阅读说明：本技术 一种铝制品碱性阳极氧化液及阳极氧化方法 (Alkaline anodizing solution and anodizing method for aluminum products ) 是由 黄玉枭 王钰 陈梁 于 2018-06-25 设计创作，主要内容包括：一种铝制品碱性阳极氧化液,所述铝制品碱性阳极氧化液包括：碱性盐、缓冲剂、醇及水；所述碱性盐为碳酸盐和/或碳酸氢盐；所述醇为水溶性醇,所述醇的沸点为60℃以上；所述铝制品碱性阳极氧化液的PH值为8-12。本发明通过碱性盐、缓冲剂及醇在碱性阳极氧化液中相互配合作用,能够保证铝制品在碱性阳极氧化液中均匀、稳定的增长,从而在铝制品表面形成均匀、完整的阳极氧化膜层,且形成的阳极氧化膜层的厚度高,能够用于表面装饰。(An aluminum article alkaline anodizing solution comprising: alkaline salts, buffers, alcohols and water; the alkaline salt is carbonate and/or bicarbonate; the alcohol is water-soluble alcohol, and the boiling point of the alcohol is above 60 ℃; the pH value of the alkaline anodic oxidation liquid for the aluminum product is 8-12. According to the invention, through the mutual cooperation of the alkaline salt, the buffering agent and the alcohol in the alkaline anodic oxidation liquid, the uniform and stable growth of the aluminum product in the alkaline anodic oxidation liquid can be ensured, so that a uniform and complete anodic oxidation film layer is formed on the surface of the aluminum product, and the formed anodic oxidation film layer has high thickness and can be used for surface decoration.)

一种铝制品碱性阳极氧化液及阳极氧化方法

技术领域

本发明涉及阳极氧化领域，具体涉及一种铝制品碱性阳极氧化液及阳极氧化方法。

背景技术

传统的铝及铝合金的阳极氧化都是在酸性条件下进行，少有报道在碱性条件下对铝或者铝合金进行阳极氧化，因为在碱性环境下较难生成氧化铝膜，且铝、铝合金以及氧化铝膜在碱性环境下的腐蚀严重，碱性环境下对铝制品进行阳极氧化处理很难得到完整均匀的阳极氧化膜层。现有技术中，在碱性条件下对铝制品进行阳极氧化处理不会形成阳极氧化膜层或者形成阳极氧化膜层的厚度很低，只能用作涂装底层，无法用于表面装饰。

发明内容

针对上述现有技术，在碱性条件下对铝制品进行阳极氧化处理不会形成阳极氧化膜层或者形成阳极氧化膜层的厚度很低，很难得到完整均匀的阳极氧化膜层的技术问题，本发明提供一种碱性阳极氧化液及阳极氧化方法，采用该碱性阳极氧化液对铝制品进行阳极氧化处理能够在铝制品表面形成均匀、完整的阳极氧化膜层，形成的阳极氧化膜层的厚度高，且该阳极氧化膜层能够用于表面装饰。

本发明第一方面，提供一种铝制品碱性阳极氧化液，所述铝制品碱性阳极氧化液包括：碱性盐、缓冲剂、醇及水；所述碱性盐为碳酸盐和/或碳酸氢盐；所述醇为水溶性醇，所述醇的沸点为60℃以上；所述铝制品碱性阳极氧化液的PH值为8-12。

本发明第二方面，提供一种铝制品碱性阳极氧化方法，将铝制品放入上述的铝制品碱性阳极氧化液中进行阳极氧化，制得表面具有阳极氧化膜层铝制品。

本发明在铝制品碱性阳极氧化液中加入醇类物质，能够在阳极氧化处理的铝制品表面形成薄膜，进而减缓经阳极氧化处理产生的阳极氧化膜在碱性环境下的腐蚀，使得阳极氧化膜的厚度可以持续生长；缓冲剂的加入能够调节铝制品碱性阳极氧化液的PH值，从而保证铝制品在碱性阳极氧化液中能够均匀、稳定地进行阳极氧化反应。本发明通过碱性盐、缓冲剂、醇在碱性阳极氧化液中相互配合作用，能够保证铝制品在碱性阳极氧化液中均匀、稳定的增长，从而在铝制品表面形成均匀、完整的阳极氧化膜层。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明第一方面，提供一种铝制品碱性阳极氧化液，所述铝制品碱性阳极氧化液包括：碱性盐、缓冲剂、醇及余量的水；所述碱性盐为碳酸盐和/或碳酸氢盐；所述醇为水溶性醇，所述醇的沸点为60℃以上；所述铝制品碱性阳极氧化液的PH值为8-12。

