CN103668387A - 铝合金阳极氧化实用型无镍封孔剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铝合金阳极氧化实用型无镍封孔剂，以醋酸钠为主盐，醋酸钴为辅盐，山梨醇为渗透剂，再配以助剂复配而成。其物理状态为粉剂或水剂。本发明价格实惠，对生态环境无毒害作用，与镍盐封孔效果相当，对有机染色膜(红色或黄色)的封闭效果优于镍盐封孔剂的铝合金阳极氧化实用型无镍封孔剂。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金阳极氧化无镍封孔技术领域，具体涉及一种铝合金阳极氧化实用型无镍封孔剂。
背景技术
自镍盐封孔剂诞生以来，含镍封孔剂在铝合金阳极氧化封闭中一直占据压倒性的市场份额，原因在于含镍封孔剂具备封孔快、操作简单、可有效防止染色膜在封孔时染料的浸出(红色或黄色染料例外)、能耗相对较低，经封孔出来的阳极氧化铝制品各项性能均能达到相关标准。镍盐封孔剂对铝加工发展贡献不少，但金属镍对环境的污染却是不争的事实。此外，含镍封孔槽液含大量镍离子，工人长期暴露在该环境下，与工件长期接触，存在诱发过敏性接触皮炎，甚至致癌的风险，为此欧盟多国严控含镍封孔剂的使用，并专门出台了相关限制标准，如BSEN12472：2005。无论从当前环保要求角度还是从社会可持续发展角度看，含镍封孔剂被无镍封孔剂取缔将是铁铮铮的事实。目前关于无镍封孔技术的相关报道很多，但比较成熟并成功实现工业化实践的极少，如德国汉高无镍封孔剂在欧洲市场已经被认可，该封孔剂是以钴盐为主体成份，但由于钴盐价格昂贵及该类封孔剂能耗高，其工业应用总体成本较高，所以在中国工业化应用并不理想。因此，开发实用型无镍封孔技术是当前及长远的方向。
发明内容
针对实用性无镍封孔技术在国内的空白，本发明的目的在于提供一种价格实惠，对生态环境无毒害作用，与镍盐封孔效果相当，对有机染色膜(红色或黄色)的封闭效果优于镍盐封孔剂的铝合金阳极氧化实用型无镍封孔剂。
本发明的合金阳极氧化实用型无镍封孔剂，以醋酸钠为主盐，醋酸钴为辅盐，山梨醇为渗透剂，再配以助剂复配而成。
所述无镍封孔剂的物理状态可为粉剂或水剂。
优选地，
按重量百分比其成分构成为：所述醋酸钠20～30％、所述醋酸钴0.3～1.0％、所述山梨醇3～8％、所述助剂15～20％、水余量。
制备时，将醋酸钠、醋酸钴、山梨醇、助剂溶于水，搅拌均匀即可。
所述助剂包括抑灰剂、促进剂、表面活性剂、稳色剂。
所述抑灰剂为糊精。
所述促进剂为硼酸、柠檬酸中的一种或两种。
所述表面活性剂为AES(即脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠)、三乙醇胺及三乙醇胺盐中的一种或一种以上。
所述稳色剂为桃胶、加拿大树胶中的一种或两种。
所述醋酸钠为结晶水醋酸钠、无水醋酸钠中的一种或两种。
所述封孔剂工作槽液参数为：浓度10g/L，pH：5.5～6.0，时间：1.0um/min，温度：85～90℃。
本发明不仅价格实惠，对生态环境无毒害作用，与镍盐封孔效果相当，而且能充分改善其封孔综合效果，使有机染色膜(红色或黄色)的封闭效果优于镍盐封孔剂。
具体实施方式
本发明构思是：封孔剂能以醋酸钠为主盐，醋酸钴为辅盐，山梨醇为渗透剂，再配以助剂进行科学复配而成。其中以醋酸钠为主盐，其依据为：醋酸钠价格相对低廉，货源稳定；醋酸钠无毒，不会破坏生态环境；醋酸钠在镍盐封孔剂中以辅盐身份出现，并已证实具备一定封孔效果。然后添加醋酸钴为辅盐，山梨醇为渗透剂，配以助剂(含抑灰剂、促进剂、表面活性剂、稳色剂)，进一步充分改善其封孔综合效果。
本发明构思通过如下实施例实现，操作过程中所用铝材均为同一规格6063型材。通过下面给出的本发明的具体实施例可以进一步了解本发明，但它们不是对本发明的限定。对于本领域的技术人员根据上述发明内容所作的一些非本质的改进与调整，也视为落在本发明的保护范围内。
