专利名称：铝材氧化预处理的一步法前处理液的制作方法
技术领域：
本发明涉及铝材表面氧化处理的技术，尤其是铝材氧化处理前的表面预处理。
铝材表面氧化处理前必须进行预处理，以去除表面有机油污、自然氧化铝膜，其它金属杂质和金属氧化物，以及人工搬运中的轻微擦伤等。目前国内外大多采用三步法，即酸性(硫酸或硝酸)活化——松动氧化皮和油污干渍等；碱性(5％NaOH)腐蚀清除氧化膜杂质，油污干渍和轻微擦伤，同时蚀去一部分铝材表皮裸露出清洁的金属基体；再在酸性(硫酸或硝酸)中和液中清除碱蚀后的残渣、黑灰等，经充分水洗后，再阳极氧化使铝材表面形成一层美丽、致密和坚硬的氧化铝膜。以上工艺可简称为三步法预处理。
三步法预处理的缺点主要是工序繁，碱蚀中铝材消耗多(2-5％)，清洗水消耗量大，化工原料消耗大，增加了生产成本。
最近有报导可采用一步法预处理，(日本公开特许平2-101170铝的前处理方法)即使用过硫酸钠加硝酸、氟化物等使脱脂，去除氧化皮等在一道工序中解决，简化了工序，节约了成本。但其特许未给出成份配方和具体的使用效果。经本发明人试验，这种前处理液的生产效率很低，油污、氧化膜要数十分钟方有稍许脱落，不宜于批量生产，且要使用硝酸，对环境仍有严重污染。
本发明的目的是提供一种生产效率高，工序简单，成本低，节约用水和原材料特别是铝的损耗低且改善环境污染的铝材氧化预处理的一步法前处理液。
本发明的铝材氧化预处理的一步法前处理液，由硫酸中加入强氧化剂、氟化物和表面活性剂所组成，该处理液的配方为硫酸(容积比)5-30％强氧化剂5-50克/升氟化物2-50克/升表面活性剂0.1-20克/升其余为水。
所述的强氧化剂为过氧化氢或过硫酸钠或过硫酸铵或过硫酸钾等，氟化物为氟化钠或氟化钾或氟化铵或氢氟酸等，表面活性剂为非离子型表面活性剂和阴离子表面活性剂，如十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠等。
该处理液的使用温度为10-50℃，铝材的浸渍时间为1-10分钟。
其基本原理在酸溶液介质内，氧化剂能强烈氧化各种有机油污和杂质金属，及金属氧化物，使其与金属基体剥离；而氟化作用更为强烈，如下列方程式有机物加氢氟酸
加入表面活性剂可以加速去除油污、氧化膜的作用，且能保护基体金属减少腐蚀损耗，细化金属表面结晶组织，防止污物再沉积等使基体金属的平整度，光泽度提高。
本发明的优点在于本发明的一步法前处理液，可以替代传统的三步法工艺，即只用硫酸稀溶液中加入氧化剂、氟化物和表面活性剂等可以高效去除有机油污、铝的自然氧化膜(一般以氢氧化铝存在)和其它杂质金属及其氧化物、表面之轻微擦伤等，简化了工序，节约了成本，使铝材氧化加工过程中，消耗于前处理的铝金属减少了1/2～2/3，同时节约用水，节约了大量化工原料，改善了环境污染。
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
本发明的预处理是在硫酸溶液中进行的，硫酸浓度低于5％(容积比)时，反应速度慢，生产效率低(如平2-101170报导的工艺，生产效率太低)，超过30％时，对铝材腐蚀有不利影响，也增加了硫酸消耗，故硫酸加入量以10～20％为最好。
本发明加入的氧化剂，可以是过氧化氢、过硫酸铵，过硫酸钠，过硫酸钾等，为运输和操作方便，通常不用液体的过氧化氢(双氧水)，而用固体的过硫酸铵或过硫酸钠(成本较低)，加入量少于5克/升时，作用缓慢，去污能力差，超过50克/升时，反应过于激烈，且增加了生产成本，所以以10～20克/升为好。
