本发明涉及铝合金材料,尤其是涉及耐碱铝合金及其制备工艺。
背景技术:
1、铝合金因其优良的物理和化学性能,被广泛应用于各种工业领域。然而,铝合金在使用过程中,其表面容易受到环境的影响,如腐蚀、磨损等,这将严重影响其使用寿命和使用性能。
2、为了解决这个问题,研究人员采用了多种表面处理技术,其中,阳极氧化是一种常用的表面处理方法,它可以使铝合金表面形成一层致密的氧化铝膜,从而提高其耐腐蚀性和耐磨性,但是氧化铝膜具有很高的空隙率和很强的吸附能力,易吸附环境中的污染物,影响膜的外观,还易受到浸蚀性阴离子的腐蚀作用而造成膜的破坏。
3、尽管现有的技术在一定程度上提高了铝合金阳极氧化表面的耐碱性,但仍存在一些问题。氧化铝在碱性环境下会与氢氧根发生反应,因而应用于厨房电器上的铝合金阳极氧化工件遇到碱性清洁剂(如绿伞、威猛等)时,其表面膜层会发生破坏从而引起脱色等不良现象。
4、有鉴于此,特提出本发明。
技术实现思路
1、本发明的目的之一在于提供一种耐碱铝合金,以缓解现有技术中上述技术问题的至少一种。
2、本发明的目的之二在于提供一种耐碱铝合金的制备工艺。
3、为解决上述技术问题,本发明特采用如下技术方案:
4、本发明的第一方面提供了一种耐碱铝合金,包括铝合金基材和形成于所述铝合金基材表面的多层结构;
5、所述多层结构包括层叠设置的多孔层和封孔层;
6、所述封孔层包括层叠设置的第一封孔层和第二封孔层;
7、所述第二封孔层的材质为二氧化硅。
8、进一步地,所述多孔层的材质为多孔氧化铝。
9、优选地,所述多孔层的厚度为0.5μm~10μm。
10、优选地,所述第一封孔层的材质为氧化铝。
11、优选地,所述第一封孔层的厚度为1μm~3μm。
12、进一步地,所述第二封孔层的厚度为3μm~5μm。
13、进一步地,所述多层结构包括多孔层,着色层和封孔层;
14、所述着色层形成于所述多孔层内部微孔结构中;
15、所述封孔层形成于所述着色层表面或所述多孔层表面。
16、优选地,所述铝合金基材的材质包括5系铝合金或6系铝合金。
17、本发明第二方面提供了所述的耐碱铝合金的制备工艺,具体是在所述铝合金基材表面通过阳极氧化工艺生成所述多孔层,对所述多孔层进行一次封孔和二次封孔得到所述耐碱铝合金。
18、进一步地,所述一次封孔的过程包括:
19、将带有多孔层的铝合金基材在去离子水中进行水合反应得到第一封孔层。
20、优选地,所述水合反应的温度为95℃~98℃。
21、优选地,所述水合反应的时间为5min~10min。
22、进一步地,所述二次封孔的过程包括:
23、将带有第一封孔层的铝合金基材浸入封孔液中进行封孔,之后固化得到所述第二封孔层。
24、优选地,所述封孔的温度为20℃~40℃。
25、优选地,所述封孔的时间为3min~10min。
26、所述封孔液为水系封孔液或溶剂型封孔液。
27、进一步地,所述水系封孔液包括苯基三甲氧基硅烷5wt.%~15wt.%、二氧化硅溶胶5wt.%~15wt.%、正硅酸乙酯3wt.%~8wt.%、(3~环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷5wt.%~10wt.%,余量为去离子水。
28、优选地,所述固化的温度为80℃~150℃。
29、优选地,所述固化的时间为5min~20min。
30、进一步地,所述溶剂型封孔液包括甲基苯基硅树脂20wt.%~35wt.%、丙烯酸改性有机硅树脂15wt.%~25wt.%、二氧化硅溶胶5wt.%~10wt.%、流平剂2wt.%~3wt.%、烷基酚聚氧乙烯醚1wt.%~2wt.%,余量为乙二醇丁醚。
31、优选地,所述固化的温度为120℃~150℃。
32、优选地,所述固化的时间为20min~40min。
33、进一步地,所述耐碱铝合金的制备工艺还包括在生成多孔层之后,进行一次封孔前的着色过程。
34、优选地,将带有多孔层的铝合金基材置于染色液中进行着色,得到所述着色层。
35、优选地,所述着色的时间为5min~10min。
36、优选地,所述染色液为无机染色液或有机染色液。
37、进一步地,在进行阳极氧化工艺前,还包括对所述铝合金基材的前处理过程。
38、优选地,所述前处理过程包括依次进行的脱脂、碱处理、一次中和、抛光和二次中和。
39、与现有技术相比,本发明至少具有如下有益效果:
40、本发明提供的耐碱铝合金,在铝合金基材表面设置有多层的耐腐蚀结构,不仅增强了铝合金表面的稳定性,同时外层的第二封孔层防止了碱性物质对铝合金基材的侵蚀,提高了其对碱性环境的耐受性,延长了耐碱铝合金的使用寿命并保持了外观质量,减少了维护和更换的需求,提升了用户体验,也提高了制品的整体价值和市场竞争力。
41、本发明提供的制备工艺,通过阳极氧化工艺形成均匀且高度有序的多孔层,为后续封孔步骤提高了良好的基础,确保了第一封孔层和第二封孔层的均匀性和附着力。多孔层经一次封孔处理后,有效填充了表面的微孔,减少了腐蚀介质的渗透路径。进一步的二次封孔操作,特别是采用二氧化硅作为封孔材料,提高了耐碱铝合金的表面硬度和耐磨性以及耐碱性,满足了额定的应用需求。
1.一种耐碱铝合金,其特征在于,包括铝合金基材和形成于所述铝合金基材表面的多层结构;
2.根据权利要求1所述的耐碱铝合金,其特征在于,所述多孔层的材质为多孔氧化铝;
3.根据权利要求1所述的耐碱铝合金,其特征在于,所述第二封孔层的厚度为3μm~5μm。
4.根据权利要求1~3任一项所述的耐碱铝合金,其特征在于,所述多层结构包括多孔层,着色层和封孔层;
5.一种权利要求1~4任一项所述的耐碱铝合金的制备工艺,其特征在于,在所述铝合金基材表面通过阳极氧化工艺生成所述多孔层,对所述多孔层进行一次封孔和二次封孔得到所述耐碱铝合金。
6.根据权利要求5所述的制备工艺,其特征在于,所述一次封孔的过程包括:
7.根据权利要求5所述的制备工艺,其特征在于,所述二次封孔的过程包括:
8.根据权利要求7所述的制备工艺,其特征在于,所述封孔液为水系封孔液或溶剂型封孔液;
9.根据权利要求8所述的制备工艺,其特征在于,所述溶剂型封孔液包括甲基苯基硅树脂20wt.%~35wt.%、丙烯酸改性有机硅树脂15wt.%~25wt.%、二氧化硅溶胶5wt.%~10wt.%、流平剂2wt.%~3wt.%、烷基酚聚氧乙烯醚1wt.%~2wt.%,余量为乙二醇丁醚;
10.根据权利要求5~9任一项所述的制备工艺,其特征在于,在进行阳极氧化工艺前,还包括对所述铝合金基材的前处理过程;
