CN104962920A

CN104962920A - 一种铝型材碱蚀液及其制备方法、应用和应用方法

Info

Publication number: CN104962920A
Application number: CN201510452026.4A
Authority: CN
Inventors: 喻诚; 宋志健
Original assignee: Maanshan Hua Ye Aluminum Industry Co Ltd
Current assignee: Maanshan Hua Ye Aluminum Industry Co Ltd
Priority date: 2015-07-27
Filing date: 2015-07-27
Publication date: 2015-10-07

Abstract

本发明公开了一种铝型材碱蚀液及其制备方法、应用和应用方法，属于铝型材表面处理技术领域。铝型材碱蚀液由氢氧化钠、碱蚀添加剂和水组成，所述的氢氧化钠质量浓度为40～80g/L，碱蚀添加剂质量浓度为15～30g/L；所述的碱蚀添加剂由氢氧化钠、山梨醇、硫化钠、磷酸钠、碳酸钠和水组成，各组分的质量百分比分别为：氢氧化钠为5％～15％，山梨醇为30％～60％，硫化钠为0.5％～5％，磷酸钠为1％～10％，碳酸钠为1％～10％，余量为水。经本发明处理后的铝型材表面光滑平整，不会产生过腐蚀，也不会在槽液中产生难以处理的沉渣，降低铝损失和碱消耗，同时可防止铝离子结垢，槽液中铝离子浓度可长期保持稳定，槽液使用周期长。

Description

一种铝型材碱蚀液及其制备方法、应用和应用方法

技术领域

本发明属于铝型材表面处理技术领域，更具体地说，涉及一种铝型材碱蚀液及其制备方法、应用和应用方法。

背景技术

铝型材大多经过阳极氧化或电解着色处理，而前处理中的碱蚀工序是其获得良好表面的关键步骤。经碱蚀处理后，可将铝型材表面的自然氧化膜溶解掉，露出基体金属，活化铝材表面，碱蚀液在一定的浓度和温度下具有很强的刻蚀能力，能将表面的挤压粗糙纹等缺陷减少或消除，获得平整光滑的表面；碱性溶液都具有一定的除油脱脂能力，经除油后的铝材再经碱蚀，可进一步除去油污，净化表面；另外，一些要求表面暗光的铝型材经添加某些碱蚀添加剂后，可获得不同粗细均有砂面，经氧化着色后色泽均匀柔和美观。

中国专利文献公开号：CN 102965709 A，公开日：2013年3月13日，公开了一种用于铝合金表面阳极氧化的环保长效前处理工艺，包括碱浸蚀、热水洗、冷水洗、出光、冷水洗。其中，碱蚀液由50-100g/L的氢氧化钠和70-90g/L的碱蚀剂组成，碱蚀剂的组分为：磷酸钠20-30g/L、碳酸钠10-20g/L、葡萄糖酸钠10-20g/L、苯甲酸钠1-2g/L、十二烷基磺酸钠0.1-0.5g/L，余量水；工作温度10-50℃，工作时间为1-3分钟。该方法的不足在于：铝型材中由于存在微量金属(如锌)而产生电化学腐蚀，即便加入了缓蚀剂，仍然存在过度腐蚀的现象，造成铝型材损失浪费和碱的过消耗；此外作为络合剂的葡萄糖酸钠抗沉淀效果不显著。

