本发明涉及铝合金阳极氧化
技术领域：
，具体涉及一种铝合金中高温无镍封孔剂及其制备方法。
背景技术：
：目前，铝合金阳极氧化技术已经成为现阶段一种非常成熟的金属表面处理技术广泛应用在军工、通信设备、化妆品、家电、生活用品、汽配、医药器械等多个领域。阳极氧化之所以有这么广泛的用途，主要是由于该工艺通过对铝材特殊处理，能使铝表面形成蜂窝状的孔隙；就是由于这蜂窝状的孔隙，进而实现了材料的，绝缘、耐磨、耐腐蚀、抗污、抗菌、装饰性好等诸多特性；然而，蜂窝状孔隙的这些性能，如果经过完整的封孔处理后，这些特性能够上升到非常高的程度。传统的阳极氧化膜的封闭技术，虽然有很多种：有利用水化反应产物膨胀，如热水封闭、水蒸气封闭；有利用盐水解而吸附阻化，如无机盐封闭；有利用有机物屏蔽，如浸油脂、蜡、树脂等；但是，以常温封孔(主盐：氟化镍)电荷吸附，水解封孔无颜色的铝件，和以高温封孔(主盐：乙酸镍)水解、水合膨胀封孔彩色的铝件的方式，在全球范围应用的最为普遍。镍盐虽然能让铝件阳极氧化膜孔通过封孔后，获得的优良的性能，但是，镍确实一种对人体有害的金属：镍会使人中毒，造成皮肤炎、呼吸器官障碍症、及呼吸道癌等疾病；镍离子会长久的在动植物体内蓄积，对环境、动物、包括人体长久产生影响；镍离子ni2+最高允许排放浓度＜1mg/l；无镍工艺、无镍工业才是铝加工行业迫在眉睫，而且必须解决的问题。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题在于，提供一种铝合金阳极氧化膜的中高温无镍封孔剂及其制备方法，效果能与现有的含镍封孔剂相当，能够有效替代现有的含镍封孔剂，且对环境友好。为了解决上述技术问题，本发明提供一种铝合金中高温无镍封孔剂，其特征在于：所述中高温无镍封孔剂，以重量份计，由如下组分组成：钙盐：10－100份；镁盐：20－50份；稀土盐：20－30份；有机酸：10－30份；表面活性剂：40－80份；纯水：580－840份。优选地，所述钙盐为磷酸钙、磷酸氢钙、硝酸钙、碳酸氢钙、硫酸氢钙、亚硫酸氢钙中的一种或组合。优选地，所述镁盐为硫酸镁、硝酸镁、乙酸镁中的一种或组合。优选地，所述稀土盐是氟锆酸钠、氟锆酸钾、氟锆酸胺、氟钛酸钾、氟钛酸钠中的一种或组合。优选地，所述有机酸是柠檬酸、酒石酸、冰乙酸中的一种或组合。优选地，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、乙烯基脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或组合。本发明还公开了上述的铝合金中高温无镍封孔剂的制备方法，具体为：在反应釜中加入纯水，将钙盐、镁盐、稀土盐、有机酸、表面活性剂等按照设定的质量百分比依次添加到反应釜内并搅拌至混合均匀，最后添加纯水至指定的刻度线，并充分混合均匀。优选地，添加稀土盐后，搅拌时间为20分钟。优选地，添加表面活性剂后，搅拌时间为20－30分钟。实施本发明的实施例，具有如下有益效果：本发明公开的一种铝合金中高温无镍封孔剂及其制备方法，用于铝合金阳极氧化工艺环节阳极氧化膜的封闭处理，能够通过在中温(50－70℃)或者高温(80－100℃)条件下，能够完全封闭铝合金阳极氧化膜，性能优越、无过封孔灰产生；封孔过程中槽液稳定，清澈见底，也无任何沉淀，且不含有镍元素，能够完全替代现有的常用的含镍封孔剂，且封孔效果相当，对操作人员无健康威胁，非常的环保，废水处理简单，经过酸碱中和处理后，即可排放。具体实施方式本发明公开了一种铝合金中高温无镍封孔剂，所述中高温无镍封孔剂剂用于铝合金阳极氧化工艺环节阳极氧化膜的封闭处理，以重量份计，所述中高温无镍封孔剂包括如下组分：钙盐：10－100份；镁盐：20－50份；稀土盐：20－30份；有机酸：10－30份；表面活性剂：40－80份；水：580－840份。