CN109513587A - 一种零缺陷平光静电粉末喷涂方法 - Google Patents

一种零缺陷平光静电粉末喷涂方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种铝合金静电喷涂方法，旨在提供一种零缺陷的、平光、消光作用好的铝合金静电粉末喷涂方法，包括以下步骤：先擦洗清除锈迹或杂质，再进行打磨、修正，接着进行脱脂、除油，酸洗之后再水洗，电镀完成后进行静电喷涂，最后再烘干、固化，经检验合格后入库保存，本发明在进行电镀之前，对铝合金进行除锈、打磨、脱脂、除油、酸洗以及水洗，保证铝合金的外表面光整、平滑，采用电镀的方式在铝合金的外表面镀上一层氧化铝保护膜，不仅增大了铝合金的防腐蚀性能，而且进一步提高了铝合金表面的光滑平整性，通过平光粉结合静电喷涂的方式，保证了铝合金表面粉末的均匀性和消光性，提高了喷涂的效果，增加了实用性和推广性。

Description

一种零缺陷平光静电粉末喷涂方法
技术领域
本发明涉及铝合金静电喷涂技术领域，具体涉及一种零缺陷平光 静电粉末喷涂方法。
背景技术
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、 航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用，铝合金密度 低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材， 具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用。
金属型材以其优异的耐久性，装饰性和加工成型性的特点，广泛 应用于建筑行业。而铝合金型材因其加工性能佳、质轻等优点，占金 属型材用量的80％以上，尤其是粉末涂料喷涂的铝合金建材，与阳极 氧化、电泳涂装表面处理方法相比，对水和大气的污染程度、能耗明 显降低，涂膜的机械性能如硬度、耐磨性、耐酸性等指标大幅提高， 使用寿命比普通阳极氧化铝铝材高出一倍，且色彩丰富，更能体现建 筑的多样化。目前粉末静电喷涂已成为国内铝材表面涂装中的热点， 但是由于发展时间较短，目前的静电喷涂方法还有喷涂不均匀、涂层 易产生针孔、流痕等现象，影响铝材的机械性能。
设计出一种零缺陷的、平光、消光作用好的铝合金静电粉末喷涂 方法将是目前市场所需要的，能够很好地解决目前市场上所存在的问 题。
发明内容
为解决上述问题，本发明旨在提供一种零缺陷的、平光、消光作 用好的铝合金静电粉末喷涂方法。
为实现本发明目的，采用的技术方案是：一种零缺陷平光静电粉 末喷涂方法，所述喷涂方法具体包括以下步骤：
1).擦洗：用低浓度酸性乙醇溶液先擦洗铝合金的外表面2～3 次，去掉锈迹和其他污渍，再用清水冲洗铝合金表面去除酸性乙醇溶 液；
2).打磨：将擦洗后的铝合金外表面进行打磨、修正，再用步骤 1中的酸性乙醇溶液擦拭打磨、修正处后清水洗掉，保证铝合金外表 面平整光滑；
3).脱脂：将打磨后的铝合金置于脱脂液中脱脂，浸泡3～5min， 再用压力喷射脱脂液与铝合金外表面1～2min；
4).除油：将脱脂后的铝合金先压力喷射除油液于外表面2～ 3min，再浸泡于除油液中2～4min；
5).中和：使用低浓度盐酸浸泡除油后的铝合金1.5～3.5min， 再用清水冲洗铝合金外表面2～5min；
6).烘干：将经过中和、水洗处理的铝合金置于烘干炉中，于40～ 70℃的真空烘箱中烘干，烘干时间为45～60min；
7).电镀：将铝合金置于电镀槽中，在铝合金的外表面电镀上一 层致密的氧化铝薄膜，薄膜的厚度控制在100～500nm；
