本发明涉及铝合金氧化膜封孔剂
技术领域：
，具体涉及一种铝合金阳极氧化膜封孔剂及其应用方法。
背景技术：
：铝元素是自然界中分布最广的元素之一。纯铝质地软、密度小、延展性好、塑性高,可进行各种机械加工并且有良好的导电性和导热性,其导电性仅次于,用途十分广泛。由于纯铝的强度低,只有通过将其合金化,得到密度小、强度高的铝合金才能作为结构材料使用。铝合金材料具有一系列优良的物理、化学、力学和加工性能,可以满足从厨餐用具到尖端科技,从建筑装演业到交通运输业以及航空航天等各行各业的多种使用要求,在国民经济的各个领域中得到广泛应用。铝是化学性质活泼的物质,在空气中表面会形成一层薄层氧化膜,这层氧化膜在干燥大气中有良好耐腐蚀性,但在污染的大气及水、海水、土壤和各种腐蚀介质中,则没有足够的保护性能。因此,很多情况下铝及铝合金表面都需要进行表面处理,阳极氧化是铝合金最常用的表面处理手段。这种方法是将铝合金浸在酸性电解液如硫酸、草酸、磷酸等氧化液中通以一定的外加正电流,铝合金表面即可形成一层以非晶态氧化铝为主要组成、厚度达几十微米的硬质保护膜。阳极氧化膜具有双层结构,内层薄而致密,称阻挡层,外层是较厚的多孔层,这种多孔层具有优良的吸附能力,往往作为铝材着色的底层或外罩涂层的过渡层,但耐蚀能力、耐候性、耐污染性、等都不能达到使用要求,因此从实践应用考虑,铝阳极氧化膜的微孔必须进行封闭。未封孔的阳极氧化膜,由于大量微孔孔内的面积,使暴露在环境中的工件或试样的有效表面积增加几十倍到上百倍,为此相应的腐蚀速率也大为增加。因此铝的阳极氧化膜除个别如耐磨硬质氧化膜以外,从提高耐蚀性和耐污染性考虑,都必须进行封孔处理。工业上比较常见常用的封孔操作方法有4种：高温封孔，冷封孔，中温封孔，有机物封孔。高温封孔，高温封孔又叫沸水封孔，是通过铝制品表面的氧化膜（al2o3）的水合反应生成勃姆体，勃姆体耐腐蚀性好，而且水合反应时氧化膜分子体积膨胀使氧化膜微孔封闭。冷封孔，冷封孔不需要加热，在室温下就可以操作，所以又叫室温封孔。冷封孔一般用氟化镍，主要依靠正二价的镍离子和负一价的氟离子。中温封孔，中温封孔指的是封孔的温度在高温封孔和冷封孔二者之间的一种封孔技术，主封孔剂为醋酸镍，稳定性好，容易控制。4、有机物封孔，即在铝材氧化膜上涂上一层有机聚合物涂层。目前铝合金阳极氧化后处理工艺中，为了降低阳极氧化膜的空隙率和吸附能力，大量采用含有中温和低温封孔剂，该封孔剂封孔快、操作简单、可以有效防止封孔时染料的浸出，杂质容许度大，封孔失重极小，产品性能和外观都能达到要求。目前封孔剂中含有镍等金属离子，易造成对环境的污染，且封孔效果差，而且含镍金属的饰件长期与人体肌肤接触，在人体汗渍作用下会游离出ni2+，使皮肤骚痒，诱发过敏性接触皮炎，被禁止使用，并出台了相关的限制标准，所以开发可量产的无镍封孔工艺成为当务之急。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题：针对目前封孔剂中含有镍等金属离子，易造成对环境的污染，且封孔效果差的问题，本发明提供了一种铝合金阳极氧化膜封孔剂及其应用方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：一种铝合金阳极氧化膜封孔剂，按重量份数计，包括13～16份表面活性剂、30～35份金属盐、20～26复合乳液、10～15份辅助料。所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、异构十三醇醚磷酸酯中的任意一种。所述金属盐为柠檬酸亚铁、醋酸镁按质量比4:4～8混合而成。