具体地，所述钙盐为为磷酸钙、磷酸氢钙、硝酸钙、碳酸氢钙、硫酸氢钙、亚硫酸氢钙中的一种或组合；所述镁盐为硫酸镁、硝酸镁、乙酸镁中的一种或组合；所述稀土盐是氟锆酸钠、氟锆酸钾、氟锆酸胺、氟钛酸钾、氟钛酸钠中的一种或组合；所述有机酸是柠檬酸、酒石酸、冰乙酸中的一种或组合；所述表面活性剂属于阴离子表面活性剂，为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、乙烯基脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或组合。铝合金阳极氧化工艺流程中阳极氧化膜的封孔处理，是提高铝合金阳极氧化膜的耐腐蚀性、绝缘性、抗污等特性最后一步，也是最关健一步。本发明所公开的铝合金中高温无镍封孔剂主要选用可替代镍盐的碱土金属(钙盐和镁盐)作为封孔剂的主要助剂，钙盐和镁盐也能像镍盐一样在一定的温度条件下通过水解，沉积在铝合金阳极氧化膜的微孔下面，达到阳极氧化膜成为化学钝态的目的；同时优选稀土盐(氟锆酸钠、氟锆酸钾、氟锆酸胺、氟钛酸钾、氟钛酸钠)，在钙盐、镁盐水解封闭的时候，稀土盐与阳极氧化膜表面作用形成纳米级的转化物，协同封闭阳极氧化膜孔与孔的间隙、孔壁的缺陷部分以及孔口比较脆弱的部分；优选有机酸，主要是为了络合槽液中本身存在的杂质以及封孔过程中氧化膜分解出的杂质成份，同时，由于封孔的过程中，阳极氧化膜孔附近瞬间出现ph直线升高的情况，适量的有机酸成份，能中和多余的碱性物质，防止对阳极氧化膜的腐蚀，避免有害成份影响铝阳极氧化膜的透亮性；优选的表面活性剂，能起到分散该铝合金中高温无镍封孔剂各个成份的作用，同时因为表面活性剂独特的成份结构，可以起到，控制封孔速率，防止过封孔产生的污渍从而影响工件表面外观。与现有的含镍封孔剂相比，本发明公开的铝合金中高温无镍封孔剂，能够通过在中温(50－70℃)或者高温(80－100℃)条件下，能够完全封闭铝合金阳极氧化膜，性能优越、无过封孔灰产生；封孔过程中槽液稳定，清澈见底，也无任何沉淀，且不含有镍元素，能够完全替代现有的常用的含镍封孔剂，且封孔效果相当，对操作人员无健康威胁，非常的环保，废水处理简单，经过酸碱中和处理后，即可排放。本发明还公开了上述的铝合金中高温无镍封孔剂的制备方法，具体为：在反应釜中加入纯水，将钙盐、镁盐、稀土盐、有机酸、表面活性剂等按照设定的质量百分比依次添加到反应釜内并搅拌至混合均匀，最后添加纯水至指定的刻度线，并充分混合均匀。其中，添加稀土盐后，搅拌时间为20分钟；添加表面活性剂后，搅拌时间为20－30分钟。下面结合具体实施例，对本发明作进一步的描述，以便于更清楚的理解本发明要求保护的技术思想。实施例1本实施例公开了一种铝合金中高温无镍封孔剂，按照质量份包括如下组分：硝酸钙：100份；硝酸镁：20份；氟锆酸钠：20份；冰乙酸：10份；十二烷基苯磺酸钠：40份；水：810份。生产时在反应釜中加入1/2的纯水，然后加入100份的硝酸钙、20份的硝酸镁、20份的氟锆酸钾，然后持续搅拌至少20min，再加入10份的冰乙酸、40份十二烷基苯磺酸钠后，然后自动搅拌30min，最后加入剩余水混匀制成所需中高温无镍封孔剂。实施例2本实施例公开了一种铝合金中高温无镍封孔剂，按照质量份包括如下组分：磷酸氢钙：50份；乙酸镁：50份；氟锆酸钠：30份；柠檬酸：10份；乙烯基脂肪醇聚氧乙烯醚：40份；水：820份。生产时在反应釜中加入1/2的纯水，然后加入50份的磷酸氢钙、50份的乙酸镁、30份的氟锆酸钠，然后持续搅拌至少20min，再加入10份的柠檬酸、40份乙烯基聚氧乙烯醚后，然后自动搅拌30min，最后加入剩余水混匀制成所需中高温无镍封孔剂。