亚铝着色工艺之铝型材外观处置纯黑色临盆 手艺 研究

铝阳极氧化膜具有多孔性和化学活性,很轻易 进行着色处置惩罚 。凭据 其显色色素体存在位置分歧 可分为化学浸渍着色法、电解整体着色法、电解着色法、涂装着色法等四类。化学浸渍 着色法与电解着色法比拟 力固然 耐晒、耐磨性差些,但却有着一些电解着色没法 相媲美的长处 :色采 富厚、光彩 艳丽、装潢 性好、工艺简单、本钱 低廉。化学浸渍着色法又细分为无机浸渍着色法和有机染料染色法,此中有机染料染色获得 普遍 的利用。

摘要：因镍盐的涣散 性差于亚锡盐，故单镍盐注化法电解着色一般用于做淡色 料，亚铝经由过程 调剂 着色工艺，喷鼻 槟料着色时候 为2分钟摆布，纯黑色料着色时候 为6分钟摆布，实现了全主动 立式氧化临盆 线上雪白 料、喷鼻 槟料、纯黑色料可接连、年夜 批量临盆 。且操纵RO收受接管 装配 ，镍盐的消耗 远小于利用 传统的亚锡盐着色工艺。起到节能降耗的感化 ，到达 削减 污染的目标 。

前　言

　　单镍盐着色是工业上利用最早的青铜色系电解着色液，是日本浅田宁靖 最早 开辟 的具有工业适用 价值的电解着色液。单镍盐着色以直流电为主，锡盐和镍锡混盐着色以交换 电为主。

　　单镍盐着色又分为欧洲法单镍盐着色与日本法单镍盐着色。欧洲法单镍盐着色经由过程 添加化学添加剂，增添 Ni2+的活性，使杂质离子增添 而改变色调，不变在必然 的局限 内；可以使 用通俗 着色电源，不需要除Na+装配 和Ni2+收受接管 装配 ，装备 投本钱 钱 较低，但底色发黄，且Ni2+排放较多，增年夜 废水处置惩罚 的难度。日本法单镍盐着色只含NiSO4、H3BO3，不添加任何化学添加剂，水质要求较高，需要除Na+装配 和Ni2+收受接管 装配 ，装备 投入较高，做出的色料底色天然 ，不变性好；Ni2+排放较少，废水处置惩罚 相对简单；日本单镍盐直流电着色工艺又分为尤尼卡勒着色法和住化法两类。

　　尤尼卡勒着色法和住化法二者 比拟 ，各有优良 ，住化法适用于淡色 产物 ，该工艺构成 的槽液具有不变性、着色平均 、重现性好、色调不变，而尤尼卡勒法适适用 于临盆 深色产物 （黑色料），槽液也较不变好、上色较易；分歧 的地方 就是通电略有差别 、硅机波形和槽液配方纷歧 样。与传统的双盐着色工艺对照，锡离子的不变性欠佳、着色色差较年夜 、反复 性欠好 ，对槽液没法 进行收受接管 ，增添 废水处置惩罚 压力，并且 本钱 较高。

　　注化法单镍盐着色是将轮廓具有10～15μm阳极氧化膜铝合金型材，浸入单镍盐着色槽中（NiSO4：145～155g/L，H3BO3：40～50 g/L），起首 使氧化后的铝型材处于阳极，在着色槽中进行通电，其目标 是使分歧 部位的氧化膜变得平均 ，同时改变膜孔布局，避免 后续着色时氧化膜开裂；然后，再使型材处于阴极，进行直流着色，使镍离子在阳极氧化膜孔底部平均 地电解析出，从而使铝合金型材获得 不变、平均 的着色。

　　住化法单镍盐着色特点：采取 H3BO3为缓冲剂来不变槽液的PH值，然则 在25℃时在水中的离解常数Ka只有5.8×10-10,(H2SO4在25℃时水中的离解常数Ka是1.0×10-2）是以 ，电泳进程 迟缓 ，槽液电阻变年夜 ，槽端电压加年夜 ，沉积速度慢，致使 做黑色料相当难题 ，同时，单镍盐着色自己 就是底色发红，做出的纯黑色常常 黑度不敷 ，对槽液中很多 离子的含量有近乎刻薄 的要求，且单镍盐沉积速度迟缓 ，使得单镍盐着色在做淡色 料上具有较强的优势。

　　一般氧化膜的厚度是10μm，即10000nm；阳极氧化一般电压为16V，即氧化膜反对 层厚度为16×10 = 160nm。则六方形孔的最长径为160×0.8 = 128nm，由此可知氧化膜是一条颀长 的长管，其孔径与长度之比：128：10000≈1：80。

　　别的 ，由电极电位φ来看：

　　Sn2＋ ＋ 2e－ = Sn φSn2＋/Sn = -0.136

　　Ni2＋ ＋ 2e－ = Ni φNi2＋/Ni = -0.246

　　由电极电位φ可知，通电进程 中，与锡盐着色比拟 ，Sn2＋可以通太长 长的氧化膜管，沉积到底部，而Ni2＋就较难沉积到底部，从而使色彩 不不变。

铝及铝合金氧化膜经AD系列铝专用染料染色后,可获得 色采 富厚、色彩 艳丽、装潢 性强的轮廓。化学染料染色工艺需依照 工艺流程,严酷节制 染色液的浓度、温度、pH值、染色时候 及氧化膜的厚度,才能使得铝轮廓色调一致。只有在科学的经管和保护 下,才能进一步提高产物 质量并下降 临盆 本钱 。