8).制粉：准确称取平光粉：环氧树脂、固化剂、流平剂、纳米 硅藻土、醋酸纤维素、氢化蓖麻油、骨粉、纳米活性炭管和颜料的粗 粉末，将粗粉末用研磨机研磨至0.1mm以下，再将粉末充分搅拌混合， 并过30～100目筛子进行筛分，得到平光粉细粉末；
9).喷涂：在高压静电场下，将喷粉枪接静电场负极、铝合金接 静电场正极构成回路，粉末借助压缩空气由喷粉枪喷出即带有负电 荷，因异性相吸原理，喷涂到铝材上，喷涂距离为50～100mm、分层 厚度为30～50μm；
在喷涂过程中监测静电场正负极之间的场强变化，场强无波动 时，喷涂持续进行，场强变小时，则说明该部位需要二次喷涂，喷涂 至场强与其他部分无差异；
10).固化：将经过喷涂的铝合金置于真空烘箱中加热至160～ 180℃，保温10～14min，再将真空烘箱温度降至室温，取出固化好 的铝合金；
11).检验：检验经过喷涂的铝合金的表面的涂层是否平整、是否 存在缺陷，以及是否无光，检验合格的铝合金产品入库保存。
进一步地，所述喷涂方法步骤1中低浓度酸性乙醇溶液中稀盐酸 与无水乙醇的体积比为1:0.5～1.5。
进一步地，所述喷涂方法步骤1中低浓度酸性乙醇溶液中的稀盐 酸浓度控制在3～10％。
进一步地，所述喷涂方法步骤3中的脱脂液包括以下重量分数的 组成成分：氟化氢铵5～8份、硫酸铜2～4份、乙二醇15～20份、 柠檬酸8～12份、稀硫酸3～7份、焦磷酸钾3～6份、皂粉9～15份 和水60～70份。
进一步地，所述喷涂方法步骤3中的脱脂液脱脂时的温度控制在 40～60℃。
进一步地，所述喷涂方法步骤4中的除油液包括有以下重量分数 的组成成分：氢氧化钠8～12份、碳酸钠5～9份、磷酸钠4～8份、 硅酸钠3～6份、皂粉10～18份和水60～70份。
进一步地，所述喷涂方法步骤4中的除油液除油时的温度控制在 40～70℃。
进一步地，所述喷涂方法步骤5中的低浓度盐酸的浓度为3～8％。
进一步地，所述喷涂方法步骤8中平光粉的重量组成成分为：环 氧树脂35～45份、消光固化剂35～45份、流平剂3～6份、纳米硅 藻土4～8份、醋酸纤维素5～8份、氢化蓖麻油6～11份、骨粉5～ 10份、纳米活性炭管4～7份和颜料3～8份。
进一步地，所述喷涂方法步骤8中平光粉细粉末的粒径控制在 20um以下。
本发明的有益效果为：本发明在进行电镀之前，对铝合金进行除 锈、打磨、脱脂、除油、酸洗以及水洗，保证铝合金的外表面光整、 平滑，采用电镀的方式在铝合金的外表面镀上一层氧化铝保护膜，不 仅增大了铝合金的防腐蚀性能，而且进一步提高了铝合金表面的光滑 平整性，通过平光粉结合静电喷涂的方式，保证了铝合金表面粉末的 均匀性和消光性，提高了喷涂的效果，增加了实用性和推广性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实 施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。“下”、“左”、 “右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方 位或位置关系仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗 示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操 作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、 “第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定， 