TOPSEAL 系列铝阳极氧化镀层封孔剂的特性及广泛用途

TOPSEAL 系列铝阳极氧化镀层封孔剂的特性及广泛用途

-7-.我公司的铝阳极氧化封闭剂有以醋酸镍为主要成分的系列产品，该系列产品具有以下特点，可广泛应用于装饰、家电、建材等领域。表-1。醋酸镍封闭剂系列的特性 序号 产品名称 物性 特性 用途 ①液态 防止涂膜二次着色发红、吹粉 ②-280液态 触感柔软，防止吹粉、发黑 化妆品、弱电部件 ③微粉 价格低廉，可防止染料溢流 器具、杂货等 ④微粉封闭性能好，防止吹粉 装饰品、器具等 ⑤-200微粉可防止染料溢流及挂尘现象 建材、小部件等 ⑥-300微粉适用于过滤器安装，封闭性能好 建材、小部件等 ⑦-500微粉光滑度好，适用于过滤器安装 建材、小部件等 本章叙述了此醋酸镍系列封闭剂的基本事项及该系列封闭槽的管理及不良现象的对策。 2.该系列封闭剂的主要成分是醋酸镍，另外还含有多种添加剂。处理液的pH值、温度、处理时间所得到的水解速度，与醋酸镍溶液的水解速度基本类似，如图-1、图-2所示。图-1为镍氧化还原体系外观电位与pH值的关系。

图2 醋酸镍溶液温度和处理时间与水解率关系 3.3 醋酸镍的封孔反应基本以沸水的水化反应为基础，由于醋酸镍封孔生成的勃姆石（AL2O3）中会共沉淀出氧化镍，因此封孔性能比沸水封孔好。 （1）80℃以上，pH为中性时 AL2O3+H2O→2ALO(OH)→AL2O3·H2O 勃姆石（） （2）80℃以下，pH低于4时 2ALO(OH)+2H2O→AL2O3·3H2O 拜耳石（） 另外，阳极氧化膜中共沉淀镍的量定量如图3所示。 图3 阳极膜与镍吸附量 4.4-1. pH 一般醋酸镍封孔剂溶液在pH值为5.3~5.8左右时使用。封孔剂溶液pH值低于5.3时封孔性能下降，高于5.8时封孔性能会提高，但高于5.8时会促进醋酸镍的水解，易产生沉淀。pH值低时可用稀氢氧化钠溶液调节，高时可用醋酸调节。pH值与封孔性能的关系如图4所示。44-2。封孔剂的浓度通常使用在5~10g/L，浓度过高时对性能有明显影响，浓度过低时pH的缓冲作用降低，易造成杂质的混入，封孔性能也会下降，易产生扬尘。封孔剂与封孔性能的关系如图5所示。

4-3.处理温度在90℃以上，温度低时，粉沫吹起现象会减少，但无法完全满足JISⅡ-8683的封孔度试验。封孔温度对封孔性能的影响如图-6所示。4-4.对于一定的阳极氧化膜，封孔时间越长，封孔性能越好，但在生产线上不能无限长时间封孔。当需要耐腐蚀等封孔性能时，处理时间需在2分钟/μm以上。一般封孔时间与封孔性能的关系如图-7所示。上述4-1、4-2、4-3、4-4中的项目是以-500为例，但作为醋酸镍封孔剂，图-4至-7是维持封孔性能的基本且重要的封孔处理概念。西列出了使用醋酸镍系封孔剂进行封孔处理时，除温度、浓度、pH、时间外，还应注意的几点。 54-5.即使按标准条件管理的封孔液处理温度较高，醋酸镍也会逐渐水解生成白色浑浊的氢氧化镍。这样会降低封孔性能，并产生粉尘等弊端，因此应设置过滤器，将这些杂质从溶液中过滤出来。封孔液过滤不是必须的，但封孔液体积大且经常更新时，药剂费、废水处理费、热能费等费用就会增加，所以最好过滤一下。另外，沉淀物会吸收封孔液中的一些表面活性剂，如果不过滤，表面活性剂的消耗量就会增加，所以必须用其他手段来补充。

