钛金铝型材退色 的缘由 及着色工艺的改良

1. 媒介

尽人皆知 ，铝型材钛金色的电解着色主盐是亚硒酸盐，它经由过程 在氧化膜孔中电解沉积的方式获得 钛金色。这类 色彩 呈金黄色，色调雅致 、美不雅 而使人 心旷神怡，被普遍用于室内装潢 。但是 美中不足的是它在出产或利用 进程 中却始终存在褪色的问题，特别 电泳钛金色。据相关 资料介绍，发生 褪色的缘由 多是 ：氧化膜孔中的着色析出物在受热或 太阳光中的紫外线照耀 下，物资 布局发生转变 而褪色。而恰是 这个缘由 致使 铝型材钛金色的利用 与推行 年夜 受限制，特别 是电泳钛金色型材。但是 做为室内装潢 材料，由于它自己 具有没有 可对比 的艳丽光彩 ，对利用 者而言天然 是极具诱惑力，是以 很多 客户对它的爱好 还是难以割舍，故电泳钛金色型材的潜伏 市场较年夜 。鉴于此，若何 能提高电泳钛金色铝型材的耐候性已成为我们铝型材氧化工作者急需解决的课题。经屡次 实验 ，我们认为铝型材电解着色工序是在出产中影响电泳钛金褪色的首要 工序。而这个工序的几个首要 工艺参数值将对电泳钛金色的不变性起环节感化 。

2. 实验 部门

颠末初步挑选 我们肯定 以着色液温度、钛金剂A浓度、着色电压为钛金色铝型材着色环节的首要 工艺参数，并对每 参数拔取 三个分歧 的水平，以氧化膜10?m的铝型材为样板，经由过程 正交尝试着色后再电泳（复合膜到达 国度 B级尺度 ），获得 样品后再进行100小时313B荧光紫外灯照耀 老化实验 。成效以下 ：

表1

表2

由上表可知，被选定的三个工艺参数在分歧 水平下对钛金色的不变性都起到较年夜 影响。当温度身分 选水平2，浓度身分 选水平3，电压身分 选水平1时样品显现最好的实验 成效。别的 我们还看到着色时间短的样品普遍比时间长的实验 成效要好，所以我们肯定 本厂利用 钛金剂A选用的最好 工艺参数是：温度35±2℃ 、 钛金剂A浓度6g/l （可恰当 调剂 钛金剂A浓度，务必节制 着色时间在10分钟之内 ）、 电压13V。

3. 接洽

⑴着色机理的切磋

要想弄清钛金色的褪色缘由 ，我们必需 起首 对铝型材电解着色的机理有一定领会。关于铝型材电解着色机理的论说 较多,今朝 年夜 家普遍偏向 于这类 说法:在阳极氧化多孔性膜的底部, 都存在一层0.01 ～ 0.05?m的反对 层, 此反对 层是电阻很年夜 的离子导体和电子导体。在进行电解着色时, 金属离子由溶液中向多孔膜的底部移动, 其鞭策 力是电场的电泳力和化学位的分散力。着色时的电压一般低于阳极氧化时的电压, 着色电压的年夜 部门消耗于反对 层的欧姆电压降, 所以在多孔膜孔的两头 几近 没有电位差, 是以 金属离子首要 靠分散进入微孔内,反对 层上电子的传扶引 起了金属离子或金属含氧酸根离子的还原。还原析出物在孔底以胶粒或微晶的状况 析出, 当这些微粒的年夜 小与可见光的波长附近时将发生光的选择性接收 或散射, 因此 显现出怪异的色采 。

电解着色时的析出物, 是金属还是氧化物今朝 还较难一定 。凭据 尝试, 银盐电解着色的试片在500℃以上加热处置和阳极化处置时均不变色; 但亚硒酸盐电解着色试片在阳极化时色彩 不变, 在加热处置时却会褪色 。由此阐明, 银盐着色时的析出物多是 金属状况 的银, 而亚硒酸电解着色时的析出物多是 氧化物。

⑵工艺参数的影响

①温度：由于亚硒酸电解着色时的析出物多是 氧化物，而这类 盐与高锰酸钾着金黄色彩 时雷同 ，在常温下难以经由过程 分散方式进入氧化膜孔。这可能与它在沉积时的体积位阻较年夜 有关。有人采取 在氧化后着色前用活化剂对氧化膜扩孔的举措来解决这个问题，但存在扩孔不平均 、色彩 反复 性差和 封孔不及格 的问题。我厂采取 升高作 色槽液温度的方式 来到达 增添 离子分散动力降服位阻的目标 。但这里泛起 矛盾，由于 氧化膜在温度高的酸性溶液中，氧化膜的致密性将下降。在出产中我们也曾 把着色液温度节制 在45-50℃，但泛起 氧化钛金的氧化膜变松脆的环境，电泳钛金更是年夜 局限 褪色。然则 若槽液不加温，着色又会异常 坚苦。所以我们要拔取 既能提高作 色能力又能使氧化膜致密性不至于急剧下降的温度参数。经由过程 年夜 量尝试，我们终究 肯定 槽液温度节制 在35±2℃。

