光伏铝型材阳极氧化膜中温封孔工艺

光伏铝型材阳极氧化膜中温封孔工艺

1 前言

为了获得较好的耐腐蚀性（词条“耐腐蚀性”由行业大百科提供），一般的铝合金（词条“铝合金”由行业大百科提供）阳极氧化膜要经过封孔处理。封孔工艺分为常温封孔(低温封孔)、中温封孔、沸纯水封孔、高温水蒸气封孔等。相对于其他几种封孔工艺，中温封孔具有无氟、封孔速度快、不变色、成本低等优点，在行业中被大规模使用。

根据国家标准GB5237.2-2008的要求，型材封孔完毕120h后封孔失重不得大于30mg/dm2。光伏铝型材膜厚要求较高(≥15?m)，经过普通中温封孔处理后，一般要经过120h陈化后才能使封孔失重合格，很难满足交货期要求。特别在干燥天气条件下(本公司仓库12月、1月相对湿度为40-60%)，在GB5237.2-2008规定的陈化时间(120h)后封孔失重依然难以保证合格。

为了探究干燥环境下普通中温封孔工艺能否保证封孔质量，本文先通过试验对比了不同封孔剂的封孔效果。为了克服干燥环境的影响，缩短陈化时间，提高封孔质量，本公司对中温封孔工艺进行改进，即增加热纯水洗处理，本文接着通过正交试验确定热纯水洗的最佳条件。

2 试验部分

2.1 试验1

2.1.1 材料：基材为本公司生产的合金牌号为6063的光伏型材，封孔剂分别选取本公司目前使用的封孔剂A和市面上知名品牌的封孔剂HY、封孔剂HH。

2.1.2 工艺流程：除油—水洗—碱蚀—两次水洗—中和—两次水洗—阳极氧化—两次水洗—中温封孔—两次水洗。

2.1.3 关键工序的工艺参数

2.1.3.1 阳极氧化（词条“氧化”由行业大百科提供）：游离硫酸170g/L，铝离子13.0g/ L，槽液温度18℃，电流密度1.3A/dm2，氧化膜厚为18?m。

2.1.3.2 中温封孔：镍离子为1.2g/L，PH值为5.7，温度为55℃，时间为1?m/min。

2.1.4 试验方法：将生产线上经过阳极氧化的一根型材，截取长度为5cm的试样18块，分别置于3种不同的封孔溶液中做中温封孔试验。

2.1.5 中温封孔试验

为了客观比较，封孔剂A、HY和HH统一按照2.1.3.2的工艺条件配制成3种封孔溶液。将上述18块型材分成3组，每组6块，分别放入3种不同的封孔液中封孔18min。封孔完成后，自来水洗两次，自然晾干。

2.1.4 封孔失重测试

型材封孔完毕后，将样品存放在本公司仓库中(相对湿度为40-60%)。每组试样分别经过陈化2h、72h、120h后按GB/T8753.2-2005硝酸预浸磷铬酸法测试封孔失重。

2.2 试验2

2.2.1 工艺流程：按2.1.2工艺流程，最后增加一道热纯水洗。

2.2.2 试验方法：将生产线上经过阳极氧化和中温封孔后的型材清洗干净，截取长度为5cm的试样9块，分别置于不同温度的热纯水中，每隔一段时间取出一块。

2.2.3 正交试验：以热纯水处理的温度、时间作为工艺参数，对每一参数选取三个不同的水平，做正交试验，确定热纯水处理的最优参数。封孔完毕2h后做封孔测试。

3 结果与讨论

3.1 不同封孔剂的封孔效果对比

在干燥环境下，经过不同封孔液处理后，在不同的陈化时间测得的封孔失重数据如下表：

表1

通过表1可以看出，在干燥环境下(相对湿度为40%-60%)，120h陈化后， 三种封孔液处理过的试样的封孔失重都达不到要求。中温封孔完毕后，型材一般要放置一段时间，利用空气中的水分进行陈化，而干燥环境减缓了陈化的速度。可见，在干燥环境下，普通中温封孔工艺并不能很好地保证高膜厚氧化型材(如光伏氧化型材)的封孔质量。

3.2 热纯水处理的工艺条件

以热纯水处理的温度、时间作为工艺参数，对每一参数选取三个不同的水平，做正交试验。

表2 水平因素表

表3 正交试验及结果

从表1中可以看出，未经热纯水处理的试样，封孔完毕2h后的封孔失重为386-429mg/dm2。而从表3看，经过热纯水处理后，基本不经过陈化，封孔失重也可以大大降低。

通过正交试验可以看出，温度因素选水平3，时间因素选水平3时，得到的试样为试样9，其封孔失重最小，但外观起灰，而且时间长达16min，效率不高。而温度因素选水平2，时间因素选水平2时，得到的试样为试样5，其封孔失重与试样9接近，而且外观不起灰。所以，我们确定热纯水处理选用的最佳工艺参数为：温度70℃，时间12min。

4 结论

4.1 在干燥环境下，普通中温封孔工艺不能很好地保证高膜厚氧化型材(如光伏氧化型材)的封孔质量。

4.2 采取在中温封孔后增加热纯水洗处理的方法，可以加速陈化，提高封孔质量，缩短交货期。

4.3 热纯水处理的最佳工艺参数为：温度70℃，时间12min。

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