请使用适合封孔液的过滤器，溶液每2～3小时循环一次。4-6.搅拌对封孔性能影响不大，但可防止杂质（氢氧化镍等沉淀物）附着于处理品上，改善封孔处理品外观。但强烈搅拌会影响封孔液起泡、接触点偏移，造成处理品变形及热量散失，所以搅拌要适度，搅拌不是必须的。4-7.封孔后一般需水洗、热水洗，但有的则不需要。水洗、热水洗可防止封孔液浓缩吸附于处理品上，封孔后转入水洗、热水洗槽时间过长，也会造成封孔液浓缩附着（斑点、流痕、灰尘）。为防止封孔液因余热而浓缩附着，也有喷淋处理。但封孔液的蒸发量若不等于喷洒的水量，则溶液会溢出，因此在将处理后的产品从封孔液中取出喷洒时，应调整水量。4-8.封孔在高温下进行，因此随着溶液使用时间的增加，杂质会浓缩，因此当使用硬度较高的井水或金属离子含量较高的水时，杂质会浓缩，影响封孔性能、外观、溶液寿命、着色（变色）等。4-9.封孔液中杂质的影响及容许量如表2所示。 表2 封孔液中杂质的影响 6 特性 杂质 外观 溶液状态 性能 容许量（ppm） AL3+ 产生灰白色浑浊 无变化 2ppm以下 Sn2+ 产生粉化、点蚀 白浊 性能恶化 5ppm以下 Sn4+ 产生灰白色浑浊 无变化 10ppm以下 Ca2+ 产生粉化 白浊、pH值变化 无变化 30ppm以下 Mg2+ 无变化 无变化 无变化 -- Na+ 无变化 无变化 无变化 -- SO42- 无变化 无变化 耐腐蚀性恶化 30ppm以下 SiO32- 产生粉化 易产生白浊 耐腐蚀性恶化 10ppm以下 Cu2+ 产生粉化、点蚀 易产生白浊 恶化 3ppm以下 Fe3+ 产生粉化 白浊 无变化 以下20ppm NO3- 无变化 无变化 无变化 -- CL- 产生点蚀 无变化 劣化 30ppm以下 PO43- 良好，染料漂白容易产生白色浑浊 20ppm以下明显劣化 4-10.处理槽的材质为不锈钢（等），或内衬FRP的金属槽。

使用铁制罐或聚氯乙烯（PVC）罐时，可能会发生溶解、变形，因此请使用耐酸、耐热材质的罐。 4-11. 封孔性能试验请参考JIS H-8683铝阳极氧化涂膜封孔度试验。 4-12. 封孔液废水处理请参考我公司发行的醋酸镍封孔液废水处理方法等技术资料。 4-13. 封孔工序不良对策 见表-37表-3。封孔液及封孔条件相关缺陷的对策 缺陷事例 缺陷产生过程 缺陷产生因素 对策 吹粉 黑点 污染 材料（成型上） ·铸件的网状物、裂纹、针孔 ·热水洗、两段封孔、预处理改善、浸渗处理（合金成分上） ·高强度（2017）、快削合金 ·两段封孔、低温封孔、去污等预处理改善 金（KS-21）等Cu、Si-Si合金系 预处理的影响 ·去污不充分，特别是化学研磨后 Cu去污有很多黑点 6063容易出现化学研磨去污。提高去污液浓度。溶液更新。使用TOP N-20。 ·阳极氧化条件：增加溶解铝·降低AL3+浓度，高温更新液或复酸（25℃以上）·降低温度，充分搅拌，高电流密度·降低电流密度，长时间电解·温度、电流密度高时，易接受不同合金的同时电解·避免同时电解，在同一溶液中设置PVC遮蔽板，避免旁路电流·铝氧化后水洗不充分·进行快速、强烈的水洗（溶解铝、残酸等混入）·改善挂具·染色后水洗不充分·强而充分的水洗（残留燃料）·改善挂具封槽·pH值低于5.2·用烧碱溶液调节至pH5.2或以上。

