CN106350856A

CN106350856A - 一种铝型材阳极电泳表面处理工艺

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Publication number: CN106350856A
Application number: CN201610814275.8A
Authority: CN
Inventors: 夏政军; 柯彬; 张强
Original assignee: JINGGE ALUMINIUM SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: JINGGE ALUMINIUM SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2016-09-11
Filing date: 2016-09-11
Publication date: 2017-01-25

Abstract

本发明公开了一种铝型材阳极电泳表面处理工艺，在铝基材进行前处理，经前处理后生成一层化学转化膜，然后进行无色电泳或彩色电泳。经检测，经过此技术处理后进行电泳涂漆的铝合金电泳型材，其性能满足GB5237.3‑2008标准要求。

Description

一种铝型材阳极电泳表面处理工艺

技术领域

本发明涉及一种铝型材阳极电泳表面处理工艺，属于表面处理技术领域。

背景技术

铝型材电泳技术20世纪60年代首创于日本。我国建筑铝型材开始于1980年，经过30多年的发展，从无到有，再到世界第一。2014年，我国铝型材在建筑领域的消费量占比为59％，约为1023万吨。

而在建筑铝材领域，铝型材一般都需要进行各种表面处理以增强其耐腐蚀性，耐候性和装饰性。粉末涂装、氟碳喷涂、有机和无机染色、阳极氧化、电泳涂装、机械和化学抛光、新型彩色消光电泳等各种表面处理方法蓬勃发展。电泳涂装由于其高耐候性、高耐蚀性、高透明度、装饰性好，环保安全的特点，在铝型材表面处理技术领域获得了巨大的应用，深受用户喜爱，已广泛进入家庭装修，潜在市场极大。

在铝型材市场中，不着色电泳产品因为其价格优势、保持金属本身色泽和质感，在二三线城市、小城镇和农村市场仍有着巨大的消费需求。而在中高端市场，新型彩色电泳因为其表面颜色多样、光泽柔和，是一种比较高档的处理，越来越受到人们的喜爱，市场前景广阔，受益城市化进程加快，在高端酒店、别墅、以及住宅小区的应用也越来越广泛。

目前的不着色电泳产品和新型彩色电泳产品在电泳涂漆工序生前一般都需要增加一道阳极氧化工序，目的是在电泳漆膜下面再增加一层8-20μm的阳极氧化膜以防止丝状腐蚀。所谓的“丝状腐蚀”，是由于环境温湿度、膜层本身的微小空隙和边缘、缺陷以及氧气等的联合作用而发生在漆膜与金属基体表面之间的缝隙处的一种腐蚀，因此又称为“膜下腐蚀”。

新型彩色电泳产品因为其电泳漆中含有颜料，不需要电解着色。不着色的无色透明电泳产品也是一样，氧化膜与电解着色产品的氧化膜相比，不用起到为着色提供多孔的沉淀附着结构的目的，仅仅起着防止丝状腐蚀、进一步提高防护力的作用。

而在阳极氧化工序中会消耗大量电能和硫酸，一般的每生产一吨铝型材消耗硫酸1kg左右，消耗电能600-800kwh(以8μm氧化膜厚度计)。而且生产过程中产生酸雾，污染环境，废水处理费用高。

随着国家产业政策的调整，为促进铝合金型材的生产走向低碳环保化，应用无害化，符合国家建材产业方向，需要开发低碳环保的表面处理技术。而与基材结合致密的化学转化膜和阳极氧化膜一样，均能有效防止丝状腐蚀。因此，在不着色电泳产品和新型彩色电泳产品的生产工艺中采用化学转化膜替代阳极氧化膜具有重大意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有阳极氧化的弊端，提供了一种铝型材阳极电泳表面处理新工艺，该方法阳极电泳前不需经过阳极氧化处理，用化学转化膜替代阳极氧化膜。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种铝型材阳极电泳表面处理工艺，铝基材先进行前处理，经前处理后生成一层化学转化膜，然后进行无色电泳或彩色电泳。