术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连 接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以 是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本 领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的 具体含义。
实施例1
一种零缺陷平光静电粉末喷涂方法，所述喷涂方法具体包括以下 步骤：
1).擦洗：用低浓度酸性乙醇溶液先擦洗铝合金的外表面2次， 去掉锈迹和其他污渍，再用清水冲洗铝合金表面去除酸性乙醇溶液；
其中，低浓度酸性乙醇溶液中稀盐酸与无水乙醇的体积比为 1:0.5，低浓度酸性乙醇溶液中的稀盐酸浓度控制在3％；
2).打磨：将擦洗后的铝合金外表面进行打磨、修正，再用步骤 1中的酸性乙醇溶液擦拭打磨、修正处后清水洗掉，保证铝合金外表 面平整光滑；
3).脱脂：将打磨后的铝合金置于脱脂液中脱脂，浸泡3min，再 用压力喷射脱脂液与铝合金外表面2min；
其中，脱脂液包括以下重量分数的组成成分：氟化氢铵5份、硫 酸铜2份、乙二醇15份、柠檬酸8份、稀硫酸3份、焦磷酸钾3份、 皂粉9份和水60份，脱脂液脱脂时的温度控制在40℃；
4).除油：将脱脂后的铝合金先压力喷射除油液于外表面2min， 再浸泡于除油液中4min；
其中，除油液包括有以下重量分数的组成成分：氢氧化钠8份、 碳酸钠5份、磷酸钠4份、硅酸钠3份、皂粉10份和水60份，除油 液除油时的温度控制在40℃；
5).中和：使用浓度为3％的盐酸浸泡除油后的铝合金1.5min，再 用清水冲洗铝合金外表面5min；
6).烘干：将经过中和、水洗处理的铝合金置于烘干炉中，于40℃ 的真空烘箱中烘干，烘干时间为60min；
7).电镀：将铝合金置于电镀槽中，在铝合金的外表面电镀上一 层致密的氧化铝薄膜，薄膜的厚度控制在100nm；
8).制粉：准确称取平光粉：环氧树脂、固化剂、流平剂、纳米 硅藻土、醋酸纤维素、氢化蓖麻油、骨粉、纳米活性炭管和颜料的粗 粉末，将粗粉末用研磨机研磨至0.1mm以下，再将粉末充分搅拌混合， 并过30～50目筛子进行筛分，得到平光粉细粉末，粒径控制在20um 以下；
其中，平光粉的重量组成成分为：环氧树脂35份、消光固化剂 35份、流平剂3份、纳米硅藻土4份、醋酸纤维素5份、氢化蓖麻 油6份、骨粉5份、纳米活性炭管4份和颜料3份；
9).喷涂：在高压静电场下，将喷粉枪接静电场负极、铝合金接 静电场正极构成回路，粉末借助压缩空气由喷粉枪喷出即带有负电 荷，因异性相吸原理，喷涂到铝材上，喷涂距离为50mm、分层厚度 为30μm；
在喷涂过程中监测静电场正负极之间的场强变化，场强无波动 时，喷涂持续进行，场强变小时，则说明该部位需要二次喷涂，喷涂 至场强与其他部分无差异；
10).固化：将经过喷涂的铝合金置于真空烘箱中加热至160℃， 保温14min，再将真空烘箱温度降至室温，取出固化好的铝合金；
11).检验：检验经过喷涂的铝合金的表面的涂层是否平整、是否 存在缺陷，以及是否无光，检验合格的铝合金产品入库保存。
实施例2
一种零缺陷平光静电粉末喷涂方法，所述喷涂方法具体包括以下 步骤：
1).擦洗：用低浓度酸性乙醇溶液先擦洗铝合金的外表面3次， 去掉锈迹和其他污渍，再用清水冲洗铝合金表面去除酸性乙醇溶液；
其中，低浓度酸性乙醇溶液中稀盐酸与无水乙醇的体积比为 1:1.5，低浓度酸性乙醇溶液中的稀盐酸浓度控制在10％；