实施例3本实施例公开了一种铝合金中高温无镍封孔剂，按照质量份包括如下组分：碳酸氢钙：60份；硫酸镁：40份；氟锆酸胺：25份；酒石酸：20份；十二烷基硫酸钠：40份；水：815份。生产时在反应釜中加入1/2的纯水，然后加入60份的碳酸氢钙、40份的硫酸镁、25份的氟锆酸胺，然后持续搅拌至少20min，再加入20份的酒石酸、40份十二烷基硫酸钠后，然后自动搅拌30min，最后加入剩余水混匀制成所需中高温无镍封孔剂。实施例4本实施例公开了一种铝合金中高温无镍封孔剂，按照质量份包括如下组分：亚硫酸氢钙：50份；乙酸镁：20份；氟钛酸钾：30份；冰乙酸：15份；十二烷基硫酸钠：50份；乙烯基脂肪醇聚氧乙烯醚：50份；水：785份。生产时在反应釜中加入1/2的纯水，然后加入50份的亚硫酸氢钙、20份的乙酸镁、30份的氟钛酸钾，然后持续搅拌至少20min，再加入15份的冰乙酸50份十二烷基硫酸钠、50份乙烯基脂肪醇聚氧乙烯醚后，然后自动搅拌30min，最后加入剩余水混匀制成所需中高温无镍封孔剂。对比例1该对比例，实际上为一种铝合金高温封孔剂的基础配方，按照质量份包括如下组分：乙酸镍：750份乙酸钠：150十二烷基硫酸钠：100份。生产时在搅拌罐中先加入750份乙酸镍，再加入150份的乙酸钠，再加入100份的十二烷基硫酸钠，顺时针搅拌10分钟，再逆时针搅拌10分钟，充分混合均匀。对比例2本对比例，实际上为市售的铝合金高温封孔剂dx－500(日本奥野公司生产)，产品规格：内容w％casno.醋酸镍75.06018－89－9醋酸钠5.0127－09－3苯磺酸钠20.0实验测试：分别取上述各实施例制成的封孔剂以及对比例按照重量份：50份封孔剂，950份水开缸(即开缸比例为0.5％)，处理温度为80℃；处理的铝合金型材牌号为6061，尺寸100mm＊50mm＊30mm，阳极氧化后，膜厚10μm，进行封闭处理试验：评判标准一：gb/t8753.4－2005第4部分，酸处理后染色斑点法，具体结果如下表：实验结果如下表1：从上述试验结果表以及实验过程中可以看出，本实验例封闭效果都非常好，与市售国外品牌含镍封孔剂(dx－500)封孔性能相当，比基础含镍封孔剂(对比例1)封孔性能染色斑点级别更高一点；由此说明本发明中高温无镍封孔性能与现有的含镍封孔剂相比，效果相当，对其有替代性。评判标准二：gb/t8753.2－2005第2部分，硝酸预浸的磷铬酸法，具体结果如下表：实验结果如下表2：从上述试验结果表以及实验过程中可以看出，本实验例封闭效果都非常好，与市售国外品牌含镍封孔剂(dx－500)封孔性能在硝酸预浸的磷铬酸法测试后的失重基本一致，比基础含镍封孔剂(对比例1)封孔性能硝酸预浸的磷铬酸法测试后的失重要小；由此说明本发明中高温无镍封孔性能与现有的含镍封孔剂相比，效果相当，对其有替代性。评判标准三：iso9227－2012人工环境中的腐蚀试验，具体结果如下表：从上述试验结果表以及实验过程中可以看出，本实验例封孔温度降到60度，目的是让封孔温度条件趋向下限，然后通过cass测试来考察封孔效果，结果表明效果都非常好，与市售国外品牌含镍封孔剂(dx－500)在cass测试中的效果相当，比基础含镍封孔剂的效果稍微好一点；由此说明本发明中高温无镍封孔性能与现有的含镍封孔剂相比，效果相当，对其有替代性。以上仅为本发明的具体实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
，均同理包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页12