本发明在铝制品碱性阳极氧化液中加入醇类物质，能够在阳极氧化处理的铝制品表面形成薄膜，进而减缓经阳极氧化处理产生的阳极氧化膜在碱性环境下的腐蚀，使得阳极氧化膜的厚度可以持续生长；缓冲剂的加入能够调节铝制品碱性阳极氧化液的PH值，从而保证铝制品在碱性阳极氧化液中能够均匀、稳定地进行阳极氧化反应。本发明通过碱性盐、缓冲剂、醇在碱性阳极氧化液中相互配合作用，能够保证铝制品在碱性阳极氧化液中均匀、稳定的增长，从而在铝制品表面形成均匀、完整的阳极氧化膜层。

优选地，所述水溶性醇的沸点为80-300℃。选择能够与水混溶，且沸点在上述优选范围内的醇，能够有促进阳极氧化膜生长、维持阳极氧化膜的完整性。

优选地，所述醇为丙三醇、乙二醇、乙醇、2-丙醇和1-丙醇中的至少一种；更优选地，所述醇为丙三醇和/或乙二醇。本发明优选的醇类物质，能够在阳极氧化处理的铝制品表面形成薄膜，进而减缓经阳极氧化处理产生的阳极氧化膜在碱性环境下的腐蚀，使得阳极氧化膜的厚度可以持续增加。

优选地，所述碱性盐为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸铵和碳酸氢铵中的至少一种；进一步优选地，所述碱性盐为碳酸钠和/或碳酸氢钠。本发明优选地碱性盐，能够保证铝制品在碱性环境中的反应速率适中，不会造成铝制品在碱性阳极氧化液中的严重腐蚀。

优选地，所述缓冲剂的PH值为4-13。缓冲剂的PH值在上述优选范围内，能够有效调节碱性阳极氧化液的PH值，从而保证铝制品在碱性阳极氧化液中的反应均匀、稳定。

优选地，所述缓冲剂为硼酸、硼酸钠、柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、丁二酸钠、磷酸钠、磷酸氢二钠、乙酸钠和磷酸氢钠中的至少一种；优选地，所述缓冲剂为硼酸、硼酸钠和柠檬酸钠中的至少一种。硼酸为酸性，硼酸能够与直接碱反应，明显降低PH值；硼酸钠、柠檬酸钠能够在一定程度上抑制碱性盐的水解，从而降低PH值。在碱性阳极氧化液中加入硼酸钠、硼酸、柠檬酸钠等缓冲剂，能够调节碱性阳极氧化液的PH值，保证阳极氧化反应均匀、稳定。

优选地，所述碱性盐的含量为40-400g/L、缓冲剂的含量为1-100g/L、醇的含量为5-300g/L；更优选地，所述碱性盐的含量为40-70g/L、缓冲剂的含量为5-20 g/L、醇的含量为70-130 g/L。本发明所述各组分在上述优选范围内，能够有促进阳极氧化膜生长、维持阳极氧化膜的完整性。

优选地，所述制品碱性阳极氧化液还包括有机酸盐，所述有机酸盐的溶解度为30-500g/1000g水，PH值为8-14。所述有机酸盐的溶解度、PH值在上述优选范围内，能够有促进阳极氧化膜生长、增加溶液的稳定性。

优选地，所述有机酸盐为草酸钠、酒石酸钠、苯甲酸钠、苹果酸钠和植酸钠中的至少一种；优选地，所述有机酸盐为草酸钠和/或酒石酸钠。草酸钠和/或酒石酸钠的使用，能够抑制铝制品在碱性条件下的析氢腐蚀，草酸钠和/或酒石酸钠的加入增加了阳极氧化的反应速率，使得阳极氧化膜的增长速率大于阳极氧化膜的溶解速率，从而保障铝制品阳极氧化膜的增长速率并能够保证铝制品阳极氧化膜的均匀性和完整性。

