一种铝型材电解着色液及其制备方法、应用和应用方法技术

本发明专利技术公开了一种铝型材电解着色液及其制备方法、应用和应用方法，属于铝型材表面处理技术领域。其中，铝型材电解着色液由纯硫酸、硫酸亚锡、硫酸镍、着色添加剂和水组成，所述的纯硫酸的质量浓度为15～18g/L，硫酸亚锡的质量浓度为8～12g/L，硫酸镍的质量浓度为15～30g/L，着色添加剂的质量浓度为20～30g/L；所述的着色添加剂由D-酒石酸、邻苯二酚、硼酸和氨基磺酸组成，各组分的质量百分比分别为：D-酒石酸30％～40％，邻苯二酚30％～40％，硼酸20％～30％，氨基磺酸5％～10％。本发明专利技术能产生由浅古铜到深古铜再到黑色的一系列亮丽色泽，铝型材着色均匀、光亮、色差小、重现性好，且槽液可长时间保持清澈透明，有较强分散能力，锡离子稳定性高，消耗量低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于铝型材表面处理
，更具体地说，涉及。
技术介绍
铝合金挤压型材应用日益广泛，其表面处理技术取得了迅猛快速发展，为提高铝合金型材的保护、装饰性能，需要对铝合金材料进行阳极氧化、着色处理。铝合金氧化后的着色方法，一般有化学染色法、自然上色法及电解着色法。在60年代，日本的浅田专利技术了二次电解着色法，该法着色膜的耐光性、耐热性、耐磨性及耐蚀性均比染色法等有显著提高，从而迅速扩大了着色铝合金的应用范围。目前，用于建筑型材的着色铝合金主要是着古铜色系和青铜色系，所用的电解液一般是锡盐、镍盐或钴盐等系列，槽液的分散能力相好，对杂质不太敏感，膜层色调均匀、稳定，色差小，且对环境污染的影响相对较小。如中国专利申请号:201010197685.5，申请日:2010年6月11日的一种铝合金建筑型材电解着色溶液，它的组成为，每升水含有:CuS04*5H20 15-20g,H2SO4 10_15g、酒石酸5-7g,Au (NO3)3 0.1-0.3g、SnSO4 l_3g、CaSO4 l_2g 和甲酚 4_5g ;该溶液应用于铝合金型材经过阳极氧化处理后的交流电解着色，经过着色处理后的产品可以获得含紫色调的红色表面，该方案解决铜盐着色均匀性差和产品耐蚀差的问题，并非用于古铜色系和青铜色系铝型材的着色处理，并且Au为贵重金属元素，成本高，Au (NO3)3难以获得，使用成本太高，此夕卜，SnSO4易水解成不溶性的Sn(OH) 4，使溶液变得浑浊，无法再用，着色反应不应控制。又如，中国专利申请号:201410604874.8，申请日:2014年10月31日的一种新型铝合金锡盐着色工艺及着色液，其工艺包括如下技术步骤:a、除油；b、碱洗；c、中和；d、阳极氧化；e、着色。其中，着色液包括如下组份:重量浓度为10 — 20g/L的硫酸镁，重量浓度为3 — 10g/L的酒石酸，重量浓度为I一 10g/L的硼酸，重量浓度为I一5g/L的对氨基苯酚，其余为去离子水。但该方案铝合金着色不易控制掌握，操作复杂，且着色范围窄，色泽不够均匀。
技术实现思路
1、要解决的问题针对现有铝型材电解着色中着色反应不易控制，设备复杂，操作繁琐，着色范围窄，色泽不够光亮均匀，以及含有贵重金属元素等问题，本专利技术提供，其不含贵重金属，使用成本低，并且操作简单，着色反应易于掌握，着色范围宽广，可产生由浅古铜到深古铜再到黑色一系列亮丽色泽，铝型材着色均匀、光亮、色差小、重现性好；采用本专利技术的槽液清澈透明，有较强分散能力，锡离子稳定性高，消耗量低。2、技术方案为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。一种铝型材电解着色液，由纯硫酸、硫酸亚锡、硫酸镍、着色添加剂和水组成，所述的纯硫酸的质量浓度为15?18g/L，硫酸亚锡的质量浓度为8?12g/L，硫酸镍的质量浓度为15?30g/L，着色添加剂的质量浓度为20?30g/L ;所述的着色添加剂由D-酒石酸、邻苯二酚、硼酸和氨基磺酸组成，各组分的质量百分比分别为:D-酒石酸30%?40%，邻苯二酚30%?40%，硼酸20%?30%，氨基磺酸5%?10%。优选地，所述的纯硫酸的质量浓度为16g/L，硫酸亚锡的质量浓度为10g/L，硫酸镍的质量浓度为20g/L，着色添加剂的质量浓度为25g/L。优选地，所述的着色添加剂各组分的质量百分比为:D_酒石酸40%，邻苯二酚30%，硼酸25%，氨基磺酸5%。