由于涂层劣化，导致青色涂层的封孔性能下降。 pH值低于5.8。用稀酸调节至pH5.8或以下。浓度不足。确认有效醋酸镍浓度，提高至上限浓度。氢氧化镍累积。提高浓度。过滤除去。更新溶液。混入杂质。加入防粉发泡剂。但加入量过多，可能造成染料从用过的水或前处理中混入溢出，封孔性能破裂。过滤除去。Fe3+、Cu2+、Zn2+、Mg2+，更新溶液。更换用过的水。SiO32-、PO43-等后处理。高温、长期封孔。在处理产品上寻找封孔性能与发粉之间的折衷点。尤其染黑色时，如果在90℃以上长时间封孔，容易产生灰雾。封孔后水洗不足。尤其喷淋灭活产品，易产生污渍，必须充分。 缩短水洗前的时间，或喷淋（在封孔液上） ·封孔后水洗太晚 ·所用的水为清水，加快热水洗的更新周期。 ·水洗水及热水洗水的污染 ·避免高温强制干燥，防止产生污渍及污垢。 设置水置换溶剂（氟利昂气）干燥 8 不良例 不良工序 不良因素 对策 沉淀浊度预处理 ·预处理工序中混入异物 ·加强封孔前水洗。 过滤，除去水洗不足的AL3+、PO43-、SiO32-、Fe3+ 封孔槽 ·溶液pH5.8以上（因加入水所致 ·使用稀醋酸降低pH值。

除去过滤层。更新液体。促进溶液，氢氧化镍沉积）·旧水中异物沉积·更换旧水。更新液体Fe3+、Ca2+、Mg2+、SiO32-··使用生蒸汽时混合锅炉除垢剂·避免直接加热。拼接加热。·防尘剂添加量过大·如果是磷酸体系，会变成磷酸镍，成为大沉淀物。如果是分散性活性剂，会变成细小颗粒和浑浊。但后者不会造成溢出和黑点变色。前处理·阳极氧化条件·溶解氨增加时，电解温度高，溶解反应大，即使在溶解氨增加规定的时间范围内，也不能生成充分正常的涂层。电解温度升高。游离酸含量不足。电解时间不足。染色条件·将染色溶液的pH值调整到适当范围。染浴变质（AL3+）。换新染液，在适当的条件下染色。染色温度降低，特别是黑色、蓝色系列。显色时间不足，与镀层厚度、染色时间关系很大。染浴pH值不适宜。选择染料、建材时也可能产生黑点。染料不适宜。用烧碱溶液提高pH值。视染料而定，也有pH值低于5.4的封槽。溶液pH值低于5.2时，可能会发生变色。封槽温度低。提高封槽温度，必须在85℃以上。浓度低。提高浓度。加入过量的防粉发泡剂。如果是磷酸体系，PO4在3-20ppm以上时，会极度变色，所以要控制加入量。

螯合剂的存在会促使变色，降低封孔性能，最好不要使用降低封孔性能的封孔液。 封孔温度低。提高温度，最好在90℃以上。 封孔时间不足。延长封孔时间，缓慢进行30分钟。 溶液pH值下降（pH值5.2以上）。用烧碱溶液提高pH值。 浓度低。提高浓度。反之，浓度高（20g/L）稍有下降。 混入杂质。过滤除去。更新溶液。更换所用的水。 Ca2+、SiO32-、PO43-。氢氧化镍沉积。过滤除去。 防尘剂加入过量。 磷酸体系及螯合剂应控制过量加入。