[发明专利]铜表面阴极电解着色新工艺

说明书

本发明涉及电化学领域，尤其是涉及一种光亮铜层上阴极电解着色新工艺(简称：NCEC5)。

铜表面着色可以改善外观，获得仿金色及其它悦目的颜色。用着色方法可在铜表面产生色膜或干扰膜，该膜很薄(仅数十毫微米)，有时干扰膜自身几乎没有颜色，而当铜表面与膜表面发生光反射时，光波在相外相互抵消，形成各种不同色彩，当膜的厚度逐渐增长时，色调随之变化，一般依次出现红、黄、蓝、绿等一系列颜色，若膜的厚度不均匀时，将产生彩虹色或花斑杂色。对于铜的着色，有关书籍多记载化学法(《表面处理工艺手册》，上海科技出版社，1991年1月第一版)，用该法获得的色彩较单调，溶液的浓度较难控制。近年来，有资料报导了阴极电解法，可在铜表面产生多种颜色(汪泉发，“铜的电解着色”，《电镀与环保》，1988，10(5)10)其配方中采用硫酸铜、乳酸、柠檬酸钠、氢氧化钠等，其溶液长期使用后沉渣较多，性能较不稳定，操作范围较窄。

本发明的目的在于研制一种溶液组分更少，性能更稳定，操作范围更宽，获得的颜色种类更丰富、更艳丽的铜表面阴极电解着色的新工艺(简称NCEC5)。

本发明的内容包括着色液的配方、配制和操作规范及着色效果，具体内容如下：

1.着色液的配方：碱式碳酸铜10～40克/升，柠檬酸40～180克/升，氢氧化钾50～200克/升。

2.着色液的配制方法：

(1)用1/2体积的水将柠檬酸溶解，加入KOH将PH值调至3～4左右；

(2)将碱式碳酸铜用水调成糊状，并在不断搅拌下慢慢倒入槽内。此时有大量二氧化碳气体析出，严防溢出；

(3)在搅拌下加入KOH，使PH值粗调至所需值，稀释槽液至所需体积；

(4)用柠檬酸或氢氧化钾浓溶液调节PH值至所需值后即可试用。

3.操作规范：PH 12～14，着色液温度15～40℃，阴极电流密度5～50毫安/平方分米。

4.着色效果：在操作工艺范围内，随时间的变化铜表面上可先后出现橙红、砖红、紫红、淡黄、金黄、紫罗兰、墨绿等多种颜色。PH低时，利于紫罗兰、墨绿等暗色的出现；PH高时，利于红、黄等亮色的出现。着色液温度较高、阴极电流密度和着色液的浓度较大时，着色速度较快，反之则较慢。只要电接触良好，铜表面致密、均匀、光亮、未钝化，即可获得均匀、艳丽的颜色。

为了使本发明的工艺更易于控制，应用稳定的直流电源，电流指示采用毫安表。电流密度分布应均匀、稳定，着色液的温度要求均匀一致，以保证工件着色均匀。当液温较高时，电流密度宜低些；当液温较低时，电流密度宜高些，使着色速度易于控制。

本发明的着色液无毒，与同类着色液相比成分较少，长期使用后沉渣较少，性能较稳定，着色艳丽。着色层耐光照，例如金黄色层罩透明漆后在室内存放十年不变色。

实施例1  着色液的配方为：碱式碳酸铜15克/升，柠檬酸80克/升，氢氧化钾86克/升；着色液的温度为18℃，PH为12左右，阴极电流密度为50毫安/平方分米，着色时间1分钟时，铜表面为橙红色；2分钟时，为紫红色；3分钟时，为金黄色；4分钟时，为墨绿色。

实施例2着色液的配方为：碱式碳酸铜20克/升，柠檬酸94克/升，氢氧化钾100克/升；着色液的温度为15℃，PH为13左右，阴极电流密度为20毫安/平方分米，着色时间1分钟时，铜表面为橙红色；2分钟时，为砖红色；3分钟时，为紫红色；4至5分钟时，为铜红色；6分钟时，为浅金黄色；7分钟时，为金黄色；8分钟时，为深金黄色。