一种具有高抗菌耐久的阳极氧化铝合金制备方法与流程

本发明涉及铝合金表面处理的，尤其是涉及一种具有高抗菌耐久的阳极氧化铝合金制备方法。

背景技术：

1、铝合金具有质量轻、耐腐蚀、加工成形性好等优点，广泛地应用在厨房器具、食品容器、家装材料、公共交通、大型建筑进风口等民用产品中。在日常使用中，随着铝合金的使用时间日益增加，铝合金在潮湿的空气中极易滋生细菌，对铝合金器具的使用者造成潜在的细菌感染危险，并且，细菌滋生处容易形成腐蚀现象，严重影响铝合金的使用和装饰效果。因此，具有抗菌性能的铝合金成为民用材料的改善重点，目的在于保持铝合金基体原有的力学性能、耐腐蚀性能以及表面光洁度等优势，同时，还需令铝合金基体具备有出长时有效的强烈的抗菌效果。

2、目前，为解决上述问题，已存在有抗菌铝合金的多种制备方法，但是这些方法无法满足大规模推广的要求。例如，第一种方法，过浸渍方式提供抗菌性，参照中国专利cn109881235a公开的一种铝合金的表面处理方法，通过先将经过前处理后的铝合金进行阳极氧化，再将带有氧化膜的铝合金浸渍在纳米银溶液中进行超声处理，重复4-5次超声和烘烤操作，自然冷却后即可得到抗菌处理铝合金。这种方法虽然能够赋予铝合金抗菌性，但是，操作过程繁琐，效率低，并且，设备占用空间大，导致这种方式的大规模推广较为困难。

3、例如，第二种方法，通过电解沉积方式提供抗菌性，参照中国专利cn107130276a公开的一种抗菌铝的制造方法通过先对铝合金进行阳极氧化，然后，将氧化后的铝合金浸泡在含有硝酸银的溶液中进行电解沉积，再进行沸水封孔即可得到抗菌处理铝合金。采用电解沉积后会使得抗菌性银离子沉积较深，导致抗菌性能得不到保证，同时，电解过程会造成铝合金的氧化膜颜色发生改变，影响铝合金氧化膜多彩的装饰性，另外，电解过程浪费电能，并且，硝酸银电解着色液的稳定性较差。

4、例如，第三种方法，通过改变氧化方式提供抗菌性，参照中国专利cn111647926a公开的一种铝合金阳极氧化制备方法，通过先将经过预处理的铝合金，使用脉冲交变电流对铝合金进行阳极氧化和抗菌物质的沉积，然后对膜层进行封孔操作，得到抗菌型铝合金。在实际应用中，由于铝合金氧化膜导电性弱，导致难以难沉积抗菌金属，使得抗菌性能得不到保证，并且，交变电流氧化增加了耗能，操作繁琐。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有高抗菌耐久的阳极氧化铝合金制备方法，使得制备得到的铝合金基材成品具备有出长时有效的强烈的抗菌效果，并且，制备方法简单。

2、为实现上述目的，本发明提供的方案为一种具有高抗菌耐久的阳极氧化铝合金制备方法，包括有以下几个步骤：

3、步骤s1，将铝基材浸泡于脱脂溶液中进行脱脂处理，以去除铝基材表面的油脂；

4、步骤s2，将所述铝基材浸泡于碱蚀溶液中进行碱蚀处理，以去除铝基材表面的氧化膜；

5、步骤s3，将所述铝基材浸泡于除灰溶液中进行除灰处理，以去除碱蚀处理中产生的氢氧化物沉积，同时中和铝基材表面残留的碱蚀溶液；

6、步骤s4，将所述铝基材浸泡于阳极氧化溶液中，然后，在阳极氧化溶液中通电，使铝基材的表面形成多孔层；

7、步骤s5，将所述铝基材浸泡于抗菌封孔混合液中进行封孔处理，其中，抗菌封孔混合液由预定配比的抗菌液和封孔液混合制成；抗菌液的成分包括有0.01-1.0g/l的银盐、0.01-1.0g/l的铜盐和0.01-1.0g/l锌盐；封孔液的成分包括有5-10g/l的醋酸镍、0.5-1.5g/l的亚甲基双萘磺酸钠浓度、0.2-1g/l的醋酸钠和0.1-0.5g/l的硼酸；

8、步骤s6，对所述铝基材进行高温干燥处理，去除铝基材表面水分。

9、进一步，在步骤s4和步骤s5之间，将所述铝基材浸泡于染色溶液中进行染色处理。

10、进一步，所述染色溶液包括有0.1-10g/l的染色色粉，其中，染色色粉为有机染色色粉；染色溶液的温度为35-55℃；染色处理的时间为0.5-5min。

11、进一步，所述脱脂溶液的成分包括有10-25g/l的磷酸钠、5-15g/l的碳酸钠和1-5g/l的聚氧乙烯聚氧丙烯醚；脱脂溶液的温度为30-60℃；脱脂处理时间为3-10min。

12、进一步，所述碱蚀溶液的成分包括有40-70g/l的氢氧化钠、10-20g/l的磷酸钠和10-20g/l的碳酸钠；碱蚀溶液的温度为65-70℃；碱蚀处理的时间为1-3min。

