阳极氧化膜的染色

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1、阳极氧化膜的染色随着人们生活水平的不断提高，室内外装饰档次也越来越高。对铝合金进行适当的处理（如铝型材的枋木纹阳极氧化着色），可以使其表面形成一些特殊的效果，从而达到美化的目的。经过阳极氧化处理得到的新鲜氧化膜，具有强烈的吸附能力，因而可以再经过一定的工艺处理，使其染上各种鲜艳的色彩，这既可美化制品表面，又增加了氧化膜的抗蚀能力。需要进行染色的氧化膜应当具有下列条件：a.氧化膜应有一定的孔隙率和吸附性；b.氧化膜本身应有无色的、透明的；c.膜上不应有划痕和晶相结构上的重大差别，如晶扩大和偏析等。一般而言，最适于进行染色的氧化膜是从硫酸溶液中得到的阳极氧化膜。用硫酸溶液作为阳极氧化处

2、理溶液能使大多数铝及其合金上形成无色或透明的膜。氧化膜的染色可以用有机染料，也可以用无机染料。但是从染色的牢固度、上色速度、操作方法、色彩鲜艳程度及染色液使用期限等方面考虑，有机染色要比无机染色优越得多。因此，生产实践中大多使用有机染料进行染色。在铝氧化物上进行有机染料染色的机理比较复杂。一般认为可能是:1.有机染料与氧化铝膜不发生反应，染色只是由于在氧化膜孔隙中物理吸附了沉淀的色料，例如酸性金黄II和湖蓝的染色均属此类；2.有机染料分子与氧化铝发生了化学反应，由于化学结合而存在于氧化膜的孔中，这种化学结合的方式有氧化膜与染料分子上的磺基形成了共价键，氧化膜与染料上的酚基形成氢键，

3、氧化物与染料分子形成络合物等，具体产生哪一种结合方式，则取决于染料分子的性质与结构，如酸性铬橙就是和氧化铝形成了络合物。下面分别讨论一下影响氧化膜染色质量的因素。（1）氧化膜的质量　为了进行染色，氧化膜应当具有足够的厚度（10um以上）、孔隙率和细小晶粒以及最大的透明度。粗糙的氧化膜的吸附能力差，而且色彩的鲜艳程度降低。孔隙率低的膜所能吸引的染料少，因而是只适宜染浅色。本身具有颜色的氧化膜只能染深色，限制了染色的品种。从硫酸电解液中得到的氧化膜的极限厚度大，透明度和孔隙率也都较其他方法所制取的氧化膜高。因此，它的染色性能最好。通常为了提高染色效果，可采用稍高些的电流密度和温度进行阳

4、极氧化，必要时也可以适当提高电解液的浓度或延长氧化时间。此外，还应注意铝的纯度和组成。（2）染料的浓度　染色液中染料的浓度随所用染料的不同而有差异，也随要求染色的浓度不同而改变。通常染浅色时，染料浓度可小些；染深色时，浓度则要大一些。在某些情况下，为增加染色强度，并不用很浓的染色液，而是采用延长染色时间的方法。用这个方法的好处是可以使染料分子充分渗透到氧化膜孔隙的深处，提高色泽的坚牢度，并有利于调节制品色泽的均匀性。当使用高浓度的染色液染色时，往往产生浮色现象，在染色以后的清洗及封闭处理时易造成流色。（3）染色液的PH值　大多数染料的良好吸附作用发生在一定的PH值范围内。如果不控制

5、染色液的PH值，不但吸附不良，而且染上的颜色也不牢固。因此多数酸性染料溶解好以后，要用乙酸等来调节它的PH值。常用的PH值3.5-6.例如，对于印地科素（溶蒽素）类染料，生产实践证明，需控制PH值3.5-5.5.在这个范围内提高酸度，可以大大缩短染色时间。但是过高的酸度会使染料很快失效。而当PH值增大至7时，就失去染色作用。（4）染色液的温度　生产时，染色可以划分为冷染（室温）和热染两种。具体采用哪种方法，要根据染料的性质和工艺条件而定。一般冷染的染色时间要长些，很容易控制色调。热染的特点是上色速度快，但控制色泽的均匀性较难。实践证明，采用40-600C染色较好。如果温度过高，特别

6、是近于沸腾状态染色时，染料分子往往被封闭在氧化膜的表层，这就降低了色泽的坚牢度。（5）其他因素　为了提高氧化膜中染料分子和氧化铝的结合力，在染色前最好用1%-2%NH4OH溶液来中和氧化膜孔中的残留酸，并应仔细清洗氧化膜。为了保持氧化膜的最高吸附能力，应在阳极氧化后立即进行染色，否则氧化膜的吸附能力将随着搁置时间的增长而迅速衰退。如果搁置时间过久，则应在稀HNO3浸泡数分钟以增加氧化膜的活性，然后再去染色。染色后的制品应马上进行封闭或干燥，不宜久置清水中，以免制品表面“流色”发花。配制染色液时，应使用蒸镏水或离子交换软水且不应带入碱土金属和重金属离子，因为这些离子与染料可以生成络合

7、物使染料变质。如果它们被吸附到氧化膜中，则会降低色泽的鲜艳程度。适用于铝氧化膜染色的有机染料很多，其中主要包括；酸性染料、活性染料和可溶性染料等。另外，也可以在进行电解的同时进行着色处理。铝合金的电解着色的原理是：铝合金在氧化液中氧化一段时间后，在其表面生成一层较厚、带有多孔状的氧化膜，具有较大的电阻，在低电压的电解液中很难着色，但这并不影响膜的生成和化学溶解，经过较短时间的氧化和溶解（主要是氧化膜的溶解），原氧化膜较的孔底最先被电压击穿，在孔里发生了电解着色反应，再