CN109401575A - 一种半透明粉末喷涂铝型材制作方法及铝型材 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种半透明粉末喷涂铝型材制作方法，具体包括：半透明防锈蚀粉末涂料的制备、铝型材表面处理、铝型材表面喷涂等步骤，同时本发明提供了一种通过上述方法得到的半透明粉末喷涂铝型材，本半透明粉末喷涂铝型材制作方法制得的铝型材具有良好的抗锈蚀、耐盐水性、耐盐雾性、耐湿热性和耐热耐寒性，并且具有良好的透光性，通过无铬钝化后再进行铝型材表面喷涂，可以使得半透明防锈蚀粉末涂料具有良好的附着力，喷涂后的涂层不易脱落。
Description
技术领域
本发明涉及铝型材加工技术领域，具体涉及一种半透明粉末喷涂铝型材制作方法及铝型材。
背景技术
铝型材是当今门窗及幕墙的主要结构材料，应用范围广泛。未经表面处理的铝型材外观单一，在潮湿的空气中易锈蚀，很难满足建筑材料高装饰性和强耐候性要求。为了改进装饰效果、增强抗锈蚀性及延长使用寿命，铝型材都要进行表面处理，其中最有效，最广泛的方法是在铝型材表面涂覆防锈蚀涂料，从而隔绝锈蚀介质与金属基材，该种方法在国民经济中扮演着极其重要的角色。
现在人们广泛使用的富锌涂料是一种典型的牺牲类涂料。根据其成膜物质的不同，富锌涂料又可分为有机与无机富锌涂料两大类。有机富锌涂料通常是以合成树脂(如环氧树脂、聚酯树脂等)或改性合成树脂为成膜基液，以高含量锌粉为颜填料的防锈蚀涂料，产品基本定型，并在社会上得到广泛的应用；无机富锌涂料与有机涂料不同，其成膜基液是无机聚合物如硅酸盐、重铬酸盐、磷酸盐等使用时，锌粉与成膜基液发生络合反应，在金属表面和涂膜之间形成结构复杂的锌铁络合物，形成防锈蚀性优良的防护涂膜。
但是，现有的无机富锌涂料喷涂在铝型材上后普遍存在透明性差，不能反射铝型材底材的金属颜色、喷涂后粘结不牢靠、耐湿热性和耐寒性较差等缺陷。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种半透明粉末喷涂铝型材制作方法及铝型材，可以在满足防腐的条件下，提高涂层的透明度，并且可以提高涂层的附着力、耐湿热性和耐寒性。
为实现上述技术方案，本发明提供了一种半透明粉末喷涂铝型材制作方法，具体包括如下步骤：
S1、半透明防锈蚀粉末涂料的制备，具体包括如下步骤，
S11、按涂料总质量百分比，分别称取8％～12％的酚醛树脂、15％～18％的醇酸树脂、5％～10％的片状锌粉、1％～5％的球状锌粉、0.1％～0.5％的分散剂和20％～25％的水，然后混合到一起，充分搅拌使之溶解制成涂料混合液A1，再向混合液A1中加入占涂料总质量的5％～10％的轻质碳酸钙，搅拌均匀制成涂料混合液A2；
S12、按涂料总质量百分比，称取3％～5％的硅酸钾溶液，再向硅酸钾溶液中加入0.1％～0.3％的甲基三甲氧基硅烷，搅拌至混合均匀制成助剂混合液B1；
S13、按涂料总质量百分比，称取0.3％～0.5％的缓蚀剂C1备用；
S14、将配制的助剂混合液B1加入到涂料混合液A2中，边搅拌边加入缓蚀剂C1，再加入余量的水，继续搅拌50～60分钟，直到涂料混合液均匀一致无团聚颗粒为止，得到半透明防锈蚀粉末涂料；
S2、铝型材表面处理，具体包括如下步骤，