中国专利文献公开号：CN 104005038 A，公开日：2014年8月27日，公开了一种铝合金表面处理中的前处理方法及其采用的碱蚀溶液，前处理方法是将铝合金依次置于乙醇中浸泡、取出后水洗、置于碱蚀溶液中处理、取出后水洗、超声波清洗以及干燥。其中碱蚀溶液组成为：氢氧化钠2-6g/L、磷酸钠20-60g/L、碳酸钠20-60g/L、三聚磷酸钠10-30g/L、硅酸钠5-25g/L、OP乳化剂1-3ml/L；碱蚀溶液的工作温度为40-60℃，工作时间为20-40秒。该方法的不足之处在于：碱蚀处理时间太短和碱蚀液中的氢氧化钠用量较小，碱蚀反应不充分，铝型材表面仍残留有油污和自然氧化膜，处理后铝合金表面不够平整光滑，给后续氧化造成较大影响；此外，由于络合能力较弱，导致Al(OH)₃容易析出，槽液的稳定性差。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有碱蚀液对铝型材表面处理后，铝型材表面残留有油污和自然氧化膜，或者铝型材表面过渡腐蚀出现刻痕和凹槽，以及碱蚀液使用周期短的的问题，本发明提供了一种铝型材碱蚀液及其制备方法、应用和应用方法，能有效的对铝型材进行碱蚀处理，使铝型材表面光滑平整，不会产生腐蚀反应不充分或者过腐蚀，降低铝损失和碱消耗，同时可防止铝离子结垢，也不会在槽液中产生难以处理的沉渣，槽液中铝离子浓度可长期保持稳定，槽液使用周期长。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种铝型材碱蚀液，由氢氧化钠、碱蚀添加剂和水组成，所述的氢氧化钠质量浓度为40～80g/L，碱蚀添加剂质量浓度为15～30g/L；所述的碱蚀添加剂由氢氧化钠、山梨醇、硫化钠、磷酸钠、碳酸钠和水组成，各组分的质量百分比分别为：氢氧化钠为5％～15％，山梨醇为30％～60％，硫化钠为0.5％～5％，磷酸钠为1％～10％，碳酸钠为1％～10％，余量为水。

优先地，所述的氢氧化钠质量浓度为60g/L，碱蚀添加剂质量浓度为25g/L。

优先地，所述碱蚀添加剂各组分的质量百分比分别为：氢氧化钠8％，山梨醇55％，硫化钠2％，磷酸钠8％，碳酸钠2％，余量为水。

上述的一种铝型材碱蚀液的制备方法，其步骤为：

(1)制备碱蚀添加剂：在反应釜中按比例依次加入山梨醇、氢氧化钠、硫化钠、磷酸钠、碳酸钠和水，并搅拌均匀；

(2)按比例向槽体中加入氢氧化钠和水，并搅拌至氢氧化钠完全溶解；

(3)将步骤(1)制得的碱蚀添加剂按比例加入到步骤(2)的槽液中，搅拌均匀；

(4)将步骤(3)的槽液加热，温度达到40-60℃，即得到所述的铝型材碱蚀液。

优先地，所述步骤(1)的搅拌时间为30分钟。

优先地，所述步骤(4)的加热温度为50℃。

上述的一种铝型材碱蚀液在铝型材表面处理工艺中的应用。

上述的一种铝型材碱蚀液在铝型材表面处理工艺中的应用方法，其步骤为：

(a)对待处理的铝型材进行水洗；

(b)将经步骤(1)处理后的铝型材放入铝型材碱蚀液中静置；

(c)取出铝型材后水洗，进入下道处理工序。

优先地，所述的步骤(b)中静置时间为10-20分钟。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明的一种铝型材碱蚀液能够除去铝型材经脱脂处理后残留在铝型材表面的油污，消除铝型材表面的自然氧化膜，合适比例的氢氧化钠和碱蚀添加剂的配合使用，使铝型材表面腐蚀均匀，在有效的消除铝型材生产过程中因挤压所产生的挤压纹的同时，也不会造成铝材表面的局部过腐蚀，降低铝材消耗，铝材表面光滑平整，且还能得到表面具有砂面美观效果的铝型材，尤其是本方案含量的碱蚀添加剂可以长时间保持碱蚀液性能稳定，槽液使用周期长，便于日常维护和管理，降低生产成本；