在上述方案中优选的是，首先对所述铝基材进行前处理，所述前处理包括脱脂、刻蚀和钝化。

在上述任一方案中优选的是，所述无色电泳是指铝材阳极氧化后不着色直接进行透明阳极电泳的方法；所述彩色电泳是指一种在电泳漆中加入颜料的新型电泳方法。

在上述任一方案中优选的是，所述彩色电泳的电泳漆的成分包括树脂、色浆、溶剂和/或中和剂。

所述彩色电泳其与普通电泳最本质的区别在于电泳漆中颜料的加入，其主要成分包括丙烯酸树脂或其他树脂、色浆、溶剂、中和剂等其他添加助剂，其电泳原理与透明电泳一致。

在上述任一方案中优选的是，所述前处理包括以下各步骤：

(1)脱脂：采用脱脂剂，去除所述铝基材表面的油污杂质；

(2)刻蚀：去除铝基体表面的自然氧化膜；

(3)钝化：采用钝化剂生成一层化学转化膜。

脱脂目的在于去除铝基材表面的油污杂质；刻蚀的目的在于去除铝基体表面的的自然氧化膜，露出一层干净的、活性的铝原子表面。

在上述任一方案中优选的是，所述前处理脱脂前还包括机械喷砂或喷丸。

在上述任一方案中优选的是，所述前处理包括以下各步骤：

(1)机械喷砂或喷：使所述铝基材的表面形成凹凸不平的坑或孔；

(2)脱脂：采用脱脂剂，去除所述铝基材表面的油污杂质；

(3)刻蚀：采用刻蚀剂去除铝基体表面的自然氧化膜；

(4)钝化：采用钝化剂生成一层化学转化膜。

机械喷砂或喷丸的目的在于使铝基材表面形成凹凸不平的坑或孔，消除挤压纹，增大后续表面处理的接触面积，增强表面处理的附着力；机械喷砂或喷丸是可选的，目的在于消除基体表面的挤压纹和增强表面处理的附着力，至于采用何种砂粒和粒度大小，不受限制。

在上述任一方案中优选的是，所述脱脂剂为酸性脱脂剂或碱性脱脂剂。

脱脂剂可以是酸性脱脂剂，碱性脱脂剂或者其他脱脂剂，只要达到去除基材表面的油污杂质的目的即可，至于采用哪种类型、哪种品牌或者具体的工艺操作方法不受限制。

在上述任一方案中优选的是，所述刻蚀剂为酸性刻蚀剂或碱性刻蚀剂。

刻蚀剂可以是酸性刻蚀剂或碱性刻蚀剂，只要达到去除基材表面氧化膜和得到干净、活性的铝原子表面的目的即可，至于采用哪一种刻蚀剂、哪种品牌或者具体的工艺操作方法不受限制。

在上述任一方案中优选的是，所述钝化剂为含锆、钛或稀土的酸类钝化剂或盐类钝化剂中的一种或多种。

钝化剂只要达到表面生成一种无色的化学转化层、增强基体防腐蚀效果的目的即可，可以是含锆，钛或稀土的酸或盐中的一种或多种，至于采用哪一种钝化剂、哪种品牌或者具体的工艺操方法不受限制。

在上述任一方案中优选的是，在所述铝型材阳极电泳表面处理工艺中，每吨所述铝基材需要消耗脱脂剂0.8-1.2公斤，刻蚀剂1.5-2.5公斤，钝化剂0.8-1.2公斤。

本发明的有益效果：本方法的特点在于无色电泳及新型彩色电泳前不需要使用阳极氧化工艺，使用阳极氧化工艺单就阳极氧化这一工序每吨铝型材需要消耗600-800kwh(以氧化膜厚8μm计)电能，消耗1-2kg浓度为98％的硫酸，氧化膜越厚消耗的电量越大。而本工艺采用化学转化膜代替阳极氧化膜，不需使用电和硫酸，以每月生产1000吨计算，使用此工艺每月可减少耗电600000-800000kwh和硫酸1000-2000kg，节省了大量的能源，减少了环境污染，属于环保型产品。另外，阳极氧化电解工艺生成氧化膜一般需要处理时间15-30分钟左右，而使用本工艺钝化时间只要0.5-2.0分钟，极大的提高了生产效率。

经检测，经过此技术处理后进行电泳涂漆的铝合金电泳型材，其性能满足GB5237.3-2008标准要求。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：选取铝合金基材，在立式氧化线上按下列工艺流程生产

通过以上工艺过程，得到无色透明电泳型材。从外观上看，电泳型材产品的电泳漆膜均匀、整洁，没有皱纹、裂纹、气泡、流痕、夹杂物；漆膜厚度为16～18微米，其干附着性和湿附着性均达到0级；经耐水沸性试验后，漆膜表面无皱纹、裂纹、气泡和脱落变色；经耐溶剂性试验后，铅笔硬度差值＜1H；经耐洗涤剂性试验后，复合膜表面没有气泡、脱落或其它明显变化；经1000h的耐湿热试验后，变化≤1级；产品性能符合GB5237.3-2008电泳型材国家标准。

