鋁合金表面處理方法及該方法制成的鋁合金的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明鋁合金表面處理方法包括有下列步驟：A、將一鋁合金置入一電解液中，該電解液包括有用以對(duì)該鋁合金作陽(yáng)極氧化處理的一酸性溶液，以及一苯胺及一可與苯胺反應(yīng)形成聚苯胺的有機(jī)酸的混合溶液；B、使該鋁合金在該電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，而在該鋁合金表面形成具有復(fù)數(shù)個(gè)氧化孔并含有聚苯胺的一多孔性氧化膜后，自該電解液中取出該鋁合金。借此，在該鋁合金表面形成前述含有聚苯胺的多孔性氧化膜，以降低該鋁合金儲(chǔ)存在一般環(huán)境下受到污染而氧化的程度，并提升該鋁合金與塑料間的結(jié)合強(qiáng)度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】鋁合金表面處理方法及該方法制成的鋁合金

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明有關(guān)于一種鋁合金表面處理方法及該方法制成的鋁合金，尤指在鋁合金表面形成含有聚苯胺的多孔性氧化膜，以降低鋁合金儲(chǔ)存在一般環(huán)境下受到污染而氧化的程度，并提升鋁合金與塑料間的結(jié)合強(qiáng)度。

【背景技術(shù)】
[0002]市面上有許多金屬制產(chǎn)品會(huì)在外殼結(jié)合包覆一塑料層，利用塑料層作為隔熱、防撞、抗刮等保護(hù)作用，例如3C產(chǎn)品的外殼組件。
[0003]而習(xí)知鋁或鋁合金與塑料的結(jié)合，借由將鋁或鋁合金經(jīng)過(guò)某些特殊的表面蝕孔處理(例如:化學(xué)蝕刻或電化學(xué)蝕刻處理)后，使其可直接與注塑塑料相結(jié)合，因此，鋁或鋁合金的表面處理是鋁材重要的處理工藝。
[0004]有關(guān)于鋁或鋁合金的表面處理主要包括有陽(yáng)極氧化或化學(xué)轉(zhuǎn)化等工藝，其中，鋁或鋁合金的陽(yáng)極氧化的先前技術(shù)，有如中國(guó)臺(tái)灣發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)第201325905號(hào)“鋁或鋁合金表面處理方法及制品”的專(zhuān)利案，揭露一種鋁或鋁合金表面處理方法及制品，所述制品包括一鋁或鋁合金基體、依次形成于該鋁或鋁合金基體上的一陽(yáng)極氧化膜及一電鍍層，所述陽(yáng)極氧化膜包括依次形成于該鋁或鋁合金基體表面的一阻擋層及一多孔層，所述陽(yáng)極氧化膜還形成有復(fù)數(shù)第二氧化孔，所述第二氧化孔貫穿所述阻擋層與多孔層；而鋁或鋁合金的化學(xué)轉(zhuǎn)化的先前技術(shù)，有如中國(guó)臺(tái)灣發(fā)明專(zhuān)利公告第391988號(hào)“鋁合金表面處理的改良方法”的專(zhuān)利案，揭露一種鋁合金表面處理的改良方法，其于鋁合金表面形成一鉻酸鹽及水性聚胺基甲酸酯的復(fù)合性皮膜。
[0005]綜合前述習(xí)知缺點(diǎn)為:
1、前案“鋁合金表面處理的改良方法”，其于鉻酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化表面處理步驟中，所使用的化學(xué)轉(zhuǎn)化液含有鉻酸鹽如重鉻酸鉀(K2Cr 207)，因此進(jìn)行鋁合金化學(xué)轉(zhuǎn)化制程會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生重金屬污染的影響。
[0006]2、前案“鋁或鋁合金表面處理方法及制品”，透過(guò)陽(yáng)極氧化而于鋁或鋁合金表面形成一多孔性的陽(yáng)極氧化膜，由于大量微孔孔內(nèi)面積，增加了鋁或鋁合金表面與塑料間的結(jié)合強(qiáng)度，惟未封孔的陽(yáng)極氧化膜，使曝露在環(huán)境中的鋁或鋁合金隨著其有效表面積的增加，相對(duì)地其受環(huán)境污染(如空氣中水氣)的程度也大為增加，導(dǎo)致后續(xù)的表面處理工藝(如表面噴涂、包塑與塑料射出成形等)良率降低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提出一種鋁合金表面處理方法及該方法制成的鋁合金，利用在鋁合金表面形成含有聚苯胺的多孔性氧化膜，以降低鋁合金儲(chǔ)存在一般環(huán)境下受到污染(如水氣)而氧化的程度，即透過(guò)含有聚苯胺的多孔性氧化膜可延緩鋁合金表面生成氧化物的速度，而能避免因氧化物的生成造成鋁合金表面粗糙度降低，進(jìn)而影響鋁合金與塑料間的結(jié)合強(qiáng)度，又含有聚苯胺的多孔性氧化膜亦有助于提升鋁合金與塑料間的結(jié)合強(qiáng)度。
