CN108359324A - 一种铝型材表面改性方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝型材表面改性方法，包括以下步骤：S1、制备表面处理剂；S2、铝型材用蒸馏水洗，鹿皮布擦拭，表面处理剂处理，持续通入惰性气体，真空干燥，自然冷却至室温即完成铝型材的表面处理；S3、制备铝型材改性剂；S4、将铝型材改性剂喷涂在步骤S2中表面处理后的铝型材表面，再进行流平、烘干、冷却至室温即完成铝型材表面的改性。本发明提出的改性方法，操作简单，所需的设备要求低，能用于工业化生产中，适用范围广，改性后的铝型材耐磨性能好，使用寿命长。

Description

一种铝型材表面改性方法
技术领域
本发明涉及铝型材加工技术领域，尤其涉及一种铝型材表面改性方法。
背景技术
由于铝型材具有质量轻、易成型、强度高、耐腐蚀、可再生、污染少、维护费用低等优点，被广泛应用于建筑、汽车、家具、车辆和医疗设备的领域。但铝型材的金属疲劳性差，容易发生磨损，所以铝型材的使用寿命会因此而缩短，而且铝型材中的铝活泼性强，在空气中容易发生氧化，在铝型材表面生成氧化铝膜，影响铝型材的后续加工。基于此，本发明提出一种铝型材表面改性方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种铝型材表面改性方法。
一种铝型材表面改性方法，包括以下步骤：
S1、制备表面处理剂：按照草酸3～8份，乙酸5～10份，金属缓蚀剂0.2～0.4份，油酸聚乙二醇酯0.5～1.5份，十二烷基苯磺酸钠1～3份，十四烷基二甲基甜菜碱0.8～2.4份，甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂20～40份，水性丙烯酸树脂40～60份，混合溶剂30～50份称取表面处理剂各原料，并将甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂和水性丙烯酸树脂加热溶于混合溶剂中，得到混合物A，再向混合物A中加入油酸聚乙二醇酯、十二烷基苯磺酸钠和十四烷基二甲基甜菜碱，混合均匀再依次加入乙酸、草酸和金属缓蚀剂，超声分散，待金属缓蚀剂分散均匀即得表面处理剂；
S2、铝型材的表面处理：取铝型材先用蒸馏水将表面污渍冲洗干净，然后用鹿皮布将铝型材表面擦拭，然后加入到盛装有步骤S1制备的表面处理剂的反应器中，向反应器中持续通入惰性气体，并将反应器在42～48℃的温度下超声20～30min，快速转移至真空干燥箱中，真空干燥1～2h，自然冷却至室温即完成铝型材的表面处理；
S3、制备铝型材改性剂：按照丙烯酸树脂100份，不饱和聚酯树脂20～30份，远红外陶瓷粉6～10份，纳米二氧化钛1～3份，纳米二氧化硅3～6份，混悬剂1～2份，防沉降剂0.5～1份，固化剂0.5～1份，丙酮40～50份称取改性剂各原料，并将丙烯酸树脂和不饱和聚酯树脂溶于丙酮中，再加入纳米二氧化钛、纳米二氧化硅和远红外陶瓷粉超声分散，再加入混悬剂、防沉降剂和固化剂搅拌均匀即得铝型材改性剂；
S4、将步骤S3制备的铝型材改性剂喷涂在步骤S2中表面处理后的铝型材表面，再进行流平、烘干、冷却至室温即完成铝型材表面的改性。
优选的，所述表面处理剂包括以下重量份的原料：草酸5份，乙酸8份，金属缓蚀剂0.3份，油酸聚乙二醇酯1份，十二烷基苯磺酸钠2份，十四烷基二甲基甜菜碱1.6份，甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂30份，水性丙烯酸树脂50份，混合溶剂40份。
优选的，所述混合溶剂为蒸馏水、乙醇和甲醇的混合物，且蒸馏水、乙醇和甲醇的质量比为8～12：4～6：1。
