CN101191247A - 铝合金环保型无镍中温封孔剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了铝合金环保型无镍中温封孔剂及配套处理方法。本发明包括如下封孔槽液组分和工作参数：氟钛酸钾5－10g/l；环己酮0.05－0.15g/l，异戊醇0.05－0.15g/l，工作温度为55－65℃，处理时间为1.0－1.5um/分钟。本发明首次选用氟钛酸钾做为封孔主盐，彻底解决镍封孔对工人的伤害，以及对环境和铝合金的污染；同时，无镍封孔槽液pH值稳定，氟稳定，完全克服了镍盐封孔管理指标太窄，槽液不稳定的弊端；氟钛酸钾无色，本发明彻底解决了镍盐封孔变色的难题。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金阳极氧化封孔技术。
技术背景
铝合金环保型无镍中温封孔剂是在原有含镍的中温和低温封孔剂的基础上发展起来的。
目前，铝合金阳极氧化后处理工艺中，大量采用含镍的中温和低温封孔剂。与早期的高温封孔相比，含镍封孔剂有能耗低、封孔快和简单易操作等优势，据此，此类封孔剂迅速成为铝合金阳极氧化后处理的主要产品，并长期占领市场。近年来，随着环保要求的不断提高，镍的致癌性早已纳入管理职能部门的视线。早在1999年，欧盟已制定了EN 12742-1999标准，严格控制铝表面的镍释放含量。此外，封孔槽液含大量的镍离子，操作工长期接触存在致癌风险；封孔液带入水洗槽，也污染环境。2006年，受欧美环保标准的制约，国内许多厂家的铝制品出口受阻，迫切需要研制一种环保型的无镍封孔剂，以便对传统的含镍封孔剂进行更新换代。
此外，传统含镍封孔剂在操作上还存在控制指标太窄、工作参数不稳定和铝合金表面变色等弊端：
(1)、PH值不稳定，需要经常调整，特别是当PH值太低，需用氨水调高时，由于镍容易沉淀，调整非常困难；
(2)、氟离子不稳定，且工作浓度区间太窄，需要经常调整。氟离子太低时，封孔质量不好；氟离子太高时，铝合金表面容易起粉，控制非常困难；
(3)、厚膜封孔能力差，容易裂膜；
(4)、封孔后氧化膜变色，铝合金表面发青发绿。
本发明所涉及的内容，正是考虑到环保要求、铝合金表面质量和封孔槽槽液管理等诸多因素，经近五年潜心研究而定型的一种环保型无镍中温封孔剂。
环保型无镍封孔剂的研究，首要困难是要寻找一种无毒、封孔后所生成的产物也无毒，封孔液不污染水洗槽、能代替镍盐的封孔主盐。经广泛筛选，本发明最终选用氟钛酸钾做为封孔主盐。主要依据有以下五点：
(1)、氟钛酸钾本身无毒，其封孔产物也无毒，符合环保要求；
(2)、配合适当的封孔促进剂后，氟钛酸钾的封孔速度是镍盐的两倍；
(3)、氟钛酸钾水溶液的PH值非常稳定，不需调整，槽液管理十分方便；
(4)、氟钛酸钾无色，封孔后铝合金表面不变色；
(5)、氟钛酸钾含大量的氟，氟离子可通过自身水解获得，不需额外补充，铝合金表面干净，不上粉。
此外，为配合氟钛酸钾封孔，本发明在封孔促进剂方面做了大量的筛选工作。最终发现，环己酮和异戊醇在提高封孔速度，抑制粉霜和抗槽液老化方面能力最强。
本发明由氟钛酸钾、环己酮和异戊醇三种主要组分组成，他们互相依存，互相配合，组成环保型无镍中温封孔剂。本发明的核心思想是无镍中温封孔。
与普通含镍封孔剂相比相比，本发明有下述重大技术突破：
1、首次采用氟钛酸钾做为封孔主盐，封孔槽液无毒，无废水排放；封孔产物无毒，完全符合欧盟EN 12742-1999标准，是一项难得的技术突破；
2、首次选定氟钛酸钾在中温区间(55-65℃)封孔，满足厚膜封孔不裂膜的要求，是本发明的技术创新；
3、首次选用环己酮和异戊醇做为与氟钛酸钾配套的封孔促进剂，既提高了封孔速度，又抑制了粉霜，还延长了槽液寿命。
