鋁型材陽極氧化膜無鎳無氟中溫封閉劑的研制與應(yīng)用

中溫封閉劑是一種溫度介于常溫與高溫之間、應(yīng)用于鋁型材陽極氧化膜孔封閉的化合復(fù)配物。傳統(tǒng)的中溫封閉劑一般是有鎳無氟即以乙酸鎳為主鹽的工藝配方。鑒于鎳離子對于環(huán)境的損害，本節(jié)主要淺述一種新開發(fā)的無鎳無氟型中溫封閉劑的研制過程及應(yīng)用前景。

1.?鋁型材中溫封閉機(jī)理的初探

中溫封閉被認(rèn)為是以下幾種作用的綜合效果：

（1）水合作用。雖然鋁型材中溫封閉溫度較之高溫封閉溫度要低，氧化鋁的水合作用緩慢，但在加入水合促進(jìn)劑的情況下，水化作用加速，反應(yīng)如下：

AlO?(陽極氧化膜）+H?O 水化促進(jìn)劑2AlOOH（勃姆體）

（2）水解作用。中溫封閉劑的金屬離子除可加速膜層的水合作用外，同時它們還會產(chǎn)生水解作用生成氫氧化物沉淀，沉積于膜孔內(nèi)，加速封閉過程。

（3）化學(xué)轉(zhuǎn)化作用。孔內(nèi)部分微溶的鋁離子與封閉劑作用生成穩(wěn)定的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜層，如可生成Al-M-O等類型的難溶化合物而起封閉作用（M代表金屬離子）。

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2.?中溫封閉劑

中溫封閉劑成分是由金屬離子的乙酸鹽和水化促進(jìn)劑、表面活性劑、防華劑等復(fù)配而成。幾方面協(xié)同作用、缺一不可。

（1）主鹽金屬離子的選擇：無鎳中溫封閉采用堿金屬，堿土金屬或其他二價或三價金屬的乙酸鹽，如鋅、鈷、錳、鋇、鈰以及鎂和鋰的乙酸鹽。鈷可代替鎳封孔但成本高；鈣、鎂等金屬很容易生成沉淀，鈰是稀土金屬，價格很貴。綜合封閉性能和價格因素，可以選擇以鋯為中溫封閉劑的主要金屬離子。

（2）水化促進(jìn)劑：水化促進(jìn)劑一般為胺類化合物，胺類化合物對水化反應(yīng)均有明顯的促進(jìn)作用，一般用量為2-3g/L，含量少，水合作用不充分；含量高則水化反應(yīng)快，鋁型材表面容易起粉。

（3）表面活性劑：表面活性劑能濕潤鋁型材表面，并降低表面張力，使封閉劑迅速達(dá)到鋁型材表面，一般選用極性溶劑和多羥基醇的聚合物，含量在0.1%-0.3%左右。

（4）防華劑：中溫封閉工藝要求溫度一般為55-70℃，由于溫度高于常溫，在不加防華劑的情況下，鋁型材表面易出現(xiàn)粉霜，特別是新配槽時更容易出現(xiàn)。為避免出現(xiàn)粉霜，一定得加防華劑，可作為防華劑的化合物有高分子羚基羥酸鹽，芳香族羥酸鹽、磷酸鹽，一般用量為1-2mL/L。

3.?三種封閉工藝比較

中溫封閉與高溫封閉及常溫封閉工藝的比較見下表：

三種封孔工藝比較

小結(jié)

綜合上述各項性能的比較，無鎳、無氟中溫封閉工藝代表了封閉技術(shù)的發(fā)展方向，特別是在降低能耗、污染，提高效益、改進(jìn)品質(zhì)和方便控制方面都具有高溫封閉與低溫封閉不可比擬的優(yōu)越性。從而可以預(yù)見：中溫封閉技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景。

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