[发明专利]用于铝染色染浴的电解质添加剂和铝染色方法

说明书

这一发明描述了可用于在阳极化铝表面交流染色中被硫酸酸化的含锡（Ⅱ）染浴的新电解质添加剂，由包括含有至少一种具有通式Ⅰ至Ⅳ中一种的抗氧化剂和至少一种具有通式Ⅴ的布散改进剂的增效混合物，以及根据这一发明使用电解质添加剂进行交流染色阳极化铝表面的方法。

众所周知，考虑到铝的基本特性，铝上可以覆盖厚度一般少于0.1μm的自然氧化物层（Wernick，Pinner，Zurbruegg，Weiner;“Die Oberflchenbehandlung Von Aluminium”，2nd edition，Eugen Leuze Verlag，Saulgau/Württ.，1977）。

如果电解法氧化铝，就可以获得较厚的氧化物层。这一过程被称作阳极化，以前叫作Eloxal过程。在这一过程中最好用硫酸、铬酸或磷酸作电解质。在有些过程也用有机酸，如草酸、马来酸、苯二甲酸、水杨酸、磺酰水杨酸、磺酰苯二甲酸、酒石酸或柠檬酸。

然而最常使用的是硫酸。根据阳极化条件，按照这一过程可以得到150μm及以上厚度的氧化物层。不过，在诸如门面和窗架喷镀方面的实际应用中，20至50μm厚的氧化物层就够了。

根据所需氧化物层厚度以及应用，在10-20%硫酸、1.5A/dm²电流密度、18至22℃温度下，经过15至60分钟，一般可以发生阳极化。

以这种方式制备的氧化物层对大量有机物和无机物及染料有较高的摄取能力。

自从三十年代中期，就已经知道在电解染色过程中，通过交流电处理阳极化铝在重金属盐溶液中可以被染色。在这一过程中最初使用的过渡元素有Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、特别是Sn。通常使用的重金属盐是硫酸盐，其pH值通过与硫酸配制达到0.1至2.0。操作在大约10至25伏情况下进行，并且产生出电流密度。石墨或者特种钢或者在电解质中溶解的同样物质，可组成反电极。

在这一过程中，在交流电的半期铝处在阴极时，重金属色料沉淀在阳极氧化物层微孔中，而在第二个半期，通过阳极氧化，铝氧层进一步增加。重金属沉淀在微孔的基部，致使氧化物层染色。

但是，用锡电解质染色存在一个问题，锡很容易被氧化，这迅速导致在使用甚至在贮存时碱性水含氧化锡（Ⅳ）（锡酸）的沉淀。通常都知道，即使只是在大气中的氧的作用下或在一定电流负荷下的电解反应中，硫酸锡（Ⅱ）的水溶液都能被氧化成锡（Ⅱ）化合物。在锡电解质中为阳极化铝染色时，这一点很不方便。因为一方面这干扰了染色过程（由于沉淀的形成溶液得不断添加或更新，使染色的过程无法进行），另一方面，这要增加很大的额外费用，因为形成的锡（Ⅳ）化合物不能用来染色。因此，现已发展出一系列电解铝染色的方法，其中所用的硫酸所酸化的硫酸锡（Ⅱ）溶液具有较大的稳定性。

苯酚类化合物如苯酚磺酸、甲酚磺酸或磺酰水杨酸被经常运用（参看，如S.A.Pozzoli，F.Tegiacchi;Korros.Korrosionsschutz  Alum.，Veranst.Eur.Foed.Korros.，lecture.88th  1976，139-45或Japanese  Patent  Specifications  JP-A-78  13583，78  18483，77  135841，76  147436，74  31614，73  101331，71  20568，75  26066，76  122637，54  097545，56  081598和GB-C-14  82，390）。

多官能苯酚如二酚氢醌，儿萘酚和间苯二酚（见Japanese  Patent  Specifications  JP-A-58  113391，57  200221和FR-C-23  84  037）。间苯三酚（JP-A-58  113391），焦棓酚（S.A.Pozzoli  F.Tegiacchi;Korros，Korrosionsschutz  Alum.，Veranst.Eur.Foed.Korros.，lecture  88th  1976，139-45或Japanese  Patent  Specifications  JP-A-58  113391和57  200221）和棓酸（JP-A-53  13583）也在这方面作了说明。