本发明是通过如下实施例来实现的。
实施例
铝合金环保型无镍中温封孔剂各项优异功能得以实现，是氟钛酸钾、环己酮和异戊醇等组分密切配合的结果，各组分配比及恰当的操作指标是体现技术特征的关键。
实施例1
氟钛酸钾5g/l；环己酮0.1g/l，异戊醇0.1g/l，工作温度为60℃，处理时间为1um/分钟；
实施例2
氟钛酸钾7.5g/l；环己酮0.1g/l，异戊醇0.1g/l，工作温度为60℃，处理时间为1um/分钟；
实施例3
氟钛酸钾10g/l；环己酮0.1g/l，异戊醇0.1g/l，工作温度为60℃，处理时间为1um/分钟；
实施例4
氟钛酸钾8g/l；环己酮0.05g/l，异戊醇0.1g/l，工作温度为60℃，处理时间为1um/分钟；
实施例5
氟钛酸钾8g/l；环己酮0.10g/l，异戊醇0.1g/l，工作温度为60℃，处理时间为1um/分钟；
实施例6
氟钛酸钾8g/l；环己酮0.15g/l，异戊醇0.1g/l，工作温度为60℃，处理时间为1um/分钟；
实施例7
氟钛酸钾8g/l；环己酮0.10g/l，异戊醇0.05g/l，工作温度为60℃，处理时间为1um/分钟；
实施例8
氟钛酸钾8g/l；环己酮0.10g/l，异戊醇0.10g/l，工作温度为60℃，处理时间为1um/分钟；
实施例9
氟钛酸钾8g/l；环己酮0.10g/l，异戊醇0.15g/l，工作温度为60℃，处理时间为1um/分钟；
实施例10
氟钛酸钾8g/l；环己酮0.10g/l，异戊醇0.1g/l，工作温度为55℃，处理时间为1um/分钟；
实施例11
氟钛酸钾8g/l；环己酮0.10g/l，异戊醇0.1g/l，工作温度为65℃，处理时间为1um/分钟；
结果分析
1、按实施例1，可批量生产铝合金封孔材；
2、按实施例1、2和3，随着氟钛酸钾浓度的增加，铝合金环保型无镍中温封孔剂的封孔能力增强；氟钛酸钾的浓度区间为5-10g/l；
3、按实施例4-6，随着环己酮浓度的增加，铝合金环保型无镍中温封孔剂的封孔能力增强；封孔槽抗污染能力增强，铝合金表面粉霜减少；其浓度区间为0.05-0.15g/l；
4、按实施例7-9，随着异戊醇浓度的增加，铝合金环保型无镍中温封孔剂的封孔能力增强；封孔槽抗污染能力增强，铝合金表面粉霜减少；其浓度区间为0.05-0.15g/l；
5、按实施例5、10、11，随着工作温度区间(55-65℃)的变化，铝合金环保型无镍中温封孔剂的封孔能力先上升，后下降，峰值是60℃。
Claims (8)
1.铝合金环保型无镍中温封孔剂，其特征在于包括以下槽液组分组成和工作参数：
氟钛酸钾5-10g/l；环己酮0.05-0.15g/l，异戊醇0.05-0.15g/l，工作温度为55-65℃，处理时间为1.0-1.5um/分钟.
2.根据权利要求1所述铝合金环保型无镍中温封孔剂，其特征在于封孔主盐为氟钛酸钾.
3.据权利要求2所述铝合金环保型无镍中温封孔剂，其特征在于氟钛酸钾的最佳浓度为6-8g/l.
4.根据权利要求1所述铝合金环保型无镍中温封孔剂，其特征在于与氟钛酸钾配套的封孔促进剂为环己酮.
5.根据权利要求4所述铝合金环保型无镍中温封孔剂，其特征在于环己酮的最佳浓度为0.08-0.12％.
6.根据权利要求1所述铝合金环保型无镍中温封孔剂，其特征在于与氟钛酸钾配套的封孔促进剂为异戊醇.
7.根据权利要求6所述铝合金环保型无镍中温封孔剂，其特征在于异戊醇的最佳浓度为0.08-0.12％.
8.根据权利要求1所述铝合金环保型无镍中温封孔剂，其特征在于封孔温度为55-65℃，时间为1.0-1.5um/分钟。
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