鋁合金陽極氧化實用型無鎳封孔劑的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種鋁合金陽極氧化實用型無鎳封孔劑,以醋酸鈉為主鹽,醋酸鈷為輔鹽,山梨醇為滲透劑,再配以助劑復配而成。其物理狀態為粉劑或水劑。本發明價格實惠,對生態環境無毒害作用,與鎳鹽封孔效果相當,對有機染色膜(紅色或黃色)的封閉效果優于鎳鹽封孔劑的鋁合金陽極氧化實用型無鎳封孔劑。
【專利說明】鋁合金陽極氧化實用型無鎳封孔劑
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋁合金陽極氧化無鎳封孔【技術領域】,具體涉及一種鋁合金陽極氧化實用型無鎳封孔劑。
【背景技術】
[0002]自鎳鹽封孔劑誕生以來,含鎳封孔劑在鋁合金陽極氧化封閉中一直占據壓倒性的市場份額,原因在于含鎳封孔劑具備封孔快、操作簡單、可有效防止染色膜在封孔時染料的浸出(紅色或黃色染料例外)、能耗相對較低,經封孔出來的陽極氧化鋁制品各項性能均能達到相關標準。鎳鹽封孔劑對鋁加工發展貢獻不少,但金屬鎳對環境的污染卻是不爭的事實。此外,含鎳封孔槽液含大量鎳離子,工人長期暴露在該環境下,與工件長期接觸,存在誘發過敏性接觸皮炎,甚至致癌的風險,為此歐盟多國嚴控含鎳封孔劑的使用,并專門出臺了相關限制標準,如BSEN12472:2005。無論從當前環保要求角度還是從社會可持續發展角度看,含鎳封孔劑被無鎳封孔劑取締將是鐵錚錚的事實。目前關于無鎳封孔技術的相關報道很多,但比較成熟并成功實現工業化實踐的極少,如德國漢高無鎳封孔劑在歐洲市場已經被認可,該封孔劑是以鈷鹽為主體成份,但由于鈷鹽價格昂貴及該類封孔劑能耗高,其工業應用總體成本較高,所以在中國工業化應用并不理想。因此,開發實用型無鎳封孔技術是當前及長遠的方向。
【發明內容】
[0003]針對實用性 無鎳封孔技術在國內的空白,本發明的目的在于提供一種價格實惠,對生態環境無毒害作用,與鎳鹽封孔效果相當,對有機染色膜(紅色或黃色)的封閉效果優于鎳鹽封孔劑的鋁合金陽極氧化實用型無鎳封孔劑。
[0004]本發明的合金陽極氧化實用型無鎳封孔劑,以醋酸鈉為主鹽,醋酸鈷為輔鹽,山梨醇為滲透劑,再配以助劑復配而成。
[0005]所述無鎳封孔劑的物理狀態可為粉劑或水劑。
[0006]優選地,
[0007]按重量百分比其成分構成為:所述醋酸鈉20~30%、所述醋酸鈷0.3~1.0%、所述山梨醇3~8%、所述助劑15~20%、水余量。
[0008]制備時,將醋酸鈉、醋酸鈷、山梨醇、助劑溶于水,攪拌均勻即可。
[0009]所述助劑包括抑灰劑、促進劑、表面活性劑、穩色劑。
[0010]所述抑灰劑為糊精。
[0011]所述促進劑為硼酸、檸檬酸中的一種或兩種。
[0012]所述表面活性劑為AES(即脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉)、三乙醇胺及三乙醇胺鹽中的一種或一種以上。
[0013]所述穩色劑為桃膠、加拿大樹膠中的一種或兩種。
[0014]所述醋酸鈉為結晶水醋酸鈉、無水醋酸鈉中的一種或兩種。[0015]所述封孔劑工作槽液參數為:濃度10g/L,pH:5.5~6.0,時間:1.0um/min,溫度:85 ~90?。
[0016]本發明不僅價格實惠,對生態環境無毒害作用,與鎳鹽封孔效果相當,而且能充分改善其封孔綜合效果,使有機染色膜(紅色或黃色)的封閉效果優于鎳鹽封孔劑。
【具體實施方式】
