一种单锡盐快速着色添加剂及着色液

技术领域

本发明属于电解着色领域，具体涉及一种单锡盐快速着色添加剂及着色液。

背景技术

电解着色是工业中常用的工艺，传统的电解着色工艺中，大都采用硫酸镍和硫酸亚锡的双盐着色液，但随着环保要求的不断重视，硫酸镍的使用越来越受到限制。但若采用硫酸亚锡作为单盐着色液，其着色性能会出现显著下降，分散性差、着色不均匀、工艺不稳定等问题会陡然出现，其对于工艺成本也是巨大的提高。此外，传统的着色添加剂一般会添加DL-酒石酸作为络合剂，添加对苯二酚、邻苯二酚、苯酚磺酸、吡啶等作为还原剂，但是DL-酒石酸排放后会显著增加水体中的COD，如若减小其添加量，则络合性能不足，硫酸亚锡不稳定，着色性能随之变差，同时，DL-酒石酸的溶解性较差，添加量过多容易过饱和结晶，也会降低着色性能，这也是为何传统的着色体系需要采用硫酸亚锡和硫酸镍的双盐着色体系的原因之一；此外，酚类还原剂毒性大，对人体和环境都具有较大的危害。

因此，提出一种更加环保，着色性能更优异，溶解性好的单锡盐电解着色添加剂及着色液对于电解着色工艺至关重要。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种单锡盐快速着色添加剂，其至少解决了上述技术问题中的一种，具体通过以下技术方案实现：

一种单锡盐快速着色添加剂，其原料包括：L-酒石酸、硼酸、硫酸镁、铁络合物、聚乙二醇、山梨醇、柠檬酸。

本发明采用L-酒石酸作为原料，相比于DL-酒石酸，其络合能力更强，溶解性更好且排放后不会增加水体的COD，同时可以以更小的添加量达到双盐体系的着色性能，更加环保的同时也进一步降低了工艺成本，也能够保证优异的着色性能；同时采用铁络合物作为还原剂，避免了传统的酚类还原剂对于人体和环境的危害。另外，本发明还添加了硼酸作为缓冲剂和分散剂，使得着色得以处于平缓的pH环境下进行并进一步提高了着色添加剂的溶解性，同时选择与其有协同作用的聚乙二醇作为原料之一，提高溶液的表面活性和着色后试件的表面光泽，并使得着色后的试件色调鲜艳，不暗沉，此外，本发明还添加有硫酸镁用于减少内阻，使得电解着色液上色速度更快，分散性更好；添加山梨醇和柠檬酸作为络合剂，而山梨醇还能够调节电解着色液的粘度，并填平待着色试件表面所存在的微孔，柠檬酸还能够同时作为还原剂进而抑制亚锡的水解。

本发明的着色添加剂可以用于各类金属材料表面，特别可以用于铝型材氧化后表面上色。

在一些优选的实施情况中，所述铁络合物包括草酸铁胺和硫酸铁胺中的至少一种。

根据实际应用的情况，在一些优选的实施情况中，该着色添加剂的原料按照重量份计包括：L-酒石酸25～35份、硼酸10～20份、硫酸镁1～5份、铁络合物15～25份、聚乙二醇0.5～2份、山梨醇1～3份、柠檬酸25～35份。

在一些优选的实施情况中，该着色添加剂的原料按照重量份计包括：L-酒石酸30份、硼酸12份、硫酸镁2份、铁络合物21份、聚乙二醇1份、山梨醇2份、柠檬酸32份。

在一些优选的实施情况中，该着色添加剂的原料按照重量份计包括：L-酒石酸25份、硼酸18份、硫酸镁5份、铁络合物16份、聚乙二醇0.5份、山梨醇1份、柠檬酸26份。

在一些优选的实施情况中，该着色添加剂的原料按照重量份计包括：L-酒石酸34份、硼酸15份、硫酸镁3份、铁络合物24份、聚乙二醇2份、山梨醇3份、柠檬酸35份。

本发明还提供了一种单锡盐快速着色液，包括上述的着色添加剂。该着色液还包括硫酸亚锡。

根据实际应用优选的情况，硫酸亚锡的浓度为8～12g/L，游离硫酸的浓度为15～20g/L，单锡盐电解着色添加剂的浓度为35～45g/L。

本发明的有益效果为：本发明的着色添加剂相比于传统试剂更加环保、着色性能更好、工艺成本更低；其与硫酸亚锡组成的着色液能够应用在各类金属材料表面，市场前景良好。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1：

一种单锡盐快速着色添加剂，其原料按照重量份计包括：L-酒石酸30份、硼酸12份、硫酸镁2份、铁络合物21份、聚乙二醇1份、山梨醇2份、柠檬酸32份。

将上述原料按照重量份取料混匀即得到该着色添加剂。

实施例2：

一种单锡盐快速着色添加剂，其原料按照重量份计包括：L-酒石酸25份、硼酸18份、硫酸镁5份、铁络合物16份、聚乙二醇0.5份、山梨醇1份、柠檬酸26份。

将上述原料按照重量份取料混匀即得到该着色添加剂。

实施例3：

一种单锡盐快速着色添加剂，其原料按照重量份计包括：L-酒石酸34份、硼酸15份、硫酸镁3份、铁络合物24份、聚乙二醇2份、山梨醇3份、柠檬酸35份。

将上述原料按照重量份取料混匀即得到该着色添加剂。

实施例4：

将实施例1～3制得的着色添加剂分别于硫酸亚锡混合，得到着色液，其中，着色液的成分组成为：硫酸亚锡的浓度为8～12g/L，游离硫酸的浓度为15～20g/L，单锡盐电解着色添加剂的浓度为35～45g/L，余量为水。

将现有技术中的硫酸镍和硫酸亚锡体系的着色添加剂，与硫酸镍和硫酸亚锡混合得到着色液作为对比例1。将现有技术中的单锡盐电解中的着色添加剂，与硫酸亚锡混合得到着色液作为对比例2。

采用实施例1～3得到的着色液和对比例1～2得到的着色液分别对同一批次氧化后的铝型材进行电解着色，着色工艺参数为：着色电压为16～20V，着色温度为17～23℃；其结果如表1所示：

表1

着色后将废液排放至水体，对排放后的水体进行检测可知，相比于未排放前的水体，对比例1中的COD显著上升，同时检测出重金属和氨氮等多种对环境和人体存在危害的化学成分，对比例2中虽然未检测出重金属成分，但检测出了较高的氨氮含量，进而使得COD显著上升；而实施例1～3中却均未发现COD存在明显变化，也不存在任何重金属和氨氮等有害的化学成分；这也说明了本发明的着色添加剂及其得到的着色液的环保性更好。

在着色过程中，无论是香槟色、古铜色还是黑色，可以发现采用对比例1～2进行着色时，其着色速率远低于实施例1～3，而且还出现了不同程度的结晶的情况，这也是造成对比例1～2成本更高、着色效率更低的原因。同时，采用实施例1～3的着色添加剂着色后的铝型材，其表面色泽丰富，饱满鲜艳，均匀性和分散性较好，其效果要优于对比例1～2的着色效果。

综上所述，本发明的着色添加剂更加环保，着色效率更高，工艺成本更低，着色性能更加优异。