小知识丨无镍封孔剂的研制进展（下）

　　封孔后阳极氧化膜表面有白膜，适合阳极氧化后涂漆前的封孔处理。一篇美国专利介绍室温下用氟锆酸盐、氟钛酸盐封孔，在封孔处理液中添加（NH₄）₂ZrF₆ 3.5~7.5g/L，丙二醇和乙二醇的混合物50mL/L，pH值5.3~5.45，温度 32℃，封孔时间5~10min，可以获得外观极好封孔效果。

　　安徽的张永光开发以氟锆酸钾为主盐的无镍常温封孔剂，K₂ZrF₆ 封孔液为 1.2g/L，NaF 0.2g/L，pH值5.0~6.5，温度为25℃，时间5~10min。槽液中添加少量的F^-离子既能稳定槽液又能提高封孔度，该工艺不仅能实现F^-离子浓度较低下的封孔而且能够消除镍-氟封孔体系阳极氧化膜发绿现象。张永光认为：

　　（1） 氟锆酸钾可作为无镍封孔剂的主要成分，它起到良好的封孔作用；

　　（2）封孔剂、封孔时间及温度应该控制，浸泡时间久、温度过高会伤害封孔；

　　（3）适当提高F^-离子浓度既能解决槽液的稳定性又能提高封孔质量；

　　（4）封孔过程包含膜的溶解反应，在生成封孔物质的同时也会产生溶解膜的OH^-离子；氟锆酸盐封孔体系不仅浓度低（1.0g/L）、速度快无粉霜等特点，而且可以消除镍-氟封孔体系的绿色表面，其质量可以达到国际标准 ISO3210 的要求。

　　氟钛酸盐的性质和氟锆酸盐相似，也可以用来封孔，氟钛酸盐的封孔槽液 pH值比氟锆酸盐低，更适合那些氧化后水洗不干净往后带酸的氧化线。氟钛酸盐溶液的稳定性要比氟锆酸盐溶液差一些。

　　综合各种因素，氟锆酸盐、氟钛酸盐常温封孔体系是最有前途的无镍常温封孔体系，有希望替代传统的有镍常温封孔体系，目前已有商品出售。

　　但是该体系两大问题有待解决，一是封孔后阳极氧化膜表面发白，有时封孔后不立即产生，而是在数天后产生，产生后铝合金表面或是发白、或是发黄、或是发彩，样子非常难看，有时铝材送到客户手中，一段时间后问题暴露，导致退货，给厂家带来损失。

　　另一问题是封闭槽液使用一段事间后，迅速变浑浊，槽液最后变成牛奶色，封孔表面起灰，并且封孔不合格，调整 pH 值和过滤都无法解决，只有废弃重配封孔槽液。

　　封孔剂的供应商研究了许多办法解决这两大难题，到目前为止问题仍未完全解决。解决第一个问题最有效的办法是降低槽液氟锆酸盐的浓度，这样可以把表面发白问题降至最低，对于外观要求低铝材可以接受，但会牺牲部分封孔质量。解决第二个问题最有效的办法是增加槽液F^-离子的添加量，或加其他络合剂，但也会牺牲部分封孔质量。

5 结论

（1）实现无镍常温封孔，技术上是可行的，大部分无镍常温封孔工艺都可以通过现有的封孔质量检测标准。

（2）无镍常温封孔技术主要有三大体系，①脂肪酸封孔，②常温电解封孔，③氟锆酸盐、氟钛酸盐封孔。

（3） 各无镍常温封孔体系各有特点，有优点，也有缺点。

（4）其中氟锆酸盐、氟钛酸盐封孔最有可能替代传统的镍-氟常温封孔体系。

（5） 氟锆酸盐、氟钛酸盐封孔体系有两大技术难题尚未完全解决，阻碍了该技术的推广应用。