CN106867275B - 铝合金染色用黑色染料的制备方法、铝合金的染色方法 - Google Patents

铝合金染色用黑色染料的制备方法、铝合金的染色方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铝合金染色用黑色染料的制备方法及一种采用该黑色染料的铝合金的染色方法。制备的黑色染料包括1.0g/L～2.0g/L的红黑色染料、1.0g/L～1.5g/L的蓝绿色染料以及0.5g/L～1.0g/L红色染料。发明人意外发现上述配比的红黑色染料、蓝绿色染料、红色染料混合调节pH值至5.0～5.5，并加入10g/L～15g/L的pH稳定剂形成的黑色染料比传统的黑色染料更适宜对铝合金染色，能够容易的将铝合金染成黑色。特别是对经过阳极氧化后的铝合金进行染色时，这种混合黑色染料容易将铝合金染成颜色稳定、着色耐久的黑色。

Description

铝合金染色用黑色染料的制备方法、铝合金的染色方法
技术领域
本发明涉及染料技术领域，尤其是涉及一种铝合金染色用黑色染料的制备方法及一种铝合金的染色方法。
背景技术
大部分金属都是具有金属光泽的物质，但除去金和铜以外，其它金属都只有原色，使得金属形成的合金的颜色有限，难以实现手机外壳、电脑外壳及边框等电子产品颜色的多样化要求。其中黑色是区分染色方法的重要指标之一，目前我国制造业中最主要的黑色着色方法主要有有机染色法。有机染料一般有水溶性染料和油溶性染料之分，现在使用的大部分染料为水溶性有机染料。
然而，传统的染料很难将铝合金染成黑色。
发明内容
基于此，有必要提供一种容易将铝合金染成黑色的黑色染料的制备方法及一种铝合金的染色方法。
一种铝合金染色用黑色染料的制备方法，包括如下步骤：
将红黑色染料、蓝绿色染料以及红色染料溶于溶剂中得到混合液，所述红黑色染料在所述混合液中的浓度为1.0g/L～2.0g/L，所述蓝绿色染料在所述混合液中的浓度为1.0g/L～1.5g/L，所述红色染料在所述混合液中的浓度为0.5g/L～1.0g/L；
调节所述混合液的pH值至5.0～5.5；以及
向所述混合液中加入pH稳定剂，所述pH稳定剂在所述混合液中的浓度为10g/L～15g/L，得到所述铝合金染色用黑色染料。
在一个实施方式中，所述红黑色染料在所述混合液中的浓度为1.5g/L，所述蓝绿色染料在所述混合液中的浓度为1.25g/L，所述红色染料在所述混合液中的浓度为0.75g/L。
在一个实施方式中，所述红黑色染料为奥野染料402，所述蓝绿色染料为奥野染料411，所述红色染料为奥野染料102。
在一个实施方式中，所述溶剂为水。
在一个实施方式中，调节所述混合液的pH值至5.0～5.5的操作中，通过加入氢氧化钠调节所述混合液的pH值至5.0～5.5。
在一个实施方式中，所述pH稳定剂选自氯化铵和醋酸钠中的至少一种。
在一个实施方式中，所述pH稳定剂在所述混合液中的浓度为12.5g/L。
一种铝合金的染色方法，包括如下步骤：
提供如权利要求1～7任一项所述的方法制备的铝合金染色用黑色染料；以及
将经过阳极氧化后的铝合金立刻浸泡在所述黑色染料中染色。
在一个实施方式中，所述将经过阳极氧化后的铝合金立刻浸泡在所述黑色染料中染色的操作之前，还包括将铝合金浸泡在在电解液中，以所述铝合金作为阳极，在电压为15V～22V，温度为14℃～22℃的条件下电解所述电解液，从而在所述铝合金表面形成氧化膜，得到经过阳极氧化后的所述铝合金。
在一个实施方式中，所述将经过阳极氧化后的铝合金立刻浸泡在所述黑色染料中染色的操作中，染色时间为2min～10min，染色过程中控制所述黑色染料的温度恒定。
上述铝合金染色用黑色染料的制备方法制备的黑色染料包括1.0g/L～2.0g/L的红黑色染料、1.0g/L～1.5g/L的蓝绿色染料以及0.5g/L～1.0g/L红色染料。发明人意外发现上述配比的红黑色染料、蓝绿色染料、红色染料混合调节pH值至5.0～5.5，并加入10g/L～15g/L的pH稳定剂形成的黑色染料比传统的黑色染料更适宜对铝合金染色，能够容易的将铝合金染成黑色。特别是对经过阳极氧化后的铝合金进行染色时，这种混合黑色染料进入阳极氧化后形成的氧化膜的微孔内着色，再由于封孔处理，黑色染料与氧化膜成为一体处于稳定状态。而在着色的过程中，每种染料的吸附速度不同，上述方法制备的铝合金染色用黑色染料能够保持铝合金色系的稳定性和时效性，容易将铝合金染成颜色稳定、着色耐久的黑色。
