一種惡劣環(huán)境使用鋁合金陽極氧化膜無鎳封孔劑及其制備方法
【專利說明】 一種惡劣環(huán)境使用鋁合金陽極氧化膜無鎳封孔劑及其制備
方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鋁合金陽極氧化膜無鎳封孔劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種惡劣環(huán)境使用鋁合金陽極氧化膜無鎳封孔劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，鋁及其合金一般采用陽極氧化表面防護技術(shù)，在鋁及其合金表面形成一定厚度的氧化膜，由于氧化膜的表面存在大量微孔，必須進行適當?shù)姆忾]處理，常見的封閉方法主要有沸水(或蒸汽)封閉、鎳鹽封閉、高分子樹脂封閉。沸水(或蒸汽)封閉方法能耗高且無法滿足對較高耐蝕性的要求；常用的鎳鹽封閉劑含Ni'F—對人體和環(huán)境有毒害作用，其溶出量受到歐盟94/27/EEC鎳指令等法規(guī)的嚴格限制；高分子樹脂的分子體積太大，無法擴散進入孔隙內(nèi)部實現(xiàn)良好的封閉性能。因此，高效節(jié)能、無毒環(huán)保的綠色鋁陽極氧化膜封閉技術(shù)開發(fā)的需求迫切，其中，以堿金屬鹽或堿土金屬鹽為主要成分的封孔劑具有資源廣闊、成本低廉、環(huán)境友好等特性，是一種新型綠色陽極氧化膜封孔劑。美國、我國武漢材料保護研究所先后開展了堿土金屬鹽封孔的工藝研究?！?063鋁合金陽極氧化膜無鎳封孔工藝的優(yōu)化》一文以醋酸鎂為封孔劑主要成分，采用正交試驗法研究了封孔工藝參數(shù)對封孔質(zhì)量的影響，得到了無鎳封孔技術(shù)的優(yōu)化工藝，并對該工藝開展了抗離子干擾的工藝適用性研究。結(jié)果表明，優(yōu)化的無鎳封孔工藝可實現(xiàn)在80°C中溫下對陽極氧化膜進行封孔處理，封孔質(zhì)量良好，抗Na+干擾能力突出，實現(xiàn)了封孔過程無Ni 2+等環(huán)境污染源、綠色環(huán)保，且封孔溫度的降低有利于減少能耗，節(jié)能效益顯著。但是該工藝還是有不足之處，抗SO42干擾較差，而且滲透性不好，底層的氧化膜底層的空隙封閉性不好，還存在抗菌性、耐蝕性、耐熱性、耐鹽霧性、耐磨性、抗氧化性等性能不佳的問題，而且封閉劑的韌性、硬度、收縮率等也會影響封閉性，需要改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種惡劣環(huán)境使用鋁合金陽極氧化膜無鎳封孔劑及其制備方法。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種惡劣環(huán)境使用鋁合金陽極氧化膜無鎳封孔劑，由下列重量份的原料制成:醋酸鎂8-8.5、三乙醇胺19-20、醋酸銨3-3.2、去離子水適量、維生素C0.4-0.5、納米碳0.4-0.6、納米蒙脫土 0.6-0.7、氟鉿酸0.6-0.8、硅酸鋰0.4-0.5、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷
2.6-2.8、鈦酸四丁酯1-1.2、乙醇45-48、氨水8.6-9、含氟表面活性劑0.3-0.4。
[0005]所述的惡劣環(huán)境使用鋁合金陽極氧化膜無鎳封孔劑的制備方法，包括以下步驟:
(I)將鈦酸四丁酯、乙醇混合，攪拌得到鈦酸四丁酯乙醇溶液，將硅酸鋰、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、含氟表面活性劑混合，加入5-6重量份的水攪拌均勻，得到溶液，將所述溶液攪拌下滴入鈦酸四丁酯乙醇溶液中，在250-300r/min條件下攪拌1.5-1.8h，得到混合物，然后將氨水緩慢滴加人上述混合物中，在30-35°C下攪拌反應3-3.5h后得到乳液；
(2)配制混合溶液，醋酸鎂8g/L、三乙醇胺19g/L、醋酸銨3g/L;
(3)將第(I)步得到的乳液按1.6-1.8g/L加入第(2)步得到的溶液中，再加入其它剩余成分，混合均勻，調(diào)節(jié)pH=5，加熱至80-82°C，將鋁型材浸漬20-30min，即得。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點是:本發(fā)明使用鈦酸四丁酯形成納米二氧化鈦，同時使用了硅酸鋰、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、含氟表面活性劑，經(jīng)反應，能夠提高封孔劑的滲透性、粘結(jié)性、疏水性，提高封孔效果，同時提高了氧化膜的抗氧化性和抗SO42干擾性；通過使用維生素C、納米碳、納米蒙脫土、氟鉿酸，能夠?qū)ρ趸さ目紫哆M行徹底的封閉，得到致密的氧化膜，而且該氧化膜的耐腐蝕性、耐熱性、耐磨性都非常突出，適合在惡劣環(huán)境下使用的鋁合金氧化膜表面封孔，大大延長了使用壽命。
【具體實施方式】