优选地，所述有机酸盐的含量为1-200g/L；更优选地，有机酸盐的含量为20-50g/L。本发明所述有机酸盐在上述优选范围内，能够有促进阳极氧化膜生长、增加溶液的稳定性。

本发明第二方面，提供一种铝制品碱性阳极氧化方法，将铝制品放入上述的铝制品碱性阳极氧化液中进行阳极氧化，制得表面具有阳极氧化膜层铝制品。

优选地，所述阳极氧化电压为5-200V，温度为12-90℃，时间为5-300min；优选地，所述阳极氧化的电压为40-80V，温度为60-80℃，时间30min-90min。通过调节阳极氧化的条件（电压、温度、时间等），能够控制铝制品阳极氧化膜层的厚度；所述阳极氧化膜层的厚度为1-20μm。

采用本发明所述的铝制品碱性阳极氧化液对铝制品进行阳极氧化处理，能够在铝制品表面形成均匀、完整的阳极氧化膜层，形成的阳极氧化膜层的厚度高，且该阳极氧化膜层能够用于表面装饰。

下面通过实施例对本发明作进一步的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明中所述实施例中的所有原料如非特指，均为市售产品。

实施例1

制备铝制品碱性阳极氧化液：将铝制品碱性阳极氧化液所需的碱性盐、缓冲剂、醇、有机酸盐及水混合均匀，并调整铝制品碱性阳极氧化液PH为10.7。其中碳酸钠含量为40 g/L、硼酸的含量为5 g/L、丙三醇的含量为70g/L；

铝制品表面阳极氧化：将牌号为6063的铝合金作为基材，放入实施例1制备的铝制品碱性阳极氧化液中进行阳极氧化处理，阳极氧化处理的电压为80V，温度为80℃，时间90min；然后可选择进行表面装饰（染色）、封孔，得到阳极氧化铝制品A1。

实施例2

制备铝制品碱性阳极氧化液：将铝制品碱性阳极氧化液所需的碱性盐、缓冲剂、醇、有机酸盐及水混合均匀，并调整铝制品碱性阳极氧化液PH为10.4。其中碳酸钠含量为50g/L、硼酸钠的含量为10 g/L、丙三醇的含量为100g/L、酒石酸钠的含量为30 g/L；

按照实施例1的方法对铝制品进行阳极氧化处理，得到阳极氧化铝制品A2。

实施例3

制备铝制品碱性阳极氧化液：将铝制品碱性阳极氧化液所需的碱性盐、缓冲剂、醇、有机酸盐及水混合均匀，并调整铝制品碱性阳极氧化液PH为10.1。其中碳酸氢钠含量为60g/L、硼酸钠的含量为20g/L、乙二醇的含量为120g/L、酒石酸钠的含量为40 g/L；

按照实施例1的方法对铝制品进行阳极氧化处理，得到阳极氧化铝制品A3。

实施例4

制备铝制品碱性阳极氧化液：将铝制品碱性阳极氧化液所需的碱性盐、缓冲剂、醇、有机酸盐及水混合均匀，并调整铝制品碱性阳极氧化液PH为9.5。其中碳酸氢钠含量为70g/L、硼酸的含量为10g/L、乙二醇的含量为90g/L、草酸钠的含量为50 g/L；

按照实施例1的方法对铝制品进行阳极氧化处理，得到阳极氧化铝制品A4。

实施例5

制备铝制品碱性阳极氧化液：将铝制品碱性阳极氧化液所需的碱性盐、缓冲剂、醇、有机酸盐及水混合均匀，并调整铝制品碱性阳极氧化液PH为11。其中碳酸钾含量为40g/L、硼酸钠的含量为15g/L、甲醇的含量为80g/L、草酸钠的含量为30 g/L；

按照实施例1的方法对铝制品进行阳极氧化处理，得到阳极氧化铝制品A5。

实施例6

制备铝制品碱性阳极氧化液：将铝制品碱性阳极氧化液所需的碱性盐、缓冲剂、醇、有机酸盐及水混合均匀，并调整铝制品碱性阳极氧化液PH为9.5。其中碳酸钠含量为10g/L、硼酸的含量为8g/L、乙二醇的含量为90g/L、草酸钠的含量为50 g/L；

