CN109234782A

CN109234782A - 一种铝及铝合金阳极氧化膜高耐碱性封闭剂及封闭方法

Info

Publication number: CN109234782A
Application number: CN201811400926.4A
Authority: CN
Inventors: 张斗; 刘少鹏
Original assignee: Baoding Norbo Automobile Decoration Co Ltd
Current assignee: Baoding Norbo Automobile Decoration Co Ltd
Priority date: 2018-11-22
Filing date: 2018-11-22
Publication date: 2019-01-18

Abstract

本发明提供了一种铝及铝合金阳极氧化膜高耐碱性封闭剂及封闭方法，所述封闭剂包括：醋酸镍、分散剂、表面活性剂、氟化物、余量为去离子水，所述方法为对铝及铝合金工件常规阳极氧化后，浸入上述封闭剂进行一步封闭。本发明所述的封闭剂及封闭方法，采用一步封闭处理，即可得到满足行业耐碱pH12.5、耐盐雾、耐冷凝水需求的铝及铝合金工件，这样封闭步骤少，易于生产管控，且封闭成本更低。

Description

一种铝及铝合金阳极氧化膜高耐碱性封闭剂及封闭方法

技术领域

本发明涉及化学工艺技术领域，特别涉及一种铝及铝合金阳极氧化膜高耐碱性封闭剂及一种铝及铝合金阳极氧化膜高耐碱性封闭方法。

背景技术

随着工业的发展以及人们日益增长的轻量化需求，铝及铝合金越来越广泛的应用在汽车制造中，是新型车体的重要组成部件。由于在汽车清洗过程中常采用碱性清洗剂，因此汽车行业中对铝及铝合金部件耐碱腐蚀性能有较高的要求。

现有技术中，只有少数的封闭工艺符合汽车工业制定的要求。例如，先将铝及铝合金进行阳极氧化，再采用两步封孔工艺，先将阳极氧化后的铝及铝合金在碱性水溶液中封闭处理，再进行硅酸盐封闭处理，这样两步封闭后，铝及铝合金的阳极氧化膜具有较高的耐碱性能；或者将铝及铝合金阳极氧化膜依次经过ODM SEAL R-15冷封闭、ODM SEAL ARS-22冷封闭、ODM SEAL ARS-40热封闭三步封闭处理后，获得具有较高耐碱性的阳极氧化膜；还有一种方法中也对经阳极氧化后的铝及铝合金工件依次进行三步封孔处理，第一步封孔采用氟化镍冷封孔，第二步封孔采用锆盐钝化，第三步采用硅酸盐高温封闭，处理后的氧化膜具有高的耐碱性能。经以上方法处理的铝及铝合金工件虽然满足高的耐碱要求，但需要二步或三步封孔处理，步骤繁琐，不便于生产管控，且成本高。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种铝及铝合金阳极氧化膜高耐碱性封闭剂，以实现对铝及铝合金阳极氧化膜的一步封闭，既满足汽车行业的耐碱需求，又便于生产管控，又降低时间、经济成本。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种铝及铝合金阳极氧化膜高耐碱性封闭剂，所述封闭剂包括：醋酸镍、分散剂、表面活性剂、氟化物、余量为去离子水。

进一步的，所述醋酸镍的质量分数为7％-10％，所述分散剂的质量分数为0.2％-0.5％，所述表面活性剂的质量分数为0.2％-0.5％，所述氟化物的质量分数为1％-3％。

进一步的，所述分散剂，包括萘亚甲基磺酸钠、亚甲基双萘磺酸钠、甲基萘磺酸盐、聚氧化乙烯中的一种。

进一步的，所述表面活性剂，包括表面活性剂优选为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠、烷基二苯醚二磺酸盐、异构醇聚氧乙烯醚中的一种。

进一步的，所述氟化物，包括氟化镍、氟化钾、氟化氢铵、氟化氢钠中的至少一种。

相对于现有技术，本发明所述的铝及铝合金阳极氧化膜高耐碱性封闭剂具有以下优势：

本发明所述的一种铝及铝合金阳极氧化膜高耐碱性封闭剂能够通过一步封闭使得铝及铝合金工件的阳极氧化膜获得符合汽车行业需求的耐碱性能，无需多步封闭处理，易于生产管控，降低了现有技术中，汽车行业铝及铝合金阳极氧化膜封闭处理的时间、经济成本。

