铝阳极氧化与染色技术之三染色处理

1、铝阳极氧化与染色技术之三染色处理作者：来源：阅读次数： 703化学着色法工艺简单、控制容易、效率高、成本低、设备投资少、着色色域宽、色泽鲜艳。但大面积制品容易出现颜色不均匀，着色后清洗、封孔不当或受到机械损伤时易脱色，着色膜的耐光性相对较差，故往往仅用于室内装饰、日常用小型铝制品的着色处理。铝阳极氧化膜的化学着色是基于多孔膜层有如纺织纤维一样的吸附染料能力而得以进行的。一般阳极氧化膜的孔隙直径为0.01- 0.03 m，而染料在水中分离成单分子，直径为 0.0015- 0.0030 m，着色时染料被吸附在孔隙表面上并向孔内扩散、堆积，而且与氧化铝进行离子键、氢键结合而使膜层着色，经封孔处理，染

2、料被固定在孔隙内。（一）有机染料染色1 、染料的选择有机染料品种繁多， 依据不同用途和产品档次选用染料。 如可溶性还原染料价格昂贵， 色牢度极佳， 故多用于高档铝制品金笔、打火机、助听器的染色；醇溶性染料用于铝箔染色；油溶性染料用于铝箔的印花，使用前溶于硝化纤维素系、乙烯树脂系或聚酰胺树脂系等亮漆中，或者溶于烤漆中的三聚氰胺树脂与环氧树脂中，印制后在清洗干净的铝箔表面形成带有染料的树脂膜。用于铝制品染色的染料类别有酸性染料、酸性络合染料、酸性媒介染料、直接染料、弱酸性染料、分散染料、可溶性还原染料、活性染料、碱性染料、醇溶染料、油溶染料等。2 、有机染料着色工艺及控制（ 1）单色染色：将经阳极

3、氧化、用清水洗净的铝制品，浸入规定温度染液中浸泡，染色的时间依颜色深浅而定、染浴量可控制在与制品体积之比 10 ：1。（ 2）多色染色：若在铝件上染两种和多种不同的颜色，如山水、花鸟、任务、文字等，多采用印花工艺来完成，印版可采用型版（锌版、纸版）和丝网版，可用直接印花法、涂料防染法、泡沫塑料扑染法等。一般做法是将第一种颜色染色后，对需留下颜色的部位用花版印上保护漆膜，剩余的颜色脱去，第二、三及更多的颜色依此类推即可。各种有机染料的染色浓度及工艺条件见表-9。颜色染料名称浓度 g/L温度 0CpH 值时间 minAludye黑色黑 HBK8-1050-605.5-615-30黑 MBK8-10

4、50-555.0-5.55-10黑 MRL10-1250-605.0-6.05-30黑 BBK10-1250-605.0-6.015-30黑 DG1055-606.0-7.010-30黑 WAL10-1250-556.0-7.015-30黑 MLW8-1250-604.2-4.85-30Aludye红色大红 A2-550-605-5.55-10大红 D4BS2555-606.0-7.05-10艳红 MB0.5-550-555.5-6.05-15大红 D4B255-605.5-6.05-10红 SBR350-555.0-6.05-10红 FRB0.5-550-555.0-5.55-10艳红 3B

5、1-250-555.5-6.05-15红 MBES1-255-605.0-5.55-10大红 MBES1-255-605.0-5.55-10红 RBL255-604.5-5.05-15红 PBL255-605.0-6.05-10红 CFB0.5-550-556.0-7.05-15红 FPR 高浓0.5-550-555.0-6.05-15大红 FAR 高浓0.5-550-556.0-7.05-10桃红 BN0.5-550-556.0-7.05-15紫 VB250-555.5-6.05-10紫 MFBL550-555.5-6.05-10紫 RVB550-555.0-6.05-15紫 MBB550-

6、555.0-6.05-15酒红 BL50-555.0-5.55-15棕 BRL250-604.5-5.05-15棕 CFA0.5-255-604.5-5.55-15棕 THM0.5-555-605.0-6.05-10棕 BM0.5-555-605.5-6.05-15棕 GL0.5-555-605.5-6.05-15棕 KBL1-555-605.5-6.55-15红棕 AG0.1-250-556.0-7.05-10黄棕 ASG0.2-256-604.5-5.05-10绿 BGLN250-555.0-5.55-15绿 RGS1-955-605.0-5.55-15绿 5GM250-555.0-6.0

7、5-15绿 M6B250-605.5-6.05-15绿 ABGL250-555.5-6.05-10绿 DB0.5-255-605.0-6.05-10绿 A3GM2-555-606.0-7.05-15黄 FD0.5-550-555.0-5.55-10黄 FLY0.2-550-605.0-5.55-10黄 DRL0.5-255-606.0-6.55-10黄 GR0.2-250-555.5-6.05-10黄 DGL0.2-250-556.0-7.05-10黄 3RF0.5-555-604.5-5.55-10黄 YBL0.2-250-555.0 -5.55-15金黄 MBES0.5-255-605.5

8、-6.55-10黄 2GL1-250-555.5-6.05-15黄 GLL250-555.5-6.05-10嫩黄 ALNW1-250-556.0-7.05-10金 D2GL0.1-255-606.0-7.05-15橙 GR0.1-250-555.5-6.55-10金 G227-605.5-6.51-10橙 SRL2-550-555.5-6.51-10橙 MBES250-554.5-5.55-10橙 GNS0.5-550-555.5-6.05-10湖蓝 AB1-250-554.5-5.05-15蓝 2LW0.5-2555.5-6.05-15蓝 GBL1-250-554.5-5.55-15蓝 2A