优选的，所述乙醇和甲醇在使用前先进行蒸馏。
优选的，所述改性剂包括以下重量份的原料：丙烯酸树脂100份，不饱和聚酯树脂25份，远红外陶瓷粉8份，纳米二氧化钛2份，纳米二氧化硅4份，混悬剂2份，防沉降剂0.8份，固化剂0.8份，丙酮45份。
优选的，所述喷涂需要惰性气体保护下进行。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、采用配方合理的表面处理剂对铝型材表面进行处理，以提高表面杂质以及氧化膜对后续加工的影响，表面处理剂中的草酸、乙酸和油酸聚乙二醇酯、十二烷基苯磺酸钠和十四烷基二甲基甜菜碱的复配使用能够快速清除铝型材表面的油脂和氧化膜，同时配合金属缓蚀剂、甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂、水性丙烯酸树脂和混合溶剂的加入可以在铝型材表面快速形成保护膜，防止铝型材表面氧化膜再生，为后续喷涂处理提供基础保证；
2、使用合理比例的改性剂在铝型材表面进行喷涂，以达到改善铝型材耐磨性差和抗疲劳性差的不足，延长铝型材的使用寿命，配制的改性剂具有较强的耐磨性、分散性、稳定性、成膜性，能在铝型材表面形成耐磨保护层，以增强铝型材的耐磨性；
3、本发明提出的改性方法，操作简单，所需的设备要求低，能用于工业化生产中，适用的产品种类多，范围广，局限性小。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
本发明提出的一种铝型材表面改性方法，包括以下步骤：
S1、制备表面处理剂：按照草酸5份，乙酸8份，金属缓蚀剂0.3份，油酸聚乙二醇酯1份，十二烷基苯磺酸钠2份，十四烷基二甲基甜菜碱1.6份，甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂30份，水性丙烯酸树脂50份，混合溶剂40份称取表面处理剂各原料，并将甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂和水性丙烯酸树脂加热溶于混合溶剂中，得到混合物A，再向混合物A中加入油酸聚乙二醇酯、十二烷基苯磺酸钠和十四烷基二甲基甜菜碱，混合均匀再依次加入乙酸、草酸和金属缓蚀剂，超声分散，待金属缓蚀剂分散均匀即得表面处理剂；
S2、铝型材的表面处理：取铝型材先用蒸馏水将表面污渍冲洗干净，然后用鹿皮布将铝型材表面擦拭，然后加入到盛装有步骤S1制备的表面处理剂的反应器中，向反应器中持续通入惰性气体，并将反应器在45℃的温度下超声25min，快速转移至真空干燥箱中，真空干燥1.5h，自然冷却至室温即完成铝型材的表面处理；
S3、制备铝型材改性剂：按照丙烯酸树脂100份，不饱和聚酯树脂25份，远红外陶瓷粉8份，纳米二氧化钛2份，纳米二氧化硅4份，混悬剂2份，防沉降剂0.8份，固化剂0.8份，丙酮45份称取改性剂各原料，并将丙烯酸树脂和不饱和聚酯树脂溶于丙酮中，再加入纳米二氧化钛、纳米二氧化硅和远红外陶瓷粉超声分散，再加入混悬剂、防沉降剂和固化剂搅拌均匀即得铝型材改性剂；
S4、在惰性气体保护下将步骤S3制备的铝型材改性剂喷涂在步骤S2中表面处理后的铝型材表面，再进行流平、烘干、冷却至室温即完成铝型材表面的改性。
本发明中，混合溶剂为蒸馏水、乙醇和甲醇的混合物，且蒸馏水、乙醇和甲醇的质量比为10：5：1，乙醇和甲醇在使用前先进行蒸馏。
实施例二
本发明提出的一种铝型材表面改性方法，包括以下步骤：
