CN1152633A - 金黄色铝合金硒盐电解着色技术 - Google Patents
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Abstract
一种金黄色铝合金硒盐电解着色技术，在现有电解着色生产流程的阳极氧化工序和电解着色工序之间增加了扩孔处理工序，采用室温自然浸泡方式进行扩孔处理，其槽液可选用纯水或10～180克/升的硫酸或50～300克/升的磷酸，电解槽液中加有由硒盐和聚乙二醇，氧化剂等组成的硒盐着色添加剂。本发明具有投资省，电解槽液稳定，着色快，原料消耗少，生产成本低，着色膜耐光老化，耐腐蚀性好，产品质量可靠等特点。
Description
本发明涉及铝或铝合金电解着色技术，可用作金黄色铝或铝合金的电解着色。
电解着色法是将经过常规表面预处理和硫酸阳极氧化的铝材，在含有金属盐的水溶液中进行交流电解处理，在电场作用下，使金属阳离子渗入到氧化膜针孔中，在针孔底部还原沉积，达到使氧化膜着色的一种方法。
银白色和古铜色的铝合金型材现已被建筑行业广泛采用，但随着经济的发展，人们对美观的追求愈来愈高，希望有不同色彩的铝型材供用。前人已知采用铜盐或银盐电解着色技术可获得金黄色铝型材。铜盐电解着色，色泽为紫红色，着色膜耐候性、耐磨性差，难于应用。银盐电解着色，色泽为金绿色，银盐易受光分解变质，槽液易污染，生产条件苛刻，成本高，不能满足规模生产要求。后又发展了采用硒盐电解着色获得金黄色铝型材的技术，如美国专利US3382160及英国专利GB2127849等所提及。英国专利GB2127849介绍在浓度为150～300克/升的磷酸池内通交流电10～20伏，对铝材进行20～50分钟的预处理，然后在硒盐电解槽液通交流电8～20伏，在10分钟内即可获得金黄色的铝材。使用此法虽能获得较纯正的金黄色，但仍存在不少缺点，如需增加磷酸处理池和交流电源设备建造费，投资较高；使用高浓度磷酸长时间通电处理，不仅能源耗费大，生产成本高，而且易造成氧化膜损伤，影响产品质量……等。
本发明的目的在寻求一种简单、易行，可利用现有电解着色设备，在短时间内完成金黄色铝或铝合金电解着色，且生产成本低，着色质量好的金黄色铝合金硒盐电解着色技术。
为完成所提出的发明任务，采用了以下的技术方案：
1、在现有以除油、碱蚀、中和出光、阳极氧化、电解着色到封孔的电解着色工序的阳极氧化和电解着色工序之间增加扩孔处理工序。即将经阳极氧化的铝材在室温(15～25℃)下，自然浸泡在扩孔处理液中。扩孔处理槽液可以是纯水，亦可以是浓度为10～180克/升的硫酸溶液或浓度为150～300克/升的磷酸溶液。槽液对氧化膜孔下的铝材进行扩孔处理，使硒盐易于在氧化膜孔底还原沉积，彻底解决了硒盐常因膜孔受阻难还原沉积，无论是增加，槽液硒盐浓度或延长电解时间都难以获得深色产品的大难题，以缩短着色时间，达到利用现有电解着色设备，在短时间内完成金黄色铝或铝合金电解着色，降低产品成本的发明任务。
2、采用特别的硒盐着色添加剂与硫酸(或磷酸)按添加剂30克/升(保证其中硒盐含量为0.5～20克/升)，硫酸(或磷酸)8～15克/升的配比配制电解着色槽液。硒盐着色添加剂的组成如下：
硒盐 10～25％(亚硒酸盐、二氧化硒、亚硒酸等)
聚乙二醇 3～5％
氧化剂 1％(过硫酸铵等)
硼酸 适量
水 余量
组成中的硒盐可以是亚硒酸盐、二氧化硒、亚硒酸等，其含量以按5～30克/升配槽，足以保证硒盐含量在0.5～20克/升之间为适度，即可满足硒盐电解着色的需要。由于该添加剂中加入了过硫酸铵等氧化剂，可防止硒盐被水中、空氧中存在的还原物质还原，提高槽液的稳定性。聚乙二醇作为表面活性剂可增加硒盐的渗透和润湿能力，促进快速还原沉积着色，缩短着色时间。另外，由于加入了适量的硼酸，可维持生产过程中酸度平稳，保证产品质量稳定，以全面完面所提出的发明任务。
按上述方案，现有电解着色生产线可用于硒盐电解着色生产金黄色铝或铝合金产品，经试制样板证明本发明具有如下优点：
1、可用现有电解着色生产线实施本发明，投资省，见效快，易于推广应用。
2、电解槽液稳定性好，着色快，原料消耗少，生产成本低。
3、着色膜耐光老化，耐磨、耐腐蚀性好，产品质量可靠。
以下结合实施例对本发明加以详细地说明。
实施例一，铝合金试片经常规除油、碱蚀、中和出光、水洗后，在浓度为150～180克/升的硫酸溶液中，控制温度20±2℃，直流电压15～18伏，电流密度1.5安/分米2，进行25分钟的阳极氧化处理，水洗后，用自来水在室温(15～25℃)下浸泡15分钟，进行扩孔处理，然后在电解着色液中进行电解着色处理，电解着色槽液组成为：硒盐添加剂30克/升，硫酸12克/升；着色电压，交流12伏；着色电流密度，起动时0.5安/分米2，静止时0.2安/分米2；着色时间，5分钟。水洗后，再经常规封孔处理，可得浅金黄色铝合金试片。该试片金黄色电解膜耐酸、耐碱、耐光老化性好，试片在出光槽液或低温碱液中浸泡2小时，甚至在目光下暴晒三个月后均无退色现象。
