Anódoxid filmek színezése és lezárása

Anódoxid filmek színezése és lezárása

Az alumínium és ötvözetei anódos oxidációs kezelés után porózus oxidfilm réteget képeztek a felületén, színezés és tömítés után különféle színeket kaphat, és javíthatja a film korrózióállóságát, kopásállóságát.

Az elektrolitikus színezési folyamat sematikus diagramja:

 Oxid film színezés

(1) Szervetlen pigment színezőanyag

főként fizikai adszorpció, azaz szervetlen pigmentmolekulák adszorbeálódnak a kitöltendő filmréteg mikropórusos felületén. A színárnyalat színezési módja nem fényes, és az aljzattal való kombináció gyenge, de a napfényállóság jobb. A szervetlen pigmentfestéshez használt festékeket két típusra osztják, és az anódos oxidáció utáni fémet kétféle oldatban kell felváltva impregnálni, amíg az oxidált filmben kétféle só reaktív termékeinek (pigmentjeinek) száma el nem éri a kívánt színárnyalatot.

(2) Szerves színezőanyag

 a mechanizmus összetettebb, általában úgy gondolják, hogy fizikai adszorpciója és kémiai reakciója van. Szerves festékmolekulák és alumínium-oxid kémiai kombinációja a következő módokon: alumínium-oxid és festékmolekulák a fenolcsoporton kovalens kötések kialakítására; alumínium-oxid és festékmolekulák a fenolcsoporton hidrogénkötések kialakítására; alumínium-oxid és festékmolekulák komplexek kialakítására. A szerves színezékek széles színválasztékkal rendelkeznek, de gyenge a napfényállóságuk. A festőoldat elkészítéséhez jobb desztillált vagy ioncserélt vizet használni, mint csapvizet, mert a csapvízben lévő kalcium- és magnézium-ionok a festékmolekulákkal összehangolva koordinációs vegyületeket képeznek, amitől a festékoldat elavulttá válik.

(3) Elektrolitikus színezőanyag

az alumínium és ötvözeteinek anódos oxidációja az elektrolízishez szükséges fémsókat tartalmazó elektrolitikus oldatba, az elektrokémiai reakció révén úgy, hogy a nehézfém-ionok az oxidfilm pórusaiba fématomokká alakulnak, a pórus alján lerakódnak a nem porózus rétegen és elszíneződnek (5.10. ábra). Az elektrolitikus színezési eljárással kapott színes oxidfilm előnyei a jó kopásállóság, a napfényállóság, a hőállóság, a korrózióállóság, valamint a stabil és tartós szín, és ma már széles körben használják alumínium profilokban építészeti díszítésre. Minél nagyobb feszültséget és hosszabb időt használunk az elektrolitikus színezéshez, annál sötétebb lesz a szín.

 

Oxidfilm tömítőkezelése

Az alumínium és ötvözeteinek anódos oxidációja után, függetlenül attól, hogy színezett vagy sem, időben el kell végezni a tömítőkezelést, melynek célja a festékek mikropórusokban való rögzítése, megakadályozva a kiválást, és ezzel egyidejűleg javítja a film kopását, napfényét, korrózióját és szigetelő tulajdonságait. A tömítési módszerek közé tartozik a forró vizes tömítési módszer, a vízgőzzel záródó módszer, a dikromátos tömítési módszer, a hidrolízises tömítési módszer és a töltési tömítési módszer.

(1) A melegvíz-zárási módszer elve

az amorf AL2O3 hidratálását jelenti: AL2O3+nH2O=AL2O3-nH2O

Ahol 1 vagy 3. Ha AL2O3 hidratált AL2O3-H2O hidratált alumínium-oxidot, térfogata körülbelül 33%-kal nőhet; AL2O3-3H2O alumínium-trihidrát keletkezett, térfogata körülbelül 100%-kal nőtt. Az AL2O3 hidratációja következtében az oxidfilm felületén és a pórusfalon a térfogat megnő és bezárja a film pórusait.

Melegvizes zárt eljárás 90 ~ 100 °C melegvíz hőmérsékletre, pH 6 ~ 7,5, idő 15 ~ 30 perc. a zárt víznek desztillált vagy ionmentesített víznek kell lennie, és nem szabad csapvizet használni, ellenkező esetben csökkenti az oxidfilm átlátszóságát és színét.

(2) A vízgőzzárási módszer elve

Ugyanaz, mint a melegvizes zárási módszer, de a hatás sokkal jobb, de a költség magasabb.

(3) Dikromátos zárási módszer

Erős oxidáló tulajdonságú kálium-dikromát oldatban és magasabb hőmérsékleten végzik. Amikor az eloxált alumíniumdarabokat az oldatba adagoljuk, az oxidfilm és a pórusfalak alumínium-oxidja a következő kémiai reakciót váltja ki a vizes oldatban lévő kálium-dikromáttal:

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

A forró vízmolekulák által képződött alkáli-alumínium-kromát és alkáli-alumínium-dikromát csapadék, valamint a timföld-monohidrát és alumínium-oxid-trihidrát az alumínium-oxiddal együtt lezárja az oxidfilm mikropórusait. A tömítőoldat képlete és eljárási körülményei a következők: kálium-dikromát 50-70 g/L; hőmérséklet 90-95 °C; idő 15-25 perc; pH-értéke 6-7.

Az ezzel a módszerrel kezelt oxidfilm sárga színű és jó korrózióállósággal rendelkezik. Alkalmas alumíniumötvözet anódos oxidációja utáni lezárására védelem céljából, színező oxidfilm lezárására díszítés céljából nem.

(4) Hidrolízises zárási módszer

A következő hidrolízisreakcióra utal, miután a nikkelsó és a kobaltsó rendkívül híg oldatát az oxidfilm adszorbeálja:

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

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

A keletkezett nikkel-hidroxid vagy kobalt-hidroxid az oxidfilm mikropórusaiba rakódik le, így a pórusokat bezárja. Mivel kis mennyiségű nikkel-hidroxid és kobalt-hidroxid szinte színtelen, ezért ez a módszer különösen alkalmas a színező oxidfilm lezárására.

(5) Zárt töltés

A fent ismertetett zárt eljáráson túlmenően az anódoxid fólia szerves anyagokat is felhasználhat, mint például átlátszó lakk, olvadt paraffin, különféle gyanták és száraz olajok stb.