电解着色精简版.docVIP

1 . 5 . 2 电解着色方法 1 . 5 . 2. 1 锡盐电解着色 1 ) 着色工艺 由于纯锡盐或镍- 锡混盐电解着色液具有良好的着色分散性, 形成的色膜色泽均匀、高雅华贵, 良好的耐晒性、抗腐蚀性和耐磨性以及着色液本身具有较强的抗污能力。 但纯锡盐或镍- 锡混合盐电解着色体系中的亚锡离子极不稳定。即使是在pH = 1 的酸性溶液中, 也易被空气中的氧氧化为高价锡离子, 进而发生水解生成白色的锡酸沉淀。轻则影响着色膜的质量, 重则使着色液完全失效。所以控制的重点主要是保证亚锡离子的稳定, 另外是色调的控制。锡盐电解着色常见方法见表5 - 1 - 40。 2 ) 镍- 锡混盐着色的工艺影响因素 镍锡混合盐除着青铜色系之外, 也可着仿不锈钢色、香槟色和纯黑色。 ( 1 ) 镍盐和亚锡盐的影响 锡盐为主, 两者共存时由于竞争还原提高了着色速度和均匀性。亚锡盐比单锡盐用量少且更稳定, 色调黄中透红更好看。镍盐以20 ～25 g /L 为宜, 太高色偏暗, 但是纯黑色时宜升至45 g /L。一般亚锡盐6 ～8 g /L 为宜。夏季取下限, 冬季用上限, 着纯黑色需升至10 ～12g /L。 ( 2 ) 着色添加剂 添加剂起着提高着色速度、均匀性和防止亚锡水解等三大作用。我国自研的添加剂在稳定性、着色均匀性、消耗量和控制水平上可同国际上同类产品媲美。着色槽不经常使用时亚锡照样会氧化水解, 故也需适当补加。 ( 3 ) 硫酸: 起防止锡盐水解和提高电导的双重作用, 游离硫酸控制在15 ～20 g /L 为宜。硫酸偏低光泽性好些, 但亚锡稳定性下降; 酸太高着色速度和光泽下降。只有着纯黑色才升至25 g /L, 以防止表面产生氢氧化物。 ( 4 ) 硼酸: 有些镍- 锡混合盐着色液添加硼酸, 它在孔内起缓冲作用, 有利于镍电沉积,提高均匀性和改善色感, 以20 ～25 g /L 为宜, 太高色偏暗。 ( 5 ) 色调控制 用户对色调要求不同, 需要在同槽中着出不同色调和色感。对于着浅色系为主时, 各成分含量限下限, 着色电压用15 V, 例如着仿不锈钢色, 宜控制在60 s 左右, 香槟色90 s 左右,这样着色色调好控制。倘若又要着纯黑色, 同时又要着浅色调, 各成分采用了上限浓度该怎么办呢? 实际生产中可采用着色后自溶法来控制。例如为获得仿不锈钢色, 先着成香槟色或浅青铜色, 不取出在槽中断电, 让其在电解液中自溶退去一部分色再提出, 亦可获得良好的浅色调。对于着青铜古铜色, 也可通过微调达到预想效果。提高亚锡和游离硫量, 色调由正黄向 黄橙偏移; 缓慢升压偏橙黄, 升压快得亚黄; 电压太低或太高均偏青黄; 提高硼酸或添加酒石酸、氨基磺酸色调偏黄橙, 用户特别喜欢这种色感。但含铁杂质大于0. 25% 的型材均带青 黄, 随含铁量增加而偏乌暗, 难以得到漂亮的色调。有关参数对色调影响的试验见表5 - 1- 41。获得某一要求的色调必须固定电压、温度和着色时间等三要素。 3 ) 着色稳定剂 Sn2 + 离子易被一切氧化剂所氧化, 然后水解成胶状的Sn( OH) 2 和Sn( OH) 4 沉淀于槽底或悬浮于溶液之内。在着色过程中, 以下几种情况都会促成氧化和水解。 ( 1 ) 由槽液搅拌引起的氧化 为了使槽液的温度、浓度均匀, 生产时应对着色槽液进行搅拌, 尽管避免用空气直接搅拌而采取循环泵, 还是会使槽液与空气接触的机会增加, 在与空气接触中会发生二价锡易被氧化为四价锡的反应。 SnSO4 + H2 SO4 + O2 → H2O + Sn( SO4 ) 2 ( 5 - 1 - 4) ( 2 ) 电极反应时发生的氧化和水解 当电极处于阳极半周时, 会发生氢氧根失电子生成氧气的反应: 4OH - + 4e → O2 + 2H2O ( 5 - 1 - 5) 着色过程中, Sn2 + 在电极反应中易与式( 5 - 1 - 5) 反应中氧作用发生氧化, 同式( 5 - 1 -4 ) , 同时, 由于反应中会使局部pH 值升高, 促使槽中的Sn2 + 和Sn4 + 离子水解反应: Sn2 + + 2OH - → Sn( OH) 2 ↓ ( 5 - 1 - 6) Sn2 + + 4OH - → Sn( OH) 4 ↓ ( 5 - 1 - 7) 由于以上反应的存在以及Sn2 + 稳定剂等因素, 槽液随使用周期加长, 悬浮混浊也越加严重。 Sn2 + 离子是不稳定的, 它形成的沉淀物却是很稳定的。选择具有综合性能的、好的着色添加剂, 对一个工厂的着色材生产来说是非常重要的。好的添加剂应该具有一定的综合能力, 有防止Sn2 + 离子沉淀水解, 还要有加速离子化, 提高分散能力的作用。否则, 着色过程中络合与离子化动态平衡协调不好, Sn2 + 离子在孔内沉