CYRO RICARDO TRIGO é Sócio e Fundador da Techmetal Química.

O processo de coloração do alumínio com corantes orgânicos, desde a teoria da adsorção até os parâmetros ideais para estabilidade e desempenho

A coloração do alumínio anodizado com corantes orgânicos é um processo que exige precisão e controle em todas as etapas. A fixação das moléculas de corante na camada porosa de óxido ocorre por adsorção, fenômeno que depende diretamente de variáveis como concentração, temperatura, pH e estrutura da camada anodizada.

Para garantir estabilidade, intensidade e desempenho da coloração, é fundamental compreender os mecanismos envolvidos e aplicar parâmetros bem definidos, desde a preparação do banho até a selagem final.

Para a maioria dos objetos de uso, como por exemplo, artigos domésticos, bijuterias, peças de aparelhos e máquinas, instrumentos ópticos e eletrônicos, artigos de decoração interna e externa aos quais são impostos máximas exigências (alta solidez à luz, às intempéries e à corrosão), a Techmetal disponibiliza os corantes da Linha ‘Aluminio Series’.

Cyro Ricardo Trigo é Sócio e Fundador da Techmetal Química

TEORIA DO TINGIMENTO POR ADSORÇÃO

O processo de adsorção é uma característica do tingimento de alumínio anodizado ao ser tratado com soluções de corantes orgânicos da linha ‘Aluminio Series’.

A adsorção refere-se à acumulação de moléculas de corantes na superfície interna da camada anodizada, que possui porosidade e uma área de cerca de 20 m²/g de camada oxidada.

Essa interação entre a superfície do óxido de alumínio e as moléculas dos corantes não é permanente – há um equilíbrio entre a quantidade de corante que se adere à superfície (definindo a intensidade da coloração) e a sua concentração na solução.

Se a concentração da solução for aumentada, a quantidade de corante na superfície também se elevará até o ponto de saturação. Por outro lado, se a concentração da solução diminuir, o corante pode se desorver, resultando em sangramento ou descoloração.

A união acontece de forma bastante ágil. Assim, o principal fator que influencia a rapidez do processo de coloração não é a adsorção, mas sim a movimentação das moléculas de corantes (diâmetro médio de 0,0025 μm) através dos finos canais dos poros (diâmetro de cerca de 0,02 μm nas camadas CS* ou CSX**).

• Camada CS: corrente contínua-ácido sulfúrico (processo Alumilite)

• Camada CSX: corrente contínua-ácido sulfúrico modificado, com aditivos como TECH-AL 3030 ou TECH-AL 3001 CR (para Anodização Dura)

ANODIZAÇÃO (OXIDAÇÃO)

A chave para um tingimento bem-sucedido é uma superfície porosa oxidada que possa absorver adequadamente os corantes. A camada natural formada pelo contato com oxigênio não atende a esses requisitos — sendo necessário o aprimoramento via oxidação artificial.

A depender do mecanismo de oxidação, são geradas camadas com diferentes habilidades de adsorção. Para fins decorativos, utiliza-se predominantemente camadas oxidadas por meio da anodização.

INFLUÊNCIA DAS CONDIÇÕES TINTORIAIS SOBRE A COR

Temperatura de Tingimento

Aumentar a temperatura acelera o processo, reduzindo o tempo necessário para atingir a cor desejada. Embora temperaturas ambiente permitam cores mais vibrantes, o tempo de tingimento será maior.

A faixa de 55 °C a 65 °C proporciona equilíbrio entre saturação e eficiência.

Temperaturas de Tingimento Recomendadas

Concentração de Corante

Determina-se a concentração ideal considerando pH, tempo e temperatura. O ideal é obter a tonalidade desejada com a menor concentração possível. No entanto, soluções mais concentradas, dentro dos limites, apresentam maior estabilidade.

O valor do tingimento depende da absorção real pela camada anodizada e das perdas por enxágue e arraste.

Avaliação Visual da Concentração

Comparar a intensidade da amostra com uma solução padrão ou diluída. Misturar até igualar a tonalidade permite calcular a variação da concentração.

