3、着色技术措施
(1)用于染色的染料纯度越高越好,凡掺有大量填充剂(如元明粉、糊精)的染料染铝效果差。批量染色要注意头续缸染液浓度变化,正确补充以确保颜色深浅一致。
(2)采用印花工艺进行多色染色应先浅后深,有黄、红、蓝、棕、黑。染印第二色时,喷漆应该干燥,使涂料紧贴铝面,否则染料会浸入,出现毛边界限不明等。
(3)为保证着色均匀、色泽一致,铝件阳极氧化处理条件必须一致,染色条件也应一致。
(4)染色液同纯水配制,如用硬水则应加六偏磷酸盐(浓度小于5%),以免沉淀生成。染料应完全溶解,否则着色不均,易出现深色斑点。
(5)着色槽应用非活性材料如搪瓷、陶瓷、不锈钢、玻璃等制成,以免引起化学反应造成染液变质。
(6)严禁油污进入染液中,否则着色表面容易出现条纹或污斑缺陷。
(7)可用混合染料着色,但须注意膜层在染液中可能发生的选择性吸附,使颜色不调和或改变色泽,这样处理的膜层颜色不如用单一染料的耐晒。拼色染应将两种染料分别溶解再置于染浴。凡酸性染料必须用醋酸调节pH值,醋酸加入量依染料浓度而定,染液pH值在4.5-6加入98%醋酸约0.5-1ml/L。
(8)醇溶性染料用乙醇做溶剂溶解。可溶性还原染料染色后,必须在含有亚硝酸钠10g/L,1.84g/cm3硫酸25ml/L,温度为50~60度显色液中显色1分钟。分散染料在水溶液中染色染液须不停地搅动,分散染料中分散橙GR、分散蓝FFR可获得很满意的染色效果。其他分散染色前的阳极氧化铝须用马来酸、乳酸、酒石酸、5-磺酸基水杨酸等处理再染色。
(9)金属铝中含有杂质影响染色,含硅超过25%底膜显灰色,只宜染深色;含镁超过1%染色带暗灰;含锰色淡而且不鲜艳;含铜色纯,含铁、镍、铬太多色彩沉闷。
(10)某些染液中有硫酸存在,会使膜层着色不上。即使硫酸对染料无影响,也会使染料的pH值下降,导致色调的变化。因此,着色前制品的清洗尤为重要。当用碱性染料着色时,氧化膜必须用2%-3%的单宁酸溶液处理,否则着色不上。待着色的氧化膜层不应有指印及易于生成污点的水滴,否则将使这些部位的吸附能力降低。
(11)为提高氧化膜层的吸附能力,特别是要着深色的制品,着色前可在80度的5ml/L硫酸溶液中浸泡1分钟,或在40度下浸泡15分钟。
(12)着色不理想的制品可在50%硝酸或5ml/L硫酸溶液中褪色。某些难于脱除的染料所著色的制品则可在更浓的硫酸或1%的次氯酸钠溶液中漂白,洗涤后重新着色。
(13)着色后必须经封孔处理,这对含铜的合金制品尤为重要。若在0.5%醋酸镍溶液中封孔,制品表面出现的黑斑可通过添加0.5%硼酸或醋酸使封孔液中的pH值降至5.3-5.5,而得到消除或减少到最低限度。
(14)为提高制品表面的光亮度,阳极化前可进行抛光处理,封孔后还可用细绒布等进行抛光或是浸涂熔融的石蜡或是喷涂清漆。
(二)无机染料染色
到目前为止,耐气候性的有机染料并不多,膜层颜色在100度以上高温就会发生改变。而无机染料当温度超过金属的熔点时,其颜色不会发生变化。无机染料着色有一液法和二液法。前者指阳极氧化膜浸入一种溶液中,这种金属盐在膜孔内水化生成色淀而使膜层显色。后者即经阳极氧化的制品先在一种盐溶液中浸渍,清洗够再浸入另一种盐溶液中,两次浸渍吸附的盐发生反应生成一种不可溶的沉淀色料,从而使制品表面显色。部分无机染料着色工艺及配方见表-10。
表-10 部分无机染料着色工艺及配方
颜色 呈色化合物 无机盐名称 用量 g/L 温度/度 时间/min 备注
红褐 亚铁氰化铜 硫酸铜亚铁氰化钾 10-10010-50 80-9080-90 10-2010-20 2CuSo4+[Fe(CN)6]K4→[Fe(CN)6] Cu2+2K2 So4
褐色 铁氰化铜 硫酸铜铁氰化铜 10-10010-50 80-9080-90 10-2010-20 3CuSo4+2[Fe(CN)6]K3→[Fe(CN)6] 2Cu3+3K2 So4
一乙醇胺氯化镍 2732 60-70 10
重铬酸银 硝酸银重铬酸钾 50-10010-50 7575 510 2 AgNO3+ K2Cr2O7→Ag2 Cr2O7+2 KNO3
深褐色 醋酸钴乙二胺 3020 80-90 3
硫酸镍乙二胺 3020 80-90 5
硫化铅 醋酸铅硫化铵 100-20050-100 9075 510 PbAc2+(NH4)2S→PbS+2 NH4Ac
