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硬质阳极氧化染色原理及应用

2021-06-02 19:16:51

随着人们生活水平的提高,人们对家居装饰的要求也越来越高,不仅要求性能好,而且要求色彩鲜艳。喷粉方兴未艾。它具有良好的性能和令人满意的颜色。然而,令人遗憾的是,厚厚的粉末掩盖了金属的光泽。 硬质阳极氧化染料正好弥补了这个遗憾。它不仅保持金属光泽,而且具有极其绚丽的色彩。它不仅可以用于家用电器、汽车、品牌等,也是家居装饰的好选择。本文主要研究硫酸 硬质阳极氧化染色,是笔者工作中积累的一些经验,与大家共同探讨。 
1氧化染色原理
众所周知,阳极氧化膜由大量垂直于金属表面的六角形细胞组成,每个细胞的中心有一个膜孔,并具有很强的吸附力。氧化铝制品浸泡染料溶液中,染料分子通过扩散进入氧化膜的膜孔,与氧化膜子键形成共价键和解离。键结合是可逆的,一定条件下发生解吸。因此,染色后要封孔,将染料固定孔内,提高氧化膜的耐蚀性和耐磨性。
2阳极氧化工艺对染色的影响
整个阳极氧化染色过程中,阳极氧化工艺引起染色不良是常见的。氧化膜厚度和气孔的均匀性是染色获得均匀颜色的前提和基础。为了获得均匀的氧化膜,必须保证足够的循环、冷却能力和良好的导电性。另外,它是氧化过程的稳定性。
硫酸浓度应控制180-200g/L,较高浓度的硫酸能加速氧化膜的溶解反应,有利于孔隙的扩张,更易染色。
铝离子浓度应控制5-15g/L,当铝离子浓度小于5g/L时,氧化膜的吸附能力降低,影响着色速度。当铝离子浓度大于15g/L时,影响氧化膜的均匀性,容易出现不规则氧化膜。
当氧化温度控制20℃左右时,氧化浴温度对染色过程有显著影响。如果温度太低,氧化膜的孔隙会很密,染色速度会明显减慢。如果温度过高,氧化膜就会疏松,容易粉化,不利于染色过程的控制。氧化槽的温差应2℃以内。
电流密度,120-180a/m2。当电流密度过高,膜厚固定时,铝电解时间应相应缩短。这样,氧化膜溶液的溶解减少,膜孔致密,染色时间延长。同时,该膜容易粉化。
氧化膜的厚度通常为10微米。如果膜厚太低,染色容易出现不均匀现象。同时,当需要染深色(如黑色)时,由于膜厚不够,染料沉积量有限,无法达到所需的色深。
总之,阳极氧化作为染色的前道工序,是染色的基础。染色之前,我们很难或不可能看到阳极氧化的问题。一旦染上颜色,我们就可以清楚地看到颜色不均匀的现象。这时,生产工人往往把问题的原因归结为染色不正常,而忽略了氧化过程来寻找原因。


3染色
3.1染色前清洗
阳极氧化后,氧化膜孔隙中残留硫酸溶液,因此铝制品染色前必须彻底清洗。应避免将杂质离子,特别是磷离子和氟离子带入染色槽。染色池前设置纯水清洗,并对水质进行监测。
3.2染色槽的制备
用于染色的染料多为有机染料,易变形。为有效防止罐液发霉,配制罐液前,可先用漂白粉、苯酚等药物对罐体进行消毒。配制浴液时,加入防霉剂可有效延长染色液的使用时间。浴液投入使用前应贮存几个小时。为了保证pH值的稳定,可以加入醋酸钠来减缓染色过程控制
(1)温度
染色过程中,染色速率随着温度的升高而增大。因此,染色一定深度所需的时间随着温度的升高而减少。同时,当镀液温度升高时,同步封孔也会加快。如果温度过高,同步封孔会过快,染料分子膜孔中没有足够的吸附,由于氧化膜的膜孔封闭而停止染料的积累,达不到要求的深度。但较低的温度下染色可以染出较深的颜色,但相应的时间较长,因此不适合按同一颜色要求染色,染色温度可以适当调整,避免染色时间过长或太短。
(2)染料浓度
根据吸附规律,一定的工作条件下,染料阳极氧化膜上的吸附容量随染料浓度的增加而增大。然而,这一规则仅适用于氧化膜本身具有吸附能力的情况。对于不同深度的颜色,染料浓度也应相应调整。初期配制浴液时,应尽量配制浓度较低的溶液。随着生产的进步,染料是不断消耗的,消耗的部分要不断补充,少补充,多补充。如果确定染料浓度,应考虑杂质离子的影响,实际有效浓度可能与检测结果有较大差异。因此,应定期检测染色槽的实际染色力。
为保证染色力稳定,生产一段时间后可部分更换浴液。
(3)时间
与电解着色一样,其它条件不变的情况下,随着时间的延长,颜色逐渐加深。一般来说,确定氧化条件时,染料浓度和温度都是确定的。我们必须调整染色时间以达到客户要求的颜色深度。如果染色时间太短,我们就能得到所需的颜色。缺点有两个:一是上色太快,不容易得到均匀的颜色;二是上色太快,颜色耐候性不够。如果染色时间过长,或无论染色时间多长都无法达到所需的色深,则应考虑氧化膜是否过薄或染料浓度是否过低。
(4)pH值
一般要求pH值为5-6。稳定的pH值对染色非常重要,尤其是混合染料。不同的pH值可能有不同的颜色。为了提高pH值的稳定性,配制浴液时加入缓冲液是可行的。同时,染色前要加强水洗,避免酸性物质。
3.4染色后的洗涤
铝制品染色后应进行洗涤,以去除铝制品表面的浮色。这时,要注意洗涤槽的水质,因为染料分子和氧化膜的结合是可逆的。当水中杂质离子较多时,染料分子和氧化膜会分离到水中,褪色往往不均匀,造成同一材质上的色差。
4孔密封
孔密封是阳极氧化不可缺少的一部分。氧化染色后,只有封孔才能保证染色膜的原色。封孔工艺有很多种。蒸汽密封、热水密封和中温密封是很好的选择。有些染料还可以选择冷封工艺。封口后,由于褪色,颜色可能会比之前稍微浅一些,但只能注意一点。
染色作为阳极氧化后处理的一个分支,因其色泽宜人而被广泛应用,越来越受到人们的青睐。
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