S21、将铝型材放置到铝型材喷砂机内对铝型材表面进行喷砂打磨；
S22、将经过喷砂打磨后的铝型材放置于水洗槽内进行表面清洗；
S23、将经过水洗后的铝型材表面进行无铬钝化处理，得到经过表面去铬处理的铝型材；
S3、铝型材表面喷涂，具体包括如下步骤，
S31、使用喷涂机将步骤S1中制得的半透明防锈蚀粉末涂料均匀喷涂在经过表面处理后的铝型材表面，并严格控制涂层厚度为60-90微米，
S32、将喷涂好的铝型材送入干燥箱内进行固化，固化温度180-200℃，固化时间为45-60秒；
S33、喷涂完成后的铝型材放置在常温下冷却。
优选的，所述步骤S23具体包括如下步骤:
S231、称取适量的KMnO4粉末，加入适量的去离子水，搅拌溶解，配制成浓度为4.8g/L的KMnO4溶液；
S232、称取适量的K2ZrF6粉末，加入适量的去离子水，搅拌溶解，配制成浓度为3.2g/L的K2ZrF6溶液；
S233、将浓度为3.2g/L的K2ZrF6溶液加入至浓度为4.8g/L的KMnO4溶液内，水浴加热，使得反应温度保持在55℃，持续搅拌，并加入HCl调节溶液的PH值至2.0，反应3分钟后制得无铬钝化溶液；
S234、将经过抛光和水洗后的铝型材放置在无铬钝化溶液内浸渍2分钟后取出，并输送至干燥箱内干燥。
优选的，所述步骤S13中的缓蚀剂为苯并三唑。
优选的，所述步骤S11中的分散剂为硬脂酸单甘油酯。
本发明还提供了一种半透明粉末喷涂铝型材，通过如上述步骤S1、S2和S3制得。
本发明提供的一种半透明粉末喷涂铝型材制作方法的有益效果在于：
1)本半透明粉末喷涂铝型材制作方法制得的半透明防锈蚀粉末涂料具有良好抗锈蚀、耐寒、耐湿热能力，并且具有良好的透光性，通过无铬钝化后再进行铝型材表面喷涂，可以使得半透明防锈蚀粉末涂料具有良好的附着力；
2)本半透明粉末喷涂铝型材制作方法通过在酚醛树脂和醇酸树脂中中加入一定比例的片状锌粉和球状锌粉制得的混合型水性无机富锌涂料成膜时间快，涂层的阴极保护性能强，机械性能好，同时也具有更优异的耐水性、耐盐水性、耐盐雾性、耐酸碱性、耐有机溶剂性和耐热性，并且具有零VOC排量，是一种环境友好型涂料。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。
实施例1：一种半透明粉末喷涂铝型材制作方法。
参照图1所示，一种半透明粉末喷涂铝型材制作方法，具体包括如下步骤：
S1、半透明防锈蚀粉末涂料的制备，具体包括如下步骤，
S11、按涂料总质量百分比，分别称取10％的酚醛树脂、16％的醇酸树脂、6％的片状锌粉、3％的球状锌粉、0.3％的硬脂酸单甘油酯(分散剂)和22％的水，然后混合到一起，充分搅拌使之溶解制成涂料混合液A1，再向混合液A1中加入占涂料总质量的8％的轻质碳酸钙，搅拌均匀制成涂料混合液A2；
S12、按涂料总质量百分比，称取3％的硅酸钾溶液，再向硅酸钾溶液中加入0.2％的甲基三甲氧基硅烷，搅拌至混合均匀制成助剂混合液B1；
S13、按涂料总质量百分比，称取0.4％的苯并三唑(缓蚀剂)C1备用；
S14、将配制的助剂混合液B1加入到涂料混合液A2中，边搅拌边加入缓蚀剂C1，再加入余量的水，继续搅拌60分钟，直到涂料混合液均匀一致无团聚颗粒为止，得到半透明防锈蚀粉末涂料；
