[发明专利]一种铝及铝合金阳极氧化膜新型环保封闭剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种铝及铝合金阳极氧化膜新型环保封闭剂及其制备方法，包含如下按体积质量计的组分：主封孔物质4‑6g/L、促进剂0.2‑0.3g/L、PH调整剂0.1‑0.5克/L和去离子水。该铝及铝合金阳极氧化膜新型高耐蚀性环保封闭剂及其制备方法以硅醇或其盐作为主封孔物质，配合有机醇醚作为促进剂，本发明的封孔工艺，封闭后的铝合金氧化膜耐蚀性好，光泽度好，表面均匀一致，使用和操作维护方便，污水处理简单，污水处理成本低。

技术领域

本发明属于铝及其合金表面处理技术领域，具体涉及一种铝及铝合金阳极氧化膜新型环保封闭剂及其制备方法。

背景技术

铝及其合金材料作为用途最广的有色金属，广泛作为装饰性和功能性的材料而应用，很多应用场景既要求铝合金材料既具有好的装饰性又需要具备高耐蚀性，如高温高湿环境下使用的卫浴料，长期暴露在日照和雨淋环境中的汽车配件，太阳能光伏板的边框和支架，各种户外工程使用的铝及其合金材料等，另外，这些场景应用的铝合金材料还要求有较好的耐磨耐冲击性能。在铝合金表面处理工艺中，能满足上述要求的重要工艺之一就是铝合金的氧化封孔工艺，即将铝合金先进行除油，除蜡，抛光或碱蚀等工序，取得所需的光或哑的洁净表面，然后进行阳极氧化，以取得所需厚度的氧化膜，再用合适的封孔工艺进行封孔。

当前工业上常用的成熟铝阳极氧化膜的封闭技术是沸水封孔和镍盐封孔，沸水封孔容易导致铝及其合金的表面易起灰，硬度下降而不耐磨不耐冲击，有镍封孔存在镍排放严格受到管制，污水处理成本高，污水处理产生含镍废渣为危废，每吨含镍废渣的处理成本在3000元左右，给企业带来巨大的成本压力，因此发展无镍封孔工艺成为近年来铝合金封孔工艺的热点。

目前开发出的无镍封孔工艺，耐蚀性能优异的，外观装饰性上较差，如硅酸盐封闭工艺，外观装饰性好的，耐盐雾性能一般，如碱金属封闭工艺。

US7851025用无机硅酸盐进行汽车零部件封闭处理，以取得高耐蚀性，其原理是无机硅酸根离子进入氧化膜孔，在碱性环境中，氧化膜中的铝离子溶解，硅酸根与氧化膜中溶解的铝离子结合，生成硅酸铝沉淀，2Al³⁺+3SiO₃^2-→Al₂(SiO^3-)₃↓，硅酸铝具有优秀抗酸碱腐蚀和浸蚀性离子如氯离子，氟离子穿透的能力，然而，无机硅酸盐封孔会使封孔后的铝氧化膜表面严重变白，封孔液在使用过程中会生成硅酸溶胶，硅酸溶胶浓度变大后，会粘附在铝氧化膜表面，造成不均匀的表面发花，严重影响封孔后铝表面的外观均匀一致性。

JP 8-134694是一种溶胶-凝胶法封孔，该方法是将包含金属醇盐的溶胶溶液涂布在阳极氧化膜上的方法，该方法是将氧化铝，氧化硅，氧化锆等填充在细孔中，在阳极氧化膜的表面上形成氧化物涂层。然而，溶胶-凝胶法需要额外的设备，例如湿度控制装置和烘烤炉，并且需要一系列步骤，包括溶胶溶液的施加，干燥，溶胶化，胶凝和加热要重复进行。存在的问题是，这需要花费大量时间和精力，难以涂覆具有复杂形状的物体，厚的涂层可能导致破裂或剥离，大规模批量生产难以实施。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝及铝合金阳极氧化膜新型环保封闭剂及其制备方法，以解决上述背景技术中存在的问题。

本发明提供了一种铝及铝合金阳极氧化膜新型环保封闭剂，包含如下按体积质量计的组分：主封孔物质4-6g/L、促进剂0.2-0.3g/L、PH调整剂0.1-0.5克/L和去离子水。

进一步的，所述主封孔物质至少为一种硅醇或硅醇盐，所述硅醇或硅醇盐至少包含以下物质：硅醇钠、硅醇钾、甲基硅醇钠、甲基硅醇钾、三甲基硅醇、硅酸三乙醇胺；作为主封孔物质的硅醇或硅醇盐，进入氧化膜孔中，硅醇中的二氧化硅基团能够与氧化铝键合，生成硅铝氧化物陶瓷Al₂O₃·2SiO₂·H₂O，同时醇类的羟基能促进拜耳体Al(OH^-)₃生成，从而进一步封闭氧化膜孔。