上述的一种铝型材电解着色液的制备方法，其步骤为:(I)将D-酒石酸、邻苯二酚、硼酸和氨基磺酸的固体粉末按比例混合均匀，得到所述的着色添加剂；(2)在反应槽中加入槽体容积3/5的纯水，按槽体容积4/5的纯水体积计算纯硫酸质量，搅拌并缓慢加入纯硫酸；(3)按反应槽4/5的容积计算步骤(I)中着色添加剂的质量，并将其加入到步骤(2)的槽液中，搅拌均匀；(4)按反应槽4/5的容积分别计算硫酸亚锡和硫酸镍的质量，并将它们分散加入到步骤(3)的槽液中，搅拌，使硫酸亚锡和硫酸镍完全溶解，(5)待反应槽中溶液回复常温后，搅拌，并加入纯水，使溶液体积达到槽体容积的4/5，即得到所述的铝型材电解着色液。进一步地，所述的电解着色液的pH为0.8?I。上述的一种铝型材电解着色液在铝型材表面处理工艺中的应用。上述一种铝型材电解着色液在铝型材表面处理工艺中的应用方法，其步骤为:(a)经阳极氧化的铝型材，水洗后，放置于铝型材电解着色液中静置30?50秒；(b)在槽液中放置石墨棒作为电极，对铝型材电解着色液通交流电，通电电压为5 ± IV，并保持30?40秒；(c)逐渐升高铝型材电解着色液的通电电压至17±2V，此过程耗时30?40秒；(d)电解反应；(e)断电，取出铝型材，纯水水洗两次后，进入下道处理工序。进一步地，所述步骤(d)的电解反应时间为1-15分钟，温度为10_25°C。3、有益效果相比于现有技术，本专利技术的有益效果为:(I)本专利技术的铝型材电解着色液可在铝型材表面产生香槟色、浅古铜色、深古铜色和黑色一些列亮丽色泽，着色范围宽广，且铝型材着色均匀，色差小，重现性好，金属离子在氧化膜针孔的底部析出，生成的颜色有很好的耐光性和耐候性；(2)本专利技术的铝型材电解着色液中15?18g/L浓度的纯硫酸配合20?30g/L的着色添加剂使用，溶液的分散能力好，对杂质不敏感，设备要求简单，在电解着色反应时操作也容易；(3)本专利技术的铝型材电解着色液，着色添加剂中，相应浓度的D-酒石酸和邻苯二酚配合使用，能够有效的稳定硫酸亚锡，硫酸亚锡自然分解率每月小于0.5g/L，以及规定浓度的硼酸使用，稳定溶液PH值，溶液长时间保持清澈透明，无浑浊或稍有浑浊，这样，保证Sn2+的浓度相对稳定，铝型材着色速度快而又不会增加着色液的带出量，氨基磺酸可以调整最终铝型材着色的色泽；(4)本专利技术的铝型材电解着色液，在制备及使用过程中，控制溶液pH在0.8?I之间，在保证铝型材着色质量的前提下，极少腐蚀铝型材表面氧化膜；(5)本专利技术的铝型材电解着色液在铝型材表面处理工艺中的应用方法，严格控制通电电压和通电时间，同时控制电解反应温度在10-25?，即能使反应速度达到最快，又能获得最佳的色调，不会出现浮色，能量消耗小，降低成本；(6)本专利技术的铝型材电解着色液在铝型材表面处理工艺中的应用方法，通过控制电解反应时间可以得到不同的色调。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本专利技术进一步进行描述。实施例1本实施的一种铝型材电解着色液，由纯硫酸、硫酸亚锡、硫酸镍、着色添加剂和水组成，其中，纯硫酸的质量浓度为15g/L，硫酸亚锡的质量浓度为8g/L，硫酸镍的质量浓度为15g/L，着色添加剂的质量浓度为20g/L ;上述的着色添加剂由D-酒石酸、邻苯二酚、硼酸和氨基磺酸组成，各组分的质量百分比分别为:D-酒石酸30%，邻苯二酚40%，硼酸20%，氨基磺酸10%。本实施例将制备160L的上述铝型材电解着色液，并采用如下的步骤进行制备:(I)分别称取取960g的D-酒石酸、1280g的邻苯二酚、640g的硼酸和320g的氨基磺酸的固体粉末混合均匀，制成着色添加剂；(2)准备一个容积为200L的反应槽，并且在槽体的120L和160L位置分别做刻度标记；(3)在上述反应槽中加入纯水达到120L本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝型材电解着色液，由纯硫酸、硫酸亚锡、硫酸镍、着色添加剂和水组成，所述的纯硫酸的质量浓度为15～18g/L，硫酸亚锡的质量浓度为8～12g/L，硫酸镍的质量浓度为15～30g/L，着色添加剂的质量浓度为20～30g/L；所述的着色添加剂由D‑酒石酸、邻苯二酚、硼酸和氨基磺酸组成，各组分的质量百分比分别为：D‑酒石酸30％～40％，邻苯二酚30％～40％，硼酸20％～30％，氨基磺酸5％～10％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：喻诚，宋志健，
申请(专利权)人：马鞍山市华冶铝业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34