另外，除非特别说明，本发明中所采用的百分比均为重量百分比。
实施例1
前处理：酸性除油→两道水洗→碱蚀→两道水洗→出光→两道水洗
阳极氧化：硫酸浓度160～180g/L，电流密度1.45A/dm2，温度20℃，
封孔：封孔剂浓度10g/L，pH：5.5，温度：85℃，时间1.0um/min，
封孔剂原液构成(醋酸钠20％、醋酸钴0.3％、山梨醇3％，助剂15％、水余量)
实施例2
前处理：条件与实施例1一致
阳极氧化：操作参数与实施例1一致
封孔：封孔剂浓度10g/L，pH：5.8，温度：85℃，时间1.0um/min，
封孔剂原液构成(与实施例1一致)
实施例3
前处理：条件与实施例1一致
阳极氧化：操作参数与实施例1一致
封孔：封孔剂浓度10g/L，pH：6.0，温度：85℃，时间1.0um/min，
封孔剂原液构成(与实施例1一致)
实施例4
前处理：条件与实施例1一致
阳极氧化：操作参数与实施例1一致
封孔：封孔剂浓度10g/L，pH：5.5，温度：90℃，时间1.0um/min，
封孔剂原液构成(与实施例1一致)
实施例5
前处理：条件与实施例1一致
阳极氧化：操作参数与实施例1一致
封孔：封孔剂浓度10g/L，pH：5.8，温度：90℃，时间1.0um/min，
封孔剂原液构成(与实施例1一致)
实施例6
前处理：条件与实施例1一致
阳极氧化：操作参数与实施例1一致
封孔：封孔剂浓度10g/L，pH：6.0，温度：90℃，时间1.0um/min，
封孔剂原液构成(与实施例1一致)
实施例7
前处理：条件与实施例1一致
阳极氧化：操作参数与实施例1一致
封孔：封孔剂浓度10g/L，pH：5.5，温度：85℃，时间1.0um/min，
封孔剂原液构成(醋酸钠20％、醋酸钴1.0％、山梨醇8％，助剂20％、水余量)
实施例8
前处理：条件与实施例1一致
阳极氧化：操作参数与实施例1一致
封孔：封孔剂浓度10g/L，pH：5.8，温度：85℃，时间1.0um/min，
封孔剂原液构成(与实施例7一致)
实施例9
前处理：条件与实施例1一致
阳极氧化：操作参数与实施例1一致
封孔：封孔剂浓度10g/L，pH：6.0，温度：85℃，时间1.0um/min，
封孔剂原液构成(与实施例7一致)
实施例10
前处理：条件与实施例1一致
阳极氧化：操作参数与实施例1一致
封孔：封孔剂浓度10g/L，pH：5.5，温度：90℃，时间1.0um/min，
封孔剂原液构成(与实施例7一致)
实施例11
前处理：条件与实施例1一致
阳极氧化：操作参数与实施例1一致
封孔：封孔剂浓度10g/L，pH：5.8，温度：90℃，时间1.0um/min，
封孔剂原液构成(与实施例7一致)
实施例12
前处理：条件与实施例1一致
阳极氧化：操作参数与实施例1一致
封孔：封孔剂浓度10g/L，pH：6.0，温度：90℃，时间1.0um/min，
封孔剂原液构成(与实施例7一致)
实施例13
前处理：条件与实施例1一致
阳极氧化：操作参数与实施例1一致
封孔：封孔剂浓度10g/L，pH：5.5，温度：85℃，时间1.0um/min，
封孔剂原液构成(醋酸钠25％、醋酸钴0.6％、山梨醇5％，助剂18％、水余量)
实施例14
前处理：条件与实施例1一致
阳极氧化：操作参数与实施例1一致
封孔：封孔剂浓度10g/L，pH：5.8，温度：85℃，时间1.0um/min，
封孔剂原液构成(与实施例13一致)
实施例15
前处理：条件与实施例1一致
阳极氧化：操作参数与实施例1一致
封孔：封孔剂浓度10g/L，pH：6.0，温度：85℃，时间1.0um/min，
封孔剂原液构成(与实施例13一致)
实施例16
前处理：条件与实施例1一致
阳极氧化：操作参数与实施例1一致
封孔：封孔剂浓度10g/L，pH：5.5，温度：90℃，时间1.0um/min，
封孔剂原液构成(与实施例13一致)
实施例17