S2、铝型材表面处理，具体包括如下步骤，
S21、将铝型材放置到铝型材喷砂机内对铝型材表面进行喷砂打磨；
S22、将经过喷砂打磨后的铝型材放置于水洗槽内进行表面清洗；
S23、将经过水洗后的铝型材表面进行无铬钝化处理，得到经过表面去铬处理的铝型材，其中铝型材表面无铬钝化处理主要包括如下步骤：
S231、称取适量的KMnO4粉末，加入适量的去离子水，搅拌溶解，配制成浓度为4.8g/L的KMnO4溶液；
S232、称取适量的K2ZrF6粉末，加入适量的去离子水，搅拌溶解，配制成浓度为3.2g/L的K2ZrF6溶液；
S233、将浓度为3.2g/L的K2ZrF6溶液加入至浓度为4.8g/L的KMnO4溶液内，水浴加热，使得反应温度保持在55℃，持续搅拌，并加入HCl调节溶液的PH值至2.0，反应3分钟后制得无铬钝化溶液；
S234、将经过抛光和水洗后的铝型材放置在无铬钝化溶液内浸渍2分钟后取出，并输送至干燥箱内干燥；
S3、铝型材表面喷涂，具体包括如下步骤，
S31、使用喷涂机将步骤S1中制得的半透明防锈蚀粉末涂料均匀喷涂在经过表面处理后的铝型材表面，并严格控制涂层厚度为70微米，
S32、将喷涂好的铝型材送入干燥箱内进行固化，固化温度190℃，固化时间为50秒；
S33、喷涂完成后的铝型材放置在常温下冷却。
实施例2：一种半透明粉末喷涂铝型材制作方法。
参照图1所示，一种半透明粉末喷涂铝型材制作方法，具体包括如下步骤：
S1、半透明防锈蚀粉末涂料的制备，具体包括如下步骤，
S11、按涂料总质量百分比，分别称取8％的酚醛树脂、18％的醇酸树脂、8％的片状锌粉、2％的球状锌粉、0.2％的硬脂酸单甘油酯(分散剂)和25％的水，然后混合到一起，充分搅拌使之溶解制成涂料混合液A1，再向混合液A1中加入占涂料总质量的10％的轻质碳酸钙，搅拌均匀制成涂料混合液A2；
S12、按涂料总质量百分比，称取5％的硅酸钾溶液，再向硅酸钾溶液中加入0.3％的甲基三甲氧基硅烷，搅拌至混合均匀制成助剂混合液B1；
S13、按涂料总质量百分比，称取0.3％的苯并三唑(缓蚀剂)C1备用；
S14、将配制的助剂混合液B1加入到涂料混合液A2中，边搅拌边加入缓蚀剂C1，再加入余量的水，继续搅拌60分钟，直到涂料混合液均匀一致无团聚颗粒为止，得到半透明防锈蚀粉末涂料；
S2、铝型材表面处理，具体包括如下步骤，
S21、将铝型材放置到铝型材喷砂机内对铝型材表面进行喷砂打磨；
S22、将经过喷砂打磨后的铝型材放置于水洗槽内进行表面清洗；
S23、将经过水洗后的铝型材表面进行无铬钝化处理，得到经过表面去铬处理的铝型材，其中铝型材表面无铬钝化处理主要包括如下步骤：
S231、称取适量的KMnO4粉末，加入适量的去离子水，搅拌溶解，配制成浓度为4.8g/L的KMnO4溶液；
S232、称取适量的K2ZrF6粉末，加入适量的去离子水，搅拌溶解，配制成浓度为3.2g/L的K2ZrF6溶液；
S233、将浓度为3.2g/L的K2ZrF6溶液加入至浓度为4.8g/L的KMnO4溶液内，水浴加热，使得反应温度保持在55℃，持续搅拌，并加入HCl调节溶液的PH值至2.0，反应3分钟后制得无铬钝化溶液；