[0017]本發明構思是:封孔劑能以醋酸鈉為主鹽,醋酸鈷為輔鹽,山梨醇為滲透劑,再配以助劑進行科學復配而成。其中以醋酸鈉為主鹽,其依據為:醋酸鈉價格相對低廉,貨源穩定;醋酸鈉無毒,不會破壞生態環境;醋酸鈉在鎳鹽封孔劑中以輔鹽身份出現,并已證實具備一定封孔效果。然后添加醋酸鈷為輔鹽,山梨醇為滲透劑,配以助劑(含抑灰劑、促進劑、表面活性劑、穩色劑),進一步充分改善其封孔綜合效果。
[0018]本發明構思通過如下實施例實現,操作過程中所用鋁材均為同一規格6063型材。通過下面給出的本發明的具體實施例可以進一步了解本發明,但它們不是對本發明的限定。對于本領域的技術人員根據上述
【發明內容】
所作的一些非本質的改進與調整,也視為落在本發明的保護范圍內。
[0019]另外,除非特別說明,本發明中所采用的百分比均為重量百分比。
[0020]實施例1
[0021]前處理:酸性除油一兩道水洗一堿蝕一兩道水洗一出光一兩道水洗
[0022]陽極氧化:硫酸濃度160~180g/L,電流密度1.45A/dm2,溫度20°C,
[0023]封孔:封孔劑濃度10g/L, pH:5.5,溫度:85°C,時間 1.0um/min,
[0024]封孔劑原液構成(醋酸鈉20%、醋酸鈷0.3%、山梨醇3%,助劑15%、水余量)
[0025]實施例2
[0026]前處理:條件與實施例1 一致
[0027]陽極氧化:操作參數與實施例1 一致
[0028]封孔:封孔劑濃度10g/L, pH:5.8,溫度:85°C,時間 1.0um/min,
[0029]封孔劑原液構成(與實施例1 一致)
[0030]實施例3
[0031]前處理:條件與實施例1 一致
[0032]陽極氧化:操作參數與實施例1 一致
[0033]封孔:封孔劑濃度10g/L, pH:6.0,溫度:85°C,時間 1.0um/min,
[0034]封孔劑原液構成(與實施例1 一致)
[0035]實施例4
[0036]前處理:條件與實施例1 一致
[0037]陽極氧化:操作參數與實施例1 一致
[0038]封孔:封孔劑濃度10g/L, pH:5.5,溫度:90°C,時間 1.0um/min,
[0039]封孔劑原液構成(與實施例1 一致)
[0040]實施例5
[0041]前處理:條件與實施例1 一致
[0042]陽極氧化:操作參數與實施例1 一致[0043]封孔:封孔劑濃度10g/L,pH:5.8,溫度:90°C,時間 1.0um/min,
[0044]封孔劑原液構成(與實施例1 一致)
[0045]實施例6
[0046]前處理:條件與實施例1 一致
[0047]陽極氧化:操作參數與實施例1 一致
[0048]封孔:封孔劑濃度10g/L, pH:6.0,溫度:90°C,時間 1.0um/min, [0049]封孔劑原液構成(與實施例1 一致)
[0050]實施例7
[0051]前處理:條件與實施例1 一致
[0052]陽極氧化:操作參數與實施例1 一致
[0053]封孔:封孔劑濃度10g/L, pH:5.5,溫度:85°C,時間 1.0um/min,
[0054]封孔劑原液構成(醋酸鈉20%、醋酸鈷1.0%、山梨醇8%,助劑20%、水余量)
[0055]實施例8
[0056]前處理:條件與實施例1 一致
[0057]陽極氧化:操作參數與實施例1 一致
[0058]封孔:封孔劑濃度10g/L, pH:5.8,溫度:85°C,時間 1.0um/min,
[0059]封孔劑原液構成(與實施例7 —致)
[0060]實施例9
[0061]前處理:條件與實施例1 一致
[0062]陽極氧化:操作參數與實施例1 一致
[0063]封孔:封孔劑濃度10g/L, pH:6.0,溫度:85°C,時間 1.0um/min,