氢氧化钴 硝酸钴双氧水氨水 2 Co(NO3)2+ H2O2+4NH4OH→Co(OH)3+4 NH4 NO3
黄色 重铬酸铅 醋酸铅重铬酸钾 100-20050-100 9090 510 PbAc2+ K2Cr2O7→Pb Cr2O7+2 KAc
铬酸铅 醋酸铅铬酸钾 100-20050-100 9075 510 PbAc2+ K2CrO4→Pb CrO4+2 KAc
硫化镉 醋酸镉硫化铵 50-10050-100 7575 510 Cd Ac2+(NH4)2S→Cd S+2 NH4Ac
白色 硫酸铅 醋酸铅硫酸钠 10-5010-50 5060 1530 PbAc2+ Na2SO4→Pb SO4+2 NaAc
硫酸钡 硝酸钡硫酸钠 10-5010-50 6060 1530 Ba(NO3)2+ Na2SO4→Ba SO4+2 Na NO3
黑色 硫化钴 醋酸钴硫化钠 50-10050-100 90-10090-100 10-1520-30 Co Ac2+Na2S→CoS+2 NaAc
氧化钴二氧化锰 醋酸钴高锰酸钾 50-10015-25 90-10090-100 10-1520-30 CoAc2+2KMnO4→2 KAc+ CoO+Mn2 O3+2O2↑
蓝色 普鲁士蓝 亚铁氰化钾硫酸铁 10-5010-100 90-10090-100 5-1010-20 Fe2(SO4)3+3[Fe(CN)6]K4→[Fe(CN)6]3 Fe4+6K2SO4
普鲁士蓝 亚铁氰化钾氯化铁 10-5010-100 90-10090-100 5-1010-20 4 FeCl3+3[Fe(CN)6]K4→[Fe(CN)6]3 Fe4+12KCl
金黄 三氧化二锰 硫代硫酸钠高锰酸钾 10-5010-50 90-10090-100 5-105-10
橙黄 铬酸银 铬酸钾硝酸银 5-1050-100 7575 105 K2CrO4+2AgNO3→2KNO3+Ag2 CrO4
醋酸铜1、3-二氨基丙烷 3015 70-80 5
醋酸铜乙二胺 3015 70-80 5
金黄 铬酸锌氟化锌硝酸 41.53.5 60 10
草酸铁铵 15-25适量 40 1-5 pH值5.5-6.5
黄茶色 硫酸亚铁乙二胺 3015 80-90 5
青铜色 醋酸钴高锰酸钾 2022 30 5-20 pH值6-7,着色前浸小苏打液10g/L。
金色(浅)金色(深) 草酸高铁铵三水合草酸高铁胺 1025 5050 22
其他颜色的着色工艺有:先浸入铜盐溶液后浸渍硫化物溶液,或是从硫酸铜和亚砷酸钠之间的反应都可以得到绿色膜层:橙色膜则从酒石酸锑钾和硫化氢反应获得;古铜色可在含有氯化铁的草酸溶液或硫酸亚铁、亚铁氰化钾和高锰酸钾的混合溶液中浸渍获得,生成的氢氧化铁色淀,用没食子酸或焦性没食子酸调和,可使之变为深色。用三氧化铬0.4份、重铬酸钠0.35份、氟化钠0.08份、表面活性剂(C9—烷基酚聚氧乙烯醚)0.5份配成的水溶液,pH值1.8,于50度将经过硬脂酸处理的铝粉(50μm)浸入,可浸染得浅黄色的铝粉。将6份黄金溶于王水,用适量蒸馏水冲淡,另将石灰30份溶于160份蒸馏水,2小时后,将金溶液加入石灰溶液中,静止5-6小时,倒去上层水,得金氯酸钙沉淀;然后加入1000ml的水,再加入硫代硫酸钠,加热10分钟,不可沸腾,过滤后将铝浸入即可染成金黄色。将醋酸钴10-30g/L于50度浸染铝制品2分钟后清洗,再浸入含高锰酸钾5-30g/L溶液,在30度处理2分钟,可得古铜色。交流电解的硫酸膜含有相当数量的游离硫在某些稀盐溶液中,能与重金属化合而使膜层着色,见表-11。着色之前膜层用氨溶液清洗以除去孔隙中残存的硫酸,这样可使生成的硫化物溶解减少,膜层的色调因此加强。
表-11 交流电解硫酸膜在稀盐溶液中着色
盐溶液 颜色 盐溶液 颜色 盐溶液 颜色
1%硝酸银 橄榄棕 2%硫酸铜 绿 1%柠檬酸铋铵 棕
2.5%醋酸铅 深棕红 1%酒石酸锑钾 橙 1%硫酸亚锡 棕黄
1%醋酸镉 黄 1%硫酸亚铁铵 橄榄 1%过锰酸钾 浅黄
1%醋酸钴 黑 1%二氧化硒 金丝雀黄 2%草酸铁铵 黑
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