本发明的另一目的在于提出一种铝及铝合金阳极氧化膜高耐碱性封闭的方法，以实现对铝及铝合金阳极氧化膜的一步封闭，既满足汽车行业的耐碱需求，又便于生产管控，又降低时间、经济成本。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种铝及铝合金阳极氧化膜高耐碱性封闭的方法，所述方法使用上述的任意项所述的封闭剂进行封闭，所述方法的具体步骤包括：

对铝及铝合金工件进行阳极氧化，获得待封闭物；

将所述待封闭物在预设温度下浸入所述封闭剂，持续预设时间；

取出待封闭物，干燥，获得封闭物。

进一步的，所述对所述铝及铝合金进行阳极氧化，获得待封闭物的步骤，包括：

脱脂：将所述铝及铝合金工件放入30g/L的碱性脱脂剂中，在50℃的环境下处理5-10分钟；

电解抛光：将脱脂后的所述铝及铝合金工件浸入磷酸、硫酸的混合液中进行电解抛光处理15-20分钟；

碱洗：将电解抛光后的所述铝及铝合金工件浸入30g/L的氢氧化钠溶液中处理1分钟；

出光：将碱洗后的所述铝及铝合金工件浸入160-200g/L硫酸溶液中处理1分钟；

阳极氧化：将出光后的所述铝及铝合金工件浸入游离硫酸浓度为180-190g/L的阳极氧化槽中，在电压为13V，温度为18℃的条件下，阳极氧化25min；

清洗：将阳极氧化后的所述铝及铝合金工件取出并清洗干净。

进一步的，所述磷酸、硫酸的混合液中，磷酸的含量为800g/L、硫酸的含量为350g/L。

进一步的，所述预设温度为75-90℃内的任意温度。

进一步的，所述预设时间为10-20分钟。

所述一种铝及铝合金阳极氧化膜高耐碱性封闭的方法与上述一种铝及铝合金阳极氧化膜高耐碱性封闭剂相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种铝及铝合金阳极氧化膜高耐碱性封闭的方法的步骤流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例1

本发明实施例提供了一种铝及铝合金阳极氧化膜高耐碱性封闭剂，所述封闭剂包括：醋酸镍、分散剂、表面活性剂、氟化物、余量为去离子水。

优选的，所述醋酸镍的质量分数为7％-10％，所述分散剂的质量分数为0.2％-0.5％，所述表面活性剂的质量分数为0.2％-0.5％，所述氟化物的质量分数为1％-3％。

本发明实施例中，各组分的的含量以质量分数表示，对于各组分的含量只需要在上述范围内即可，比如可以投入7％、8％、9％、10％或者7％-10％范围内的任意一个数值的质量分数的醋酸镍，可以投入0.2％、0.3％、0.4％、0.5％或者0.2％-0.5％范围内的任意一个数值的质量分数的分散剂，可以投入0.2％、0.3％、0.4％、0.5％或者0.2％-0.5％范围内的任意一个数值的质量分数的表面活性剂，可以投入1％、2％、3％或者1％-3％范围内的任意一个数值的质量分数的氟化物，余量用去离子水补满。

具体的，所述封闭剂可以是7％的醋酸镍，0.2％的分散剂，0.2％的表面活性剂，1％的氟化物，以及91.6％的去离子水；也可以是10％的醋酸镍，0.5％的分散剂，0.5％的表面活性剂，3％的氟化物，以及86％的去离子水；还可以是8％的醋酸镍，0.4％的分散剂，0.3％的表面活性剂，2％的氟化物，以及89.3％的去离子水，上述封闭剂的配比可由本领域技术人员根据实际情况进行选择，只要保证封闭剂中包含上述所有组分，且各组分配比落入上述限定范围内即可用于本发明。

