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硬質陽極氧化染色原理及應用

2021-06-02 19:16:51

隨著人們生活水平的提高,人們對家居裝飾的要求也越來越高,不僅要求性能好,而且要求色彩鮮艷。噴粉方興未艾。它具有良好的性能和令人滿意的顏色。然而,令人遺憾的是,厚厚的粉末掩蓋了金屬的光澤。 硬質陽極氧化染料正好彌補了這個遺憾。它不僅保持金屬光澤,而且具有極其絢麗的色彩。它不僅可以用于家用電器、汽車、品牌等,也是家居裝飾的好選擇。本文主要研究硫酸 硬質陽極氧化染色,是筆者工作中積累的一些經驗,與大家共同探討。 
1氧化染色原理
眾所周知,陽極氧化膜由大量垂直于金屬表面的六角形細胞組成,每個細胞的中心有一個膜孔,并具有很強的吸附力。氧化鋁制品浸泡染料溶液中,染料分子通過擴散進入氧化膜的膜孔,與氧化膜子鍵形成共價鍵和解離。鍵結合是可逆的,一定條件下發生解吸。因此,染色后要封孔,將染料固定孔內,提高氧化膜的耐蝕性和耐磨性。
2陽極氧化工藝對染色的影響
整個陽極氧化染色過程中,陽極氧化工藝引起染色不良是常見的。氧化膜厚度和氣孔的均勻性是染色獲得均勻顏色的前提和基礎。為了獲得均勻的氧化膜,必須保證足夠的循環、冷卻能力和良好的導電性。另外,它是氧化過程的穩定性。
硫酸濃度應控制180-200g/L,較高濃度的硫酸能加速氧化膜的溶解反應,有利于孔隙的擴張,更易染色。
鋁離子濃度應控制5-15g/L,當鋁離子濃度小于5g/L時,氧化膜的吸附能力降低,影響著色速度。當鋁離子濃度大于15g/L時,影響氧化膜的均勻性,容易出現不規則氧化膜。
當氧化溫度控制20℃左右時,氧化浴溫度對染色過程有顯著影響。如果溫度太低,氧化膜的孔隙會很密,染色速度會明顯減慢。如果溫度過高,氧化膜就會疏松,容易粉化,不利于染色過程的控制。氧化槽的溫差應2℃以內。
電流密度,120-180a/m2。當電流密度過高,膜厚固定時,鋁電解時間應相應縮短。這樣,氧化膜溶液的溶解減少,膜孔致密,染色時間延長。同時,該膜容易粉化。
氧化膜的厚度通常為10微米。如果膜厚太低,染色容易出現不均勻現象。同時,當需要染深色(如黑色)時,由于膜厚不夠,染料沉積量有限,無法達到所需的色深。
總之,陽極氧化作為染色的前道工序,是染色的基礎。染色之前,我們很難或不可能看到陽極氧化的問題。一旦染上顏色,我們就可以清楚地看到顏色不均勻的現象。這時,生產工人往往把問題的原因歸結為染色不正常,而忽略了氧化過程來尋找原因。


3染色
3.1染色前清洗
陽極氧化后,氧化膜孔隙中殘留硫酸溶液,因此鋁制品染色前必須徹底清洗。應避免將雜質離子,特別是磷離子和氟離子帶入染色槽。染色池前設置純水清洗,并對水質進行監測。
3.2染色槽的制備
用于染色的染料多為有機染料,易變形。為有效防止罐液發霉,配制罐液前,可先用漂白粉、苯酚等藥物對罐體進行消毒。配制浴液時,加入防霉劑可有效延長染色液的使用時間。浴液投入使用前應貯存幾個小時。為了保證pH值的穩定,可以加入醋酸鈉來減緩染色過程控制
(1)溫度
染色過程中,染色速率隨著溫度的升高而增大。因此,染色一定深度所需的時間隨著溫度的升高而減少。同時,當鍍液溫度升高時,同步封孔也會加快。如果溫度過高,同步封孔會過快,染料分子膜孔中沒有足夠的吸附,由于氧化膜的膜孔封閉而停止染料的積累,達不到要求的深度。但較低的溫度下染色可以染出較深的顏色,但相應的時間較長,因此不適合按同一顏色要求染色,染色溫度可以適當調整,避免染色時間過長或太短。
(2)染料濃度
根據吸附規律,一定的工作條件下,染料陽極氧化膜上的吸附容量隨染料濃度的增加而增大。然而,這一規則僅適用于氧化膜本身具有吸附能力的情況。對于不同深度的顏色,染料濃度也應相應調整。初期配制浴液時,應盡量配制濃度較低的溶液。隨著生產的進步,染料是不斷消耗的,消耗的部分要不斷補充,少補充,多補充。如果確定染料濃度,應考慮雜質離子的影響,實際有效濃度可能與檢測結果有較大差異。因此,應定期檢測染色槽的實際染色力。
為保證染色力穩定,生產一段時間后可部分更換浴液。
(3)時間
與電解著色一樣,其它條件不變的情況下,隨著時間的延長,顏色逐漸加深。一般來說,確定氧化條件時,染料濃度和溫度都是確定的。我們必須調整染色時間以達到客戶要求的顏色深度。如果染色時間太短,我們就能得到所需的顏色。缺點有兩個:一是上色太快,不容易得到均勻的顏色;二是上色太快,顏色耐候性不夠。如果染色時間過長,或無論染色時間多長都無法達到所需的色深,則應考慮氧化膜是否過薄或染料濃度是否過低。
(4)pH值
一般要求pH值為5-6。穩定的pH值對染色非常重要,尤其是混合染料。不同的pH值可能有不同的顏色。為了提高pH值的穩定性,配制浴液時加入緩沖液是可行的。同時,染色前要加強水洗,避免酸性物質。
3.4染色后的洗滌
鋁制品染色后應進行洗滌,以去除鋁制品表面的浮色。這時,要注意洗滌槽的水質,因為染料分子和氧化膜的結合是可逆的。當水中雜質離子較多時,染料分子和氧化膜會分離到水中,褪色往往不均勻,造成同一材質上的色差。
4孔密封
孔密封是陽極氧化不可缺少的一部分。氧化染色后,只有封孔才能保證染色膜的原色。封孔工藝有很多種。蒸汽密封、熱水密封和中溫密封是很好的選擇。有些染料還可以選擇冷封工藝。封口后,由于褪色,顏色可能會比之前稍微淺一些,但只能注意一點。
染色作為陽極氧化后處理的一個分支,因其色澤宜人而被廣泛應用,越來越受到人們的青睞。
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