。目前工业上常用的封闭方法为铬酸盐封闭或者以氟化镍为主的封闭方法，采用前者处理能得到浅黄绿色封闭膜，具有良好的耐腐蚀性，然而铬酸盐是剧毒物质，铬酸盐处理方法亟待取代；后者为常低温无铬封闭处理，目前已经产业化应用，但是这种封闭方法不能同时对阳极氧化膜进行着色，若需要着色，需要单独设置化学染色或者电解着色工艺步骤。

如专利200810120737公开了一种氟化镍为主要成分的封闭方法，相比铬酸盐体系，该方法具有工艺简单、处理温度低、污染小等优点。专利200810048493则公开了一种由碱金属或碱土金属的盐类、络合剂、pH缓冲剂组成的水溶性封闭剂，有效的取代了有毒的铬离子。专利200610065870公开了一种基于铈-钼盐的封闭方法。以上方法尽管达到了无铬封闭处理要求，但较铬酸盐封闭的阳极氧化膜在耐腐蚀性上都还有一定的差距，且无法获得有颜色的封闭膜，若需要着色则阳极氧化膜封闭前必须进行电解着色或化学染色的工艺步骤，增加生产周期，降低了生产效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的不足之处，提出一种铝阳极氧化膜着色封闭一步处理的方法，该方法不含铬酸盐，处理温度低，封闭后阳极氧化膜层耐腐蚀性能好、且接近铬酸盐封闭膜的黄绿色颜色，可以作为铬酸盐封闭的取代方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种铝阳极氧化膜着色封闭一步处理的处理液，它的每升水溶液中含有：

所述镍盐为硫酸镍、氟化镍、醋酸镍和碳酸镍中的一种或几种；

所述氟化物为氟化钠、氟化铵、氟化钾、氟硼酸和氟化镍中的一种或几种；

所述有机添加剂按照以下方法制备：将多羟基羧酸、烷基多元醇、催化剂和有机溶剂在100℃～130℃反应1小时～3小时，然后冷却至室温，待其分层后去掉上层液即得到红棕色水溶性有机添加剂；其中各组分的用量为：烷基多元醇与多羟基羧酸的摩尔比为6～2∶1，催化剂的用量为醇和酸总量的0.2wt％～0.5wt％，有机溶剂用量为醇和酸总量的10wt％～50wt％；

所述络合剂为三乙醇胺、胺三乙酸、乙二胺四乙酸和氨基磺酸盐中的一种或几种；

所述粉霜抑制剂为硫脲、甘露醇、聚乙二醇、乙酸、对氨基苯酚和甘油中的一种或几种。

在上述有机添加剂中，所述多羟基羧酸为丹宁酸、没食子酸和抗坏血酸中的一种或几种；

所述烷基多元醇为以下多元醇中的一种或几种：乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、3-甲基-1，5-戊二醇、2-乙基-2-丁基1，3-丙二醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇、2，4-二乙基-1，5-戊二醇、1-甲基-1，8-辛二醇、3-甲基-1，6-己二醇、4-甲基1，7-庚二醇、4-丙基1，8-辛二醇、1，9-壬二醇、山梨醇、季戊四醇和四甘醇；

所述有机溶剂为甲苯、二甲苯、氯苯、醋酸丁酯、乙二醇甲醚、丙二醇丁醚的一种或几种；

所述催化剂为以下酸催化剂的中的任意一种：对甲基苯磺酸、单丁基氧化锡、二丁基氧化锡、二丁基二月桂酸锡、二丁基二乙酸锡或单丁基三氯化锡。

其中，有机添加剂中所述烷基多元醇与多羟基羧酸的摩尔比优选为4∶1；所述催化剂的用量优选为醇和酸总量的0.3wt％；所述有机溶剂的用量优选为醇和酸总量的38wt％。所述有机添加剂制备的反应温度优选为130℃，反应时间优选为2小时。

上述铝阳极氧化膜着色封闭一步处理的处理液的配制方法为：在去离子水中加入镍盐、氟化物、氟钛酸、六次甲基四胺、络合剂以及粉霜抑制剂，使各成分的浓度如上所述，然后用硝酸或氨水将处理液调至pH值为5～6，并加入适量的pH缓冲剂硼酸；待其稳定后加入上述有机添加剂，即可。

一种铝阳极氧化膜着色封闭一步处理的方法：阳极氧化的铝合金试样经自来水洗或去离子水洗后，置于温度为20℃～40℃的权利要求1～5之一的处理液中处理5分钟～25分钟；处理后将试片置于55℃～60℃水中保温5分钟～15分钟，然后以去离子水清洗，冷风吹干即可。