附图说明
图1为一实施方式的铝合金染色用黑色染料的制备方法的流程图；
图2一实施方式的铝合金的染色方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
请参阅图1，一实施方式的铝合金染色用黑色染料的制备方法包括以下步骤S110～S130。
S110、将红黑色染料、蓝绿色染料以及红色染料溶于溶剂中得到混合液，其中，红黑色染料在混合液中的浓度为1.0g/L～2.0g/L，蓝绿色染料在混合液中的浓度为1.0g/L～1.5g/L，红色染料在混合液中的浓度为0.5g/L～1.0g/L。
可根据要配置的铝合金染色用黑色染料的总体积加入红黑色染料、蓝绿色染料以及红色染料从而得到混合液。具体的，铝合金染色用黑色染料的溶剂可以为水。
本实施方式中，将红黑色染料、蓝绿色染料以及红色染料溶于水中得到混合液，其中，红黑色染料在混合液中的浓度为1.5g/L，蓝绿色染料在混合液中的浓度为1.25g/L，红色染料在混合液中的浓度为0.75g/L。
具体的，红黑色染料为奥野染料402，蓝绿色染料为奥野染料411，红色染料为奥野染料102。本实施方式中，奥野染料为日本奥野公司提供，402、411、102分别为产品编号。奥野染料402一般呈红黑色，奥野染料411一般呈蓝绿色，奥野染料102一般呈红色。可以理解，在其他实施方式中，也可以是其他厂家提供的染料，保证红黑色染料、蓝绿色染料以及红色染料的配比即可。
S120、调节S110中得到的混合液的pH值至5.0～5.5。
各色染料配比和pH值的不同将影响着最终的混合黑色染料色系的稳定性和着色的耐久性，尤其是黑色的要求更高。发明人发现，通过将混合液的pH值至5.0～5.5，使得黑色染料呈弱酸性，能够使得铝合金着色均匀，形成黑色的铝合金。
具体的，红黑色染料、蓝绿色染料以及红色染料溶于溶剂中得到混合液呈酸性，可通过加入氢氧化钠调节混合液的pH值至5.0～5.5。
本实施方式中，可通过加入氢氧化钠调节混合液的pH值至5.25。
S130、向S120中得到的混合液中加入pH稳定剂，pH稳定剂在混合液中的浓度为10g/L～15g/L，得到铝合金染色用黑色染料。
加入pH稳定剂能够使得红黑色染料、蓝绿色染料以及红色染料形成的混合液pH值稳定，从而保证着色的均匀性。
本实施方式中，pH稳定剂在混合液中的浓度为12.5g/L。
具体的，pH稳定剂选自氯化铵和醋酸钠中的至少一种。红黑色染料、蓝绿色染料、红色染料混合后，由于三者的酸碱性不同，很难形成稳定的染料，加入pH稳定剂能够使得混合染料稳定，染色均匀，且将铝合金染成黑色后颜色稳定、着色耐久。
上述铝合金染色用黑色染料的制备方法制备的黑色染料包括1.0g/L～2.0g/L的红黑色染料、1.0g/L～1.5g/L的蓝绿色染料以及0.5g/L～1.0g/L红色染料。上述配比的红黑色染料、蓝绿色染料、红色染料混合调节pH值至5.0～5.5，并加入10g/L～15g/L的pH稳定剂形成的黑色染料比传统的黑色染料更适宜对铝合金染色，能够容易的将铝合金染成黑色。
请参阅图2，本发明还提供一实施方式的铝合金的染色方法，包括以下步骤S210～S220。
S210、提供铝合金染色用黑色染料。
具体的，该铝合金染色用黑色染料通过上述方法任一实施方式的铝合金染色用黑色染料的制备方法制备得到。
具体的，该铝合金染色用黑色染料包括1.0g/L～2.0g/L的红黑色染料、1.0g/L～1.5g/L的蓝绿色染料、0.5g/L～1.0g/L的红色染料以及10g/L～15g/L的pH稳定剂，黑色染料的pH值至5.0～5.5。
本实施方式中，该铝合金染色用黑色染料包括1.5g/L的红黑色染料、1.25g/L的蓝绿色染料、0.75g/L的红色染料以及12.5g/L的pH稳定剂以及余量的水，黑色染料的pH值至5.25。红黑色染料为奥野染料402，蓝绿色染料为奥野染料411，红色染料为奥野染料102。
S220、将经过阳极氧化后的铝合金立刻浸泡在S210中得到的黑色染料中染色。