按照实施例1的方法对铝制品进行阳极氧化处理，得到阳极氧化铝制品A6。

实施例7

制备铝制品碱性阳极氧化液：将铝制品碱性阳极氧化液所需的碱性盐、缓冲剂、醇、有机酸盐及水混合均匀，并调整铝制品碱性阳极氧化液PH为10.7。其中碳酸钠含量为50g/L、硼酸的含量为10g/L、乙二醇的含量为30g/L、草酸钠的含量为30 g/L；

按照实施例1的方法对铝制品进行阳极氧化处理，得到阳极氧化铝制品A7。

实施例8

制备铝制品碱性阳极氧化液：将铝制品碱性阳极氧化液所需的碱性盐、缓冲剂、醇、有机酸盐及水混合均匀，并调整铝制品碱性阳极氧化液PH为10.5。其中碳酸钠含量为50g/L、硼酸的含量为10g/L、乙二醇的含量为200g/L、草酸钠的含量为30 g/L；

按照实施例1的方法对铝制品进行阳极氧化处理，得到阳极氧化铝制品A8。

对比例1

除不含醇，碱性阳极氧化液PH为11外，其余与实施例2相同，制备得到阳极氧化铝制品B1。

对比例2

除不含缓冲剂、有机酸盐，碱性阳极氧化液PH为11.1外，其余与实施例2相同，制备得到阳极氧化铝制品B2。

对比例3

将硼酸钠、乙二醇、酒石酸钠溶于水，形成PH为8.5的阳极氧化液。其中，硼酸钠的含量为20g/L、乙二醇的含量为120g/L、酒石酸钠的含量为40g/L；

按照实施例1的方法对铝制品进行阳极氧化处理，得到阳极氧化铝制品B3。

对比例4

将硼酸钠、乙二醇、酒石酸钠、氢氧化钠溶于水，形成PH为14的阳极氧化液。其中，硼酸钠的含量为20g/L、乙二醇的含量为120g/L、酒石酸钠的含量为40g/L、氢氧化钠的含量为45g/L；

按照实施例1的方法对铝制品进行阳极氧化处理，得到阳极氧化铝制品B4。

性能测试及结果

1. 膜厚测试：采用晶像切片的方法测试样片阳极氧化膜层的厚度，所采用测试仪器为的型号为Axio Scope A1晶像显微镜；

2. 外观检查：目视观察样品表面是否存在有异色斑等外观不良；

测试结果如表1：

表1

	PH	膜厚/μm	外观
				实施例1	10.7	12	良好，均匀
实施例2	10.4	13	良好，均匀
				实施例3	10.1	14	良好，均匀
实施例4	9.5	14	良好，均匀
				实施例5	11	5	成膜较均匀
实施例6	9.5	5	成膜较均匀
				实施例7	10.7	5	成膜较均匀
实施例8	10.5	5	成膜较均匀
				对比例1	11	3	表面有异色斑
对比例2	11.1	3	表面粗糙，有异色斑
				对比例3	11.5	2	表面有异色斑
对比例4	14	2	表面粗糙，有异色斑

由上述测试结果可知：实施例1-4所采用的配方为本发明的优选配方，其制备的阳极氧化铝制品的厚度高，且外观均匀、完整；实施例5采用的醇为甲醇，实施例6加入碳酸钠的含量较少，实施例7加入醇的含量少，实施例8加入醇的含量多，实施例5-8制备的阳极氧化铝制品的厚度及外观略差，但仍比对比例1-4的效果好。也就是说，本发明通过碱性盐、缓冲剂、醇在碱性阳极氧化液中相互配合作用，能够保证铝制品在碱性阳极氧化液中均匀、稳定的增长，从而在铝制品表面形成均匀、完整的阳极氧化膜层。当然，本发明也可通过控制阳极氧化的条件，也就是说，可通过调整阳极氧化的电压、温度、时间等，控制铝合金氧化氧化膜层的厚度，从而制备出带有不同厚度阳极氧化膜层的铝合金。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之中。