铝型材阳极氧化膜无镍无氟中温封闭剂的研制与应用

中温封闭剂是一种温度介于常温与高温之间、应用于铝型材阳极氧化膜孔封闭的化合复配物。传统的中温封闭剂一般是有镍无氟即以乙酸镍为主盐的工艺配方。鉴于镍离子对于环境的损害，本节主要浅述一种新开发的无镍无氟型中温封闭剂的研制过程及应用前景。

1. 铝型材中温封闭机理的初探

中温封闭被认为是以下几种作用的综合效果：

（1）水合作用。虽然铝型材中温封闭温度较之高温封闭温度要低，氧化铝的水合作用缓慢，但在加入水合促进剂的情况下，水化作用加速，反应如下：

AlO₃(阳极氧化膜）+H₂O 水化促进剂2AlOOH（勃姆体）

（2）水解作用。中温封闭剂的金属离子除可加速膜层的水合作用外，同时它们还会产生水解作用生成氢氧化物沉淀，沉积于膜孔内，加速封闭过程。

（3）化学转化作用。孔内部分微溶的铝离子与封闭剂作用生成稳定的化学转化膜层，如可生成Al-M-O等类型的难溶化合物而起封闭作用（M代表金属离子）。

2. 中温封闭剂

中温封闭剂成分是由金属离子的乙酸盐和水化促进剂、表面活性剂、防华剂等复配而成。几方面协同作用、缺一不可。

（1）主盐金属离子的选择：无镍中温封闭采用碱金属，碱土金属或其他二价或三价金属的乙酸盐，如锌、钴、锰、钡、铈以及镁和锂的乙酸盐。钴可代替镍封孔但成本高；钙、镁等金属很容易生成沉淀，铈是稀土金属，价格很贵。综合封闭性能和价格因素，可以选择以锆为中温封闭剂的主要金属离子。

（2）水化促进剂：水化促进剂一般为胺类化合物，胺类化合物对水化反应均有明显的促进作用，一般用量为2-3g/L，含量少，水合作用不充分；含量高则水化反应快，铝型材表面容易起粉。

（3）表面活性剂：表面活性剂能湿润铝型材表面，并降低表面张力，使封闭剂迅速达到铝型材表面，一般选用极性溶剂和多羟基醇的聚合物，含量在0.1%-0.3%左右。

（4）防华剂：中温封闭工艺要求温度一般为55-70℃，由于温度高于常温，在不加防华剂的情况下，铝型材表面易出现粉霜，特别是新配槽时更容易出现。为避免出现粉霜，一定得加防华剂，可作为防华剂的化合物有高分子羚基羟酸盐，芳香族羟酸盐、磷酸盐，一般用量为1-2mL/L。

3. 三种封闭工艺比较

中温封闭与高温封闭及常温封闭工艺的比较见下表：

三种封孔工艺比较

小结

综合上述各项性能的比较，无镍、无氟中温封闭工艺代表了封闭技术的发展方向，特别是在降低能耗、污染，提高效益、改进品质和方便控制方面都具有高温封闭与低温封闭不可比拟的优越性。从而可以预见：中温封闭技术具有广阔的发展前景。

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