本发明加入的氟化物可以用HF(氢氧酸)或固体氟化钠、氟化钾、氟化铵(成本较低)。但HF为液体有毒、腐蚀性强，故一般用固体氟化物。加入量低于2％时，反应缓慢，效果差，加入大于50克/升时，反应过于激烈，增加了生产成本，所以最好的加入范围是5～20克/升。
本发明加入的表面活性剂，可以是非离子型或阴离子型的，或是两者的联合使用，加入量低于0.1克/升时，效果差，但高于20克/升时，槽液泡沫太多，不利于操作，所以最好是1至5克/升。
本发明前处理液的温度低于10℃时，反应缓慢生产效率低，去污效果较差，高于50℃时，反应过于激烈，且增加了加热能源的消耗，所以一般在南方，终年温度在10℃以上时，可以室温处理，减少加热装置的费用、节约了能源。最好是在30～40℃温度下操作，浸渍时间约为1～10分钟，可根据生产节拍需要，如需缩短浸渍时间，可以提高处理液温度或提高处理液浓度。
例如取比例为硫酸15％(容积比)氧化剂为过硫酸铵15克/升氟化物为氟化钠10克/升表面活性剂为非离子型表面活性剂2克/升其余为水。
操作温度为20℃铝材的浸渍时间为5分钟。
其预处理的效果与“三步法”相比，有机油污、自然氧化膜，轻微擦伤的处理效果均好于“三步法”，尤其是铝材的消耗只有0.45％，而“三步法”的铝材消耗为3.2％。若按以上配方，将操作温度提高到50℃时，本发明的铝材消耗为1.1％，三步法此时的铝材消耗为4.8％，因此本发明不仅对铝材的预处理效果好，而且铝材的损耗小，经济效益十分明显。
本发明前处理液还可适用于铝材的无光处理，即处理液配方中不加氧化剂和表面活性剂，即可达到无光(漫反射、哑光)的效果，比三步法在碱蚀液中加入氟化物的无光处理法对铝基体的损耗大大减少，一般可比碱蚀法节约100～300％的铝耗。
权利要求
1.一种铝材氧化预处理的一步法前处理液，由硫酸、氟化物等所组成，其特征在于该处理液是由硫酸中加入氧化剂、氟化物和表面活性剂所组成。
2.根据权利要求1所述的铝材氧化预处理的一步法前处理液，其特征在于该处理液的配方为硫酸(容积比)5-30％强氧化剂5-50克/升氟化物2-50克/升表面活性剂0.1-20克/升其余为水。
3.根据权利要求1或2所述的铝材氧化预处理的一步法前处理液，其特征在于所述的强氧化剂为过氧化氢或过硫酸钠或过硫酸铵或过硫酸钾等，氟化物为氟化钠或氟化钾或氟化铵或氢氟酸等，表面活性剂为非离子型表面活性剂和阴离子表面活性剂如十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠。
4.根据权利要求1或2所述的铝材氧化预处理的一步法前处理液，其特征在于该处理液的使用温度为10-50℃，铝材的浸渍时间为1-10分钟。
全文摘要
铝材氧化预处理的一步法前处理液是铝材表面氧化预处理时采用的一种处理液，这种处理液由硫酸中加入强氧化剂、氟化物和表面活性剂所组成，配比为硫酸(容积比)5-30％。氧化剂5-50克/升、氟化物2-50克/升，表面活性剂0.1-20克/升，其余为水，操作温度为10-50℃，操作时间为1-10分钟，采用该前处理液，只要一次处理就能达到并超过通常三步法的效果，且铝材的损耗大为降低。
文档编号C25D11/16GK1152632SQ9611713
公开日1997年6月25日 申请日期1996年10月17日 优先权日1996年10月17日
发明者周国桢, 杨爽, 曹宁滨 申请人:周国桢