[發明專利]一種利用弱酸性染料為鎂材微弧氧化膜層著色的方法

在審

• 申請號: 201710392538.5
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN107227480A
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 陳飛;張玉林;左佑;陳佳欣;韋銀河
• 申請（專利權）人: 北京石油化工學院
• 主分類號: C25D11/30
• 分類號: C25D11/30
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司11260
• 代理人: 鄭立明,李闖

技術領域

本發明涉及鎂材(該鎂材是指鎂或鎂合金，例如：AZ31、AZ61B等典型鎂合金)表面著色技術領域，尤其涉及一種利用弱酸性染料為鎂材微弧氧化膜層著色的方法。

背景技術

鎂材是用量僅次于鋼鐵的一類重要金屬材料，在航空航天、交通運輸、印刷、建筑等領域被廣泛應用。但是鎂材顏色單一、耐蝕性差，很難滿足各種行業對鎂材裝飾性和耐蝕性的要求。為了提高鎂材的裝飾效果、增強抗腐蝕性、延長使用壽命，鎂材一般都要進行表面處理。

近些年來，成熟的鎂材表面著色工藝主要有陽極氧化膜染料著色法、陽極氧化膜電解著色法、陽極氧化直接著色法等，但這些著色工藝都會帶來環境污染問題，因此一種新型表面處理技術——微弧氧化技術便應運而生。微弧氧化技術突破了傳統陽極氧化技術對工作電壓的限制，將工作區域引入到高壓放電區，利用微弧區瞬間高溫燒結作用直接在鎂或鎂合金的表面原位生長陶瓷層，從而提高了鎂材的表面性能，是一種很有前途的金屬表面處理技術。

目前，采用微弧氧化技術對鎂材進行表面處理，只能在鎂材表面形成白色、黑色等顏色暗淡的微弧氧化膜層，很難形成顏色鮮艷光麗的微弧氧化膜層。在現有技術中，可通過在酸性電解液中添加Cu²⁺、Co⁺等金屬陽離子在鎂材表面形成藍色微弧氧化膜層，但酸性電解液會對使用不銹鋼作為反應槽的微弧氧化設備造成較大腐蝕，而且會對環境產生一定的污染；專利CN103556205A中公開了一種鎂合金微弧氧化復合膜著色的方法，該方法是將含有Cu²⁺的SiO₂-ZrO₂膠體固化于鎂合金表面微弧氧化膜上，其操作復雜，對溫度和固化時間控制要求較高，不易于對鎂合金表面微弧氧化膜層進行低成本、大批量的著色處理。

發明內容

針對現有技術中的上述不足之處，本發明提供了一種利用弱酸性染料為鎂材微弧氧化膜層著色的方法，不僅能夠使鎂材微弧氧化膜層呈現各種鮮艷光麗的顏色，保持鎂材微弧氧化膜層自身具有較高結合力和耐磨性，提高鎂材微弧氧化膜層的耐腐蝕性，而且生產工藝簡單、容易實現量產、不會對人體和設備造成腐蝕，不會造成環境污染。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種利用弱酸性染料為鎂材微弧氧化膜層著色的方法，包括：利用微弧氧化技術對鎂材進行表面處理使鎂材表面原位生長微弧氧化膜層，還包括：采用染色溶液對所述鎂材表面原位生長微弧氧化膜層進行浸泡著色；其中，所述染色溶液由弱酸性染料、均染劑、pH值調節劑和去離子水混合而成，并且所述染色溶液中弱酸性染料的含量為1～10g/L，均染劑為元明粉和十二烷基苯磺酸鈉、每種均染劑的含量均為1～5g/L，pH值調節劑的用量使所述染色溶液的pH值在20℃下調節至4.5～5.0之間。

優選地，所述浸泡著色的浸泡時間為1～12小時，并且浸泡時間越長顏色越深。

優選地，在著色設備上采用染色溶液對所述鎂材表面原位生長微弧氧化膜層進行浸泡著色，并且在所述浸泡著色過程中，所述著色設備的攪拌裝置攪拌轉速為500～1000r/min，所述著色設備的恒溫裝置溫度為20～40℃，所述著色設備的超聲發生裝置功率為100～200W。

優選地，所述鎂材表面原位生長微弧氧化膜層，其表面微孔尺寸為0.5～5.0μm，其膜層厚度大于5μm。

優選地，所述的弱酸性染料為單偶氮類染料。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明提供的利用弱酸性染料為鎂材微弧氧化膜層著色的方法采用染色溶液對鎂材表面原位生長的多空隙微弧氧化膜層進行浸泡著色，并且該染色溶液采用不含重金屬離子的弱酸性染料為原料，以元明粉和十二烷基苯磺酸鈉為均染劑，pH值在4.5～5.0之間，因此本發明提供的利用弱酸性染料為鎂材微弧氧化膜層著色的方法不僅能夠使鎂材微弧氧化膜層呈現各種鮮艷光麗的顏色，保持鎂材微弧氧化膜層自身具有較高結合力和耐磨性，提高鎂材微弧氧化膜層的耐腐蝕性，而且生產工藝簡單、容易實現量產、不會對人體和設備造成腐蝕，不會造成環境污染。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。

圖1為采用SSX-550掃描電子顯微鏡對本發明實施例1中AZ31鎂合金圓片表面原位生長的微弧氧化膜層進行觀察，從而得到的掃描電子顯微鏡照片。