1、 槽液的经管节制

　　1、单镍盐着色工艺规范、易节制 ，槽液的构成 主要由硫酸镍和硼酸，但其对杂质离子特殊 敏感，临盆 进程 中经常 会使槽液PH值下降，是以 必需 严酷节制 槽液杂质离子和PH值。

　　　1.1　PH值一般节制 在3.5～4.5，偏高时会造成色调纷歧 致和 着色难题 ，太低 时会影响整体着色的平均 性与结果 。当PH值低时应通阴床，去除硫酸根，提高PH值；当PH值处于上限时，可插手少许 高纯试剂硫酸来调剂 PH值。

　　　1.2　每临盆 100吨着色料，应通一次阳床，去除槽液中的钾、钠、铵等离子，使其含量不得跨越 8ppm。因前处置惩罚 工序有酸蚀槽，故中和后的水洗槽要加年夜 溢流量，尽量 削减 铵离子的带入。

　　2、为了确保产物 质量，尽量 的削减 补色的频率，同时要连结 槽液的不变性，避免泛起 各参数的波动太年夜 。

　　3、单镍盐着色前的水洗十分主要 ，须严酷节制 水洗槽的PH值，如着色前水洗没到达 预期结果 ，膜孔中还残留足够的硫酸根，硫酸根直接影响型材的着色质量，PH值高的情况下电压也很难使Ni2+沉积到膜孔的底部。

2、 着色电压的节制

　　1、经由过程 调理 电压及着色时候 ，调剂 镍离子的沉积速度，以到达 做黑色料的结果 。

　　　1.1着色通用波形：

着色通用波形

　　此中：V+为正电压（V）；V-为负电压(V)；

　　T0为通电前的浸泡时候 （s）；

T1为正电压起压时候 （s）；

　　T2为正电压延续 时候 （s）；

　　T3为正电波与负电波的转换停马上 间（s）；

　　T4为负电压起压时候 （s）；

　　T5为正电压延续 时候 （s）；

　　2、经由过程 改变着色电流波形，加年夜 镍离子电泳能力，下降 槽液电阻，Ni2＋沉积速度加速 ，使Ni2＋沉积到氧化膜膜孔底部。

3、着色时候

　　在此着色前提 下，一般喷鼻 槟料着色时候 为2分钟摆布，纯黑色料在6分钟摆布。

　　今朝 亚铝立式氧化临盆 线利用 的单镍盐住化法着色，打破了住化法做不了深色料的传统理念，不但 做出了喷鼻 槟色，还可做出了黑色料，如高光黑及消光黑料；实现了全主动 立吊式氧化临盆 线上氧化雪白 料与喷鼻 槟料或纯黑料的接连、批量临盆 。首创 了注化法单镍盐做黑色料的先例。

3、 采取 注化法单镍盐着黑色料长处

　　1、良好的着色平均 性，12～15μm的硫酸阳极氧化膜都能着色，产生 不平均 着色的几率 相对较低。

　　2、使外形 各别 ，也可在统一 着色电波开辟 下，在统一 时候 完成着色进程 ，色调的重现性好。为了包管 产物 质量，尽量 的削减 加色的次数，在槽液经管时要尽量 连结 槽液各成份 的不变性，避免泛起 参数年夜 的波动。

　　3、以经由过程 调理 电压和电流，调剂 镍离子的沉积速度，色彩 平均 且易调理 。

　　4、槽液成份 简单，阐发易节制 。槽液镍浓度高达155g/L，着色后型材轮廓带出量很年夜 ，直接水洗排放，不但 临盆 本钱 高，且污染情况 。是以 ，在溢流槽设置装备摆设 收受接管 装配 ，采取 RO反渗入道理 和方式 进行收受接管 硫酸镍，再加以操纵。如许 收受接管 反复 利用 ，消耗 低，环保节能。

RO收受接管 流程

　　在现实 临盆 中，所有的硫酸镍并不是 用于阳极氧化膜微孔镍离子电沉积着色，而是2/3以上的硫酸镍消融 在清水并随型材带出的清水而排出；安装了镍收受接管 装配 ，按氧化立式线年产着色料6000吨能力较量争论 ，每一年 可削减 15吨硫酸镍的排放。

竣事 语

　　单镍盐注化法着色工艺槽液经管规范、不变，经由过程 特殊的正电压和负电压波形的调剂 ，使镍离子在阳极氧化膜孔底部平均 地电解析出，从而获得 不变平均 的着色，具有着色色调不变、再现性好、平均 性好、型材耐候性好等特点。着纯黑色料的时候 为6分钟摆布，比其它传统着色工艺要削减 50%以上时候 ，有用 地提高临盆 效力 ，且镍离子可收受接管 再操纵，到达 节能减排的感化 。

铝合金型材 注化法单镍盐电解着色 纯黑色着色料 年夜 批量临盆 节能减排