所述复合乳液的制备方法为：（1）按重量份数计，取120～130份水、40～50份混合单体、20～25份助剂、13～15份辅助剂、4～6份引发剂，首先将水、混合单体、助剂及引发剂放入反应釜中，调节ph至8.5～9.5，氮气保护，搅拌均匀；（2）在搅拌均匀后，升温至80～85℃，搅拌反应，加入辅助剂，冷却，静置，出料，收集出料物，旋转蒸发去除水，收集剩余物，将剩余物与乙醇溶液按质量比4:5～7进行混合，即得复合乳液。所述混合单体为丙烯酰胺、丙烯酸钠按质量比7:2～5混合而成。所述助剂为碳酸钠、醋酸锌按质量比4:2～4混合而成。所述辅助剂为柠檬酸、水解聚马来酸酐按质量比9～12:2混合而成。所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵中的任意一种。所述辅助料为甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷按质量比6～9:5～8混合而成。一种铝合金阳极氧化膜封孔剂的应用方法，该应用方法包括如下步骤：a.按重量份数取原料，首先将表面活性剂、金属盐、复合乳液在80～85℃进行搅拌混合，再加入复合乳液体积40～60％的水及辅助料进行混合，得铝合金阳极氧化膜封孔剂；b.将铝合金部件进行水洗，风干，放入铝合金阳极氧化膜封孔剂进行浸泡，浸泡温度为85～95℃，时间为20～40min，取出，烘干，即完成封孔。本发明与其他方法相比，有益技术效果是：本发明通过以丙烯酰胺、丙烯酸钠作为混合单体，通过引发剂的作用进行引发聚合，再将其与以柠檬酸、水解聚马来酸酐进行混合，将水解聚马来酸酐与聚合物进行结合，增强吸附粘合作用，在使用过程中，首先通过复合乳液对滤层表面快速成膜，进行保护，其次加入的金属盐可以很好的渗入孔隙内，与其中的铝离子进行结合，形成络合物，并且通过复合乳液的吸附性能，可以很好的将形成的络合物，与基材内部进行结合，并且加入的以甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷为主体的辅助料，可以对形成的复合乳液进行改性，一方面增加耐温性能，另一方面提高复合乳液中聚合物的耐水性，以及与基材的结合性能，增强封孔效果，从而解决了目前封孔剂中含有镍等金属离子，易造成对环境的污染，且封孔效果差的问题。具体实施方式表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、异构十三醇醚磷酸酯中的任意一种。金属盐为柠檬酸亚铁、醋酸镁按质量比4:4～8混合而成。复合乳液的制备方法为：（1）按重量份数计，取120～130份水、40～50份混合单体、20～25份助剂、13～15份辅助剂、4～6份引发剂，首先将水、混合单体、助剂及引发剂放入反应釜中，调节ph至8.5～9.5，氮气保护，搅拌均匀；（2）在搅拌均匀后，升温至80～85℃，搅拌反应4～6h，加入辅助剂，冷却至室温，静置8h，出料，收集出料物，旋转蒸发去除水，收集剩余物，将剩余物与1.3mol/l乙醇溶液按质量比4:5～7进行混合，即得复合乳液。混合单体为丙烯酰胺、丙烯酸钠按质量比7:2～5混合而成。助剂为碳酸钠、醋酸锌按质量比4:2～4混合而成。辅助剂为柠檬酸、水解聚马来酸酐按质量比9～12:2混合而成。引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵中的任意一种。辅助料为甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷按质量比6～9:5～8混合而成。一种铝合金阳极氧化膜封孔剂，按重量份数计，包括13～16份表面活性剂、30～35份金属盐、20～26复合乳液、10～15份辅助料。一种铝合金阳极氧化膜封孔剂的应用方法，该应用方法包括如下步骤：a.