太陽能鋁型材表成陽極氧化膜中溫封孔技術(shù)是指將陽極氧化膜在中等溫度的封孔介質(zhì)中進(jìn)行封孔處理的方法
鋁合金陽極氧化膜高溫封孔和低溫封孔都存在一些缺點。例：高溫封孔的封孔溫度能耗大，封孔時間長、封孔品質(zhì)差等缺點。低封孔具有封孔速度快、品質(zhì)好、不加溫等優(yōu)點而被廣泛采用，但在實際生產(chǎn)中槽液不易控制，使用壽命短(指符合磷—鉻酸蝕失重小于30Mg/dm2槽液的壽命)，槽液中含有重金屬氟離子，廢水處理難度大不利環(huán)保，并常常出現(xiàn)掛灰、偏色、超失重、爆膜等缺點。國內(nèi)外研究者紛紛將注意力轉(zhuǎn)移到中溫封孔的研究上。
所謂中溫封孔是指：封孔劑的工藝溫度控制在60℃-80℃便能達(dá)到品質(zhì)要求。中溫封孔克服了高溫、低溫封孔的許多缺點，是目前鋁型材生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝改良方向，雖說取得了一定的成功，但仍然存在能耗和槽液易揮發(fā)的缺點。
1 前言
為了獲得較好的耐腐蝕性，一般的鋁合金陽極氧化膜要經(jīng)過封孔處理。封孔工藝分為常溫封孔（低溫封孔）、中溫封孔、沸純水封孔、高溫水蒸氣封孔等。相對于其他幾種封孔工藝，中溫封孔具有無氟、封孔速度快、不變色、成本低等優(yōu)點，在行業(yè)中被大規(guī)模使用。
根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB5237.2-2008的要求，型材封孔完畢120h后封孔失重不得大于30mg/dm2。太陽能鋁型材膜厚要求較高（≥15µm），經(jīng)過普通中溫封孔處理后，一般要經(jīng)過120h陳化后才能使封孔失重合格，很難滿足交貨期要求。特別在干燥天氣條件下（本公司倉庫12月、1月相對濕度為40-60%），在GB5237.2-2008規(guī)定的陳化時間（120h）后封孔失重依然難以保證合格。
為了探究干燥環(huán)境下普通中溫封孔工藝能否保證封孔質(zhì)量，本文先通過試驗對比了不同封孔劑的封孔效果。為了克服干燥環(huán)境的影響，縮短陳化時間，提高封孔質(zhì)量，本公司對中溫封孔工藝進(jìn)行改進(jìn)，即增加熱純水洗處理，本文接著通過正交試驗確定熱純水洗的最佳條件。
2 試驗部分
2.1 試驗1
2.1.1 材料：基材為本公司生產(chǎn)的合金牌號為6063的光伏型材，封孔劑分別選取本公司目前使用的封孔劑A和市面上知名品牌的封孔劑HY、封孔劑HH。
2.1.2 工藝流程：除油—水洗—堿蝕—兩次水洗—中和—兩次水洗—陽極氧化—兩次水洗—中溫封孔—兩次水洗。
2.1.3 關(guān)鍵工序的太陽能陽極氧化工藝參數(shù)
2.1.3.1 陽極氧化：游離硫酸170g/L，鋁離子13.0g/ L，槽液溫度18℃，電流密度1.3A/dm2，氧化膜厚為18µm。
2.1.3.2 中溫封孔：鎳離子為1.2g/L，PH值為5.7，溫度為55℃，時間為1µm/min。
2.1.4 試驗方法：將生產(chǎn)線上經(jīng)過陽極氧化的一根型材，截取長度為5cm的試樣18塊，分別置于3種不同的封孔溶液中做中溫封孔試驗。
2.1.5 中溫封孔試驗
為了客觀比較，封孔劑A、HY和HH統(tǒng)一按照2.1.3.2的工藝條件配制成3種封孔溶液。將上述18塊型材分成3組，每組6塊，分別放入3種不同的封孔液中封孔18min。封孔完成后，自來水洗兩次，自然晾干。
2.1.4 封孔失重測試
型材封孔完畢后，將樣品存放在本公司倉庫中（相對濕度為40-60%）。每組試樣分別經(jīng)過陳化2h、72h、120h后按GB/T8753.2-2005硝酸預(yù)浸磷鉻酸法測試封孔失重。
2.2 試驗2
2.2.1 工藝流程：按2.1.2工藝流程，最后增加一道熱純水洗。
2.2.2 試驗方法：將生產(chǎn)線上經(jīng)過陽極氧化和中溫封孔后的型材清洗干凈，截取長度為5cm的試樣9塊，分別置于不同溫度的熱純水中，每隔一段時間取出一塊。
2.2.3 正交試驗：以熱純水處理的溫度、時間作為工藝參數(shù)，對每一參數(shù)選取三個不同的水平，做正交試驗，確定熱純水處理的最優(yōu)參數(shù)。封孔完畢2h后做封孔測試。
3 結(jié)果與討論
3.1 不同封孔劑的封孔效果對比
在干燥環(huán)境下，經(jīng)過不同封孔液處理后，在不同的陳化時間測得的封孔失重數(shù)據(jù)如下表：
表1
通過表1可以看出，在干燥環(huán)境下（相對濕度為40%-60%），120h陳化后， 三種封孔液處理過的試樣的封孔失重都達(dá)不到要求。中溫封孔完畢后，型材一般要放置一段時間，利用空氣中的水分進(jìn)行陳化，而干燥環(huán)境減緩了陳化的速度?？梢?，在干燥環(huán)境下，普通中溫封孔工藝并不能很好地保證高膜厚氧化型材（如光伏氧化型材）的封孔質(zhì)量。
3.2 熱純水處理的工藝條件
以熱純水處理的溫度、時間作為工藝參數(shù)，對每一參數(shù)選取三個不同的水平，做正交試驗。
表2 水平因素表
表3 正交試驗及結(jié)果
圖為：太陽能鋁型材熱純水處理的工藝正交試驗及結(jié)果
從表1中可以看出，未經(jīng)熱純水處理的試樣，封孔完畢2h后的封孔失重為386-429mg/dm2。而從表3看，經(jīng)過熱純水處理后，基本不經(jīng)過陳化，封孔失重也可以大大降低。
通過正交試驗可以看出，溫度因素選水平3，時間因素選水平3時，得到的試樣為試樣9，其封孔失重最小，但外觀起灰，而且時間長達(dá)16min，效率不高。而溫度因素選水平2，時間因素選水平2時，得到的試樣為試樣5，其封孔失重與試樣9接近，而且外觀不起灰。所以，我們確定熱純水處理選用的最佳工藝參數(shù)為：溫度70℃，時間12min。
4 結(jié)論
本文通過試驗對比了不同廠家中溫封孔劑的封孔效果，同時介紹了本公司太陽能鋁材陽極氧化中溫封孔工藝的改進(jìn)方法，即采取在中溫封孔后增加熱純水洗處理的方法，提高了封孔質(zhì)量，縮短了交貨期。
4.1 在干燥環(huán)境下，普通中溫封孔工藝不能很好地保證高膜厚氧化型材（如光伏氧化型材）的封孔質(zhì)量。
4.2 采取在中溫封孔后增加熱純水洗處理的方法，可以加速陳化，提高封孔質(zhì)量，縮短交貨期。
4.3 熱純水處理的最佳工藝參數(shù)為：溫度70℃，時間12min。