S234、将经过抛光和水洗后的铝型材放置在无铬钝化溶液内浸渍2分钟后取出，并输送至干燥箱内干燥；
S3、铝型材表面喷涂，具体包括如下步骤，
S31、使用喷涂机将步骤S1中制得的半透明防锈蚀粉末涂料均匀喷涂在经过表面处理后的铝型材表面，并严格控制涂层厚度为60微米，
S32、将喷涂好的铝型材送入干燥箱内进行固化，固化温度190℃，固化时间为45秒；
S33、喷涂完成后的铝型材放置在常温下冷却。
实施例3：一种半透明粉末喷涂铝型材制作方法。
参照图1所示，一种半透明粉末喷涂铝型材制作方法，具体包括如下步骤：
S1、半透明防锈蚀粉末涂料的制备，具体包括如下步骤，
S11、按涂料总质量百分比，分别称取12％的酚醛树脂、15％的醇酸树脂、10％的片状锌粉、1％的球状锌粉、0.3％的硬脂酸单甘油酯(分散剂)和23％的水，然后混合到一起，充分搅拌使之溶解制成涂料混合液A1，再向混合液A1中加入占涂料总质量的10％的轻质碳酸钙，搅拌均匀制成涂料混合液A2；
S12、按涂料总质量百分比，称取4％的硅酸钾溶液，再向硅酸钾溶液中加入0.2％的甲基三甲氧基硅烷，搅拌至混合均匀制成助剂混合液B1；
S13、按涂料总质量百分比，称取0.5％的苯并三唑(缓蚀剂)C1备用；
S14、将配制的助剂混合液B1加入到涂料混合液A2中，边搅拌边加入缓蚀剂C1，再加入余量的水，继续搅拌60分钟，直到涂料混合液均匀一致无团聚颗粒为止，得到半透明防锈蚀粉末涂料；
S2、铝型材表面处理，具体包括如下步骤，
S21、将铝型材放置到铝型材喷砂机内对铝型材表面进行喷砂打磨；
S22、将经过喷砂打磨后的铝型材放置于水洗槽内进行表面清洗；
S23、将经过水洗后的铝型材表面进行无铬钝化处理，得到经过表面去铬处理的铝型材，其中铝型材表面无铬钝化处理主要包括如下步骤：
S231、称取适量的KMnO4粉末，加入适量的去离子水，搅拌溶解，配制成浓度为4.8g/L的KMnO4溶液；
S232、称取适量的K2ZrF6粉末，加入适量的去离子水，搅拌溶解，配制成浓度为3.2g/L的K2ZrF6溶液；
S233、将浓度为3.2g/L的K2ZrF6溶液加入至浓度为4.8g/L的KMnO4溶液内，水浴加热，使得反应温度保持在55℃，持续搅拌，并加入HCl调节溶液的PH值至2.0，反应3分钟后制得无铬钝化溶液；
S234、将经过抛光和水洗后的铝型材放置在无铬钝化溶液内浸渍2分钟后取出，并输送至干燥箱内干燥；
S3、铝型材表面喷涂，具体包括如下步骤，
S31、使用喷涂机将步骤S1中制得的半透明防锈蚀粉末涂料均匀喷涂在经过表面处理后的铝型材表面，并严格控制涂层厚度为90微米，
S32、将喷涂好的铝型材送入干燥箱内进行固化，固化温度190℃，固化时间为60秒；
S33、喷涂完成后的铝型材放置在常温下冷却。
对比例1：未经步骤S1、S2和步骤S3处理的铝型材原材。
对比例2：未经步骤S2处理(表面未经去铬处理)直接将步骤S1中制得的半透明防锈蚀粉末涂料经步骤S3喷涂在铝型材表面，涂层厚度为70微米，固化温度190℃，固化时间为50秒。
对实施例1、实施例2、实施例3、对比例1和对比例2中得到的铝型材进行检测，具体数据如表1所示：
表1铝型材性能测试数据表
