鋁型材陽極氧化

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鋁型材陽極氧化膜無鎳無氟中溫封閉劑的研制與應用

艾普斯丨 2017.10.21 丨 4164

鋁型材陽極氧化膜無鎳無氟中溫封閉劑的研制與應用

中溫封閉劑是一種溫度介于常溫與高溫之間、應用于鋁型材陽極氧化膜孔封閉的化合復配物。傳統的中溫封閉劑一般是有鎳無氟即以乙酸鎳為主鹽的工藝配方。鑒于鎳離子對于環境的損害，本節主要淺述一種新開發的無鎳無氟型中溫封閉劑的研制過程及應用前景。

1.?鋁型材中溫封閉機理的初探

中溫封閉被認為是以下幾種作用的綜合效果：

（1）水合作用。雖然鋁型材中溫封閉溫度較之高溫封閉溫度要低，氧化鋁的水合作用緩慢，但在加入水合促進劑的情況下，水化作用加速，反應如下：

AlO?(陽極氧化膜）+H?O 水化促進劑2AlOOH（勃姆體）

（2）水解作用。中溫封閉劑的金屬離子除可加速膜層的水合作用外，同時它們還會產生水解作用生成氫氧化物沉淀，沉積于膜孔內，加速封閉過程。

（3）化學轉化作用?？變炔糠治⑷艿匿X離子與封閉劑作用生成穩定的化學轉化膜層，如可生成Al-M-O等類型的難溶化合物而起封閉作用（M代表金屬離子）。

2.?中溫封閉劑

中溫封閉劑成分是由金屬離子的乙酸鹽和水化促進劑、表面活性劑、防華劑等復配而成。幾方面協同作用、缺一不可。

（1）主鹽金屬離子的選擇：無鎳中溫封閉采用堿金屬，堿土金屬或其他二價或三價金屬的乙酸鹽，如鋅、鈷、錳、鋇、鈰以及鎂和鋰的乙酸鹽。鈷可代替鎳封孔但成本高；鈣、鎂等金屬很容易生成沉淀，鈰是稀土金屬，價格很貴。綜合封閉性能和價格因素，可以選擇以鋯為中溫封閉劑的主要金屬離子。

（2）水化促進劑：水化促進劑一般為胺類化合物，胺類化合物對水化反應均有明顯的促進作用，一般用量為2-3g/L，含量少，水合作用不充分；含量高則水化反應快，鋁型材表面容易起粉。

（3）表面活性劑：表面活性劑能濕潤鋁型材表面，并降低表面張力，使封閉劑迅速達到鋁型材表面，一般選用極性溶劑和多羥基醇的聚合物，含量在0.1%-0.3%左右。

（4）防華劑：中溫封閉工藝要求溫度一般為55-70℃，由于溫度高于常溫，在不加防華劑的情況下，鋁型材表面易出現粉霜，特別是新配槽時更容易出現。為避免出現粉霜，一定得加防華劑，可作為防華劑的化合物有高分子羚基羥酸鹽，芳香族羥酸鹽、磷酸鹽，一般用量為1-2mL/L。

3.?三種封閉工藝比較

中溫封閉與高溫封閉及常溫封閉工藝的比較見下表：

三種封孔工藝比較

封閉分類特點比較要素	中溫封閉（以?；?span>LW-10為例）	高溫封閉	常溫封閉（冷封閉）
環境保護	無鎳、無氟、無重金屬離子污染，環保型	無氟、但有的高溫封閉劑中加有Ni2﹢，無重金屬，環保型	有鎳、有氟、對環境造成損害
溫度要求	50-65℃	95-105℃	25-35℃
槽液壽命	壽命長，可永久使用，抗雜質離子能力強	壽命短，易老化，對水質要求高	中等，要經常排放部分槽液或者再生
工藝控制	簡易，只需控制金屬離子含量，幾乎不需分析	難，溫度不能低于95℃，pH值會變化，不穩定	繁瑣，要控制pH值，Ni2﹢、Fˉ易失調
封閉質量	1.?表面光滑，手感好； 2.?失重??； 3.?不發表，呈現鋁型材本色	1.?手感好； 2.?易起粉霜	1.?手感粗糙； 2.?封閉厚膜型材會發青； 3.?失重偏大
材質要求	幾乎所有材質都適應，對廢雜鋁不敏感，內腔不出現黑點或黑斑	材質差時易起粉，表面發灰	廢雜鋁封閉后，鋁型材表面黯淡無光，內腔會出現黑點或黑斑
適用范圍	適用范圍廣，特別適合染色后的封閉和厚膜封閉	不適合厚膜封閉，但適合染色后封閉	不適應染色后封閉，厚膜封閉Fˉ的作用會使染色后封閉出現流色

小結

綜合上述各項性能的比較，無鎳、無氟中溫封閉工藝代表了封閉技術的發展方向，特別是在降低能耗、污染，提高效益、改進品質和方便控制方面都具有高溫封閉與低溫封閉不可比擬的優越性。從而可以預見：中溫封閉技術具有廣闊的發展前景。

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