9、L1-250-554.55-15海军蓝 NBL1-2555.85-15翠蓝 GB0.5-255-605.0-6.05-15灰 MBL0.5-255-606.0-7.05-10灰 BRL0.5-150-556.0-7.05-10灰 2BL0.1-155-605.0-6.05-10灰 ABL0.5-1055-606.0-6.55-20灰 GBL0.5-255-605.5-6.05-10灰 VA0.5-150-555.0-5.55-10灰 G2RC1-1055-605.0-6.05-15灰 GR1-1050-555.0-5.55-15灰 GL2-555-606.0-6.55-10青铜 2LW2-55

10、5-604.0-5.05-103 、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现深色斑点。5%（ 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。

11、（ 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 5060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

12、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

13、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着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

14、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温度 /度 时间 /min 备注g/L红褐亚铁氰化铜硫酸铜10-10080-9010-202CuSo4+Fe （ C

15、N ）6K4 Fe （ CN）6 Cu2+2K2 So4亚铁氰化钾10-5080-9010-20褐色铁氰化铜硫酸铜10-10080-9010-203CuSo4+2Fe （ CN）6K3 Fe（ CN ）6 2Cu3+3K2 So4铁氰化铜10-5080-9010-20一乙醇胺2760-7010氯化镍32重铬酸银硝酸银50-1007552 AgNO3+ K2Cr2O7 Ag2 Cr2O7+2KNO3重铬酸钾10-507510深褐色醋酸钴3080-903乙二胺20硫酸镍3080-905乙二胺20硫化铅醋酸铅100-200905PbAc2+ （NH4 ） 2S PbS+2 NH4Ac硫化铵50-10

16、07510氢氧化钴硝酸钴双氧水氨水黄色重铬酸铅醋酸铅重铬酸钾铬酸铅醋酸铅铬酸钾硫化镉醋酸镉硫化铵白色硫酸铅醋酸铅硫酸钠硫酸钡硝酸钡硫酸钠黑色硫化钴醋酸钴硫化钠氧化钴醋酸钴二氧化锰高锰酸钾蓝色普鲁士蓝亚铁氰化钾硫酸铁普鲁士蓝亚铁氰化钾氯化铁金黄三氧化二锰硫代硫酸钠高锰酸钾橙黄铬酸银铬酸钾硝酸银醋酸铜1、 3- 二氨基丙烷醋酸铜乙二胺金黄铬酸锌2 Co （ NO3 ）2+ H2O2+4NH4OH Co（ OH ） 3+4 NH4 NO3100-200905PbAc2+ K2Cr2O7 Pb Cr2O7+2 KAc50-1009010100-200905PbAc2+ K2CrO4 Pb CrO4+2

17、 KAc50-100751050-100755Cd Ac2+ （ NH4 ）2S Cd S+2 NH4Ac50-100751010-505015PbAc2+ Na2SO4 Pb SO4+2 NaAc10-50603010-506015Ba（NO3 ）2+ Na2SO4 Ba SO4+2 NaNO310-50603050-100 90-10010-15Co Ac2+Na2S CoS+2 NaAc50-100 90-10020-3050-10090-10010-15CoAc2+2KMnO4 2 KAc+ CoO+Mn2O3+2O215-25 90-10020-3010-5090-1005-10Fe

18、2 （ SO4 ）3+3Fe （CN ）6K4 Fe（CN ）63 Fe4+6K2SO410-10090-10010-2010-5090-1005-104 FeCl3+3Fe （ CN） 6K4 Fe（ CN ）63 Fe4+12KCl10-100 90-10010-2010-50 90-1005-1010-5090-1005-105-107510K2CrO4+2AgNO3 2KNO3+Ag2CrO450-1007553070-805153070-8051546010氟化锌1.5硝酸3.5草酸铁15-25401-5pH 值 5.5-6.5铵适量黄茶色硫酸亚铁3080-905乙二胺15青铜色醋酸

19、钴20305-20pH 值 6-7 ，着色前浸小苏打液 10g/L 。高锰酸钾22金色（浅）草酸高铁铵10502金色（深）三水合草酸高铁胺25502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

20、将经过硬脂酸处理的铝粉（50m）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

21、，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%草酸铁铵黑铝阳极氧化与染色技术四、封孔处理为了提高铝件质量和染着色牢固，着色后必须将氧化膜层的微细孔隙予以封闭，经过封闭处理后表面变的均匀无孔，形成致密的氧化膜。染料沉积在氧化膜内再也擦不掉，且经封闭后的氧化膜不再具有吸附性，可避免吸附有害物质而被污染或早期腐蚀，从而提高了阳极氧化膜的防污染

22、、抗蚀等性能。常用的着色后的封孔方法有水合封孔、无机盐溶液封孔、透明有机涂层封孔。（一）水合封孔水合封孔包括沸水封孔和常压、加压蒸汽封孔。1 、水合封孔的原理铝的阳极氧化膜在水中有两种形式的反应；一是，在80 度以下， pH4 的水中，与水结合成拜耳体三水合氧化铝，这种结合仅是物理结合，过程是可逆的。另一种是在80 度以上的中性水中，氧化铝与水化合成波米体型的一水合氧化铝，这就是通常所指的水合封孔的反应过程，由于一水合氧化铝的密度（ 3014kg/ 立方米）比氧化铝（ 3420kg/ 立方米）的小，体积增大 33% 左右，堵塞了氧化膜的孔隙。2 、影响沸水封孔的原因（ 1）时间、温度：在其他条件相对一致的前提下，随封孔时间的延长，膜层结合水量增加，抗蚀性提高；随封孔温度的升高，水化程度提高，抗蚀性增强。（ 2）pH 值、水质：一般在