2).打磨：将擦洗后的铝合金外表面进行打磨、修正，再用步骤 1中的酸性乙醇溶液擦拭打磨、修正处后清水洗掉，保证铝合金外表 面平整光滑；
3).脱脂：将打磨后的铝合金置于脱脂液中脱脂，浸泡5min，再 用压力喷射脱脂液与铝合金外表面1min；
其中，脱脂液包括以下重量分数的组成成分：氟化氢铵8份、硫 酸铜4份、乙二醇20份、柠檬酸12份、稀硫酸7份、焦磷酸钾6份、 皂粉15份和水70份，脱脂液脱脂时的温度控制在60℃；
4).除油：将脱脂后的铝合金先压力喷射除油液于外表面3min， 再浸泡于除油液中2min；
其中，除油液包括有以下重量分数的组成成分：氢氧化钠12份、 碳酸钠9份、磷酸钠8份、硅酸钠6份、皂粉18份和水70份，除油 液除油时的温度控制在70℃；
5).中和：使用浓度为8％的盐酸浸泡除油后的铝合金3.5min，再 用清水冲洗铝合金外表面2min；
6).烘干：将经过中和、水洗处理的铝合金置于烘干炉中，于70℃ 的真空烘箱中烘干，烘干时间为45min；
7).电镀：将铝合金置于电镀槽中，在铝合金的外表面电镀上一 层致密的氧化铝薄膜，薄膜的厚度控制在500nm；
8).制粉：准确称取平光粉：环氧树脂、固化剂、流平剂、纳米 硅藻土、醋酸纤维素、氢化蓖麻油、骨粉、纳米活性炭管和颜料的粗 粉末，将粗粉末用研磨机研磨至0.1mm以下，再将粉末充分搅拌混合， 并过80～100目筛子进行筛分，得到平光粉细粉末，粒径控制在20um 以下；
其中，平光粉的重量组成成分为：环氧树脂45份、消光固化剂 45份、流平剂6份、纳米硅藻土8份、醋酸纤维素8份、氢化蓖麻 油11份、骨粉10份、纳米活性炭管7份和颜料8份；
9).喷涂：在高压静电场下，将喷粉枪接静电场负极、铝合金接 静电场正极构成回路，粉末借助压缩空气由喷粉枪喷出即带有负电 荷，因异性相吸原理，喷涂到铝材上，喷涂距离为100mm、分层厚度 为50μm；
在喷涂过程中监测静电场正负极之间的场强变化，场强无波动 时，喷涂持续进行，场强变小时，则说明该部位需要二次喷涂，喷涂 至场强与其他部分无差异；
10).固化：将经过喷涂的铝合金置于真空烘箱中加热至180℃， 保温10min，再将真空烘箱温度降至室温，取出固化好的铝合金；
11).检验：检验经过喷涂的铝合金的表面的涂层是否平整、是否 存在缺陷，以及是否无光，检验合格的铝合金产品入库保存。
在本发明中，本发明在进行电镀之前，对铝合金进行除锈、打磨、 脱脂、除油、酸洗以及水洗，保证铝合金的外表面光整、平滑，采用 电镀的方式在铝合金的外表面镀上一层氧化铝保护膜，不仅增大了铝 合金的防腐蚀性能，而且进一步提高了铝合金表面的光滑平整性，通 过平光粉结合静电喷涂的方式，保证了铝合金表面粉末的均匀性和消 光性，提高了喷涂的效果，增加了实用性和推广性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术 人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这 些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权 利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种零缺陷平光静电粉末喷涂方法，其特征在于：所述喷涂方法具体包括以下步骤：
1).擦洗：用低浓度酸性乙醇溶液先擦洗铝合金的外表面2～3次，去掉锈迹和其他污渍，再用清水冲洗铝合金表面去除酸性乙醇溶液；
2).打磨：将擦洗后的铝合金外表面进行打磨、修正，再用步骤1中的酸性乙醇溶液擦拭打磨、修正处后清水洗掉，保证铝合金外表面平整光滑；
