铝型材低温封孔工艺探讨论文(铝型材低温封孔工艺探讨报告)

导语：铝型材低温封孔工艺探讨

(一)前言

经过阳极氧化和着色处理后，铝型材的铝基面是一层极薄的多孔性阳极氧化膜，吸附性强，耐腐蚀性差，耐摩性差。在建筑铝型材的表面处理过程中，封孔作为一种后处理工艺，是决定铝材料表面质量、装饰效果和使用寿命的关键。铝及其合金的阳极氧化膜中存在许多微孔，如果不及时封孔或封孔不完全，将严重影响铝型材表面的耐蚀性、耐磨性、防晒性和装饰效果。

(二)常温封孔原理

铝及其合金上的阳极氧化膜主要采用高温和低温两种方法封孔(电泳涂漆除外)，其封孔原理不同。高温封孔法的原理是利用氧化膜在高温下的水化作用，在膜孔中产生稳定的沉积，从而将膜孔封闭。由于水化反应的速度和产物的稳定性与温度有关，因此低温封闭法的原理不仅仅是水化的结果。一般来说，这是以下三种作用的综合结果。

①水化作用

低温封孔(也称为常温封孔)使用水溶液，来利用其水化作用。由于温度低，水化反应速度很慢，水化产物是可逆的，不稳定。因此，有必要在低温封孔剂中加入金属离子，如Ni2+、Cr3+、Co2+、Li+和其他金属离子，以促进水化反应。

②铝的化学转化膜形成

利用封闭剂中某些物质与氧化铝膜的化学相互作用，在其表面形成稳定的化学转化膜，例如使用铬酸盐生成钝化膜，使用磷酸盐生成沉淀膜，赤备盐等络合剂生成表面铬化物等。

③生成金属氢氧化物堵塞膜孔

封闭剂中一些金属离子扩散到膜孔中，并在一定的pH值下发生水解，以氢氧化物的形式在膜孔中沉淀，或者封闭剂中的某些活性颗粒与氧化铝膜反应产生OH-，然后与扩散到膜孔中的金属离子反应产生过氧化氢沉淀，堵塞膜孔。

由于构成封闭剂的物质不同。以上三个作用的大小不同，但它们始终是三个共同作用的结果。

(三)氟化镍体系的低温封孔

低温封孔是建筑铝型材阳极氧化工艺的最后一步。目前，中国使用的方法大多是日本在80年代初发明的金属氟化物-极性溶剂封孔方法，其主要成分由镍盐和氟离子组成。

氟化镍体系在低温下封孔的机理如下：(1)氟离子促进氧化膜的水化反应；(2)氟离子与无定形氧化铝反应形成络合物，同时释放氢氧根离子，增加膜孔中的pH值；(3)氧化膜内中的镍离子被水解形成氢氧化物沉淀物。主要化学反应如下：

Al2O3+12 F-+3H2O→2 AlF6 3-+6OH-

AlF6 3-+Al2O3+3H2O→Al3(OH)3F6+3OH-

Ni2++2 OH-→Ni(OH)2

在上述溶解和沉积反应中，反应物(填充物)主要是水合Ni(OH)2、Al(OH)3和AlF3的混合物。此外，还有AlOOH(Al2O3)，其是通过F-与氧化物膜反应产生水合Al(H2O)63+而产生的Al3+。当离子浓度达到一定值时，离子发生缔和、水解和浓缩，最终转化为稳定相的AlOOH(Al2O3)物质。由此可见，F-在促进低温封孔方面发挥着非常重要的作用。

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