[0064]封孔劑原液構成(與實施例7 —致)
[0065]實施例10
[0066]前處理:條件與實施例1 一致
[0067]陽極氧化:操作參數與實施例1 一致
[0068]封孔:封孔劑濃度10g/L, pH:5.5,溫度:90°C,時間 1.0um/min,
[0069]封孔劑原液構成(與實施例7 —致)
[0070]實施例11
[0071]前處理:條件與實施例1 一致
[0072]陽極氧化:操作參數與實施例1 一致
[0073]封孔:封孔劑濃度10g/L, pH:5.8,溫度:90°C,時間 1.0um/min,
[0074]封孔劑原液構成(與實施例7 —致)
[0075]實施例12
[0076]前處理:條件與實施例1 一致
[0077]陽極氧化:操作參數與實施例1 一致
[0078]封孔:封孔劑濃度10g/L, pH:6.0,溫度:90°C,時間 1.0um/min,
[0079]封孔劑原液構成(與實施例7 —致)
[0080]實施例13
[0081]前處理:條件與實施例1 一致[0082]陽極氧化:操作參數與實施例1 一致
[0083]封孔:封孔劑濃度10g/L, pH:5.5,溫度:85°C,時間 1.0um/min,
[0084]封孔劑原液構成(醋酸鈉25%、醋酸鈷0.6%、山梨醇5%,助劑18%、水余量)
[0085]實施例14
[0086]前處理:條件與實施例1 一致
[0087]陽極氧化:操作參數與實施例1 一致
[0088]封孔:封孔劑濃度10g/L, pH:5.8,溫度:85°C,時間 1.0um/min,
[0089]封孔劑原液構成(與實施例13 —致)
[0090]實施例15
[0091]前處理:條件與實施例1 一致
[0092]陽極氧化:操作參數與實施例1 一致
[0093]封孔:封孔劑濃度10g/L, pH:6.0,溫度:85°C,時間 1.0um/min,
[0094]封孔劑原液構成(與實施例13 —致)
[0095]實施例16
[0096]前處理:條件與實施例1 一致
[0097]陽極氧化:操作參數與實施例1 一致
[0098]封孔:封孔劑濃度10g/L, pH:5.5,溫度:90°C,時間 1.0um/min,
[0099]封孔劑原液構成(與實施例13 —致)
[0100]實施例17
[0101]前處理:條件與實施例1 一致
[0102]陽極氧化:操作參數與實施例1 一致
[0103]封孔:封孔劑濃度10g/L, pH:5.8,溫度:90°C,時間 1.0um/min,
[0104]封孔劑原液構成(與實施例13 —致)
[0105]實施例18
[0106]前處理:條件與實施例1 一致
[0107]陽極氧化:操作參數與實施例1 一致
[0108]封孔:封孔劑濃度10g/L, pH:6.0,溫度:90°C,時間 1.0um/min,
[0109]封孔劑原液構成(與實施例13 —致)
[0110]實施例19
[0111]前處理:條件與實施例1 一致
[0112]陽極氧化:操作參數與實施例1 一致
[0113]封孔:封孔劑濃度10g/L, pH:5.5,溫度:85°C,時間 1.0um/min,
[0114]封孔劑原液構成(醋酸鈉30%、醋酸鈷0.3%、山梨醇3%,助劑15%、水余量)
[0115]實施例20
[0116]前處理:條件與實施例1 一致
[0117]陽極氧化:操作參數與實施例1 一致
[0118]封孔:封孔劑濃度10g/L, pH:5.8,溫度:85°C,時間 1.0um/min,
[0119]封孔劑原液構成(與實施例19 一致)