[0008]為達(dá)上述目的，本發(fā)明的解決方案是:
一種鋁合金表面處理方法，包括有以下步驟:
A、將一鋁合金置入一電解液中，該電解液包括有用以對(duì)該鋁合金作陽(yáng)極氧化處理的一酸性溶液，以及一苯胺及一可與苯胺反應(yīng)形成聚苯胺的有機(jī)酸的混合溶液；
B、使該鋁合金在該電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，而在該鋁合金表面形成一具有復(fù)數(shù)個(gè)氧化孔并含有聚苯胺的多孔性氧化膜后，自該電解液中取出該鋁合金。
[0009]所述的酸性溶液為硫酸、鉻酸、磷酸或草酸的任一的水溶液。
[0010]所述的有機(jī)酸為苯磺酸(benzenesulfonic acid)、對(duì)甲苯磺酸(p-Toluenesulfonic acid)、N- 丁基苯橫酸胺(N-Butyl-benzenesulfonamide)、十二燒基苯橫酸(Dodecyl benzenesulfonic acid)或樟腦橫酸(Camphorsulfonic acid)的任一。
[0011]所述的電解液的酸性溶液體積濃度為每公升100毫升至250毫升的硫酸水溶液，并于該硫酸水溶液中添加每公升10克至30克的苯胺及每公升30克至70克的十二烷基苯磺酸；將該鋁合金置入至該電解液中通電進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理5分鐘至60分鐘，通過(guò)該硫酸水溶液的電流密度為該鋁合金每平方公分通過(guò)0.005安培至0.045安培。
[0012]所述的鋁合金上有一含有聚苯胺的多孔性氧化膜，該含有聚苯胺的多孔性氧化膜上有復(fù)數(shù)個(gè)氧化孔。
[0013]所述的含有聚苯胺的多孔性氧化膜的膜厚為2微米至18微米。
[0014]所述的含有聚苯胺的多孔性氧化膜的膜厚為11微米至12微米。
[0015]所述的氧化孔的開(kāi)口孔徑介于10納米至200納米之間。
[0016]所述的氧化孔的開(kāi)口孔徑介于10納米至80納米之間。
[0017]采用上述方法后，本發(fā)明的功效在于:
1、本發(fā)明有效降低該鋁合金儲(chǔ)存在一般環(huán)境下受到污染(如水氣)而氧化的程度，以提升后續(xù)表面處理工藝(如表面噴涂、包塑與塑料射出成形等)的良率。
[0018]2、本發(fā)明該鋁合金表面的含有聚苯胺的多孔性氧化膜有助于提升該鋁合金與塑料間的結(jié)合強(qiáng)度。
[0019]3、本發(fā)明有效延長(zhǎng)該鋁合金與塑料所形成的鋁合金復(fù)合基材的使用期限。
[0020]4、本發(fā)明鋁合金表面處理方法簡(jiǎn)單，且制造過(guò)程無(wú)重金屬污染。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例的流程圖；
圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例中，鋁合金表面形成有含有聚苯胺的多孔性氧化膜的構(gòu)造示意圖；
圖3為本發(fā)明較佳實(shí)施例中，鋁合金表面的電子顯微圖其一；
圖4為本發(fā)明較佳實(shí)施例中，鋁合金表面的電子顯微圖其二 ；
圖5為本發(fā)明較佳實(shí)施例中，含有聚苯胺的多孔性氧化膜的膜厚與陽(yáng)極氧化處理的時(shí)間的關(guān)系圖；
圖6為本發(fā)明較佳實(shí)施例中，于含有聚苯胺的多孔性氧化膜上形成一塑料層的構(gòu)造示意圖；
圖7為本發(fā)明較佳實(shí)施例的紅外線光譜圖。
[0022]【符號(hào)說(shuō)明】
I鋁合金2 含有聚苯胺的多孔性氧化膜
21聚苯胺3 氧化孔
4塑料層d 膜厚
t開(kāi)口孔徑。

【具體實(shí)施方式】
[0023]為了進(jìn)一步解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，下面通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。
[0024]綜合上述技術(shù)特征，本發(fā)明鋁合金表面處理方法及該方法制成的鋁合金的主要功效將可于下述實(shí)施例清楚呈現(xiàn)。