Medição Fotométrica

Comparar uma amostra diluída com o valor de extinção de uma solução padrão diluída na mesma proporção. Utiliza-se espectrofotômetro para calcular a concentração em g/l. Método preciso e rápido, mas não considera interferências como sulfato de alumínio. Portanto, também é necessário avaliar o poder tintorial.

VALOR DO PH DOS CORANTES

Medição

Usa-se potenciômetros com eletrodos de vidro. A medição pode ser feita diretamente no banho.

Ajuste e Estabilização por Tamponamento

É essencial evitar variações de pH causadas por:

• transferência de ácido da anodização,

• dureza da água,

• evaporação, entre outros.

Recomendação de tampão:

• 8 g/l de Acetato de Sódio Cristalizado

• • 0,4 g/l de Ácido Acético

Correção de pH:

• Aumento com Amonia (TECH-AL 201)

• Redução com Ácido Acético (TECH-AL 203)

QUALIDADE DA ÁGUA

Recomenda-se água desmineralizada, potável ou de rede com baixa dureza.

Problemas com água inadequada:

• Redução da eficácia do corante

• Sangramentos na selagem

• Precipitações e turbidez

• Presença de cloretos, fosfatos, silicatos e ferro

Água com agentes sequestrantes também deve ser evitada.

GASTO DE CORANTE

O consumo por metro quadrado envolve:

• Adsorção pela camada anodizada

• Perdas por arraste

• Atualização dos banhos

Consumo médio:

• 3 a 7 g/m²

• Pretos: 10 a 25 g/m²

SELAGEM

Etapa final e essencial após anodização, colorida ou não.

Durante a hidratação da alumina, o contato com água causa aumento de volume, fechando os poros da camada de óxido e tornando-a impermeável, elevando sua resistência à corrosão.

Tipos de Selagem:

• Selagem a Quente: 96 °C a 100 °C, com água destilada + sais metálicos
  Ex.: TECH-AL 259 SDL/2 (líquida), TECH-AL 250/2 (sal)

• Selagem à Média Temperatura: 65 °C a 75 °C
  Ex.: TECH-AL 265 QHS/3 (líquida)

• Selagem a Frio: imersão à temperatura ambiente com selantes metálicos
  Ex.:

  • TECH-AL 200/2 (incolores)

  • TECH-AL 200 Especial/2

  • TECH-AL 200 CXT/2 (coloridos)

CATÁLOGO DE CORES ‘ALUMINIO SERIES’

Corantes:

• AMARELO
  TECH-AL LEMON YELLOW BF 200

• AZUL
  TECH-AL BLUE HR 550

• BORDEAUX
  TECH-AL GRENÁ HB 450

• BRONZE
  TECH-AL BROWN H 850

• CASTANHO OLIVA
  TECH-AL OLIVE BROWN HR 750

• CINZA
  TECH-AL GREY FN 909
  TECH-AL GREY H 905
  TECH-AL LIGHT GREY B 901

• LARANJA
  TECH-AL ORANGE 3F 310
  TECH-AL ORANGE GOLD HF 110
  TECH-AL ORANGE H2R 340

• OURO
  TECH-AL FAST GOLD HF 130

• PRETO
  TECH-AL BLACK 2F 975
  TECH-AL BLACK 3FR 960
  TECH-AL BLACK G 910
  TECH-AL BLACK H 920
  TECH-AL BLACK NAVI AH 590

• ROSA
  TECH-AL PINK H 410

• VERDE
  TECH-AL GREEN H 710

• VERMELHO
  TECH-AL RED HG 420
  TECH-AL HF RED 440
  TECH-AL RED SCARLET BF 400

• VIOLETA
  TECH-AL VIOLET H 610

• TURQUESA
  TECH-AL TURQUOISE BLUE 510

Cyro Ricardo Trigo
O autor é sócio e fundador da Techmetal Química. Com mais de 35 anos de experiência no setor, construiu uma trajetória sólida na área de anodização, atuando em indústrias do segmento, na revenda de corantes para alumínio e na comercialização de produtos químicos, até que, em 1994, juntamente com Eduardo A. Silva, fundou a Techmetal Química.