本发明涉及铝及铝合金阳极氧化后处理技术领域，具体涉及一种铝及铝合金阳极氧化膜无镍无氟封闭剂。
背景技术：
铝及其合金材料具有一系列优良的物理化学性能，可以满足建筑装潢、化妆品以及电子信息等行业对铝及铝合金材料提出的不同使用要求。但铝及铝合金的一些使用性能如耐磨性和耐腐蚀性不能满足要求，表面处理技术能有效地弥补这一方面的缺陷。工业上主要使用的表面处理技术为阳极氧化，铝和铝合金经过阳极氧化后生成膜厚可控的多孔结构的阳极氧化膜，具有更高的结合强度、硬度、耐磨性以及致密度，极大地拓宽了铝及铝合金的使用范围，但是阳极氧化膜为多孔结构，容易被腐蚀介质侵蚀，耐腐蚀性能下降。
在实际应用中，需要针对氧化膜进行封孔处理，以此来降低氧化膜的吸附性，提高其表面抗污染能力、耐腐蚀性以及电绝缘性。然而，现有的铝及铝合金阳极氧化膜的封闭技术通常使用金属盐为封闭剂主剂，大多含有氟、镍，不仅会造成废水处理成本高，污染环境，同时对人体损害较大。因此开发无镍无氟环保型封闭剂，具有广阔的市场前景以及显著的社会效益。
技术实现要素：
本发明目的是提供一种铝及铝合金阳极氧化膜无镍无氟封闭剂，以解决现有技术的不足。
本发明采用以下技术方案：
一种铝及铝合金阳极氧化膜无镍无氟封闭剂，由如下组分组成：
进一步地，水合促进剂选自山梨糖、海藻糖、甘露糖醇中的一种或几种。
进一步地，ph缓冲剂选自乙酸铵、乙酸钠、硼酸中的一种或几种。
进一步地，抑灰剂选自苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种。
进一步地，润湿剂为2-乙基己基硫酸钠。
上述铝及铝合金阳极氧化膜无镍无氟封闭剂的制备方法，包括如下步骤：将配方量的水合促进剂、ph缓冲剂、抑灰剂、润湿剂加到去离子水中，混合均匀，得到所述封闭剂。
上述制备的铝及铝合金阳极氧化膜无镍无氟封闭剂的使用方法，包括如下步骤：用去离子水将封闭剂稀释至3-20ml/l，并调节ph至5.5-6.5得到工作液，在75-95℃下，将待封闭工件浸入工作液中进行封闭，封闭速度为1.0-2.0min/μm。
进一步地，调节ph至5.8-6.2。
进一步地，用醋酸以及醋酸钠调节ph。
进一步地，在85-90℃下，将待封闭工件浸入工作液中进行封闭。
本发明的有益效果：
本发明封闭剂不仅可以避免废水处理中的重金属污染，还可以得到抗腐蚀性良好的氧化膜，满足gb/t8753.1-2005磷铬酸实验要求，膜层均匀光滑，耐染色斑点性能好，能同时满足本色阳极氧化膜、染色阳极氧化膜的封孔。本发明为浓缩型配方，制备方法简单，操作方便。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做更进一步地解释。下列实施例仅用于说明本发明，但并不用来限定本发明的实施范围。
一种铝及铝合金阳极氧化膜无镍无氟封闭剂，由如下组分组成：
其中，水合促进剂选自山梨糖、海藻糖、甘露糖醇中的一种或几种；ph缓冲剂选自乙酸铵、乙酸钠、硼酸中的一种或几种；抑灰剂选自苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种；润湿剂为2-乙基己基硫酸钠。
上述铝及铝合金阳极氧化膜无镍无氟封闭剂的制备方法，包括如下步骤：将配方量的水合促进剂、ph缓冲剂、抑灰剂、润湿剂加到去离子水中，混合均匀，得到所述封闭剂。
上述制备的铝及铝合金阳极氧化膜无镍无氟封闭剂的使用方法，包括如下步骤：用去离子水将封闭剂稀释至3-20ml/l，并用醋酸以及醋酸钠调节ph至5.5-6.5，优选调节ph至5.8-6.2，得到工作液，在75-95℃下，优选在85-90℃下，将待封闭工件浸入工作液中进行封闭，封闭速度为1.0-2.0min/μm。
以下实施例和对比例根据gb/t8753.1-2005磷铬酸实验检测氧化膜封闭质量，溶液配制及实验方法如下：
磷铬酸溶液：称量20g三氧化铬和35ml85％磷酸(ρ＝1.7g/ml)于500ml纯水中，溶解完全后移入1000ml容量瓶，以纯水稀释至刻度，混匀；
实验方法：先对试样进行干燥称重，再将试样直立地完全浸入预先加热至38±1℃的磷铬酸溶液中，浸泡15min后取出试样，冲洗干净，再进行干燥，称重，计算每平方分米氧化膜的质量损失；判定标准：建议标准gb/t8013.1-2007，测试结果小于30mg/dm2为合格。
