Bojanje i brtvljenje anodnih oksidnih filmova

Bojanje i brtvljenje anodnih oksidnih filmova

Aluminij i njegove legure nakon tretmana anodnom oksidacijom stvaraju sloj poroznog oksidnog filma na svojoj površini, nakon bojanja i tretmana brtvljenjem, možete dobiti različite boje i možete poboljšati otpornost filma na koroziju, otpornost na habanje.

Shematski dijagram procesa elektrolitičkog bojenja:

 Bojanje oksidnog filma

(1) Anorgansko pigmentno bojanje

uglavnom fizička adsorpcija, tj. molekule anorganskog pigmenta adsorbiraju se na površini mikroporoza sloja filma koji se puni. Metoda bojanja nijansa nije svijetla, a kombinacija s podlogom je loša, ali je otpornost na sunce bolja. Boje koje se koriste za bojanje anorganskih pigmenata dijele se u dvije vrste, a metal nakon anodne oksidacije treba naizmjenično impregnirati u dvije vrste otopina sve dok broj reaktivnih produkata (pigmenata) dviju vrsta soli u oksidiranom filmu ne postigne potrebnu nijansu.

(2) Bojanje organskim bojama

 mehanizam je složeniji, općenito se vjeruje da ima fizičku adsorpciju i kemijsku reakciju. Organske molekule bojila i glinice kemijska kombinacija sljedećih načina na koje molekule glinice i boje na fenolnoj skupini stvaraju kovalentne veze; aluminijev oksid i molekule bojila na fenolnoj skupini za stvaranje vodikovih veza; aluminijev oksid i molekule bojila da tvore komplekse. Organska bojila imaju širok raspon svijetlih boja, ali su slabo otporna na sunčevu svjetlost. Bolje je koristiti destiliranu vodu ili deioniziranu vodu za pripremu otopine za bojanje nego vodu iz slavine, jer će ioni kalcija i magnezija u vodi iz slavine biti koordinirani s molekulama boje kako bi formirali koordinacijske spojeve, što će učiniti otopinu za bojenje zastarjelom.

(3) Elektrolitičko bojanje

je anodna oksidacija aluminija i njegovih legura u elektrolitičku otopinu koja sadrži metalne soli za elektrolizu, kroz elektrokemijsku reakciju, tako da ioni teških metala ulaze u pore oksidnog filma do metalnih atoma, talože se na dnu pora na neporoznom sloju i boje (Slika 5.10). Obojeni oksidni film dobiven postupkom elektrolitičkog bojanja ima prednosti dobre otpornosti na habanje, otpornosti na sunčevu svjetlost, otpornosti na toplinu, otpornosti na koroziju i stabilne i dugotrajne boje, a sada se široko koristi u aluminijskim profilima za arhitektonski ukras. Što je veći napon i duže vrijeme potrebno za elektrolitičko bojanje, boja će biti tamnija.

 

Obrada brtvljenja oksidnog filma

Nakon anodne oksidacije aluminija i njegovih legura, bez obzira na to je li obojen ili ne, potrebno je na vrijeme provesti tretman brtvljenja, čija je svrha fiksiranje bojila u mikroporama, sprječavanje eksudacije, te ujedno poboljšati abrazijska, sunčeva, korozijska i izolacijska svojstva filma. Metode brtvljenja uključuju metodu brtvljenja vrućom vodom, metodu brtvljenja vodenom parom, metodu brtvljenja dikromatom, metodu brtvljenja hidrolizom i metodu brtvljenja punjenjem.

(1) Princip metode brtvljenja toplom vodom

je koristiti hidrataciju amorfnog AL2O3: AL2O3+nH2O=AL2O3-nH2O

Gdje je 1 ili 3. Kod hidratacije AL2O3 za hidratirani aluminijev oksid AL2O3-H2O, njegov se volumen može povećati za oko 33%; generira trihidrat aluminijevog oksida AL2O3-3H2O, njegov se volumen povećao za oko 100%. Kao rezultat hidratacije AL2O3 na površini oksidnog filma i stijenki pora, volumen se povećava i zatvara pore filma.

Zatvoreni proces tople vode za temperaturu tople vode od 90 ~ 100 °C, pH 6 ~ 7,5, vrijeme 15 ~ 30 min. zatvorena voda mora biti destilirana voda ili deionizirana voda, a ne može se koristiti voda iz slavine, inače će smanjiti prozirnost oksidnog filma i boju.

(2) Princip metode zatvaranja vodenom parom

Isti je kao metoda zatvaranja toplom vodom, ali je učinak puno bolji, ali je cijena veća.

(3) Dihromatna metoda zatvaranja

Provodi se u otopini kalijevog dikromata s jakim svojstvom oksidacije i na višoj temperaturi. Kada se komadi anodiziranog aluminija unesu u otopinu, oksidni film i aluminijev oksid stijenki pora imaju sljedeću kemijsku reakciju s kalijevim dikromatom u vodenoj otopini:

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

Alkalijski aluminijev kromat i alkalni aluminijev dikromat se talože, a aluminijev oksid monohidrat i aluminijev trihidrat generirani molekulama vruće vode zajedno s aluminijevim oksidom zatvaraju mikropore oksidnog filma. Formula i uvjeti procesa otopine za brtvljenje su sljedeći: kalijev dikromat 50~70g/L; temperatura 90~95 °C; vrijeme 15~25 min; pH vrijednost 6~7.

Oksidni film tretiran ovom metodom žute je boje i ima dobru otpornost na koroziju. Prikladan je za zatvaranje nakon anodne oksidacije aluminijske legure u svrhu zaštite, a nije prikladan za zatvaranje oksidnog filma za bojanje u svrhu ukrašavanja.

(4) Metoda zatvaranja hidrolizom

Odnosi se na sljedeću reakciju hidrolize nakon što se iznimno razrijeđena otopina soli nikla i soli kobalta adsorbira oksidnim filmom:

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

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

Generirani niklov hidroksid ili kobaltov hidroksid taloži se u mikroporama oksidnog filma, čime se pore zatvaraju. Budući da je mala količina nikal hidroksida i kobalt hidroksida gotovo bezbojna, ova je metoda posebno prikladna za zatvaranje oksidnog filma boje.

(5) Zatvorena metoda punjenja

Uz gore opisanu zatvorenu metodu, anodni oksidni film također se može koristiti za zatvorene organske tvari, kao što su prozirni lak, rastaljeni parafin, razne smole i suha ulja itd.