S1、制备表面处理剂：按照草酸8份，乙酸5份，金属缓蚀剂0.4份，油酸聚乙二醇酯1.5份，十二烷基苯磺酸钠3份，十四烷基二甲基甜菜碱2.4份，甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂40份，水性丙烯酸树脂40份，混合溶剂50份称取表面处理剂各原料，并将甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂和水性丙烯酸树脂加热溶于混合溶剂中，得到混合物A，再向混合物A中加入油酸聚乙二醇酯、十二烷基苯磺酸钠和十四烷基二甲基甜菜碱，混合均匀再依次加入乙酸、草酸和金属缓蚀剂，超声分散，待金属缓蚀剂分散均匀即得表面处理剂；
S2、铝型材的表面处理：取铝型材先用蒸馏水将表面污渍冲洗干净，然后用鹿皮布将铝型材表面擦拭，然后加入到盛装有步骤S1制备的表面处理剂的反应器中，向反应器中持续通入惰性气体，并将反应器在48℃的温度下超声20min，快速转移至真空干燥箱中，真空干燥1.5h，自然冷却至室温即完成铝型材的表面处理；
S3、制备铝型材改性剂：按照丙烯酸树脂100份，不饱和聚酯树脂30份，远红外陶瓷粉6份，纳米二氧化钛3份，纳米二氧化硅6份，混悬剂1份，防沉降剂1份，固化剂1份，丙酮40份称取改性剂各原料，并将丙烯酸树脂和不饱和聚酯树脂溶于丙酮中，再加入纳米二氧化钛、纳米二氧化硅和远红外陶瓷粉超声分散，再加入混悬剂、防沉降剂和固化剂搅拌均匀即得铝型材改性剂；
S4、在惰性气体保护下将步骤S3制备的铝型材改性剂喷涂在步骤S2中表面处理后的铝型材表面，再进行流平、烘干、冷却至室温即完成铝型材表面的改性。
本发明中，混合溶剂为蒸馏水、乙醇和甲醇的混合物，且蒸馏水、乙醇和甲醇的质量比为12：4：1，乙醇和甲醇在使用前先进行蒸馏。
实施例三
本发明提出的一种铝型材表面改性方法，包括以下步骤：
S1、制备表面处理剂：按照草酸3份，乙酸10份，金属缓蚀剂0.2份，油酸聚乙二醇酯0.5份，十二烷基苯磺酸钠1份，十四烷基二甲基甜菜碱0.8份，甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂20份，水性丙烯酸树脂60份，混合溶剂30份称取表面处理剂各原料，并将甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂和水性丙烯酸树脂加热溶于混合溶剂中，得到混合物A，再向混合物A中加入油酸聚乙二醇酯、十二烷基苯磺酸钠和十四烷基二甲基甜菜碱，混合均匀再依次加入乙酸、草酸和金属缓蚀剂，超声分散，待金属缓蚀剂分散均匀即得表面处理剂；
S2、铝型材的表面处理：取铝型材先用蒸馏水将表面污渍冲洗干净，然后用鹿皮布将铝型材表面擦拭，然后加入到盛装有步骤S1制备的表面处理剂的反应器中，向反应器中持续通入惰性气体，并将反应器在42℃的温度下超声30min，快速转移至真空干燥箱中，真空干燥1～2h，自然冷却至室温即完成铝型材的表面处理；
S3、制备铝型材改性剂：按照丙烯酸树脂100份，不饱和聚酯树脂20份，远红外陶瓷粉10份，纳米二氧化钛1份，纳米二氧化硅3份，混悬剂2份，防沉降剂0.5份，固化剂0.5份，丙酮50份称取改性剂各原料，并将丙烯酸树脂和不饱和聚酯树脂溶于丙酮中，再加入纳米二氧化钛、纳米二氧化硅和远红外陶瓷粉超声分散，再加入混悬剂、防沉降剂和固化剂搅拌均匀即得铝型材改性剂；
S4、在惰性气体保护下将步骤S3制备的铝型材改性剂喷涂在步骤S2中表面处理后的铝型材表面，再进行流平、烘干、冷却至室温即完成铝型材表面的改性。
本发明中，混合溶剂为蒸馏水、乙醇和甲醇的混合物，且蒸馏水、乙醇和甲醇的质量比为8：6：1，乙醇和甲醇在使用前先进行蒸馏。
对实施例一、实施例二和实施例三表面改性后的铝型材以及未经过改性的铝型材分别进行耐磨性测试和使用寿命测试，以未经过改性的铝型材的测试结果为标准，衡量实施例一、实施例二、实施例三的测试结果，结果如下：