(2)本发明的一种铝型材碱蚀液，碱蚀添加剂中含有质量分数为30％～60％的山梨醇，使碱蚀液具有最好的络合能力的同时还保持最大的分散能力，与铝离子形成络合物，使铝离子浓度达到100～140g/L亦不会从溶液中析出，即使有微量的析出，其生成的沉淀物也不会聚结成块，而是呈疏松泥浆状，易于清槽除去；

(3)在碱蚀反应中，槽液中含有杂质金属离子，其中影响最大的金属离子是锌离子，当锌离子积累到一定量时，铝材表面会形成白斑或黑点，为避免此种现象，本发明的碱蚀添加剂中含有一定比例的硫化钠，可有效将杂质离子沉淀掉，防止白斑或黑点的形成，同时也避免铝型材中含有的金属锌而产生的电腐蚀；

(4)在生产过程中，往往会出现铝型材表面呈舌形花纹，铝型材碱蚀反应出槽后清洗不干净是造成该疵病的原因之一，本发明的碱蚀添加剂中磷酸钠能有效降低碱蚀液表面张力，提高铝型材清洗性能，避免因槽液中碱浓度太高、碱蚀出槽后停留时间太长或者清洗槽中碱量过多而造成的腐蚀流痕；

(5)本发明的一种铝型材碱蚀液的温度在40-60℃，此温度范围碱蚀效果好，反应中形成的NaAlO₂稳定，不会提早析出沉淀，保证碱蚀反应快速进行，且铝型材出槽后不易干涸，避免在铝材表面形成印痕。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。

实施例1

本实施例的一种铝型材碱蚀液，由氢氧化钠、碱蚀添加剂和水组成，其中，氢氧化钠质量浓度为40g/L，碱蚀添加剂质量浓度为15g/L；碱蚀添加剂由氢氧化钠、山梨醇、硫化钠、磷酸钠、碳酸钠和水组成，各组分的质量百分比分别为：氢氧化钠为15％，山梨醇为30％，硫化钠为0.5％，磷酸钠为1％，碳酸钠为1％，余量为水。

本实施例的铝型材碱蚀液的制备步骤为：

(1)制备碱蚀添加剂：在反应釜中按比例依次加入山梨醇、氢氧化钠、硫化钠、磷酸钠、碳酸钠和水，并搅拌30分钟，使其混合均匀；

(4)将步骤(3)的槽液加热，温度达到40℃即可。

本实施例制备得到的铝型材碱蚀液应用于铝型材表面处理工艺中，操作简单方便，其应用方法为：首先，对待处理的铝型材进行水洗；然后，将铝型材放入铝型材碱蚀液中静置20分钟；最后，取出铝型材水洗，进入下道处理工序。

本实施例的铝型材碱蚀液在正常工艺条件下使用时，槽液呈现灰黑色，碱蚀反应过程中槽液温度严格控制在40～60℃内，经本方案碱蚀处理后的铝型材表面光亮，表面粗糙度达到3.2，槽液中铝离子浓度达到100g/L时亦不会从溶液中析出，即使有微量析出，生成的沉淀物也不会聚结成块，而是呈疏松泥浆状，易于清槽除去，且处理同等质量的铝型材，槽液使用周期提高了1.8倍。

实施例2

本实施例的一种铝型材碱蚀液，由氢氧化钠、碱蚀添加剂和水组成，其中，氢氧化钠质量浓度为60g/L，碱蚀添加剂质量浓度为25g/L；碱蚀添加剂由氢氧化钠、山梨醇、硫化钠、磷酸钠、碳酸钠和水组成，各组分的质量百分比分别为：氢氧化钠为8％，山梨醇为55％，硫化钠为2％，磷酸钠为8％，碳酸钠为2％，余量为水。

本实施例的铝型材碱蚀液的制备步骤为：

(4)将步骤(3)的槽液加热，温度达到50℃即可。

本实施例制备得到的铝型材碱蚀液应用于铝型材表面处理工艺中，操作简单方便，其应用方法为：首先，对待处理的铝型材进行水洗；然后，将铝型材放入铝型材碱蚀液中静置15分钟；最后，取出铝型材水洗，进入下道处理工序。