[0120]實施例21[0121]前處理:條件與實施例1 一致
[0122]陽極氧化:操作參數與實施例1 一致
[0123]封孔:封孔劑濃度10g/L, pH:6.0,溫度:85°C,時間 1.0um/min,
[0124]封孔劑原液構成(與實施例19 一致)
[0125]實施例22
[0126]前處理:條件與實施例1 一致
[0127]陽極氧化:操作參數與實施例1 一致
[0128]封孔:封孔劑濃度10g/L, pH:5.5,溫度:90°C,時間 1.0um/min,
[0129]封孔劑原液構成(與實施例19 一致)
[0130]實施例23
[0131]前處理:條件與實施例1 一致
[0132]陽極氧化:操作參數與實施例1 一致
[0133]封孔:封孔劑濃度10g/L, pH:5.8,溫度:90°C,時間 1.0um/min,
[0134]封孔劑原液構成(與實施例19 一致)
[0135]實施例24
[0136]前處理:條件與實施例1 一致
[0137]陽極氧化:操作參數與實施例1 一致
[0138]封孔:封孔劑濃度10g/L, pH:6.0,溫度:90°C,時間 1.0um/min,
[0139]封孔劑原液構成(與實施例19 一致)
[0140]實施例25
[0141]前處理:條件與實施例1 一致
[0142]陽極氧化:操作參數與實施例1 一致
[0143]染色:奧野有機染料紅色
[0144]封孔:實施例1~實施例24隨機抽取8項
[0145]封孔劑原液構成(實施例1~實施例24隨機抽取)
[0146]實施例26
[0147]前處理:條件與實施例1 一致
[0148]陽極氧化:操作參數與實施例1 一致
[0149]染色:奧野有機染料黃色
[0150]封孔:實施例1~實施例24隨機抽取8項
[0151]封孔劑原液構成(實施例1~實施例24隨機抽取)
[0152]實施例結果:`[0153]1、從實施例1~實施例6中所用封孔劑原液構成:醋酸鈉20%、醋酸鈷0.3%、山梨醇3%、助劑15%、水余量;實施例7~實施例12中所用封孔劑原液構成:醋酸鈉20%、醋酸鈷1.0%、山梨醇8%、助劑20%、水余量;實施例13~實施例18中所用封孔劑原液構成:醋酸鈉25%、醋酸鈷0.6%、山梨醇5%、助劑18%、水余量;實施例19~實施例24中所用封孔劑原液構成:醋酸鈉30%、醋酸鈷0.3%、山梨醇3%、助劑15%、水余量,以上實施例封孔效果良好。
[0154]2、實施例 1、7、13、19 中 pH = 5.5 ;實施例 2、8、14、20 中 pH = 5.8 ;實施例 3、9、15、21中pH = 6.0,以上實施例封孔效果良好。
[0155]3、同等條件下,實施例1工作溫度85°C和實施例4工作溫度90°C ;實施例2工作溫度85°C和實施例5工作溫度90°C;實施例3工作溫度85°C和實施例6工作溫度90°C;實施例7工作溫度85°C和實施例10工作溫度90°C ;實施例8工作溫度85°C和實施例11工作溫度90°C;實施例9工作溫度85°C和實施例12工作溫度90°C;實施例13工作溫度85°C和實施例16工作溫度90°C ;實施例14工作溫度85°C和實施例17工作溫度90°C ;實施例15工作溫度85°C和實施例18工作溫度90°C;實施例19工作溫度85°C和實施例22工作溫度90°C ;實施例20工作溫度85°C和實施例23工作溫度90°C ;實施例21工作溫度85°C和實施例24工作溫度90°C,以上組列對比,后者工作溫度90°C比前者工作溫度85°C的封孔速率高,以上實施例封孔效果良好。