[0025]首先，請(qǐng)參閱圖1及圖2所示，為本發(fā)明的鋁合金表面處理方法及該方法制成的鋁合金的較佳實(shí)施例，本實(shí)施例的鋁合金使用6061鋁合金，本實(shí)施例的鋁合金表面處理方法，包括有下列步驟:
Al、將一鋁合金I以一脫脂劑進(jìn)行表面脫脂清潔，將該鋁合金I浸泡于該脫脂劑中進(jìn)行脫脂，并且以溫度為攝氏70度對(duì)該鋁合金I進(jìn)行脫脂清潔5分鐘，且該鋁合金I于脫脂后進(jìn)行水洗，以確實(shí)將該鋁合金I表面洗凈。
[0026]A2、再以一去氧化劑去除該鋁合金I表面的氧化皮及不溶物，將該鋁合金I浸泡于該去氧化劑中進(jìn)行去氧化，且該鋁合金I于去氧化后進(jìn)行水洗，以確實(shí)將該鋁合金I表面洗凈。
[0027]A3、將該鋁合金I置入一電解液中，該電解液包括有用以對(duì)該鋁合金I作陽(yáng)極氧化處理的一酸性溶液，以及一苯胺及一可與苯胺反應(yīng)形成聚苯胺的有機(jī)酸的混合溶液；于本實(shí)施例中，該酸性溶液體積濃度為每公升100毫升至250毫升的硫酸水溶液，并于該硫酸水溶液中添加每公升10克至30克的苯胺及每公升30克至70克的十二烷基苯磺酸。
[0028]B、而前述電解液于充分均勻混合的狀態(tài)下，接上直流電源供應(yīng)器，電壓為14伏特至24伏特，通過(guò)該電解液的電流密度為該鋁合金I每平方公分通過(guò)0.005安培至0.045安培，反應(yīng)溫度為攝氏15度至攝氏25度，于本實(shí)施例中電壓為20伏特，通過(guò)該硫酸水溶液的電流密度為該鋁合金I每平方公分通過(guò)0.015安培，反應(yīng)溫度為攝氏22度，使浸泡于該電解液中的該鋁合金I進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理5分鐘至60分鐘，而在該鋁合金I表面形成一具有復(fù)數(shù)個(gè)氧化孔3并含有聚苯胺21的多孔性氧化膜2后，自該電解液中取出該鋁合金1，其中該多孔性氧化膜2的膜厚d為2微米至18微米，而該含有聚苯胺21的多孔性氧化膜2上的氧化孔3的開(kāi)口孔徑t介于10納米至200納米之間；于本實(shí)施例中該鋁合金I浸泡于該電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理30分鐘，而在該鋁合金I表面形成膜厚d為11微米至12微米的該多孔性氧化膜2 (請(qǐng)配合參閱圖3所示)，該含有聚苯胺21的多孔性氧化膜2的膜厚d與陽(yáng)極氧化處理的時(shí)間有關(guān)，請(qǐng)配合參閱圖5所示，隨著陽(yáng)極氧化處理的時(shí)間拉長(zhǎng)，該含有聚苯胺21的多孔性氧化膜2的膜厚d就越厚，又于本實(shí)施例中該含有聚苯胺21的多孔性氧化膜2上的氧化孔3的開(kāi)口孔徑t介于10納米至80納米之間(請(qǐng)配合參閱圖4所示)。
[0029]C、水洗程序:將陽(yáng)極氧化處理完畢的該鋁合金I進(jìn)行一次以上水洗，借此洗去反應(yīng)結(jié)束后附著在該鋁合金I表面的該電解液。
[0030]D、干燥程序:將水洗完畢的該鋁合金I以溫度介于攝氏60度至攝氏80度進(jìn)行烘烤，借此以確實(shí)除去該鋁合金I上所殘留的水氣。
[0031]由于執(zhí)行前述各步驟后，在該鋁合金I表面形成前述含有聚苯胺21的多孔性氧化膜2，借由該含有聚苯胺21的多孔性氧化膜2上的氧化孔3可以使塑料(例如:聚氯乙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚碳酸樹(shù)脂、聚乙稀、聚醚醚銅、聚甲醛樹(shù)脂、聚丙烯樹(shù)脂、聚四氟乙烯、聚氨甲基酸脂、不飽和聚月旨、聚苯硫醚及高玻纖)進(jìn)行射出成型或塑料包塑方式成型于鋁合金I表面，并以卡固的方式與該含有聚苯胺21的多孔性氧化膜2緊密接合，而于該含有聚苯胺21的多孔性氧化膜2上形成一塑料層4，請(qǐng)參閱圖6所示；又該多孔性氧化膜2表面的聚苯胺21有助于該塑料層4附著于該含有聚苯胺21的多孔性氧化膜2上，因此可提升該鋁合金I與該塑料層4的結(jié)合強(qiáng)度，讓該鋁合金I與該塑料層4不易因外力碰撞而相互分離，故該塑料層4可穩(wěn)固地結(jié)合于該鋁合金I上；另一方面，在該鋁合金I上形成前述含有聚苯胺21的多孔性氧化膜2可以使未進(jìn)行射出成型、塑料包塑或涂裝等的該鋁合金1，在一般環(huán)境下儲(chǔ)存可減少受到污染(如空氣中水氣)而降低其氧化的程度，即透過(guò)該含有聚苯胺21的多孔性氧化膜2可延緩該鋁合金I表面生成氧化物的速度，而能避免因氧化物的生成造成該鋁合金I表面粗糙度降低，進(jìn)而影響該鋁合金I與塑料間的結(jié)合強(qiáng)度，因此可提升后續(xù)表面處理工藝的良率；綜合前述優(yōu)點(diǎn)，有效延長(zhǎng)該鋁合金I與塑料所形成的鋁合金復(fù)合基材的使用期限。
