Coloração e selagem de filmes de óxido anódico

Coloração e selagem de filmes de óxido anódico

O alumínio e suas ligas após tratamento de oxidação anódica, geraram uma camada de filme de óxido poroso em sua superfície, após tratamento de coloração e vedação, pode-se obter uma variedade de cores diferentes, podendo melhorar a resistência à corrosão do filme, resistência ao desgaste.

Diagrama esquemático do processo de coloração eletrolítica:

 Coloração de filme de óxido

(1) Coloração de pigmento inorgânico

principalmente adsorção física, ou seja, moléculas de pigmento inorgânico são adsorvidas na superfície microporosa da camada de filme a ser preenchida. O método de coloração não é brilhante e a combinação com o substrato é ruim, mas a resistência ao sol é melhor. Os corantes utilizados para coloração de pigmentos inorgânicos são divididos em dois tipos, e o metal após a oxidação anódica deve ser impregnado em dois tipos de soluções alternadamente até que o número de produtos reativos (pigmentos) de dois tipos de sais no filme oxidado atenda à tonalidade necessária.

(2) Coloração com corante orgânico

 o mecanismo é mais complexo, geralmente acredita-se que tenha adsorção física e reação química. Moléculas de corante orgânico e combinação química de alumina das seguintes maneiras: moléculas de alumina e corante no grupo fenólico para formar ligações covalentes; moléculas de alumina e corante no grupo fenólico para formar ligações de hidrogênio; moléculas de alumina e corante para formar complexos. Os corantes orgânicos têm uma ampla gama de cores brilhantes, mas apresentam baixa resistência à luz solar. É melhor usar água destilada ou água deionizada para preparar a solução de tingimento do que água da torneira, porque os íons de cálcio e magnésio na água da torneira serão coordenados com as moléculas do corante para formar compostos de coordenação, o que tornará a solução de tingimento obsoleta.

(3) Coloração eletrolítica

é a oxidação anódica do alumínio e suas ligas na solução eletrolítica contendo sais metálicos para eletrólise, através da reação eletroquímica, de modo que os íons de metais pesados ​​nos poros do filme de óxido para átomos de metal, depositados no fundo do poro na camada não porosa e coloração (Figura 5.10). O filme de óxido colorido obtido pelo processo de coloração eletrolítica tem as vantagens de boa resistência à abrasão, resistência à luz solar, resistência ao calor, resistência à corrosão e cor estável e duradoura, sendo hoje amplamente utilizado em perfis de alumínio para decoração arquitetônica. Quanto maior a voltagem e maior tempo utilizado para a coloração eletrolítica, mais escura será a cor.

 

Tratamento de vedação de filme de óxido

Após a oxidação anódica do alumínio e suas ligas, sejam elas coloridas ou não, é necessário realizar atempadamente o tratamento de selagem, cuja finalidade é fixar os corantes nos microporos, evitando a exsudação, e ao mesmo tempo, melhorar as propriedades de abrasão, luz solar, corrosão e isolantes do filme. Os métodos de vedação incluem método de vedação com água quente, método de vedação com vapor de água, método de vedação com dicromato, método de vedação por hidrólise e método de vedação de enchimento.

(1) O princípio do método de vedação com água quente

é usar a hidratação do AL2O3 amorfo: AL2O3+nH2O=AL2O3-nH2O

Onde é 1 ou 3. Quando a hidratação de AL2O3 para uma alumina hidratada AL2O3-H2O, seu volume pode aumentar em cerca de 33%; gerou alumina trihidratada AL2O3-3H2O, seu volume aumentou cerca de 100%. Como resultado da hidratação do AL2O3 na superfície do filme de óxido e na parede dos poros, o volume aumenta e fecha os poros do filme.

Processo fechado de água quente para a temperatura da água quente de 90 ~ 100 ° C, pH 6 ~ 7,5, tempo 15 ~ 30 min. a água fechada deve ser água destilada ou água deionizada, e não pode usar água da torneira, caso contrário reduzirá a transparência da película de óxido e da cor.

(2) O princípio do método de fechamento com vapor de água

É igual ao método de fechamento com água quente, mas o efeito é muito melhor, mas o custo é maior.

(3) Método de fechamento de dicromato

É realizado em solução de dicromato de potássio com forte propriedade oxidante e em temperatura mais elevada. Quando as peças de alumínio anodizado são alimentadas na solução, o filme de óxido e o óxido de alumínio das paredes dos poros apresentam a seguinte reação química com o dicromato de potássio na solução aquosa:

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

Os precipitados de cromato de alumínio alcalino e dicromato de alumínio alcalino gerados e o monohidrato de alumina e o trihidrato de alumina gerados pelas moléculas de água quente juntamente com a alumina selam os microporos do filme de óxido. A fórmula e as condições de processo da solução de vedação são as seguintes: dicromato de potássio 50~70g/L; temperatura 90~95 °C; tempo 15~25 minutos; Valor de pH 6~7.

O filme de óxido tratado por este método é de cor amarela e possui boa resistência à corrosão. É adequado para o fechamento após oxidação anódica de liga de alumínio para fins de proteção e não é adequado para o fechamento de filme de óxido colorido para fins de decoração.

(4) Método de fechamento por hidrólise

Refere-se à seguinte reação de hidrólise após a solução extremamente diluída de sal de níquel e sal de cobalto ser adsorvida pelo filme de óxido:

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

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

O hidróxido de níquel ou hidróxido de cobalto gerado é depositado nos microporos do filme de óxido, fechando assim os poros. Como uma pequena quantidade de hidróxido de níquel e hidróxido de cobalto é quase incolor, este método é particularmente adequado para o fechamento da película de óxido colorido.

(5) Método fechado de preenchimento

Além do método fechado descrito acima, o filme de óxido anódico também pode ser usado com substâncias orgânicas, como verniz transparente, parafina fundida, diversas resinas e óleos secos, etc.