②钛金剂A浓度：做为着色主盐的钛金剂A，浓度凹凸 对着色起首要 感化 ，由于 只有硒氧化物在膜孔中沉积后氧化膜才能显色。并且 主盐浓度越高，着色时间越短；反之，则时间长。经由过程 正交实验 ，我们可以看到，着色时间越短对避免 电泳钛金色褪色越有益 。由于 时间越短，氧化膜的致密性下降越少，而氧化膜的致密性又直接影响电泳钛金的耐候性。但若是着色时间太短 ，在出产节制 大将 造成未便 ；其次是主盐浓渡过 高，槽液带出消耗 加年夜 ，于本钱 晦气 。所以，综合斟酌 ，以将着色时间节制 在10分钟之内 时的浓度为好 。

③电压：平日 我们制订 着色电压的年夜 小是以不跨越 氧化电压为准，由于 着色电压太高固然 上色速度快但会造成氧化膜脱落。特别 是亚硒酸着色和高锰酸钾着色，由于它们的着色时间较长、槽液温度高，电压参数比锡盐着色时更加 敏感。并且 锡盐着黑色时，由于时间长也会泛起 “爆膜”现象。尝试证实 ：亚硒酸着色电压在15V以上时就会泛起 氧化膜变脆乃至 脱落的危险。颠末尝试，我们终究 把着色电压肯定 为13V,若是电压太低 也会造成氧化膜没法 着色。

⑷着色电源的优化选择

为使主盐在低浓度下（比正常浓度下降 约30%摆布）也能到达 快速着色的目标 ，颠末实践，我们建议着色电源利用 交换 正弦波舛误称电源。限于专业常识 的局限性，在这里只能做扼要 说起 。这类 电源的特点是可在着色主盐处于中低浓度并且 不改变其它前提 的环境下缩短着色时间，今朝 已普遍 用于锡盐着深色彩 。它的道理 主如果 改变了电源输出波形的正负半波长比例关系，使对着色起首要 感化 的负半波长时间加长，而沉积着色又首要 发生在负半波长内。经由过程 改变正负波长比例，使得一个波长内的有用 着色时间年夜 年夜 增添 ，从而缩短全部 着色进程 时间，避免氧化膜致密性泛起 较年夜 下降。

4. 结论

本文介绍了几个与铝型材电泳钛金色不变性相关的出产工艺参数，并应用 正交实验 对这些参数进行优选，找出了本厂利用 钛金剂A的最好 工艺参数。经由过程 对这些工艺参数的进一步接洽，本文最后得出了氧化膜致密性下降引发 钛金色易褪色的结论。本文还介绍一些提高钛金色型材质量特别 是耐候性的经验方式 供年夜 家参考。

经由过程 对着色工艺参数的接洽，我们发现引发 电泳钛金褪色的终究 缘由 现实 上是氧化膜的致密性下降，这就是为甚么 电泳钛金色比氧化钛金色更轻易 褪色的缘由 。由于 氧化钛金颠末封孔后，致密性远年夜 于电泳钛金。若是将封孔与不封孔的钛金着色型材进行加热烘烤尝试对比，我们会发现未封孔的型材很快褪色，而封孔后的型材却褪色较少。弗成 否定 ，亚硒酸着钛金色切实其实 比锡盐着色更轻易 褪色，但若是我们能接纳 得当 的工艺避免 氧化膜致密性下降，那末 将会在很年夜 水平 上下降 电泳钛金型材在短时间 内褪色的风险。

若何 提高致密性呢？可采取 高浓度、中温、低电压和 利用 舛误称电源等方式 。建议着色时间节制 在10分钟之内 ，由于 着色时间越长氧化膜致密性越差，还会有“爆膜”的危险。值得一提的是，今朝 行业中有采取 着色后短暂封孔和恰当 下降 电泳电压的经验做法，一定水平 上提高了氧化膜致密性，下降 了电泳钛金型材褪色的风险。别的 由于钛金着色剂价钱 昂贵且具有一定毒性，今朝 一些添加剂厂家已在进行替换 产物 的研究。相信在不久的未来 ，在全部 铝型材氧化工作者的配合 起劲 下，铝型材金黄色的出产手艺 将会更上一层。