[发明专利]一种铝及铝合金环保常温封孔剂及其封孔工艺

说明书

本发明提供了一种铝及铝合金环保常温封孔剂，以其总重量为基准，包括以下重量百分比的组分：乙酸镁3‑15%，乙酸钴0‑10%，三丙二醇甲醚5‑15%，表面活性剂5‑15%，抑灰剂0‑10%，促进剂0‑8%，pH缓冲剂0.5‑10%，缓蚀剂0‑10%，余量为去离子水。本发明的封孔剂稳定性和渗透效果好，封孔膜致密，能够完全封闭工件表面的空隙，封孔条件要求低，且封孔后工件表面平整光亮，不变色，不起粉，抗油污和手印，提高了工件的强度、硬度和耐腐蚀性；不含镍、氟和铬等元素，安全环保，对操作环境无污染，不会损害人体的健康；成本低，能耗小，适于工业化大规模的生产。

技术领域

本发明属于金属表面腐蚀防护处理技术领域，具体涉及一种铝及铝合金环保常温封孔剂及其封孔工艺。

背景技术

铝合金具有质量轻、耐蚀性强、导热导电良好等优点，在航空、航天、汽车、机械制造、民用工业中广泛应用。铝合金制品有个缺点——容易被腐蚀，为避免铝型材的腐蚀，表面处理一般以阳极氧化为主，可显著地改善铝及合金的耐蚀性能，提高铝及其合金表面的硬度、耐磨和耐蚀性能。但氧化膜层由大量空隙的无定型氧化铝组成，孔通常延伸至氧化物与金属的交界面附近，一个孔周围的区域组成一个晶胞，具有较强的化学活性。在阳极化过程中阻挡层的形成和溶解同时发生，并保持一定厚度不变，随着氧化过程的进行，孔的深度增加，故而需要进行封孔表面处理。

目前国内进行了多方面的无镍封孔剂的研究，比如中国专利CN103614757A公开了铝合金表面多孔膜稀土的一种封闭方法，将硝酸稀土盐和锂盐作为主盐进行封孔，封孔温度最高需要达到120℃，封孔时间最长需要3h；中国专利CN101864589A公开了一种铝合金阳极氧化实用型无镍封孔剂，其选用有机化合物进行封孔，不含金属盐，封孔温度最低为80℃，封孔时间为20min左右；中国专利CN101323965A公开了铝合金阳极氧化膜碱金属盐、碱土金属盐封闭方法，在75-90℃的条件下，用碱金属盐、碱土金属盐作位主盐的封闭液，封孔时间为20-30min以上。这些专利的封孔条件都较为苛刻，能耗较高，槽液不太稳定，封孔效果很难达到工业生产的要求。

随着工业化大生产的发展，铝及铝合金氧化膜技术的发展，对封孔质量也提出了更高的要求，据工业生产过程中的调研显示，目前工业生产中的无镍封孔技术中存在封孔膜失光、保光性差；封孔后铝材工件表面不平整，易发白、起粉；封孔速度慢、检测封孔失重高；节能效果较差，槽液寿命短等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能有效封闭工件表面孔隙，且封孔后工件表面平整光亮、不变色、不起粉的铝及铝合金环保常温封孔剂及其封孔工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种铝及铝合金环保常温封孔剂，以其总重量为基准，包括以下重量百分比的组分：乙酸镁3-15%，乙酸钴0-10%，三丙二醇甲醚5-15%，表面活性剂5-15%，抑灰剂0-10%，促进剂0-8%，pH缓冲剂0.5-10%，缓蚀剂0-10%，余量为去离子水。

作为优选的，上述表面活性剂为聚乙烯基吡咯烷酮、脂肪酸甲酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、十六烷基磺基苯氧基苯磺酸二钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠中的一种或多种，能够降低体系的表面张力，提高润湿渗透性能，发挥优良的乳化性能，保证功能物质充分的和氧化层进行接触、深入氧化层微孔内部发挥封孔作用，在水溶液中的吸附能力满足促进封孔的要求。

作为优选的，上述抑灰剂为5-(2-氨乙基氨)-1-萘磺酸钠、亚甲基双萘磺酸钠、聚萘甲醛磺酸钠盐、硫脲、聚乙二醇、羟基烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种，具有较好的分散性能，防止功能物质之间过度聚集，保持封孔液体系的稳定，有效的抑制粉霜、白灰的产生。

作为优选的，上述促进剂为脂肪族衍生物，分子结构式为：

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