经过阳极氧化后的铝合金的表面上形成一层氧化膜，立刻浸泡在黑色染料中，氧化膜的表面还带有电荷，而染料的磺酸基[D(-SO3Na)-]因为带有负电荷，被吸附到带有正电荷的阳极氧化膜＜Al(H2O)4(OH)2+·AlOn+＞的孔内。染料的吸附因为依靠静电作用，一般只能进入到氧化膜厚度的的1/2～1/3，进入的染料通过与离子结合和酸析现象吸附在孔内。本发明的方法制备的黑色染料，在着色的过程中，每种染料的吸附速度不同，多种色系的染料混合形成混合染料进入阳极氧化膜的微孔内着色，再由于封孔处理，能够与阳极氧化膜成为一体处于稳定状态，色系变化均匀，从而将铝合金染成稳定而耐久的黑色。
具体的，将经过阳极氧化后的铝合金立刻浸泡在所述黑色染料中染色的操作之前，还包括将铝合金浸泡在在电解液中，以铝合金作为阳极，在电压为15V～22V，温度为14℃～22℃的条件下电解电解液，从而在铝合金表面形成氧化膜，得到经过阳极氧化后的铝合金。
电解液例如可以为含有80g/L～140g/L的浓硫酸和10g/L～50g/L的草酸。浓硫酸与草酸的混合的电解液使得制备的氧化膜均匀，不易脱落。表面形成有氧化膜的铝合金浸泡在黑色染料中，黑色染料能够进入氧化膜的微孔中，从而形成将铝合金染成稳定的黑色。
具体的，将经过阳极氧化后的铝合金立刻浸泡在黑色染料中染色的操作中，染色时间为2min～10min，染色过程中控制黑色染料的温度恒定。染色的温度范围例如可以为20℃～25℃。温度恒定保证染色的均匀性，混合黑色染料进入阳极氧化后形成的氧化膜的微孔内着色，再由于封孔处理，黑色染料与氧化膜成为一体处于稳定状态。而在着色的过程中，每种染料的吸附速度不同，上述方法制备的铝合金染色用黑色染料能够保持铝合金色系的稳定性和时效性，容易将铝合金染成颜色稳定、着色耐久的黑色。
上述铝合金的染色方法，将经过阳极氧化后的铝合金立刻浸泡在黑色染料中染色，黑色染料在着色的过程中，每种染料的吸附速度不同，多种色系的染料混合形成混合染料进入阳极氧化膜的微孔内着色，再由于封孔处理，能够与阳极氧化膜成为一体处于稳定状态，色系变化均匀，从而将铝合金染成稳定而耐久的黑色。工艺操作简单，可广泛应用于对铝合金的材质的手机、电脑等电子产品的外壳进行染色。
以下为具体的实施例。
以下实施例如无特别说明，未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，奥野染料由日本奥野公司提供。
实施例1
制备铝合金染色用黑色染料
将奥野染料402、奥野染料411、奥野染料102溶于水中得到混合液，其中，奥野染料402的加入量为1.5g/L，奥野染料411的加入量为1.25g/L，奥野染料102的加入量为0.75g/L。加入NaOH调节混合液的pH值至5.25。并向混合液中加入12.5g/L的氯化铵，混匀后得到铝合金染色用黑色染料。
实施例2
制备铝合金染色用黑色染料
将奥野染料402、奥野染料411、奥野染料102溶于水中得到混合液，奥野染料402的加入量为1.0g/L，奥野染料411的加入量为1.0g/L，奥野染料102的加入量为1.0g/L。加入NaOH调节混合液的pH值至5.0。向混合液中加入10g/L的醋酸钠，得到铝合金染色用黑色染料。
实施例3
制备铝合金染色用黑色染料
将奥野染料402、奥野染料411、奥野染料102溶于水中得到混合液，奥野染料402的加入量为2.0g/L，奥野染料411的加入量为1.5g/L，奥野染料102的加入量为0.5g/L。加入NaOH调节混合液的pH值至5.5。向混合液中加入15g/L的氯化铵，得到铝合金染色用黑色染料。
实施例4
对铝合金的染色
将铝合金浸泡在在电解液中，以铝合金作为阳极，在电压为18V，温度为18℃的条件下电解电解液，从而在铝合金表面形成氧化膜，得到经过阳极氧化后的铝合金。将阳极氧化后的铝合金立刻浸泡在采用实施例1的方法制备的得到的黑色染料，23℃下浸泡染色5min。
实施例5
对铝合金的染色
将铝合金浸泡在在电解液中，以铝合金作为阳极，在电压为15V，温度为22℃的条件下电解电解液，从而在铝合金表面形成氧化膜，得到经过阳极氧化后的铝合金。将阳极氧化后的铝合金立刻浸泡在采用实施例2的方法制备的得到的黑色染料，20℃下浸泡染色10min。
实施例6
对铝合金的染色
将铝合金浸泡在在电解液中，以铝合金作为阳极，在电压为22V，温度为14℃的条件下电解电解液，从而在铝合金表面形成氧化膜，得到经过阳极氧化后的铝合金。将阳极氧化后的铝合金立刻浸泡在采用实施例3的方法制备的得到的黑色染料，25℃下浸泡染色2min。
实施例7
对铝合金的染色
本实施例中对铝合金的染色的参数条件与实施例4相同，不同的阳极氧化后的铝合金浸泡在普通的颜色为黑色的黑色染料中染色，为方便对比，本实施例中采用的奥野420染料(纯黑色染料)。