按重量份数取原料，首先将表面活性剂、金属盐、复合乳液在80～85℃进行搅拌混合，再加入复合乳液体积40～60％的水及辅助料进行混合，得铝合金阳极氧化膜封孔剂；b.将铝合金部件进行水洗，水洗温度为60～65℃，风干，放入铝合金阳极氧化膜封孔剂进行浸泡，浸泡温度为85～95℃，时间为20～40min，取出，烘干，即完成封孔。实施例1表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。金属盐为柠檬酸亚铁、醋酸镁按质量比4:4混合而成。复合乳液的制备方法为：（1）按重量份数计，取120份水、40份混合单体、20份助剂、13份辅助剂、4份引发剂，首先将水、混合单体、助剂及引发剂放入反应釜中，调节ph至8.5，氮气保护，搅拌均匀；（2）在搅拌均匀后，升温至80℃，搅拌反应4h，加入辅助剂，冷却至室温，静置8h，出料，收集出料物，旋转蒸发去除水，收集剩余物，将剩余物与1.3mol/l乙醇溶液按质量比4:5进行混合，即得复合乳液。混合单体为丙烯酰胺、丙烯酸钠按质量比7:2混合而成。助剂为碳酸钠、醋酸锌按质量比4:2混合而成。辅助剂为柠檬酸、水解聚马来酸酐按质量比9:2混合而成。引发剂为过硫酸钾。辅助料为甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷按质量比6:5混合而成。一种铝合金阳极氧化膜封孔剂，按重量份数计，包括13份表面活性剂、30份金属盐、20复合乳液、10份辅助料。一种铝合金阳极氧化膜封孔剂的应用方法，该应用方法包括如下步骤：a.按重量份数取原料，首先将表面活性剂、金属盐、复合乳液在80℃进行搅拌混合，再加入复合乳液体积40％的水及辅助料进行混合，得铝合金阳极氧化膜封孔剂；b.将铝合金部件进行水洗，水洗温度为60℃，风干，放入铝合金阳极氧化膜封孔剂进行浸泡，浸泡温度为85℃，时间为20min，取出，烘干，即完成封孔。实施例2表面活性剂为异构十三醇醚磷酸酯。金属盐为柠檬酸亚铁、醋酸镁按质量比4:8混合而成。复合乳液的制备方法为：（1）按重量份数计，取130份水、50份混合单体、25份助剂、15份辅助剂、6份引发剂，首先将水、混合单体、助剂及引发剂放入反应釜中，调节ph至9.5，氮气保护，搅拌均匀；（2）在搅拌均匀后，升温至85℃，搅拌反应6h，加入辅助剂，冷却至室温，静置8h，出料，收集出料物，旋转蒸发去除水，收集剩余物，将剩余物与1.3mol/l乙醇溶液按质量比4:7进行混合，即得复合乳液。混合单体为丙烯酰胺、丙烯酸钠按质量比7:5混合而成。助剂为碳酸钠、醋酸锌按质量比4:4混合而成。辅助剂为柠檬酸、水解聚马来酸酐按质量比12:2混合而成。引发剂为过硫酸铵。辅助料为甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷按质量比9:8混合而成。一种铝合金阳极氧化膜封孔剂，按重量份数计，包括16份表面活性剂、35份金属盐、26复合乳液、15份辅助料。一种铝合金阳极氧化膜封孔剂的应用方法，该应用方法包括如下步骤：a.按重量份数取原料，首先将表面活性剂、金属盐、复合乳液在85℃进行搅拌混合，再加入复合乳液体积60％的水及辅助料进行混合，得铝合金阳极氧化膜封孔剂；b.将铝合金部件进行水洗，水洗温度为65℃，风干，放入铝合金阳极氧化膜封孔剂进行浸泡，浸泡温度为95℃，时间为40min，取出，烘干，即完成封孔。实施例3表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。金属盐为柠檬酸亚铁、醋酸镁按质量比4:6混合而成。