13、进一步，所述除灰溶液的成分包括有5-20g/l的硝酸铁和50-100g/l的硝酸；除灰溶液的温度为25-30℃；除灰处理的时间为1-3min。

14、进一步，所述阳极氧化溶液的成分包括有150-200g/l的硫酸和2-15g/l的硫酸铝；阳极氧化溶液的温度为18-23℃；通电的电压为13-20v，通电的时间为3-15min。

15、进一步，所述步骤s5中的预定配比为2-5％的配比。

16、进一步，所述抗菌封孔混合液的温度为70-95℃，封孔处理的时间为5-15min。

17、进一步，所述步骤s6中通过烘箱对铝基材进行高温干燥处理，其中，高温干燥处理的温度为80-100℃，高温干燥处理的时间为1-2min。

18、本发明的有益效果为：在封孔处理中，通过银离子、铜离子和锌离子向阳极氧化膜孔中扩散和沉淀，通过醋酸镍水解和水合膨胀分别生成氢氧化物和结晶氧化铝以对阳极氧化膜孔进行封闭，以及，通过结晶氧化铝和氢氧化物与铜离子和锌离子相互渗透且共同沉积在阳极氧化膜孔中，实现封闭效果的提高，并且，提高了抗菌性金属离子在复合阳极氧化工艺中的浓度与活性，同时，使得铝基材成品能够更缓慢地释放出具有抗菌性的金属离子，安全性更高，抑菌时间更长，且制备工艺简单，操作方便。另外，由铜离子和锌离子对多孔层进行钝化处理，并通过复合钝化层进一步提高铝基材成品的耐腐蚀性。

技术特征：

1.一种具有高抗菌耐久的阳极氧化铝合金制备方法，其特征在于：包括有以下几个步骤：

2.根据权利要求1所述的一种具有高抗菌耐久的阳极氧化铝合金制备方法，其特征在于：在步骤s4和步骤s5之间，将所述铝基材浸泡于染色溶液中进行染色处理。

3.根据权利要求2所述的一种具有高抗菌耐久的阳极氧化铝合金制备方法，其特征在于：所述染色溶液包括有0.1-10g/l的染色色粉，其中，染色色粉为有机染色色粉；染色溶液的温度为35-55℃；染色处理的时间为0.5-5min。

4.根据权利要求1所述的一种具有高抗菌耐久的阳极氧化铝合金制备方法，其特征在于：所述脱脂溶液的成分包括有10-25g/l的磷酸钠、5-15g/l的碳酸钠和1-5g/l的聚氧乙烯聚氧丙烯醚；脱脂溶液的温度为30-60℃；脱脂处理时间为3-10min。

5.根据权利要求1所述的一种具有高抗菌耐久的阳极氧化铝合金制备方法，其特征在于：所述碱蚀溶液的成分包括有40-70g/l的氢氧化钠、10-20g/l的磷酸钠和10-20g/l的碳酸钠；碱蚀溶液的温度为65-70℃；碱蚀处理的时间为1-3min。

6.根据权利要求1所述的一种具有高抗菌耐久的阳极氧化铝合金制备方法，其特征在于：所述除灰溶液的成分包括有5-20g/l的硝酸铁和50-100g/l的硝酸；除灰溶液的温度为25-30℃；除灰处理的时间为1-3min。

7.根据权利要求1所述的一种具有高抗菌耐久的阳极氧化铝合金制备方法，其特征在于：所述阳极氧化溶液的成分包括有150-200g/l的硫酸和2-15g/l的硫酸铝；阳极氧化溶液的温度为18-23℃；通电的电压为13-20v，通电的时间为3-15min。

8.根据权利要求1所述的一种具有高抗菌耐久的阳极氧化铝合金制备方法，其特征在于：所述步骤s5中的预定配比为2-5％的配比。

9.根据权利要求1所述的一种具有高抗菌耐久的阳极氧化铝合金制备方法，其特征在于：所述抗菌封孔混合液的温度为70-95℃，封孔处理的时间为5-15min。

10.根据权利要求1所述的一种具有高抗菌耐久的阳极氧化铝合金制备方法，其特征在于：所述步骤s6中通过烘箱对铝基材进行高温干燥处理，其中，高温干燥处理的温度为80-100℃，高温干燥处理的时间为1-2min。

技术总结
一种具有高抗菌耐久的阳极氧化铝合金制备方法，将具有阳极氧化多孔层的铝基材浸泡于抗菌封孔混合液中进行封孔处理，其中，抗菌封孔混合液由预定配比的抗菌液和封孔液混合制成。在封孔处理中，通过银离子、铜离子和锌离子向阳极氧化膜孔中扩散和沉淀，通过醋酸镍水解和水合膨胀分别生成氢氧化物和结晶氧化铝以对阳极氧化膜孔进行封闭，以及，通过结晶氧化铝和氢氧化物与铜离子和锌离子相互渗透且共同沉积在阳极氧化膜孔中，实现封闭效果的提高，并且，由铜离子和锌离子对多孔层进行钝化处理，形成复合钝化层，进一步提高铝基材成品的耐腐蚀性。

技术研发人员：刘小冬
受保护的技术使用者：佛山泰铝新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13