实施例2：选取铝合金基材，在立式氧化线上按下列工艺流程

通过以上工艺过程，得到无色透明电泳型材。从外观上看，电泳型材产品的电泳漆膜均匀、整洁，没有皱纹、裂纹、气泡、流痕、夹杂物；漆膜厚度为17～18微米，其干附着性和湿附着性均达到0级；经耐水沸性试验后，漆膜表面无皱纹、裂纹、气泡和脱落变色；经耐溶剂性试验后，铅笔硬度差值＜1H；经耐洗涤剂性试验后，复合膜表面没有气泡、脱落或其它明显变化；经1000h的耐湿热试验后，变化≤1级；产品性能符合GB5237.3-2008电泳型材国家标准。

实施例3：选取铝合金基材，在立式氧化线上按下列工艺流程：

通过以上工艺过程，得到一种灰色的彩色消光电泳型材。从外观上看，该电泳型材产品的电泳漆膜均匀、整洁，没有皱纹、裂纹、气泡、流痕、夹杂物；漆膜厚度为17～19微米，其干附着性和湿附着性均达到0级；漆膜硬度≥4H；经耐水沸性试验后，漆膜表面无皱纹、裂纹、气泡和脱落变色；经耐溶剂性试验后，铅笔硬度差值＜1H；经耐洗涤剂性试验后，复合膜表面没有气泡、脱落或其它明显变化；耐中性盐雾实验，120h保护等级(R)≥9.5级；经4000h的耐湿热试验后，变化≤1级；产品性能达到或部分超过GB5237.5-2008氟碳漆喷涂型材国家标准。

实施例1-3中，每吨所述铝基材需要消耗脱脂剂0.8-1.2公斤，刻蚀剂1.5-2.5公斤，钝化剂0.8-1.2公斤。具体数值可在改范围中任一选择，最终均可达到本发明的效果。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种铝型材阳极电泳表面处理工艺，其特征在于：铝基材先进行前处理，经前处理后生成一层化学转化膜，然后进行无色电泳或彩色电泳。

2.根据权利要求1所述的铝型材阳极电泳表面处理工艺，其特征在于：首先对所述铝基材进行前处理，所述前处理包括脱脂、刻蚀和钝化。

3.根据权利要求1所述的铝型材阳极电泳表面处理工艺，其特征在于：所述无色电泳是指铝材阳极氧化后不着色直接进行透明阳极电泳的方法；所述彩色电泳是指在一种在电泳漆中加入颜料的电泳方法。

4.根据权利要求3所述的铝型材阳极电泳表面处理工艺，其特征在于：所述彩色电泳的电泳漆成分包括树脂、色浆、溶剂和/或中和剂。

5.根据权利要求4所述的铝型材阳极电泳表面处理工艺，其特征在于：所述前处理包括以下各步骤：

(1)脱脂：采用脱脂剂，去除所述铝基材表面的油污杂质；

(2)刻蚀：去除铝基体表面的自然氧化膜；

(3)钝化：采用钝化剂生成一层化学转化膜。

6.根据权利要求5所述的铝型材阳极电泳表面处理工艺，其特征在于：所述前处理脱脂前还包括机械喷砂或喷丸。

7.根据权利要求6所述的铝型材阳极电泳表面处理工艺，其特征在于：所述前处理包括以下各步骤：

(1)机械喷砂或喷：使所述铝基材的表面形成凹凸不平的坑或孔；(2)脱脂：采用脱脂剂，去除所述铝基材表面的油污杂质；

(3)刻蚀：采用刻蚀剂去除铝基体表面的自然氧化膜；

(4)钝化：采用钝化剂生成一层化学转化膜。

8.根据权利要求6或7所述的铝型材阳极电泳表面处理工艺，其特征在于：所述脱脂剂为酸性脱脂剂或碱性脱脂剂。

9.根据权利要求6或7所述的铝型材阳极电泳表面处理工艺，其特征在于：所述刻蚀剂为酸性刻蚀剂或碱性刻蚀剂。

10.根据权利要求6或7所述的铝型材阳极电泳表面处理工艺，其特征在于：所述钝化剂为含锆、钛或稀土的酸类钝化剂或盐类钝化剂中的一种或多种。