[0007]—種惡劣環(huán)境使用鋁合金陽極氧化膜無鎳封孔劑，由下列重量份(公斤)的原料制成:醋酸鎂8、三乙醇胺19、醋酸銨3、去離子水適量、維生素C0.4、納米碳0.4、納米蒙脫土
0.6、氟鉿酸0.6、硅酸鋰0.4、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷2.6、鈦酸四丁酯1、乙醇45、氨水8.6、含氟表面活性劑0.3。
[0008]所述的惡劣環(huán)境使用鋁合金陽極氧化膜無鎳封孔劑的制備方法，包括以下步驟:
(1)將鈦酸四丁酯、乙醇混合，攪拌得到鈦酸四丁酯乙醇溶液，將硅酸鋰、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、含氟表面活性劑混合，加入5重量份的水攪拌均勻，得到溶液，將所述溶液攪拌下滴入鈦酸四丁酯乙醇溶液中，在250r/min條件下攪拌1.5h，得到混合物，然后將氨水緩慢滴加人上述混合物中，在30°C下攪拌反應3h后得到乳液；
(2)配制混合溶液，醋酸鎂8g/L、三乙醇胺19g/L、醋酸銨3g/L;
(3)將第(I)步得到的乳液按1.6g/L加入第(2)步得到的溶液中，再加入其它剩余成分，混合均勻，調(diào)節(jié)pH=5，加熱至80°C，將鋁型材浸漬20min，即得。
[0009]實驗數(shù)據(jù):
根據(jù) GB/T8753.2 - 2005 檢測，封孔失重為 6.5mg/dm2;根據(jù) GB/T8753.4 — 2005，染色等級為0，抗染色吸附能力強，說明封閉質(zhì)量合格。
[0010]通過抗離子干擾研究，結(jié)果顯示即使Na+含量增至400mg/L時，封孔失重也僅為6.8mg/dm2,小于30mg/dm2,封孔質(zhì)量良好，抗Na+干擾能力突出；當SO 42-的含量為500mg/L時，封孔失重為7.2mg/dm2,小于30mg/dm2,封孔效果較好，抗S042_干擾好。
[0011]通過對氧化膜表面進行電鏡掃描，看到氧化膜的表面的大量微孔幾乎都被封閉，孔洞結(jié)構(gòu)少，封孔較為均勻。
【主權(quán)項】
1.一種惡劣環(huán)境使用鋁合金陽極氧化膜無鎳封孔劑，其特征在于由下列重量份的原料制成:醋酸鎂8-8.5、三乙醇胺19-20、醋酸銨3-3.2、去離子水適量、維生素C0.4-0.5、納米碳0.4-0.6、納米蒙脫土 0.6-0.7、氟鉿酸0.6-0.8、硅酸鋰0.4-0.5、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷2.6-2.8、鈦酸四丁酯1-1.2、乙醇45-48、氨水8.6_9、含氟表面活性劑0.3-0.4。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的惡劣環(huán)境使用鋁合金陽極氧化膜無鎳封孔劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將鈦酸四丁酯、乙醇混合，攪拌得到鈦酸四丁酯乙醇溶液，將硅酸鋰、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、含氟表面活性劑混合，加入5-6重量份的水攪拌均勻，得到溶液，將所述溶液攪拌下滴入鈦酸四丁酯乙醇溶液中，在250-300r/min條件下攪拌1.5-1.8h，得到混合物，然后將氨水緩慢滴加人上述混合物中，在30-35°C下攪拌反應3-3.5h后得到乳液； (2)配制混合溶液，醋酸鎂8g/L、三乙醇胺19g/L、醋酸銨3g/L; (3)將第(I)步得到的乳液按1.6-1.8g/L加入第(2)步得到的溶液中，再加入其它剩余成分，混合均勻，調(diào)節(jié)pH=5，加熱至80-82°C，將鋁型材浸漬20-30min，即得。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種惡劣環(huán)境使用鋁合金陽極氧化膜無鎳封孔劑，由下列重量份的原料制成：醋酸鎂8-8.5、三乙醇胺19-20、醋酸銨3-3.2、去離子水適量、維生素C0.4-0.5、納米碳0.4-0.6、納米蒙脫土0.6-0.7、氟鉿酸0.6-0.8、硅酸鋰0.4-0.5、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷2.6-2.8、鈦酸四丁酯1-1.2、乙醇45-48、氨水8.6-9、含氟表面活性劑0.3-0.4。本發(fā)明通過使用維生素C、納米碳、納米蒙脫土、氟鉿酸，能夠?qū)ρ趸さ目紫哆M行徹底的封閉，得到致密的氧化膜，而且該氧化膜的耐腐蝕性、耐熱性、耐磨性都非常突出，適合在惡劣環(huán)境下使用的鋁合金氧化膜表面封孔。
【IPC分類】C25D11/18
【公開號】CN105200484
【申請?zhí)枴緾N201510614552
【發(fā)明人】吳傳興
【申請人】馬鞍山杰創(chuàng)塑膠科技有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月24日