进一步的，所述分散剂，包括萘亚甲基磺酸钠、亚甲基双萘磺酸钠、甲基萘磺酸盐、聚氧化乙烯中的至少一种。

所述分散剂可以使用上述萘亚甲基磺酸钠、亚甲基双萘磺酸钠、甲基萘磺酸盐、聚氧化乙烯中的一种，也可以使用多种进行组合，只要使分散剂的总质量分数落入上述0.2％-0.5％的范围内即可，本领域技术人员可根据实际情况对分散剂的种类及占比的选取进行调整。

进一步的，所述表面活性剂，包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠、烷基二苯醚二磺酸盐、异构醇聚氧乙烯醚中的至少一种。

所述表面活性剂可以使用上述十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠、烷基二苯醚二磺酸盐、异构醇聚氧乙烯醚中的一种，也可以使用多种进行组合，只要使表面活性剂的总质量分数落入上述0.2％-0.5％的范围内即可，本领域技术人员可根据实际情况对表面活性剂的种类及占比的选取进行调整。

所述氟化物可以使用上述氟化镍、氟化钾、氟化氢铵、氟化氢钠中的一种，也可以使用多种进行组合，只要使氟化物的总质量分数落入上述1％-3％的范围内即可，本领域技术人员可根据实际情况对氟化物的种类及占比的选取进行调整。

实施例2

本发明实施例提出一种铝及铝合金阳极氧化膜高耐碱性封闭的方法，

参照附图1，所述方法的具体步骤包括：

步骤1：对铝及铝合金工件进行阳极氧化，获得待封闭物。

所述阳极氧化为本领域相关工艺的常规氧化操作，技术人员可根据实际情况对阳极氧化的工艺进行选择与调整以获得最好的氧化效果。

下面列出本方案中使用的阳极氧化的方案。

优选的，所述磷酸、硫酸的混合液中，磷酸的含量为800g/L、硫酸的含量为350g/L。

步骤2：将所述待封闭物在预设温度下浸入所述封闭剂，持续预设时间。

在本发明实施例中，只需要在预设温度下，将经过前处理的铝及铝合金工件浸入本发明提供的封闭剂中，持续一段时间，即可完成对铝及铝合金阳极氧化膜的封闭。无须像现有技术中进行多步封孔处理才能得到符合行业标准的铝及铝合金工件。

进一步的，所述预设温度为75-90℃内的任意温度。

在封闭处理的过程中，应使经过前处理后的铝及铝合金工件完全浸入封闭剂中，且保持封闭剂的温度在75-90℃之间。所述温度可以是75℃，也可以是90℃，或者是80℃、85℃等落于75-90℃范围区间内的任意温度，如果封闭剂的温度低于75℃，则会导致封闭不完全，封闭产物无法通过测试，温度高于90℃则会造成不必要的浪费。

进一步的，所述预设时间为10-20分钟。

将经过前处理后的铝及铝合金工件完全浸入封闭剂后，持续反应一段时间，该反应时间与铝及铝合金工件的氧化膜厚度有关，最佳的封闭反应时间按照每微米两分钟来计算。通常来说，按照现有工艺的标准，所需的持续反应时间在10-20分钟即可，反应时间低于上述范围会导致封孔失效，反应时间超过上述时间范围，产品的表面附有灰色附着物，造成质量缺陷。

步骤3：取出待封闭物，干燥，获得封闭物。

实施例3

一种高耐碱性封闭剂，以重量1kg计，按下列重量称取如下原料：醋酸镍90g、十二烷基硫酸钠2g、亚甲基双萘磺酸钠3g、氟化氢铵20g，将上述原料加入到适量的去离子水中，充分搅拌溶解，配置成1kg的封孔剂。

工艺如下：

工件材质为6063牌号的铝合金。

脱脂：工件在30g/L的碱性脱脂剂，50℃的条件下处理10min；

电解抛光：将脱脂后的工件浸入磷酸800g/L、硫酸350g/L的混合液中进行电解抛光处理15min；

碱洗：将电解抛光后的工件浸入30g/L的氢氧化钠溶液中处理1min；

出光：将碱洗后的工件浸入170g/L硫酸溶液中处理1min；

阳极氧化：将经过上述前处理过的工件浸入游离硫酸浓度为180g/L的阳极氧化槽中，在电压为13V，温度为18℃，阳极氧化25min后取出并清洗干净。

封孔：将经过阳极氧化的工件浸入温度为75℃，浓度为200g/L的封闭液中处理15min后，取出干燥。

实施例4

一种高耐碱性封闭剂，以重量1kg计，按下列重量称取如下原料：醋酸镍70g、十二烷基二苯醚二磺酸钠3g、亚甲基双萘磺酸钠2g、氟化镍10g、氟化铵10g，将上述原料加入到适量的去离子水中，充分搅拌溶解，配置成1kg的封孔剂。