从表1中可以看出，采用实施例1、实施例2和实施例3中方法制作的铝型材，具有良好的抗锈蚀、耐盐水性、耐盐雾性、耐湿热性和耐热耐寒性，并且具有良好的透光性，通过无铬钝化后再进行铝型材表面喷涂，可以使得半透明防锈蚀粉末涂料具有良好的附着力，喷涂后的涂层不易脱落。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。
Claims (5)
1.一种半透明粉末喷涂铝型材制作方法，其特征在于具体包括如下步骤：
S1、半透明防锈蚀粉末涂料的制备，具体包括如下步骤，
S11、按涂料总质量百分比，分别称取8％～12％的酚醛树脂、15％～18％的醇酸树脂、5％～10％的片状锌粉、1％～5％的球状锌粉、0.1％～0.5％的分散剂和20％～25％的水，然后混合到一起，充分搅拌使之溶解制成涂料混合液A1，再向混合液A1中加入占涂料总质量的5％～10％的轻质碳酸钙，搅拌均匀制成涂料混合液A2；
S12、按涂料总质量百分比，称取3％～5％的硅酸钾溶液，再向硅酸钾溶液中加入0.1％～0.3％的甲基三甲氧基硅烷，搅拌至混合均匀制成助剂混合液B1；
S13、按涂料总质量百分比，称取0.3％～0.5％的缓蚀剂C1备用；
S14、将配制的助剂混合液B1加入到涂料混合液A2中，边搅拌边加入缓蚀剂C1，再加入余量的水，继续搅拌50～60分钟，直到涂料混合液均匀一致无团聚颗粒为止，得到半透明防锈蚀粉末涂料；
S2、铝型材表面处理，具体包括如下步骤，
S21、将铝型材放置到铝型材喷砂机内对铝型材表面进行喷砂打磨；
S22、将经过喷砂打磨后的铝型材放置于水洗槽内进行表面清洗；
S23、将经过水洗后的铝型材表面进行无铬钝化处理，得到经过表面去铬处理的铝型材；
S3、铝型材表面喷涂，具体包括如下步骤，
S31、使用喷涂机将步骤S1中制得的半透明防锈蚀粉末涂料均匀喷涂在经过表面处理后的铝型材表面，并严格控制涂层厚度为60-90微米，
S32、将喷涂好的铝型材送入干燥箱内进行固化，固化温度180-200℃，固化时间为45-60秒；
S33、喷涂完成后的铝型材放置在常温下冷却。
2.如权利要求1所述的半透明粉末喷涂铝型材制作方法，其特征在于：所述步骤S23具体包括如下步骤，
S231、称取适量的KMnO4粉末，加入适量的去离子水，搅拌溶解，配制成浓度为4.8g/L的KMnO4溶液；
S232、称取适量的K2ZrF6粉末，加入适量的去离子水，搅拌溶解，配制成浓度为3.2g/L的K2ZrF6溶液；
S233、将浓度为3.2g/L的K2ZrF6溶液加入至浓度为4.8g/L的KMnO4溶液内，水浴加热，使得反应温度保持在55℃，持续搅拌，并加入HCl调节溶液的PH值至2.0，反应3分钟后制得无铬钝化溶液；
S234、将经过抛光和水洗后的铝型材放置在无铬钝化溶液内浸渍2分钟后取出，并输送至干燥箱内干燥。
3.如权利要求1所述的半透明粉末喷涂铝型材制作方法，其特征在于：所述步骤S13中的缓蚀剂为苯并三唑。
4.如权利要求1所述的半透明粉末喷涂铝型材制作方法，其特征在于：所述步骤S11中的分散剂为硬脂酸单甘油酯。
5.一种半透明粉末喷涂铝型材，其特征在于：通过如权利要求1-4中任一方法制得的铝型材。
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