以下实施例和对比例采用目测法判断阳极氧化膜封孔外观质量，封闭干燥后的阳极氧化膜无明显白灰、变色、水渍、腐蚀痕迹等为合格，检查氧化膜表面起灰现象。
以下实施例和对比例根据gb/t8753.4-2005酸处理后的染色斑点法评定氧化膜的耐脏污性能：
溶液配制如下:
酸溶液a：移取25ml98％硫酸，称取10g氟化钾于1000ml容量瓶中，慢慢加水稀释至刻度；
染料溶液b：移取5g铝蓝2lw溶液(国标颜色编号为69的蓝色染色剂)于1000ml容量瓶中，用质量分数5％硫酸或5％氢氧化钠将溶液ph值调整为5.0±0.5(温度约为23℃)；
实验操作步骤：
1、用1滴酸溶液a滴在待测工件的表面上，并精确保持1min(实验溶液温度为23℃)；
2、除去酸滴，将待测工件表面洗净，干燥；
3、用1滴染料溶液b滴在已经用酸处理过的待测工件表面的斑点上，并使溶液在待测工件表面精确保持1min；
4、洗净染料液滴，并干燥；
5、与染色斑点实验结果评定表对比评级。
以下实施例和对比例进行效果实验具体步骤如下：
一、制备铝合金阳极氧化膜
1、将型号1060铝合金工件浸入脱脂剂odmalclean10中进行脱脂处理，时间5min，温度55℃，旨在除去工件表面的油污以及其他无机污染物，然后用自来水冲洗；
2、接着将工件继续浸入微蚀剂odmaletchm中进行微蚀处理，时间1min，温度55℃，旨在除去工件表面的自然氧化膜，露出铝合金材质基体，自来水冲洗；
3、将工件浸入除渍剂odmdesmutge中进行除渍处理，时间1min，温度30℃，旨在中和微蚀处理表面的酸以及进行除灰处理，自来水冲洗；
4、将工件浸入含有硫酸的氧化槽中进行阳极氧化，放入含量为180g/l98％硫酸、铝离子5g/l(以al3+计)硫酸电解质溶液中，在20±2℃温度下定直流阳极氧化40分钟，电流密度为1a/dm2，膜厚度为10-12um；断电取出工件后自来水水洗，去离子水洗；待染色或封闭处理。
二、铝合金阳极氧化膜染色
将氧化好工件浸没在染料odmdyeblack(bk945)溶液中，浓度10g/l，温度55℃，时间10分钟，去离子水清洗后待封闭处理。
三、将经过上述步骤一、二的染色工件浸入下列各实施例和对比例封闭液中进行封孔，封闭后用去离子水清洗，干燥后观察膜的外观质量。
四、将经过上述步骤一的工件浸没在下列各实施例和对比例封闭液中进行封孔，封闭后用去离子水清洗，干燥后观察膜的耐磷铬酸测试，根据gb/t8753.1-2005磷铬酸实验检测氧化膜封闭质量。
五、将经过上述步骤一的工件浸没在下列各实施例和对比例封闭液中进行封孔，封闭后用去离子水清洗，干燥后观察膜的耐染色斑测试，根据gb/t8753.4-2005酸处理后的染色斑点法评定氧化膜的耐脏污性能。
实施例1：
按照以下组合称量后，加入去离子水，配置成10l的溶液，加热至90℃，用于封孔处理：
对比例1
按照以下组合称量后，加入去离子水，配置成10l的溶液，加热至90℃，用于封孔处理：
乙酸铵20g
十二烷基苯磺酸钠8g
2-乙基己基硫酸钠2g
去离子水：余量
工艺条件：ph6.0(用醋酸和醋酸钠调节)；封闭温度：90℃；封闭时间：20min。效果实验结果如表1所示：
表1
封闭剂中的海藻糖对于封闭的磷铬酸实验测试有好的水合促进效果，能较大地降低磷铬酸的失重和提升染色斑的抗污力。
实施例2：
按照以下组合称量后，加入去离子水，配置成10l的溶液，加热至90℃，用于封孔处理：
对比例2
按照以下组合称量后，加入去离子水，配置成10l的溶液，加热至90℃，用于封孔处理：
山梨醇50g
乙酸铵20g
2-乙基己基硫酸钠2g
去离子水：余量
工艺条件：ph6.0(用醋酸和醋酸钠调节)；封闭温度：90℃；封闭时间：20min。效果实验结果如表2所示：
表2
封闭剂中的十二烷基苯磺酸钠对于封闭的外观质量测试有好的抑制效果，能较好地抑制膜表面起灰现象。
实施例3：
按照以下组合称量后，加入去离子水，配置成10l的溶液，加热至90℃，用于封孔处理：
对比例3
按照以下组合称量后，加入去离子水，配置成10l的溶液，加热至90℃，用于封孔处理：
海藻糖50g
乙酸钠15g
苯磺酸钠8g
去离子水：余量
工艺条件：ph6.0(用醋酸和醋酸钠调节)；封闭温度：90℃；封闭时间：20min。效果实验结果如表3所示：
表3
封闭剂中的2-乙基己基硫酸钠对于封闭的染色斑点测试有好的抗污效果，能较好地降低染色斑点污染。