工艺如下：

工件材质为6063牌号的铝合金。

脱脂：工件在30g/L的碱性脱脂剂，50℃的条件下处理10min；

出光：将碱洗后的工件浸入190g/L硫酸溶液中处理1min；

封孔：将经过阳极氧化的工件浸入温度为90℃，浓度为200g/L的封闭液中处理15min后，取出干燥。

实施例5

一种高耐碱性封闭剂，以重量1kg计，按下列重量称取如下原料：醋酸镍80g、十二烷基二苯醚二磺酸钠2g、烷基酚聚氧乙烯醚2g、甲基萘磺酸2g、氟化氢铵20g，将这些组分加入到适量的去离子水中，充分搅拌溶解，配置成1kg的封孔剂。

工艺如下：

工件材质为6063牌号的铝合金。

脱脂：工件在30g/L的碱性脱脂剂，50℃的条件下处理10min；

出光：将碱洗后的工件浸入190g/L硫酸溶液中处理1min；

封孔：将经过阳极氧化的铝合金浸入温度为85℃，浓度为200g/L的封闭液中处理15min后，取出干燥。

对上述封闭的性能进行如下测试：

①pH12.5测试

将上述实施例3、4和5得到的封闭物浸在组成为1.27g/L氢氧化钠、2g/L磷酸三钠、0.33g/L铝化钠的碱性溶液(pH＝12.5)中，在22℃温度下、处理10分钟。

结果：实施例3、4和5，膜层表面均无任何变化，测试通过。

②中性盐雾测试(NSS)

在专用盐雾箱(德国Liebishch厂家)中进行，保持温度为35±2℃，将中性的氯化钠溶液(其浓度为50±5g/L)雾化沉降在工件表面，时间480h。

结果：实施例3、4和5，膜层表面均无任何变化，测试通过。

③冷凝水测试

在专用的冷凝水测试箱(德国Liebishch厂家)中进行，保持湿度为100％，温度为40±3℃的条件下测试240h。

结果：实施例3、4和5，膜层表面均无任何变化，测试通过。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种铝及铝合金阳极氧化膜高耐碱性封闭剂，其特征在于，所述封闭剂包括：醋酸镍、分散剂、表面活性剂、氟化物、余量为去离子水。

2.根据权利要求1所述的封闭剂，其特征在于，所述醋酸镍的质量分数为7％-10％，所述分散剂的质量分数为0.2％-0.5％，所述表面活性剂的质量分数为0.2％-0.5％，所述氟化物的质量分数为1％-3％。

3.根据权利要求1所述的封闭剂，其特征在于，所述分散剂，包括萘亚甲基磺酸钠、亚甲基双萘磺酸钠、甲基萘磺酸盐、聚氧化乙烯中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的封闭剂，其特征在于，所述表面活性剂，包括表面活性剂优选为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠、烷基二苯醚二磺酸盐、异构醇聚氧乙烯醚中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的封闭剂，其特征在于，所述氟化物，包括氟化镍、氟化钾、氟化氢铵、氟化氢钠中的至少一种。

6.一种铝及铝合金阳极氧化膜高耐碱性封闭的方法，其特征在于，所述方法使用权利要求1-5的任意项所述的封闭剂进行封闭，所述方法的具体步骤包括：

对铝及铝合金工件进行阳极氧化，获得待封闭物；

取出待封闭物，干燥，获得封闭物。

7.根据权利要6所述的方法，其特征在于，所述对所述铝及铝合金进行阳极氧化，获得待封闭物的步骤，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述磷酸、硫酸的混合液中，磷酸的含量为800g/L、硫酸的含量为350g/L。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预设温度为75-90℃温度范围内的任意温度。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预设时间为10-20分钟时间范围内的任意时间。