铝型材低温封孔工艺探讨

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　　铝型材经阳极氧化（词条“阳极氧化”由行业大百科提供）和着色处理后，其铝基表面是一层极薄的多孔性阳极氧化膜，其吸附性强、抗蚀能力和耐磨性差。建筑铝型材表面处理过程中，封孔作为后处理工艺是决定铝材表面质量、装饰效果和使用寿命的关键所在。铝及铝合金阳极氧化膜中存在很多微孔，若不及时封闭或封闭不完全，将严重影响铝型材表面的耐蚀性、耐磨性、耐晒性和装饰效果等。

　　1.常温封孔原理

　　铝及铝合金阳极氧化膜主要采用高温和低温两种方法进行封孔(电泳涂漆（词条“涂漆”由行业大百科提供）除外)，其封孔原理是不相同的。高温封孔法原理是利用高温下氧化膜的水化作用，生成稳定的γA12O3?H2O沉积于膜孔中，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，所以低温封闭法的原理就不仅是水化作用的结果。一般来说，它是下面三种作用的综合结果。

　　1.1 水化作用

　　低温封孔(也称常温封孔)采用水溶液，是利用其水化作用。由于温度低，水化反应速度很慢， 同时水化产物具有可逆性，因而不稳定，所以低温封闭剂中需要添加促进水化反应的物质，如Ni2+、Cr3+、Co2+、Li+等金属离子。

　　1.2 形成铝的化学转化膜作用

　　利用封闭剂中某些物质与铝氧化膜的化学作用，在其表面生成稳定的化学转化膜，例如使用铬酸盐生成钝化膜、磷酸盐生成沉淀膜、赤备盐等络合剂（词条“络合剂”由行业大百科提供）生成表面铬化物等。

　　1.3 生成金属（词条“金属”由行业大百科提供）的氢氧化物，将膜孔堵塞

　　封闭剂中的某些金属离子扩散至膜孔中后在一定的pH值下发生水解，以氢氧化物形式沉淀于膜孔中，或封闭剂中某些活性粒子与铝氧化膜作用产生OH-，然后与扩散至膜孔中的金属离子作用生成氢氧化物沉淀，将膜孔堵塞。

　　因组成封闭剂的物质不同。上述三种作用的大小就不同，但总是三种作用的综合效果。

　　2.镍氟体系低温封孔

　　低温封孔是建筑铝型材阳极氧化工艺的最终处理工序。目前，国内采用的基本都是日本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。

　　镍氟体系低温封孔的机理是：(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生成络合物，同时放出氢氧根离子，使膜孔内pH值升高;(3)氧化膜内的镍离子水解，生成氢氧化物沉淀析出。其主要化学反应如下：

　　Al2O3+12 F-+3H2O →2 AlF6 3-+6OH-

　　AlF6 3-+ Al2O3+3H2O →Al3(OH)3F6+3OH-

　　Ni2++2 OH-→Ni(OH)2

　　以上这些溶解和沉积反应，其反应物(填塞物质)主要是水合Ni(OH)2、Al(OH)3、AlF3混合物，另外还有AlOOH(Al2O3)(它是F-与氧化膜反应生成的Al3+产生水合Al (H2O)63+，当其离子浓度达到一定值时，离子间发生缔和、水解和浓缩，最后转化为稳定相的AlOOH(Al2O3)物质。可见，F-对低温封孔起了很重要的促进作用。阳极氧化低温封孔后，封孔物质主要集中在氧化膜的外层5～8?m的区域。【完】