本实施例的铝型材碱蚀液在正常工艺条件下使用时，槽液呈现灰黑色，碱蚀反应过程中槽液温度严格控制在40～60℃内，经本方案碱蚀处理后的铝型材表面光亮，表面粗糙度达到1.6，槽液中铝离子浓度达到125g/L时亦不会从溶液中析出，即使有微量析出，生成的沉淀物也不会聚结成块，而是呈疏松泥浆状，易于清槽除去，且处理同等质量的铝型材，槽液使用周期提高了2.4倍。

实施例3

本实施例的一种铝型材碱蚀液，由氢氧化钠、碱蚀添加剂和水组成，其中，氢氧化钠质量浓度为80g/L，碱蚀添加剂质量浓度为30g/L；碱蚀添加剂由氢氧化钠、山梨醇、硫化钠、磷酸钠、碳酸钠和水组成，各组分的质量百分比分别为：氢氧化钠为5％，山梨醇为60％，硫化钠为5％，磷酸钠为10％，碳酸钠为10％，余量为水。

本实施例的铝型材碱蚀液的制备步骤为：

(4)将步骤(3)的槽液加热，温度达到60℃即可。

本实施例制备得到的铝型材碱蚀液应用于铝型材表面处理工艺中，操作简单方便，其应用方法为：首先，对待处理的铝型材进行水洗；然后，将铝型材放入铝型材碱蚀液中静置10分钟；最后，取出铝型材水洗，进入下道处理工序。

本实施例的铝型材碱蚀液在正常工艺条件下使用时，槽液呈现灰黑色，碱蚀反应过程中槽液温度严格控制在40～60℃内，经本方案碱蚀处理后的铝型材表面光亮，表面粗糙度达到1.6，槽液中铝离子浓度达到140g/L时亦不会从溶液中析出，即使有微量析出，生成的沉淀物也不会聚结成块，而是呈疏松泥浆状，易于清槽除去，且处理同等质量的铝型材，槽液使用周期提高了2.7倍。

本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种铝型材碱蚀液，由氢氧化钠、碱蚀添加剂和水组成，所述的氢氧化钠质量浓度为40～80g/L，碱蚀添加剂质量浓度为15～30g/L；所述的碱蚀添加剂由氢氧化钠、山梨醇、硫化钠、磷酸钠、碳酸钠和水组成，各组分的质量百分比分别为：氢氧化钠为5％～15％，山梨醇为30％～60％，硫化钠为0.5％～5％，磷酸钠为1％～10％，碳酸钠为1％～10％，余量为水。

2.根据权利要求1所述的一种铝型材碱蚀液，其特征在于：所述的氢氧化钠质量浓度为60g/L，碱蚀添加剂质量浓度为25g/L。

3.根据权利要求1所述的一种铝型材碱蚀液，其特征在于：所述碱蚀添加剂各组分的质量百分比分别为：氢氧化钠8％，山梨醇55％，硫化钠2％，磷酸钠8％，碳酸钠2％，余量为水。

4.权利要求1所述的一种铝型材碱蚀液的制备方法，其步骤为：

5.根据权利要求4所述的一种铝型材碱蚀液的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)的搅拌时间为30分钟。

6.根据权利要求4所述的一种铝型材碱蚀液的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)的加热温度为50℃。

7.权利要求1所述的一种铝型材碱蚀液在铝型材表面处理工艺中的应用。

8.权利要求7所述的一种铝型材碱蚀液在铝型材表面处理工艺中的应用方法，其步骤为：

(a)对待处理的铝型材进行水洗；

(b)将经步骤(1)处理后的铝型材放入铝型材碱蚀液中静置；

(c)取出铝型材后水洗，进入下道处理工序。

9.根据权利要求8所述的一种铝型材碱蚀液在铝型材表面处理工艺中的应用方法，其特征在于：所述的步骤(b)中静置时间为10-20分钟。