实施例一 实施例二 实施例三
磨损率 -18.4 -16.8 -15.1
使用寿命 +24.7 +22.5 +20.7
表中，“-”表示相比于未经过改性的铝型材的测试结果降低百分比；
“+”表示相比于未经过改性的铝型材的测试结果提高百分比。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种铝型材表面改性方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制备表面处理剂：按照草酸3～8份，乙酸5～10份，金属缓蚀剂0.2～0.4份，油酸聚乙二醇酯0.5～1.5份，十二烷基苯磺酸钠1～3份，十四烷基二甲基甜菜碱0.8～2.4份，甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂20～40份，水性丙烯酸树脂40～60份，混合溶剂30～50份称取表面处理剂各原料，并将甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂和水性丙烯酸树脂加热溶于混合溶剂中，得到混合物A，再向混合物A中加入油酸聚乙二醇酯、十二烷基苯磺酸钠和十四烷基二甲基甜菜碱，混合均匀再依次加入乙酸、草酸和金属缓蚀剂，超声分散，待金属缓蚀剂分散均匀即得表面处理剂；
S2、铝型材的表面处理：取铝型材先用蒸馏水将表面污渍冲洗干净，然后用鹿皮布将铝型材表面擦拭，然后加入到盛装有步骤S1制备的表面处理剂的反应器中，向反应器中持续通入惰性气体，并将反应器在42～48℃的温度下超声20～30min，快速转移至真空干燥箱中，真空干燥1～2h，自然冷却至室温即完成铝型材的表面处理；
S3、制备铝型材改性剂：按照丙烯酸树脂100份，不饱和聚酯树脂20～30份，远红外陶瓷粉6～10份，纳米二氧化钛1～3份，纳米二氧化硅3～6份，混悬剂1～2份，防沉降剂0.5～1份，固化剂0.5～1份，丙酮40～50份称取改性剂各原料，并将丙烯酸树脂和不饱和聚酯树脂溶于丙酮中，再加入纳米二氧化钛、纳米二氧化硅和远红外陶瓷粉超声分散，再加入混悬剂、防沉降剂和固化剂搅拌均匀即得铝型材改性剂；
S4、将步骤S3制备的铝型材改性剂喷涂在步骤S2中表面处理后的铝型材表面，再进行流平、烘干、冷却至室温即完成铝型材表面的改性。
2.根据权利要求1所述的一种铝型材表面改性方法，其特征在于，所述表面处理剂包括以下重量份的原料：草酸5份，乙酸8份，金属缓蚀剂0.3份，油酸聚乙二醇酯1份，十二烷基苯磺酸钠2份，十四烷基二甲基甜菜碱1.6份，甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂30份，水性丙烯酸树脂50份，混合溶剂40份。
3.根据权利要求1所述的一种铝型材表面改性方法，其特征在于，所述混合溶剂为蒸馏水、乙醇和甲醇的混合物，且蒸馏水、乙醇和甲醇的质量比为8～12：4～6：1。
4.根据权利要求3所述的一种铝型材表面改性方法，其特征在于，所述乙醇和甲醇在使用前先进行蒸馏。
5.根据权利要求1所述的一种铝型材表面改性方法，其特征在于，所述改性剂包括以下重量份的原料：丙烯酸树脂100份，不饱和聚酯树脂25份，远红外陶瓷粉8份，纳米二氧化钛2份，纳米二氧化硅4份，混悬剂2份，防沉降剂0.8份，固化剂0.8份，丙酮45份。
6.根据权利要求1所述的一种铝型材表面改性方法，其特征在于，所述喷涂需要惰性气体保护下进行。
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