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鋁合金的無氟無鎳封孔技術

來源:深圳市賽邦新材料有限公司  作者:胡瑞生,胡效武,陳順新  日期:2014-8-26
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  摘要:封孔是鋁合金陽極氧化表面處理過程的重要工藝環節,傳統的封孔工藝都含有氟或鎳,對環境的危害巨大。我們通過大量的實驗,采用環保的復合金屬鹽替代氟鹽和鎳鹽為主鹽,配合性能良好的陰離子表面活性劑、抑灰劑和分散劑,組成獨特配方的無氟無鎳封孔劑。實驗和檢驗結果證明,該無氟無鎳封孔劑節能環保,封孔速度快(可2-3um/min),封孔溫度僅需60-65℃,24小時失重檢測合格,型材下排后可立即貼膜,封孔性能良好。
  關鍵詞:鋁合金型材;節能環保;無氟無鎳

  本篇文章內容由[中國幕墻網]編輯部整理發布:

  表(5) SBA-606EP與不同封孔劑的失重對比 mg/dm2

  表(6)SBA-606EP與常溫和中溫封孔失重對比 mg/dm2

  2.4 對著色料和染色料的封孔

  隨著鋁合金使用范圍的不但擴大,鋁型材的著色材料和染色材料需求更為廣泛。在新的產品和生產工藝下,保證著色和染色型材的封孔品質尤為重要。常規封孔工藝中,著色料的常溫封孔一般是保持原來顏色的;而中溫封孔一般會對顏色有所改變,因各個化工廠家配方不同,封孔后的鋁材顏色有深有淺,對鋁材生產和品質標準產生很大影響。SBA-606EP采用獨特的陰離子表面活性劑和擴散劑,有效促進主鹽在膜孔中的有規律沉積,同時又能抑制槽液中的其他雜質離子進入膜孔而影響光澤,使之能保持鋁材著色和染色的本來顏色。

 

  3 最佳使用工藝

  SBA-606EP封孔劑性能良好,為了其具有更為優異的性能,我們通過實驗確定最佳控制工藝。實驗采用6063型材,實驗所用鋁材型號、機械加工工藝及合金成份相同,氧化條件為一般標準工藝,膜厚為15-17um。主要工序步驟:除油→堿蝕→出光→陽極氧化→SBA-606EP封孔。鋁材封孔晾干后立即進行墨水和粘膠測試,在保證墨水和粘膠合格的情況下再進行封孔失重檢測。墨水測試采用一種市售純藍墨水,失重采用硝酸預浸的磷鉻酸腐蝕失重試驗。下面我們主要就槽液溫度、槽液PH值、槽液濃度和封孔時間與封孔失重的最佳對應關系進行試驗。

  3.1 封孔溫度的影響

  溫度是封孔的重要因素,適宜的封孔溫度決定封孔品質的好壞。但如果生產工藝要求的溫度過高,勢必會使生產的能源消耗過大。很早就有資料記載無鎳封孔技術,但封孔溫度一般都在80℃以上,并且失重檢測達不到歐洲的硝酸預浸的磷鉻酸檢驗標準,而SBA-606EP在60-65℃時就具有良好的封孔性能,是普通的無氟無鎳封孔劑難以比擬的。我們通過實驗發現,SBA-606EP在溫度為60-65℃時,金屬在膜孔中的沉積速度最快。利用掃描電子顯微鏡可以看出,在同樣封孔時間下,SBA-606EP 在40-55℃時在膜孔中的沉積量是慢慢增加的,到60-65℃時沉積量最大,但當溫度超過65℃以后,升高溫度時同樣封孔時間下膜孔中沉積量改變不大。封孔失重在65℃時已經最好,在升高溫度失重變化不大,見圖(1)。

  3.2 PH值的影響

  3.2.1 PH值與溫度的關系。

  普通含鎳的常溫和中溫封孔,在PH值相對較高時,鎳及其反應產物會較快的沉積于膜孔中,若PH值較低,適當升高封孔溫度也可同樣促進鎳及其反應產物在膜孔中的沉積,達到較好的封孔效果。對于SBA-606EP封孔劑,實驗中我們發現,當PH值低于5.5時,即使溫度升高到75℃以上,墨水測試痕跡較明顯,輕微粘膠,PH值高于6.8時,溫度低于55℃,墨水和粘膠檢測較差,而當PH值在5.8-6.8之間,相對較低PH值(如PH=5.8)時適當升高溫度;或相對較高PH值(PH=6.8)時使用低溫度封孔,墨水和粘膠檢測效果好。

  3.2.2 PH值的影響

  PH值的控制是封孔工藝中的重點。通過實驗發現,SBA-606EP無氟無鎳封孔劑在使用中,在PH值6.0-6.5之間,即使溫度有所變化,其封孔效果也很好。本實驗條件為槽液溫度62℃、氧化膜厚度15-17um,封孔時間6min,陳化時間24小時,封孔失重結果與PH值的對應關系如圖2所示,其他性能如貼膜、表面狀態、墨水測試等均合格。

  3.3 封孔時間的影響

  封孔時間的長短,直接影響封孔的質量和生產效率。能在最短的時間內達到最好的封孔效果是SBA-606EP封孔劑的獨特優異性能,在槽液溫度63℃左右,封孔速度可達到2-3um/min,封孔時間再繼續延長對失重的變化不大。對于氧化膜15um鋁材,在槽液溫度62℃、PH值6.23時,陳化24小時,封孔時間與失重的檢測效果如圖3。

  3.4 槽液濃度對封孔失重的影響

  在SBA-606EP封孔劑的使用中,濃度對封孔效果有一定關系。實驗發現,在槽液中SBA-606EP濃度低于5g/L時,即使提高封孔溫度或PH值、延長封孔時間,墨水和粘膠檢測效果很差,槽液濃度在6-8g/L內,封孔失重和墨水、粘膠檢測良好。而在濃度達到12g/L或更高時,封孔失重檢測變化不大,但較高濃度時槽液因生產中鋁材帶出的消耗會更多。

  4 結論

  4.1 具有獨特配方的SBA-606EP無氟無鎳封孔劑具有各項優異性能,因其無氟無重金屬而具有良好的環保效果;封孔溫度低,封孔速度快,可節省能耗和提高生產效率。

  4.2 獨特的促進劑保證了封著色料不褪色不變色,以及行業領先的貼膜不粘膠能力。

  4.3 其失重效果好于常溫及中溫封孔。

  4.3 適宜的封孔工藝:槽液濃度6-8g/L,PH值6.0-6.5,溫度60-65℃,封孔時間2-3um/min。【完】

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