3).脱脂：将打磨后的铝合金置于脱脂液中脱脂，浸泡3～5min，再用压力喷射脱脂液与铝合金外表面1～2min；
4).除油：将脱脂后的铝合金先压力喷射除油液于外表面2～3min，再浸泡于除油液中2～4min；
5).中和：使用低浓度盐酸浸泡除油后的铝合金1.5～3.5min，再用清水冲洗铝合金外表面2～5min；
6).烘干：将经过中和、水洗处理的铝合金置于烘干炉中，于40～70℃的真空烘箱中烘干，烘干时间为45～60min；
7).电镀：将铝合金置于电镀槽中，在铝合金的外表面电镀上一层致密的氧化铝薄膜，薄膜的厚度控制在100～500nm；
8).制粉：准确称取平光粉：环氧树脂、固化剂、流平剂、纳米硅藻土、醋酸纤维素、氢化蓖麻油、骨粉、纳米活性炭管和颜料的粗粉末，将粗粉末用研磨机研磨至0.1mm以下，再将粉末充分搅拌混合，并过30～100目筛子进行筛分，得到平光粉细粉末；
9).喷涂：在高压静电场下，将喷粉枪接静电场负极、铝合金接静电场正极构成回路，粉末借助压缩空气由喷粉枪喷出即带有负电荷，因异性相吸原理，喷涂到铝材上，喷涂距离为50～100mm、分层厚度为30～50μm；
在喷涂过程中监测静电场正负极之间的场强变化，场强无波动时，喷涂持续进行，场强变小时，则说明该部位需要二次喷涂，喷涂至场强与其他部分无差异；
10).固化：将经过喷涂的铝合金置于真空烘箱中加热至160～180℃，保温10～14min，再将真空烘箱温度降至室温，取出固化好的铝合金；
11).检验：检验经过喷涂的铝合金的表面的涂层是否平整、是否存在缺陷，以及是否无光，检验合格的铝合金产品入库保存。
2.根据权利要求1所述的一种零缺陷平光静电粉末喷涂方法，其特征在于：所述喷涂方法步骤1中低浓度酸性乙醇溶液中稀盐酸与无水乙醇的体积比为1:0.5～1.5。
3.根据权利要求1或2所述的一种零缺陷平光静电粉末喷涂方法，其特征在于：所述喷涂方法步骤1中低浓度酸性乙醇溶液中的稀盐酸浓度控制在3～10％。
4.根据权利要求1所述的一种零缺陷平光静电粉末喷涂方法，其特征在于：所述喷涂方法步骤3中的脱脂液包括以下重量分数的组成成分：氟化氢铵5～8份、硫酸铜2～4份、乙二醇15～20份、柠檬酸8～12份、稀硫酸3～7份、焦磷酸钾3～6份、皂粉9～15份和水60～70份。
5.根据权利要求1或4所述的一种零缺陷平光静电粉末喷涂方法，其特征在于：所述喷涂方法步骤3中的脱脂液脱脂时的温度控制在40～60℃。
6.根据权利要求1所述的一种零缺陷平光静电粉末喷涂方法，其特征在于：所述喷涂方法步骤4中的除油液包括有以下重量分数的组成成分：氢氧化钠8～12份、碳酸钠5～9份、磷酸钠4～8份、硅酸钠3～6份、皂粉10～18份和水60～70份。
7.根据权利要求1或6所述的一种零缺陷平光静电粉末喷涂方法，其特征在于：所述喷涂方法步骤4中的除油液除油时的温度控制在40～70℃。
8.根据权利要求1所述的一种零缺陷平光静电粉末喷涂方法，其特征在于：所述喷涂方法步骤5中的低浓度盐酸的浓度为3～8％。
9.根据权利要求1所述的一种零缺陷平光静电粉末喷涂方法，其特征在于：所述喷涂方法步骤8中平光粉的重量组成成分为：环氧树脂35～45份、消光固化剂35～45份、流平剂3～6份、纳米硅藻土4～8份、醋酸纤维素5～8份、氢化蓖麻油6～11份、骨粉5～10份、纳米活性炭管4～7份和颜料3～8份。
10.根据权利要求1或9所述的一种零缺陷平光静电粉末喷涂方法，其特征在于：所述喷涂方法步骤8中平光粉细粉末的粒径控制在20um以下。
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