[0032]再請(qǐng)參閱圖7所示，為本實(shí)施例的紅外線光譜圖，于圖式中，波數(shù)為1645CHT1、1456CHT1的吸收峰對(duì)應(yīng)的是苯環(huán)骨架振動(dòng)吸收峰(u c=c)，波數(shù)為1502CHT1的吸收峰對(duì)應(yīng)的是苯式結(jié)構(gòu)特征吸收峰(u N_B_N)，波數(shù)為1380(^^1312(3!^1的吸收峰分別對(duì)應(yīng)的是碳?xì)滏I(C-H)彎曲振動(dòng)及碳氮鍵(C-N)伸縮振動(dòng)吸收峰，波數(shù)為1143cm—1的吸收峰對(duì)應(yīng)的是醌式結(jié)構(gòu)吸收峰(u N_Q_N)，其中Q表示醌環(huán)，B表示苯環(huán)。由紅外線光譜圖的分析結(jié)果可確實(shí)得知該多孔性氧化膜含有聚苯胺。
[0033]綜合上述實(shí)施例的說(shuō)明，當(dāng)可充分了解本發(fā)明的操作、使用及本發(fā)明產(chǎn)生的功效，惟以上所述實(shí)施例僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，當(dāng)不能以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即依本發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利范圍及發(fā)明說(shuō)明內(nèi)容所作簡(jiǎn)單的等效變化與修飾，皆屬本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁合金表面處理方法，其特征在于，包括有以下步驟: A、將一鋁合金置入一電解液中，該電解液包括有用以對(duì)該鋁合金作陽(yáng)極氧化處理的一酸性溶液，以及一苯胺及一可與苯胺反應(yīng)形成聚苯胺的有機(jī)酸的混合溶液； B、使該鋁合金在該電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，而在該鋁合金表面形成一具有復(fù)數(shù)個(gè)氧化孔并含有聚苯胺的多孔性氧化膜后，自該電解液中取出該鋁合金。
2.如權(quán)利要求1所述的鋁合金表面處理方法，其特征在于:酸性溶液為硫酸、鉻酸、磷酸或草酸的任一的水溶液。
3.如權(quán)利要求1所述的鋁合金表面處理方法，其特征在于:有機(jī)酸為苯磺酸、對(duì)甲苯磺酸、N- 丁基苯磺酸胺、十二烷基苯磺酸或樟腦磺酸的任一。
4.如權(quán)利要求1所述的鋁合金表面處理方法，其特征在于:電解液的酸性溶液體積濃度為每公升100毫升至250毫升的硫酸水溶液，并于該硫酸水溶液中添加每公升10克至30克的苯胺及每公升30克至70克的十二烷基苯磺酸；將該鋁合金置入至該電解液中通電進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理5分鐘至60分鐘，通過(guò)該硫酸水溶液的電流密度為該鋁合金每平方公分通過(guò)0.005安培至0.045安培。
5.一種使用如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的鋁合金表面處理方法所制成的鋁合金，其特征在于:在該鋁合金上有一含有聚苯胺的多孔性氧化膜，該含有聚苯胺的多孔性氧化膜上有復(fù)數(shù)個(gè)氧化孔。
6.如權(quán)利要求5所述的鋁合金，其特征在于:含有聚苯胺的多孔性氧化膜的膜厚為2微米至18微米。
7.如權(quán)利要求5所述的鋁合金，其特征在于:含有聚苯胺的多孔性氧化膜的膜厚為11微米至12微米。
8.如權(quán)利要求5所述的鋁合金，其特征在于:氧化孔的開(kāi)口孔徑介于10納米至200納米之間。
9.如權(quán)利要求5所述的鋁合金，其特征在于:氧化孔的開(kāi)口孔徑介于10納米至80納米之間。
【文檔編號(hào)】C08G73/02GK104419961SQ201310391573
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
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