前处理：条件与实施例1一致
阳极氧化：操作参数与实施例1一致
封孔：封孔剂浓度10g/L，pH：5.8，温度：90℃，时间1.0um/min，
封孔剂原液构成(与实施例13一致)
实施例18
前处理：条件与实施例1一致
阳极氧化：操作参数与实施例1一致
封孔：封孔剂浓度10g/L，pH：6.0，温度：90℃，时间1.0um/min，
封孔剂原液构成(与实施例13一致)
实施例19
前处理：条件与实施例1一致
阳极氧化：操作参数与实施例1一致
封孔：封孔剂浓度10g/L，pH：5.5，温度：85℃，时间1.0um/min，
封孔剂原液构成(醋酸钠30％、醋酸钴0.3％、山梨醇3％，助剂15％、水余量)
实施例20
前处理：条件与实施例1一致
阳极氧化：操作参数与实施例1一致
封孔：封孔剂浓度10g/L，pH：5.8，温度：85℃，时间1.0um/min，
封孔剂原液构成(与实施例19一致)
实施例21
前处理：条件与实施例1一致
阳极氧化：操作参数与实施例1一致
封孔：封孔剂浓度10g/L，pH：6.0，温度：85℃，时间1.0um/min，
封孔剂原液构成(与实施例19一致)
实施例22
前处理：条件与实施例1一致
阳极氧化：操作参数与实施例1一致
封孔：封孔剂浓度10g/L，pH：5.5，温度：90℃，时间1.0um/min，
封孔剂原液构成(与实施例19一致)
实施例23
前处理：条件与实施例1一致
阳极氧化：操作参数与实施例1一致
封孔：封孔剂浓度10g/L，pH：5.8，温度：90℃，时间1.0um/min，
封孔剂原液构成(与实施例19一致)
实施例24
前处理：条件与实施例1一致
阳极氧化：操作参数与实施例1一致
封孔：封孔剂浓度10g/L，pH：6.0，温度：90℃，时间1.0um/min，
封孔剂原液构成(与实施例19一致)
实施例25
前处理：条件与实施例1一致
阳极氧化：操作参数与实施例1一致
染色：奥野有机染料红色
封孔：实施例1～实施例24随机抽取8项
封孔剂原液构成(实施例1～实施例24随机抽取)
实施例26
前处理：条件与实施例1一致
阳极氧化：操作参数与实施例1一致
染色：奥野有机染料黄色
封孔：实施例1～实施例24随机抽取8项
封孔剂原液构成(实施例1～实施例24随机抽取)
实施例结果：
1、从实施例1～实施例6中所用封孔剂原液构成：醋酸钠20％、醋酸钴0.3％、山梨醇3％、助剂15％、水余量；实施例7～实施例12中所用封孔剂原液构成：醋酸钠20％、醋酸钴1.0％、山梨醇8％、助剂20％、水余量；实施例13～实施例18中所用封孔剂原液构成：醋酸钠25％、醋酸钴0.6％、山梨醇5％、助剂18％、水余量；实施例19～实施例24中所用封孔剂原液构成：醋酸钠30％、醋酸钴0.3％、山梨醇3％、助剂15％、水余量，以上实施例封孔效果良好。
2、实施例1、7、13、19中pH＝5.5；实施例2、8、14、20中pH＝5.8；实施例3、9、15、21中pH＝6.0，以上实施例封孔效果良好。
3、同等条件下，实施例1工作温度85℃和实施例4工作温度90℃；实施例2工作温度85℃和实施例5工作温度90℃；实施例3工作温度85℃和实施例6工作温度90℃；实施例7工作温度85℃和实施例10工作温度90℃；实施例8工作温度85℃和实施例11工作温度90℃；实施例9工作温度85℃和实施例12工作温度90℃；实施例13工作温度85℃和实施例16工作温度90℃；实施例14工作温度85℃和实施例17工作温度90℃；实施例15工作温度85℃和实施例18工作温度90℃；实施例19工作温度85℃和实施例22工作温度90℃；实施例20工作温度85℃和实施例23工作温度90℃；实施例21工作温度85℃和实施例24工作温度90℃，以上组列对比，后者工作温度90℃比前者工作温度85℃的封孔速率高，以上实施例封孔效果良好。
