鈦金鋁型材退色 的緣由 及著色工藝的改良

1. 媒介

盡人皆知 ，鋁型材鈦金色的電解著色主鹽是亞硒酸鹽，它經(jīng)由過程 在氧化膜孔中電解沉積的方式獲得 鈦金色。這類 色彩 呈金黃色，色調(diào)雅致 、美不雅 而使人 心曠神怡，被普遍用于室內(nèi)裝潢 。但是 美中不足的是它在出產(chǎn)或利用 進(jìn)程 中卻始終存在褪色的問題，特別 電泳鈦金色。據(jù)相關(guān) 資料介紹，發(fā)生 褪色的緣由 多是 ：氧化膜孔中的著色析出物在受熱或 太陽光中的紫外線照耀 下，物資 布局發(fā)生轉(zhuǎn)變 而褪色。而恰是 這個緣由 致使 鋁型材鈦金色的利用 與推行 年夜 受限制，特別 是電泳鈦金色型材。但是 做為室內(nèi)裝潢 材料，由于它自己 具有沒有 可對比 的艷麗光彩 ，對利用 者而言天然 是極具誘惑力，是以 很多 客戶對它的愛好 還是難以割舍，故電泳鈦金色型材的潛伏 市場較年夜 。鑒于此，若何 能提高電泳鈦金色鋁型材的耐候性已成為我們鋁型材氧化工作者急需解決的課題。經(jīng)屢次 實驗 ，我們認(rèn)為鋁型材電解著色工序是在出產(chǎn)中影響電泳鈦金褪色的首要 工序。而這個工序的幾個首要 工藝參數(shù)值將對電泳鈦金色的不變性起環(huán)節(jié)感化 。

2. 實驗 部門

顛末初步挑選 我們肯定 以著色液溫度、鈦金劑A濃度、著色電壓為鈦金色鋁型材著色環(huán)節(jié)的首要 工藝參數(shù)，并對每 參數(shù)拔取 三個分歧 的水平，以氧化膜10?m的鋁型材為樣板，經(jīng)由過程 正交嘗試著色后再電泳（復(fù)合膜到達(dá) 國度 B級尺度 ），獲得 樣品后再進(jìn)行100小時313B熒光紫外燈照耀 老化實驗 。成效以下 ：

表1

表2

由上表可知，被選定的三個工藝參數(shù)在分歧 水平下對鈦金色的不變性都起到較年夜 影響。當(dāng)溫度身分 選水平2，濃度身分 選水平3，電壓身分 選水平1時樣品顯現(xiàn)最好的實驗 成效。別的 我們還看到著色時間短的樣品普遍比時間長的實驗 成效要好，所以我們肯定 本廠利用 鈦金劑A選用的最好 工藝參數(shù)是：溫度35±2℃ 、 鈦金劑A濃度6g/l （可恰當(dāng) 調(diào)劑 鈦金劑A濃度，務(wù)必節(jié)制 著色時間在10分鐘之內(nèi) ）、 電壓13V。

3. 接洽

⑴著色機(jī)理的切磋

要想弄清鈦金色的褪色緣由 ，我們必需 起首 對鋁型材電解著色的機(jī)理有一定領(lǐng)會。關(guān)于鋁型材電解著色機(jī)理的論說 較多,今朝 年夜 家普遍偏向 于這類 說法:在陽極氧化多孔性膜的底部, 都存在一層0.01 ～ 0.05?m的反對 層, 此反對 層是電阻很年夜 的離子導(dǎo)體和電子導(dǎo)體。在進(jìn)行電解著色時, 金屬離子由溶液中向多孔膜的底部移動, 其鞭策 力是電場的電泳力和化學(xué)位的分散力。著色時的電壓一般低于陽極氧化時的電壓, 著色電壓的年夜 部門消耗于反對 層的歐姆電壓降, 所以在多孔膜孔的兩頭 幾近 沒有電位差, 是以 金屬離子首要 靠分散進(jìn)入微孔內(nèi),反對 層上電子的傳扶引 起了金屬離子或金屬含氧酸根離子的還原。還原析出物在孔底以膠粒或微晶的狀況 析出, 當(dāng)這些微粒的年夜 小與可見光的波長附近時將發(fā)生光的選擇性接收 或散射, 因此 顯現(xiàn)出怪異的色采 。

電解著色時的析出物, 是金屬還是氧化物今朝 還較難一定 。憑據(jù) 嘗試, 銀鹽電解著色的試片在500℃以上加熱處置和陽極化處置時均不變色; 但亞硒酸鹽電解著色試片在陽極化時色彩 不變, 在加熱處置時卻會褪色 。由此闡明, 銀鹽著色時的析出物多是 金屬狀況 的銀, 而亞硒酸電解著色時的析出物多是 氧化物。

⑵工藝參數(shù)的影響

①溫度：由于亞硒酸電解著色時的析出物多是 氧化物，而這類 鹽與高錳酸鉀著金黃色彩 時雷同 ，在常溫下難以經(jīng)由過程 分散方式進(jìn)入氧化膜孔。這可能與它在沉積時的體積位阻較年夜 有關(guān)。有人采取 在氧化后著色前用活化劑對氧化膜擴(kuò)孔的舉措來解決這個問題，但存在擴(kuò)孔不平均 、色彩 反復(fù) 性差和 封孔不及格 的問題。我廠采取 升高作 色槽液溫度的方式 來到達(dá) 增添 離子分散動力降服位阻的目標(biāo) 。但這里泛起 矛盾，由于 氧化膜在溫度高的酸性溶液中，氧化膜的致密性將下降。在出產(chǎn)中我們也曾 把著色液溫度節(jié)制 在45-50℃，但泛起 氧化鈦金的氧化膜變松脆的環(huán)境，電泳鈦金更是年夜 局限 褪色。然則 若槽液不加溫，著色又會異常 堅苦。所以我們要拔取 既能提高作 色能力又能使氧化膜致密性不至于急劇下降的溫度參數(shù)。經(jīng)由過程 年夜 量嘗試，我們終究 肯定 槽液溫度節(jié)制 在35±2℃。