复合乳液的制备方法为：（1）按重量份数计，取125份水、45份混合单体、23份助剂、14份辅助剂、5份引发剂，首先将水、混合单体、助剂及引发剂放入反应釜中，调节ph至8.8，氮气保护，搅拌均匀；（2）在搅拌均匀后，升温至83℃，搅拌反应5h，加入辅助剂，冷却至室温，静置8h，出料，收集出料物，旋转蒸发去除水，收集剩余物，将剩余物与1.3mol/l乙醇溶液按质量比4:6进行混合，即得复合乳液。混合单体为丙烯酰胺、丙烯酸钠按质量比7:3混合而成。助剂为碳酸钠、醋酸锌按质量比4:3混合而成。辅助剂为柠檬酸、水解聚马来酸酐按质量比10:2混合而成。引发剂为过硫酸钾。辅助料为甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷按质量比7:6混合而成。一种铝合金阳极氧化膜封孔剂，按重量份数计，包括15份表面活性剂、32份金属盐、24复合乳液、13份辅助料。一种铝合金阳极氧化膜封孔剂的应用方法，该应用方法包括如下步骤：a.按重量份数取原料，首先将表面活性剂、金属盐、复合乳液在83℃进行搅拌混合，再加入复合乳液体积50％的水及辅助料进行混合，得铝合金阳极氧化膜封孔剂；b.将铝合金部件进行水洗，水洗温度为62℃，风干，放入铝合金阳极氧化膜封孔剂进行浸泡，浸泡温度为88℃，时间为30min，取出，烘干，即完成封孔。对比例1：表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。金属盐为柠檬酸亚铁、醋酸镁按质量比4:4混合而成。混合单体为丙烯酰胺、丙烯酸钠按质量比7:2混合而成。助剂为碳酸钠、醋酸锌按质量比4:2混合而成。辅助剂为柠檬酸、水解聚马来酸酐按质量比9:2混合而成。引发剂为过硫酸钾。辅助料为甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷按质量比6:5混合而成。一种铝合金阳极氧化膜封孔剂，按重量份数计，包括13份表面活性剂、30份金属盐、20复合乳液、10份辅助料。一种铝合金阳极氧化膜封孔剂的应用方法，该应用方法包括如下步骤：a.按重量份数取原料，首先将表面活性剂、金属盐、复合乳液在80℃进行搅拌混合，再加入复合乳液体积40％的水及辅助料进行混合，得铝合金阳极氧化膜封孔剂；b.将铝合金部件进行水洗，水洗温度为60℃，风干，放入铝合金阳极氧化膜封孔剂进行浸泡，浸泡温度为85℃，时间为20min，取出，烘干，即完成封孔。对比例2：市售的铝合金阳极氧化膜封孔剂。将上述实施例与对比例得到的铝合金阳极氧化膜封孔剂用于工件，再根据gb/t12967.3-2008：《铝及铝合金阳极氧化膜检测方法第3部分:铜加速乙酸盐雾试验(cass试验)》；gb/t10125-2012：《人造气氛腐蚀试验(盐雾试验)》；gb5237.2-2008检测封孔时间；抗热裂性试验：工件首先放入丙酮溶剂中30s，洗去油污，风干后，再直立放入已预热的某一温度烘箱内，烘烤一个小时，拿出来，通过目视法观察表面是否有裂纹，如果目视法未观察到裂纹，则采用氧化膜连续性的检验方法(硫酸铜法)，如果表面未观察到明显变化，则表明此工件可以通过该温度的抗热裂性测试，得到的结果如表1所示。表1：项目实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2cass/h7270716856nss/h883882880804672抗热裂性/℃1051031019580封孔时间/min354810综合上述，从表1可以看出本发明的铝合金阳极氧化膜封孔剂效果更好，值得推广使用，以上所述仅为本发明的较佳方式，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。当前第1页12