4、实施例1～实施例6、实施例19～实施例24中所用封孔剂原液，助剂占15％；实施例13～实施例18中所用封孔剂原液，助剂占18％；实施例7～实施例12中所用封孔剂原液，助剂占20％，以上实施例封孔效果良好，且助剂占20％的实施例封出来的阳极氧化产品外表明显比助剂占15％的实施例要光滑。
5、实施例25～26(从实施例1～实施例24随机抽取8项做黄色、红色染色膜的封孔实验，并跟一般含镍封孔剂作对比)，试验中，黄色、红色染色膜在含镍封孔槽液中的脱色现象相对严重些。
结果分析：
1、从实施例1～实施例24得出该铝合金阳极氧化实用型封孔剂构成容许范围为：醋酸钠20～30％、醋酸钴0.3％～1.0％，山梨醇3～8％、助剂15～20％；
2、从实施例1～实施例3，实施例7～实施例9，实施例13～实施例15，实施例19～实施例21得出，其工作槽液pH值容许范围为5.5～6.0；
3、从实施例1和实施例4、实施例2和实施例5、实施例3和实施例6、实施例7和实施例10、实施例8和实施例11、实施例9和实施例12、实施例13和实施例16、实施例14和实施例17、实施例15和实施例18、实施例19和实施例22、实施例20和实施例23、实施例21和实施例24得出，随槽液工作区间(85～90℃)的变化，铝合金阳极氧化实用型无镍封孔剂的封孔能力呈上升趋势。
4、从实施例1和实施例7得出，助剂浓度变化区间(15～20％)中，随着助剂浓度比例增加，经封孔出来的阳极氧化制品越光滑。
5、经实施例25、26得出铝合金阳极氧化实用型无镍封孔剂对有机染色膜(红色或黄色)的封闭效果优于镍盐封孔剂。
Claims (10)
1.一种铝合金阳极氧化实用型无镍封孔剂，其特征在于：以醋酸钠为主盐，醋酸钴为辅盐，山梨醇为渗透剂，再配以助剂复配而成。
2.如权利要求1所述的铝合金阳极氧化实用型无镍封孔剂，其特征在于：所述无镍封孔剂的物理状态为粉剂或水剂。
3.如权利要求1所述的铝合金阳极氧化实用型无镍封孔剂，其特征在于：按重量百分比其成分构成为：所述醋酸钠20～30％、所述醋酸钴0.3～1.0％、所述山梨醇3～8％、所述助剂15～20％、水余量。
4.如权利要求3所述的铝合金阳极氧化实用型无镍封孔剂，其特征在于：所述助剂包括抑灰剂、促进剂、表面活性剂、稳色剂。
5.如权利要求4所述的铝合金阳极氧化实用型无镍封孔剂，其特征在于：所述抑灰剂为糊精。
6.如权利要求4所述的铝合金阳极氧化实用型无镍封孔剂，其特征在于：所述促进剂为硼酸、柠檬酸中的一种或两种。
7.如权利要求4所述的铝合金阳极氧化实用型无镍封孔剂，其特征在于：所述表面活性剂为AES、三乙醇胺及三乙醇胺盐中的一种或一种以上。
8.如权利要求4所述的铝合金阳极氧化实用型无镍封孔剂，其特征在于：所述稳色剂为桃胶、加拿大树胶中的一种或两种。
9.如权利要求4所述的铝合金阳极氧化实用型无镍封孔剂，其特征在于：所述醋酸钠为结晶水醋酸钠、无水醋酸钠中的一种或两种。
10.如权利要求4所述的铝合金阳极氧化实用型无镍封孔剂，其特征在于：其工作槽液参数为：浓度10g/L，pH：5.5～6.0，时间：1.0um/min，温度：85～90℃。
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Publications (1)
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| CN103668387A true CN103668387A (zh) | 2014-03-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| AD01 | Patent right deemed abandoned |
Effective date of abandoning: 20170315 |
|
| C20 | Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned |