您好,欢迎来到澳门永利视讯平台-中国铝业协会

铝和铝合金装饰性阳极氧化工艺 讲 座(四)

2020/3/16 8:09:28 人评论 次浏览 分类:技术

铝和铝合金装饰性阳极氧化工艺

 座(四)

戴维浩(上海制笔

 关于氧化膜的染色问题

由于铝氧化膜的多孔性和高度的比表面积,它具有极强的吸附能力,这种吸附能力是随着孔隙率的增加而增强;因此,铝氧化膜可用有机或无机染料着色,并可作有机涂料的良好底层。

铝氧化膜的性质及表面状态对染色质量具有很大关系。酸和草酸阳极氧化膜除了由于它们的孔隙率比普通硫酸氧化膜小,吸色能力较差外,膜层中残留的电解液(如重酸根离子)将会大大降低有机染料的日晒牢度,所以需要有机染料染色的制品常用硫酸氧化膜。一般说来,厚层多孔的氧化膜比薄层少孔的氧化膜吸色能力强,故装饰性硫酸硬质阳极氧化膜通常染成浅色。氧化膜的色泽及透明度对染色的鲜艳度具有极大的关系,对于某些纯度较差的铝及其合金往往由于氧化膜的补色作用使染色后的色泽较为晦暗;所以高纯度铝氧化膜上所染的颜色最为鲜艳。制品氧化后的处理过程中,应严禁与油污接触,否则极易造成染色不均匀等现象。

无机染料虽具有较好的日晒牢度,但其鲜艳度较差。故一般不宜作为装饰性染色。有机染料虽色泽一般较鲜艳,但其日晒牢度根据染料性质的不同亦有较大的差别,例如:直接天蓝、直接黄、媒染纯黄、酸性橙、酸性红、酸性棕等,一般耐晒牢度较差,只适宜于室内制品的装饰;但直接耐晒蓝、酸性黄、酸性蒽醌绿、素红、酸性紫、酸性黑、可溶性还原染料等不但具有令人喜悦的鲜艳色泽而且亦布一定的日晒牢度;活性染料由于色泽极为鲜艳,所以应用者不少。总之染料的分子结构和其特性直接影响染色质量,必须根据制品的实际使用条件去选择染料,方能达到预期目的。

影响染色质量的工艺因素有:

1. 染色液的浓度:

应根据阳极氧化的工艺条件(主要是温度和氧化膜的厚度决定染液浓度的高低。 通常染色液的适宜浓度约在0.13/升之间,某些深色染料则为515/少数更浓些。利用低浓度染色时,虽然染色时间较长,但染料较易渗透到氧化膜孔隙内层深处,增加色泽的坚牢度,而且对不同批量的氧化膜色也方便。利用高浓度染色,一般浮色较多,且在封闭过程中容易流色。对于硬质氧化膜(8微米以上)染成深色的染料浓度一般控制在2050/升之间可获得满意的色泽。

2. 染色液的温度:

染色通常分为室温冷染和热染两种,主要根据染料的性质和工艺要求而定。一般冷染时间较长,容易控制色调,但日晒牢度较差,所以常用热染法。热染法的特点主要是上色速度快,耐晒性能好;对于控制各制品的色泽(特别是浅色)均匀比较困难。而接近点条件下的染色,往往使染料分子在尚未渗透到膜层内层即被封闭在表层,故最佳的染色温度应控制在4065。欲染深色的硬质氧化膜常用温室染色,以避免膜层被封闭。

3. 染色液的pH值:

染色液的pH值应根据染料的特性而定。一般酸性染料pH值控制在56之间,过低的pH值将会降低膜层内染料的坚牢度、耐晒性能等,并在封闭过程中容易流色。染浓的pH调节一般采用冰醋酸,或加入适当比例的醋酸和醋酸缓冲液。

4 染色液中的杂质:

对氧化膜染色的均匀性最有影响的因素是液面的油污,而对染色液性质最有影响的是:Al+++Ca++,Mg++Fe++SO4,等离子。为了避免这些离子带入染色液,染色槽必须采用搪瓷、铝或不锈钢等材质,并用软水配制染色液,在某些染液中加入络合剂以消除有害阳离子的影响。

铝制品氧化后经充分清洗,再以12%氨水中去除残留在膜层孔隙中的酸液,提高氧化膜与染料分子的亲和力。如阳极氧化后停留时间较长,氧化膜因自然封闭作用而影响染料的着染性,则可将氧化制品10%的醋酸溶液中处理10分钟(室温),以提高氧化膜的着染性。如将氧化后制品立即放在离温烘箱中干燥,氧化膜可在-段时间内仍旧保持很强的吸附能力,不影响其着染性。制品染色不宜放入清水中停留,以免制品流色、发花。

目前,轻工业铝氧化制品的装饰染色,已经由单色、拼色进展到多色图案。 多色工艺般可分两大类:

(1)一次氧化多次染色:

铝制品阳极氧化后先染图案所需部份的颜色,并在6080的烘箱中干燥;然后以防染绝缘涂料(如:油墨、厚漆等)刷印所需图案,再经干燥固化处理后进行褪色、清洗,继续染上第二种颜色,依此顺序还可染更多种颜色。最后去除绝缘层,获得多色图案。褪色液的组成一般根据不同染料的性质可采用1%的次氯酸30%的硝酸、草酸等。如采用套染法可免除褪色处理,但应避免氧化膜被油脂等粘附而失去吸附力,因此在操作中应带上乳胶手套,并力求避免氧化膜自然封闭的倾向。

(2)二次氧化多次染色:

这一工艺主要是以获得具有立体多色图案为目的;方法是将制品氧化后染上图案颜色再绝缘保护,干燥、退除氧化膜,再经氧化、染色,所得到的具有立体感强的多色图案。

六、 关于氧化膜的封闭问题

氧化膜的封闭处理,主要是增强氧化膜的防腐性能和减弱对油污的吸附能力, 使制品氧化后的外观持久。目前封闭处理的工艺方法很多,应用亦不相同,例如: 适用于防腐性氧化膜的重封闭,染色氧化膜的盐类封闭,有机物封闭,水封闭和蒸汽封闭。

在不同的介质中进行封闭处理, 其反应是有所区别;在水和蒸汽中封闭主要由于氧化膜与水反应生成水合氧化铝:

Y-Al203+nH20一→Al203.nH20

因此氧化膜的体积增加约33%,闭塞了膜的孔隙,以达到抗蚀和降低吸附能力的目的。

封闭用水应采用蒸水或去离子水,含有杂质的封闭用水和pH值大于6.5的情况下,氧化膜封闭后往往产生雾状外观类似粉霜)而影响光亮度,因此可用酸调节pH6左右为宜;氧化膜的完全封闭时间约为45 分钟/微米,表层氧化膜的封闭时约为510分钟。

染色氧化膜在封闭过程中的流色,可以先加入醋酸或醋酸给予固色封闭, 然后再用蒸汽封闭或水封闭。某些染料染色的氧化膜采用醋酸铅封闭可提高其日晒牢度;加入酸式磷酸盐可大大提高膜层的封闭性能,并可防止封闭过程中的粉霜。

硬质氧化膜的制品由于膜层与铝的体膨胀系数相差很大,又无弹性,故不可将氧化后的制品在沸水中骤然加热或封闭后骤然冷却,以防止膜层的碎裂而影响其防他性能和外观质量。

七、 装饰性阳极氧化工艺流程示例

1. 精饰性氧化工艺流程:

检验一一化学除油一-热水洗一一冷水洗-一中一-冷水洗一一干燥一-机械磨光和抛光-一检验一-按装挂架一一化学除油一一热水洗一-冷水洗一-中和一一冷水洗一一电解抛光一一热水洗一一冷水洗一-阳极氧化或交流电氧化一一冷水洗-一-中和一一冷水洗一一染色一-冷水洗一一封闭一-冷水洗一-拆下挂架一一抛光或擦光一一检验

2. 装饰性氧化工艺流程:

检验-一按装挂架一-化学除油一一热水洗一一冷水洗一-中和一一冷水洗一一化学抛光一→冷水洗一-阳极氧化或交流电氧化一-冷水洗-一中和一一冷水洗-一染色--一冷水洗一一干燥或封闭一一拆下挂架一一检验

3. 防腐装饰性氧化工艺流程:

检验一一按装挂架一-化学除油一一热水洗一一腐蚀-一热水洗一一冷水洗一一出光一一冷水洗一-阳极氧化或交流电氧化一-冷水洗一-中和一-冷水洗一一染色一-冷水洗一一封闭一-热水洗-一干燥

来源:铝合金阳极氧化

 

澳门永利视讯平台-中国铝业协会

官方微博

023-65818118

咨询:每天8:00-17:30

法定节日休息

传真:023-65818779