实施例二，同实施例一操作，经阳极氧化处理后的试片不取出，继续在浓度为150克/升的硫酸溶液中，在室温(15～25℃)下自然浸泡10分钟进行扩孔理，水洗后，再按实施例一进行电解着色和封孔处理，可得深金黄色试片。其着色膜性能与实施例一相同。
实施例三，同实施例一操作，只将扩孔工序中的浸泡液改为浓度为10克/升的硫酸溶液，浸泡时间为10分钟，可得金黄色试片，着色膜性能与实施例一相同。
实施例四，同实施例一操作，只将扩孔工序中的浸泡液改为浓度为50克/升的磷酸溶液，浸泡5分钟，电解着色3分钟，可得金黄色试片，着色膜性能与实施例一相同。
实施例五，同实施例四操作，只将扩孔工序中的浸泡液改为浓度为300克/升的磷酸溶液，浸泡时间改为2分钟，可得深金黄色试片，着色膜性能与前例相同。
实施例六，同实施例一操作，将电解着色液组成改为硒盐添加剂30克/升，磷酸8克/升，可得浅金黄色试片，着色膜性能与实施例一相同。
从各实施例的阐述可看出，实施本发明的工艺流程如下：
铝材坯料-→除油-→碱蚀-→中和出光-→阳极氧化-→扩孔处理-→电解着色-→封孔-→成品检验。
该流程中，成品检验前的每一工序后均应进行水洗，才能进入下一工序。除油、碱蚀、中和出光，阳极氧化和封孔处理工序的作业程序、生产工艺参数及所用材料均与现有技术相同。本发明的特征在于阳极氧化工序和电解着色工序之间增加了扩孔处理工序。该工序可借用现有电解着色生产线的处理槽作业，其工艺是：采用室温(15～25℃)自然浸泡方式处理，槽液可以是纯水，亦可以是浓度为10～180克/升的硫酸溶液或是浓度为50～300克/升的磷酸溶液，浸泡时间2～15分钟。比较各实施例可看出，浸泡槽液浓度高，浸泡时间长，成品色泽较深，反之，成品色泽较浅，可根据所需色泽的深浅，选定浸泡槽液的品种及其浓度的高低和浸泡时间的长短。这样采用自然浸泡方式进行扩孔处理，与英国专利GB2127849相比，既不需要增加交流电源设备，生产中又无能源消耗，可节省投资，减少损耗，大大降低生产成本。
电解着色工序的工艺参数和槽液的组成如下：
硒盐着色添加剂 30克/升(其中硒盐0.5～20克/升)
硫酸或磷酸 8～15克/升
着色电压 交流8～15伏，最佳10伏
着色电流密度 起动时 0.5安/分米2
静止时 0.2安/分米2
着色时间 2～5分钟
着色时间依所需色泽深浅而定，时间短为浅金色，时间长为深金色。
如经电解着色处理后发现色泽较浅未达预期要求，可再重复进行扩孔、电解着色处理，直至达到预定色泽为止。
本发明的另一特征在于，电解着色槽液中加有硒盐着色添加剂，硒盐着色添加剂的组成如下：
硒盐 10～25％(亚硒酸盐、二氧化硒、亚硒酸等)
聚乙二醇 3～5％
氧化剂 1％(过硫酸铵)
硼酸 适量
水 全量
配方中硒盐可以是亚硒酸盐，二氧化硒，亚硒酸等。按以上配添加剂，足以保证按5～30克/升配槽时，硒盐含量在0.5～20克/升之间，可满足硒盐电解着色的需要。由于该添加剂具有防止硒盐被还原物质还原，增加硒盐渗透、润湿能力，促进沉积着色及维持酸度平稳的特点，采用本发明的硒盐着色添加剂配制的电解槽液稳定，着色快，着色膜质量可靠。
Claims (7)
1、一种金黄色铝合金硒盐电解着色技术，包括除油、碱蚀、中和出光、阳极氧化、电解着色和封孔处理工序，本发明的特征在于在阳极氧化和电解着色工序之间增加了扩孔处理工序，电解着色槽液中加有硒盐着色添加剂。
2、如权利要求1所述一种金黄色铝合金硒盐电解着色技术，其特征在于扩孔处理工序的工艺是采用室温(15～25℃)自然浸泡方式处理，槽液是浓度为10～180克/升的硫酸溶液，浸泡时间2～15分钟。
3、如权利要求1和权利要求2所述一种金黄色铝合金硒盐电解着色技术，其特征在于扩孔处理工序所用槽液可改用浓度为50～300克/升的磷酸溶液。
4、如权利要求1和权利要求2所述一种金黄色铝合金硒盐电解着色技术，其特征在于扩孔处理工序所用槽液可改用纯水。
5、如权利要求1和权利要求2和权利要求3和权利要求4所述一种金黄色硒盐电解着色技术，其特征在于扩孔工序的浸泡时间可根据所需色泽深浅，选定浸泡槽液的品种及其浓度高低和浸泡时间的长短。
6、如权利要求1所述一种金黄色铝合金硒盐电解着色技术，其特征在于电解着色工序的工艺是槽液的组成为硒盐着色添加剂30克/升，硫酸8～15克/升，余量为水，着色温度20～24℃，着色电压交流8～12伏，着色电流密度，起动时0.5安/分米2，静止时0.2安/分米2，着色时间2～5分钟。
7、如权利要求1和权利要求6所述金黄色铝合金硒盐电解着色技术的电解着色工序所用硒盐着色添加剂，其特征在于其组成如下：
硒盐 10～25％
聚乙二醇 3～5％
氧化剂 1％
硼酸 适量
水 余量
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