铝合金的无氟无镍封孔技术

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　　1　前言

　　传统的铝合金（词条“铝合金”由行业大百科提供）氧化膜封孔，都是含有氟或者镍的。众所周知，氟和镍及一些重金属离子对环境都是有害的，并且废水的排放有严格的国家标准，排放的污水中氟离子浓度不能超过5mg/L，镍离子的浓度要小于0.05mg/L，而在实际生产中非常难以达到这个标准，从环保角度上铝合金的大型生产面临严峻的考验。虽然曾经有些厂家尝试使用以一些轻金属醋酸盐为主盐的封孔剂，但对着色料和染色料效果不理想，并且封孔温度需80℃以上，能源消耗过高，封孔失重和染斑实验也不是很好，所以市场很少厂家使用。我公司成功研究出的无氟无镍封孔技术恰好解决了降低污染、节省能耗等问题，同时还保证了产品优异的封孔质量。

　　2　无氟无镍封孔剂的优异封孔性能

　　无氟无镍封孔技术必须能减少能耗、降低污染、提高效率、改进品质和方便操作。虽然有资料记载有使用氟钛酸、氟锆酸、磷铬酸、以及钼、钒、钨、铈等金属盐的封孔配方，但在生产中有的含有氟不环保;有的还是含有重金属;有的工艺需控制在80-90℃，不节能;并且封孔品质按照欧洲标准采用有硝酸预浸的磷铬酸失重检测不合格。针对这些问题，我们采用特殊的复合金属盐为主盐，以替代镍盐为主成份，同时配以阴离子表面活性剂、抑灰剂和封孔促进剂等构成无氟无镍封孔剂SBA-606EP，经过各种实验检测具有优异的封孔性能。

　　2.1　封孔染斑实验对比

　　染斑实验是在生产现场对封孔品质的初步检测，是一种最直接最简便最常用的检测方法。通常采用蓝墨水和甲基紫溶液，通过观察铝材表面蓝墨水和甲基紫的痕迹判断封孔品质的好坏。

　　2.2.1　与钼酸盐A的对比

　　以蓝墨水为例，对于同一前处理工艺的氧化膜15-17um铝材，我们使用同一封孔工艺的无氟无镍封孔剂SBA-606EP和市场某钼酸盐(A)封孔剂对比，槽液温度63℃时，不同封孔时间下，SBA-606EP染斑实验性能良好，见表(1)。

　　表(1)　不同封孔剂的染斑实验效果

　　2.2.2　与常温和中温的对比

　　常温和中温是目前铝材生产最常用、非常成熟的封孔工艺，通常常温1min/um，中温0.8min/um才有比较好的封孔效果，而SBA-606EP无氟无镍封孔剂在染斑实验上有比常温和中温更优异的性能。以蓝墨水染斑实验为例，对于同一前处理工艺的氧化膜15-17um铝材，在不同封孔时间下与市场常温和中温封孔染斑实验相比，见表(2)。

　　2.2　贴膜粘胶实验对比

　　铝型材（词条“铝型材”由行业大百科提供）在进行表面处理（词条“表面处理”由行业大百科提供）完成后，表面要贴一层保护膜，主要保护铝材表面。保护膜主要采用的是丙烯酸压敏胶，胶的黏度有微粘，低粘，中粘，高粘，超高粘五大系列，表面保护膜复贴到被保护材料上以后，随着时间的推移，剥离力不断增加，剥离力随温度上升、时间的增长而增大，以至于复膜时间长、温度高时表面保护膜不能顺利剥下。对于保护膜的粘胶问题，除了保护膜的自身质量之外，铝材封孔品质的好坏同时也直接影响贴膜粘胶。

　　2.2.1　与常温和中温封孔粘胶对比

　　虽然常温和中温是非常成熟的封孔工艺，但在铝型材贴膜方面还是略有不足，几乎很多厂家都有黏胶问题发生，诸如在封孔温度变化或陈化温度变化大的时候，黏胶情况会更为明显。一些厂家采取封孔后的铝材先陈放，延迟时间再贴膜，但这样给车间生产造成困难，并且很多陈放几天后贴膜还是有黏胶的情况发生，难以解决实际问题。而经过SBA-606EP封孔剂封孔后的铝材，封孔质量好，表面光滑，铝材封孔下排后立即用高粘胶贴膜，即使在较高的陈化温度下，时间再长，表面也不会黏胶。实验见表(3)。

　　表(3)SBA-606EP与普通常温、中温封孔70℃粘胶对比

　　2.2.2　与钼酸盐A的粘胶对比

　　相对同一封孔工艺的无氟无镍封孔，在粘胶方面，SBA-606EP比某钼酸盐(A)有着更为优异的性能。

　　表(4)SBA-606EP与钼酸盐A封孔贴膜方面的对比

　　2.3　失重实验

　　封孔失重是检测封孔品质的重要标准，根据国标GB/T 5237.2-2008的标准，在型材封孔120h后取样检测，阳极氧化膜经硝酸预浸的磷铬酸试验，其封孔质量损失值应不大于30mg/dm2。众所周知，常温封孔和中温封孔之后立即检测封孔品质，是无法达到合格指标，但随着放置时间的延长检测封孔品质的腐蚀失重不断下降。而对于铝合金大型生产企业，如果每批型材都需120小时检测合格才给用户发货，既浪费等待时间，又难以解决仓库存放问题。所以，很多厂家都以24小时或者48小时的失重数据作为封孔品质内控标准，24小时或48小时失重数据越低，120小时检测的效果会越好。与同一无氟无镍封孔工艺的钼酸盐A封孔相比，经过SBA-606EP处理的铝材，在24小时内，封孔失重就可达到国家标准。针对同一前处理工艺的氧化膜15-17um铝材，SBA-606EP失重检测明显好于某钼酸盐(A)，见表(5)。常温封孔和中温封孔虽然可以达到失重国家标准，但其陈化时间要比SBA-606EP长得多，实验见表(6)。

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