1.前言

　　鋁型材經(jīng)陽極氧化和著色處理后，其鋁基表面是一層極薄的多孔性陽極氧化膜，其吸附性強(qiáng)、抗蝕能力和耐磨性差。建筑鋁型材表面處理過程中，封孔作為后處理工藝是決定鋁材表面質(zhì)量、裝飾效果和使用壽命的關(guān)鍵所在。鋁及鋁合金陽極氧化膜中存在很多微孔，若不及時封閉或封閉不完全，將嚴(yán)重影響鋁型材表面的耐蝕性、耐磨性、耐曬性和裝飾效果等。

　　2.常溫封孔原理

　　鋁及鋁合金陽極氧化膜主要采用高溫和低溫兩種方法進(jìn)行封孔(電泳涂漆除外)，其封孔原理是不相同的。高溫封孔法原理是利用高溫下氧化膜的水化作用，生成穩(wěn)定的沉積于膜孔中，從而將膜孔封閉。由于水化反應(yīng)的速度和產(chǎn)物的穩(wěn)定性與溫度有關(guān)，所以低溫封閉法的原理就不僅是水化作用的結(jié)果。一般來說，它是下面三種作用的綜合結(jié)果。

　　2.1水化作用

　　低溫封孔(也稱常溫封孔)采用水溶液，是利用其水化作用。由于溫度低，水化反應(yīng)速度很慢，同時水化產(chǎn)物具有可逆性，因而不穩(wěn)定，所以低溫封閉劑中需要添加促進(jìn)水化反應(yīng)的物質(zhì)，如Ni2+、Cr3+、Co2+、Li+等金屬離子。

　　2.2形成鋁的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜作用

　　利用封閉劑中某些物質(zhì)與鋁氧化膜的化學(xué)作用，在其表面生成穩(wěn)定的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜，例如使用鉻酸鹽生成鈍化膜、磷酸鹽生成沉淀膜、赤備鹽等絡(luò)合劑生成表面鉻化物等。

　　2.3生成金屬的氫氧化物，將膜孔堵塞

　　封閉劑中的某些金屬離子擴(kuò)散至膜孔中后在一定的pH值下發(fā)生水解，以氫氧化物形式沉淀于膜孔中，或封閉劑中某些活性粒子與鋁氧化膜作用產(chǎn)生OH-，然后與擴(kuò)散至膜孔中的金屬離子作用生成氫氧化物沉淀，將膜孔堵塞。

　　因組成封閉劑的物質(zhì)不同。上述三種作用的大小就不同，但總是三種作用的綜合效果。

　　3.鎳氟體系低溫封孔

　　低溫封孔是建筑鋁型材陽極氧化工藝的最終處理工序。目前，國內(nèi)采用的基本都是日本80年代初發(fā)明的金屬氟化物-極性溶劑封孔方法，其主要成分由鎳鹽和氟離子組成。

　　鎳氟體系低溫封孔的機(jī)理是：(1)氟離子促進(jìn)氧化膜的水化反應(yīng);(2)氟離子與無定形氧化鋁反應(yīng)生成絡(luò)合物，同時放出氫氧根離子，使膜孔內(nèi)pH值升高;(3)氧化膜內(nèi)的鎳離子水解，生成氫氧化物沉淀析出。其主要化學(xué)反應(yīng)如下：

　　Al2O3+12 F-+3H2O→2 AlF6 3-+6OH-

　　AlF6 3-+Al2O3+3H2O→Al3(OH)3F6+3OH-

　　Ni2++2 OH-→Ni(OH)2

　　以上這些溶解和沉積反應(yīng)，其反應(yīng)物(填塞物質(zhì))主要是水合Ni(OH)2、Al(OH)3、AlF3混合物，另外還有AlOOH(Al2O3)(它是F-與氧化膜反應(yīng)生成的Al3+產(chǎn)生水合Al(H2O)63+，當(dāng)其離子濃度達(dá)到一定值時，離子間發(fā)生締和、水解和濃縮，最后轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定相的AlOOH(Al2O3)物質(zhì)。可見，F(xiàn)-對低溫封孔起了很重要的促進(jìn)作用。陽極氧化低溫封孔后，封孔物質(zhì)主要集中在氧化膜的外層5～8?m的區(qū)域。