Coloración y sellado de películas de óxido anódico

Coloración y sellado de películas de óxido anódico

El aluminio y sus aleaciones después del tratamiento de oxidación anódica generan una capa de película de óxido porosa en su superficie; después del tratamiento de coloración y sellado, se puede obtener una variedad de colores diferentes y se puede mejorar la resistencia a la corrosión de la película y la resistencia al desgaste.

Diagrama esquemático del proceso de coloración electrolítica:

 Coloración de película de óxido

(1) Coloración de pigmentos inorgánicos

Adsorción principalmente física, es decir, moléculas de pigmentos inorgánicos se adsorben en la superficie microporosa de la capa de película que se va a rellenar. El método de coloración del tono no es brillante y la combinación con el sustrato es pobre, pero la resistencia al sol es mejor. Los tintes utilizados para la coloración de pigmentos inorgánicos se dividen en dos tipos, y el metal después de la oxidación anódica debe impregnarse en dos tipos de soluciones alternativamente hasta que el número de productos reactivos (pigmentos) de dos tipos de sales en la película oxidada alcance el tono requerido.

(2) Colorante tinte orgánico

 el mecanismo es más complejo y generalmente se cree que tiene adsorción física y reacción química. Moléculas de tinte orgánico y combinación química de alúmina de las siguientes formas: moléculas de alúmina y tinte en el grupo fenólico para formar enlaces covalentes; moléculas de alúmina y tinte en el grupo fenólico para formar enlaces de hidrógeno; moléculas de alúmina y colorante para formar complejos. Los colorantes orgánicos tienen una amplia gama de colores brillantes, pero tienen poca resistencia a la luz solar. Es mejor usar agua destilada o agua desionizada para preparar la solución de teñido que agua del grifo, porque los iones de calcio y magnesio en el agua del grifo se coordinarán con las moléculas de tinte para formar compuestos de coordinación, lo que hará que la solución de teñido quede obsoleta.

(3) Coloración electrolítica

Es la oxidación anódica del aluminio y sus aleaciones en una solución electrolítica que contiene sales metálicas para electrólisis, a través de una reacción electroquímica, de modo que los iones de metales pesados ​​ingresan a los poros de la película de óxido en átomos metálicos, se depositan en el fondo del poro en la capa no porosa y colorean (Figura 5.10). La película de óxido coloreada obtenida mediante el proceso de coloración electrolítica tiene las ventajas de una buena resistencia a la abrasión, resistencia a la luz solar, resistencia al calor, resistencia a la corrosión y un color estable y duradero, y ahora se usa ampliamente en perfiles de aluminio para decoración arquitectónica. Cuanto mayor sea el voltaje y el tiempo utilizado para la coloración electrolítica, más oscuro será el color.

 

Tratamiento de sellado de película de óxido.

Después de la oxidación anódica del aluminio y sus aleaciones, esté coloreado o no, es necesario realizar a tiempo el tratamiento de sellado, cuyo objetivo es fijar los colorantes en los microporos, evitando la exudación, y al mismo tiempo mejorar las propiedades de abrasión, luz solar, corrosión y aislamiento de la película. Los métodos de sellado incluyen el método de sellado con agua caliente, el método de sellado con vapor de agua, el método de sellado con dicromato, el método de sellado por hidrólisis y el método de sellado de llenado.

(1) El principio del método de sellado con agua caliente.

es utilizar la hidratación del AL2O3 amorfo: AL2O3+nH2O=AL2O3-nH2O

Donde es 1 o 3. Cuando se hidrata AL2O3 para una alúmina hidratada AL2O3-H2O, su volumen puede aumentar en aproximadamente un 33%; generó alúmina trihidrato AL2O3-3H2O, su volumen aumentó en aproximadamente un 100%. Como resultado de la hidratación del AL2O3 en la superficie de la película de óxido y la pared de los poros, el volumen aumenta y cierra los poros de la película.

Proceso cerrado de agua caliente para la temperatura del agua caliente de 90 ~ 100 ° C, pH 6 ~ 7,5, tiempo 15 ~ 30 min. El agua cerrada debe ser agua destilada o agua desionizada, y no puede usar agua del grifo, de lo contrario reducirá la transparencia de la película de óxido y el color.

(2) El principio del método de cierre con vapor de agua.

Es lo mismo que el método de cierre de agua caliente, pero el efecto es mucho mejor, pero el costo es mayor.

(3) Método de cierre con dicromato

Se lleva a cabo en una solución de dicromato de potasio con fuertes propiedades oxidantes y a mayor temperatura. Cuando las piezas de aluminio anodizado se introducen en la solución, la película de óxido y el óxido de aluminio de las paredes de los poros tienen la siguiente reacción química con el dicromato de potasio en la solución acuosa:

2AL2O3+3K2Cr2O7+5H20=2ALOHCrO4+2ALOHCr2O7+6KOH

Los precipitados de cromato de aluminio alcalino y dicromato de aluminio alcalino generados y el monohidrato de alúmina y el trihidrato de alúmina generados por las moléculas de agua caliente junto con la alúmina sellan los microporos de la película de óxido. La fórmula y las condiciones del proceso de la solución selladora son las siguientes: dicromato de potasio 50~70 g/L; temperatura 90~95°C; tiempo 15~25 min; Valor de pH 6 ~ 7.

La película de óxido tratada con este método es de color amarillo y tiene buena resistencia a la corrosión. Es adecuado para el cierre después de la oxidación anódica de una aleación de aluminio con fines de protección, y no es adecuado para el cierre de una película de óxido colorante con fines decorativos.

(4) Método de cierre por hidrólisis

Se refiere a la siguiente reacción de hidrólisis después de que la película de óxido adsorbe la solución extremadamente diluida de sal de níquel y sal de cobalto:

NI2+ + 2H2O=NI(OH)2+2H+

Co2+ + 2H2O = Co(OH)2+2H+.

El hidróxido de níquel o hidróxido de cobalto generado se deposita en los microporos de la película de óxido, cerrando así los poros. Debido a que una pequeña cantidad de hidróxido de níquel e hidróxido de cobalto es casi incolora, este método es particularmente adecuado para cerrar la película de óxido colorante.

(5) Método de llenado cerrado

Además del método cerrado descrito anteriormente, también se pueden utilizar películas de óxido anódico cerradas con sustancias orgánicas, tales como barnices transparentes, parafina fundida, diversas resinas y aceites secos, etc.