实施例8
对铝合金的染色
本实施例中对铝合金的染色的参数条件与实施例4相同，不同的是铝合金未经过阳极氧化，直接浸泡在染料中染色。
测试一
分别通过实施例4和实施例7的方法对铝合金的染色，每种方法305块。染色后铝合金与标准色板比对，铝合金的颜色在标准色板比对结果为黑色则为合格，偏离黑色则为不合格。结果如下表1显示：
表1：实施例4和实施例7的方法对铝合金的染色的测试结果
染色方法 投入(块) 不良数(块) 总不良率
实施例7 305 9 2.95％
实施例4 305 0 0％
从表1可以看出实施例4的对铝合金的染色的方法(采用本发明的铝合金染色用黑色染料)染色，总不良率为0％。染色稳定，能够在铝合金表面形成耐久的黑色。
测试二
分别通过实施例4和实施例8的方法对铝合金的染色，染色后铝合金与标准色板比对，铝合金的颜色在标准色板比对结果为黑色则为合格，偏离黑色则为不合格。结果如下表2所示。
表2：实施例4和实施例8的方法对铝合金的染色的测试结果
从表2可以看出实施例4的对铝合金的染色的方法(阳极氧化后的铝合金立刻浸泡本发明的铝合金染色用黑色染料)染色，总不良率为0％。染色稳定，能够在铝合金表面形成耐久的黑色。
测试三
分别采用实施例4～6的方法对铝合金的染色，每种方法测试20块，染色后铝合金与标准色板比对，铝合金的颜色在标准色板比对结果为黑色则为合格，偏离黑色则为不合格。结果显示实施例4～6的方法对铝合金的染色后，60块铝合金的结果均为黑色。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种铝合金染色用黑色染料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将红黑色染料、蓝绿色染料以及红色染料溶于溶剂中得到混合液，所述红黑色染料在所述混合液中的浓度为1.0g/L～2.0g/L，所述蓝绿色染料在所述混合液中的浓度为1.0g/L～1.5g/L，所述红色染料在所述混合液中的浓度为0.5g/L～1.0g/L，所述红黑色染料为奥野染料402，所述蓝绿色染料为奥野染料411，所述红色染料为奥野染料102；
调节所述混合液的pH值至5.0～5.5；以及
向所述混合液中加入pH稳定剂，所述pH稳定剂在所述混合液中的浓度为10g/L～15g/L，得到所述铝合金染色用黑色染料。
2.根据权利要求1所述的铝合金染色用黑色染料的制备方法，其特征在于，所述红黑色染料在所述混合液中的浓度为1.5g/L，所述蓝绿色染料在所述混合液中的浓度为1.25g/L，所述红色染料在所述混合液中的浓度为0.75g/L。
3.根据权利要求1所述的铝合金染色用黑色染料的制备方法，其特征在于，所述溶剂为水。
4.根据权利要求1所述的铝合金染色用黑色染料的制备方法，其特征在于，调节所述混合液的pH值至5.0～5.5的操作中，通过加入氢氧化钠调节所述混合液的pH值至5.0～5.5。
5.根据权利要求1所述的铝合金染色用黑色染料的制备方法，其特征在于，所述pH稳定剂选自氯化铵和醋酸钠中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的铝合金染色用黑色染料的制备方法，其特征在于，所述pH稳定剂在所述混合液中的浓度为12.5g/L。
7.一种铝合金的染色方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供如权利要求1～6任一项所述的方法制备的铝合金染色用黑色染料；以及
将经过阳极氧化后的铝合金立刻浸泡在所述黑色染料中染色。
8.根据权利要求7所述的铝合金的染色方法，其特征在于，所述将经过阳极氧化后的铝合金立刻浸泡在所述黑色染料中染色的操作之前，还包括将铝合金浸泡在电解液中，以所述铝合金作为阳极，在电压为15V～22V，温度为14℃～22℃的条件下电解所述电解液，从而在所述铝合金表面形成氧化膜，得到经过阳极氧化后的所述铝合金。
9.根据权利要求7所述的铝合金的染色方法，其特征在于，所述将经过阳极氧化后的铝合金立刻浸泡在所述黑色染料中染色的操作中，染色时间为2min～10min，染色过程中控制所述黑色染料的温度恒定。
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