②鈦金劑A濃度：做為著色主鹽的鈦金劑A，濃度凹凸 對著色起首要 感化 ，由于 只有硒氧化物在膜孔中沉積后氧化膜才能顯色。并且 主鹽濃度越高，著色時間越短；反之，則時間長。經(jīng)由過程 正交實驗 ，我們可以看到，著色時間越短對避免 電泳鈦金色褪色越有益 。由于 時間越短，氧化膜的致密性下降越少，而氧化膜的致密性又直接影響電泳鈦金的耐候性。但若是著色時間太短 ，在出產(chǎn)節(jié)制 大將 造成未便 ；其次是主鹽濃渡過 高，槽液帶出消耗 加年夜 ，于本錢 晦氣 。所以，綜合斟酌 ，以將著色時間節(jié)制 在10分鐘之內(nèi) 時的濃度為好 。

③電壓：平日 我們制訂 著色電壓的年夜 小是以不跨越 氧化電壓為準(zhǔn)，由于 著色電壓太高固然 上色速度快但會造成氧化膜脫落。特別 是亞硒酸著色和高錳酸鉀著色，由于它們的著色時間較長、槽液溫度高，電壓參數(shù)比錫鹽著色時更加 敏感。并且 錫鹽著黑色時，由于時間長也會泛起 “爆膜”現(xiàn)象。嘗試證實 ：亞硒酸著色電壓在15V以上時就會泛起 氧化膜變脆乃至 脫落的危險。顛末嘗試，我們終究 把著色電壓肯定 為13V,若是電壓太低 也會造成氧化膜沒法 著色。

⑷著色電源的優(yōu)化選擇

為使主鹽在低濃度下（比正常濃度下降 約30%擺布）也能到達(dá) 快速著色的目標(biāo) ，顛末實踐，我們建議著色電源利用 交換 正弦波舛誤稱電源。限于專業(yè)常識 的局限性，在這里只能做扼要 說起 。這類 電源的特點是可在著色主鹽處于中低濃度并且 不改變其它前提 的環(huán)境下縮短著色時間，今朝 已普遍 用于錫鹽著深色彩 。它的道理 主如果 改變了電源輸出波形的正負(fù)半波長比例關(guān)系，使對著色起首要 感化 的負(fù)半波長時間加長，而沉積著色又首要 發(fā)生在負(fù)半波長內(nèi)。經(jīng)由過程 改變正負(fù)波長比例，使得一個波長內(nèi)的有用 著色時間年夜 年夜 增添 ，從而縮短全部 著色進(jìn)程 時間，避免氧化膜致密性泛起 較年夜 下降。

4. 結(jié)論

本文介紹了幾個與鋁型材電泳鈦金色不變性相關(guān)的出產(chǎn)工藝參數(shù)，并應(yīng)用 正交實驗 對這些參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選，找出了本廠利用 鈦金劑A的最好 工藝參數(shù)。經(jīng)由過程 對這些工藝參數(shù)的進(jìn)一步接洽，本文最后得出了氧化膜致密性下降引發(fā) 鈦金色易褪色的結(jié)論。本文還介紹一些提高鈦金色型材質(zhì)量特別 是耐候性的經(jīng)驗方式 供年夜 家參考。

經(jīng)由過程 對著色工藝參數(shù)的接洽，我們發(fā)現(xiàn)引發(fā) 電泳鈦金褪色的終究 緣由 現(xiàn)實 上是氧化膜的致密性下降，這就是為甚么 電泳鈦金色比氧化鈦金色更輕易 褪色的緣由 。由于 氧化鈦金顛末封孔后，致密性遠(yuǎn)年夜 于電泳鈦金。若是將封孔與不封孔的鈦金著色型材進(jìn)行加熱烘烤嘗試對比，我們會發(fā)現(xiàn)未封孔的型材很快褪色，而封孔后的型材卻褪色較少。弗成 否定 ，亞硒酸著鈦金色切實其實 比錫鹽著色更輕易 褪色，但若是我們能接納 得當(dāng) 的工藝避免 氧化膜致密性下降，那末 將會在很年夜 水平 上下降 電泳鈦金型材在短時間 內(nèi)褪色的風(fēng)險。

若何 提高致密性呢？可采取 高濃度、中溫、低電壓和 利用 舛誤稱電源等方式 。建議著色時間節(jié)制 在10分鐘之內(nèi) ，由于 著色時間越長氧化膜致密性越差，還會有“爆膜”的危險。值得一提的是，今朝 行業(yè)中有采取 著色后短暫封孔和恰當(dāng) 下降 電泳電壓的經(jīng)驗做法，一定水平 上提高了氧化膜致密性，下降 了電泳鈦金型材褪色的風(fēng)險。別的 由于鈦金著色劑價錢 昂貴且具有一定毒性，今朝 一些添加劑廠家已在進(jìn)行替換 產(chǎn)物 的研究。相信在不久的未來 ，在全部 鋁型材氧化工作者的配合 起勁 下，鋁型材金黃色的出產(chǎn)手藝 將會更上一層。