[0156]4、實施例1~實施例6、實施例19~實施例24中所用封孔劑原液,助劑占15% ;實施例13~實施例18中所用封孔劑原液,助劑占18% ;實施例7~實施例12中所用封孔劑原液,助劑占20%,以上實施例封孔效果良好,且助劑占20%的實施例封出來的陽極氧化產品外表明顯比助劑占15%的實施例要光滑。
[0157]5、實施例25~26 (從實施例1~實施例24隨機抽取8項做黃色、紅色染色膜的封孔實驗,并跟一般含鎳封孔劑作對比),試驗中,黃色、紅色染色膜在含鎳封孔槽液中的脫色現象相對嚴重些。
[0158]結果分析:
[0159]1、從實施例1~實 施例24得出該鋁合金陽極氧化實用型封孔劑構成容許范圍為:醋酸鈉20~30%、醋酸鈷0.3%~1.0%,山梨醇3~8%、助劑15~20% ;
[0160]2、從實施例1~實施例3,實施例7~實施例9,實施例13~實施例15,實施例19~實施例21得出,其工作槽液pH值容許范圍為5.5~6.0 ;
[0161]3、從實施例1和實施例4、實施例2和實施例5、實施例3和實施例6、實施例7和實施例10、實施例8和實施例11、實施例9和實施例12、實施例13和實施例16、實施例14和實施例17、實施例15和實施例18、實施例19和實施例22、實施例20和實施例23、實施例21和實施例24得出,隨槽液工作區間(85~90°C )的變化,鋁合金陽極氧化實用型無鎳封孔劑的封孔能力呈上升趨勢。
[0162]4、從實施例1和實施例7得出,助劑濃度變化區間(15~20% )中,隨著助劑濃度比例增加,經封孔出來的陽極氧化制品越光滑。
[0163]5、經實施例25、26得出鋁合金陽極氧化實用型無鎳封孔劑對有機染色膜(紅色或黃色)的封閉效果優于鎳鹽封孔劑。
【權利要求】
1.一種鋁合金陽極氧化實用型無鎳封孔劑,其特征在于:以醋酸鈉為主鹽,醋酸鈷為輔鹽,山梨醇為滲透劑,再配以助劑復配而成。
2.如權利要求1所述的鋁合金陽極氧化實用型無鎳封孔劑,其特征在于:所述無鎳封孔劑的物理狀態為粉劑或水劑。
3.如權利要求1所述的鋁合金陽極氧化實用型無鎳封孔劑,其特征在于:按重量百分比其成分構成為:所述醋酸鈉20~30%、所述醋酸鈷0.3~1.0%、所述山梨醇3~8%、所述助劑15~20%、水余量。
4.如權利要求3所述的鋁合金陽極氧化實用型無鎳封孔劑,其特征在于:所述助劑包括抑灰劑、促進劑、表面活性劑、穩色劑。
5.如權利要求4所述的鋁合金陽極氧化實用型無鎳封孔劑,其特征在于:所述抑灰劑為糊精。
6.如權利要求4所述的鋁合金陽極氧化實用型無鎳封孔劑,其特征在于:所述促進劑為硼酸、檸檬酸中的一種或兩種。
7.如權利要求4所述的鋁合金陽極氧化實用型無鎳封孔劑,其特征在于:所述表面活性劑為AES、三乙醇胺及三乙醇胺鹽中的一種或一種以上。
8.如權利要求4所述的鋁合金陽極氧化實用型無鎳封孔劑,其特征在于:所述穩色劑為桃膠、加拿大樹膠中的一種或兩種。
9.如權利要求4所述的鋁合金陽極氧化實用型無鎳封孔劑,其特征在于:所述醋酸鈉為結晶水醋Ife納、無水醋Ife納中的一種或兩種。`
10.如權利要求4所述的鋁合金陽極氧化實用型無鎳封孔劑,其特征在于:其工作槽液參數為:濃度 10g/L, pH:5.5 ~6.0,時間:1.0um/min,溫度:85 ~90。。。
【文檔編號】C25D11/18GK103668387SQ201210325304
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月3日 優先權日:2012年9月3日
【發明者】吳國炎, 伍勝, 鄭棟橋, 李順 申請人:臺山市科美金屬表面處理技術有限公司