CN110438544A - 一种耐候电泳木纹铝型材生产工艺及其制备的铝型材 - Google Patents

一种耐候电泳木纹铝型材生产工艺及其制备的铝型材 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐候电泳木纹铝型材生产工艺及其制备的铝型材，其中工艺包括包括前处理工序、电泳工序及热转印工序，且前处理工序是将铝型材进行包括除油、酸蚀、碱蚀、中和、氧化、着色、封孔、热水浸泡等在内的处理。本发明有效提高了铝型材的耐酸、耐碱等抗侵蚀能力；且膜表面平整光洁、均匀一致，获得较为光亮的金属表面。

Description

一种耐候电泳木纹铝型材生产工艺及其制备的铝型材
技术领域
本发明涉及一种耐候电泳木纹铝型材生产工艺及其制备的铝型材，属于铝型材表面处理技术领域。
背景技术
木纹铝型材表面样式丰富多彩，可以制成黄花梨、金橡木、白梨木等多种样式的名贵木材式样，且其因价格比真正的木材要便宜，故被广大用户用来替代木材、复合板等形成。然，现有技术中的木纹铝型材存在的不足之处是耐候性差，当其直接暴露在室外的太阳光照射下，几个月就失去了原来的颜色，木纹图案变得模糊不清，影响了其装饰效果。针对此情况公司决定研发一种耐候电泳木纹铝型材，其中耐候性是指抑制或延缓自然老化的能力，也称为耐自然老化性。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种耐候电泳木纹铝型材生产工艺及其制备的铝型材。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：耐候电泳木纹铝型材生产工艺，包括包括前处理工序、电泳工序及热转印工序，其特征在于，前处理工序是将铝型材进行包括除油、浸蚀活化、中和在内的处理，其中前处理工序具体如下：
S1：将铝型材表面去毛刺处理后放置在40℃的新型脱脂剂中浸泡2-5min，完成除油工序，除油完成后吊出，进入水洗槽，水洗后进入下一道工序；
S2：将经过除油处理的铝型材进行干燥至表面无明显水份，然后放入到酸蚀槽中于30-45℃浸泡3-10min，完成酸蚀工序，其中酸蚀槽槽液成分为氟化氢铵40-60 g/L；酸蚀后进入另一水洗槽，水洗后进入下一道工序；
S3：将经过步骤S2的铝型材放入到碱蚀槽中于35-50℃，进行浸泡碱蚀，碱蚀槽槽液为游离碱20-60g/L、Al3+ 15-40g/L，碱蚀完成后水洗；
S4：将经过步骤S3处理的铝型材放入体积分数为10%的硝酸溶液中并在常温下浸渍3min，其中硝酸中添加了游离硫酸190g/L，完成中和工序；
S5：将经过步骤S4处理的铝型材放入到氧化槽内于19-21℃下进行氧化处理，且氧化槽槽液为：游离硫酸170±20g/L、Al3+ ≤15g/L，施加的电压为15-20V；氧化完成后要水洗，
S6：将经过步骤S5处理的铝型材放入电解着色槽中于18-30℃下着色，着色槽槽液为硫酸亚锡8-10g/L、游离硫酸15-25g/L，着色槽着色液pH控制在0.7-1.2，施加的电压为15-22V，着色完成后也要水洗；
S7：将经过步骤S6处理的铝型材放入封孔槽中于常温下封孔，封孔时间控制在每一微米膜厚封孔一分钟，封孔槽槽液为：镍离子0.7-1.5g/L、氟离子0.25-0.7g/L，封孔完成后也要水洗；
S8：将经过步骤S7处理的铝型材放入热水槽中浸泡5-10min，热水的温度为60-80℃、电阻率≥6000Ω.cm、pH＞5.5。
优选地，上述除油工序中使用的新型脱脂剂是由焦磷酸钾、氢氧化钠及游离硫酸配制的溶液，溶液中焦磷酸钾的浓度为30±5g/L，氢氧化钠的浓度为60±5g/L、游离硫酸的浓度为180±30 g/L。
优选地，上述碱蚀槽槽液为游离碱20-60g/L、Al3+ 15-40g/L。
优选地，上述热转印工序是将经过电泳后的铝型材用木纹纸包裹起来，再套上塑料收缩膜袋，然后抽真空，送入木纹炉内进行烘烤，烘烤温度为150-200℃，烘烤时间为3-6min。
本发明采用的技术方案二是提供一种通过上述工艺制备的铝型材。
与现有技术相比，本发明具备的有益效果是：
1、通过在脱脂除油工序中使用由焦磷酸钾、氢氧化钠、游离硫酸配制的新型脱脂剂，相比现有技术中采用游离硫酸或游离酸碱加三价铝而言，型材表面的油脂脱除得更为干净，有效保证了酸蚀、碱蚀时表面能均匀地腐蚀，并保护酸腐蚀槽的清洁，也有效防止了酸腐蚀发生过腐蚀；另一方面，特制的新型脱脂剂，更重要的是增强了铝型材的表面粘结度，显著提高了木纹铝型材的耐候性；
2、通过在脱脂除油工序与碱蚀工序中增加了酸蚀工序，一方面获得更深层的防氧化层，氧化膜厚度达16-20μm，有效提高了铝型材的耐酸、耐碱等抗侵蚀能力；另一方面能使膜表面平整光洁、均匀一致，获得较为光亮的金属表面；
3、热转印工序中采用比现有技术中更短的烘烤时间，不仅节省了能源、提高了工作效率，而且铝型材涂层均匀、附着力强、覆盖性好，转印完全清晰，光泽度远远高于传统的铝合金木纹型材。
本发明工艺流程合理、生产成本低且易于批量生产。
具体实施方式
现结合具体实施例，来对本发明作进一步的阐述。
实施例一
耐候电泳木纹铝型材生产工艺，具体通过如下步骤来实现：
S1：将铝型材表面去毛刺处理后放置在40℃的脱脂槽中于常温下浸泡2min,完成除油工序，其中脱脂槽液成分为焦磷酸钾25g/L 、氢氧化钠655g/L、游离硫酸160 g/L；除油完成后吊出，进入水洗槽，水洗两次后进入下一道工序；
S2：将经过步骤S1处理的铝型材进行干燥至表面无明显水份，然后放入到酸蚀槽中于30℃浸泡10min，完成酸蚀工序，其中酸蚀槽槽液成分为氟化氢铵60 g/L；酸蚀后进入另一水洗槽，水洗一次后进入下一道工序；
S3：将经过步骤S2的铝型材放入到碱蚀槽中于35℃，进行浸泡碱蚀，碱蚀时间根据表面处理要求而定，碱蚀槽槽液为游离碱60g/L、Al3+ 15g/L；碱蚀完成后必须彻底水洗，碱洗后水洗前型材在空气中不能停留太久（一般不超过30s）；
S4：将经过步骤S3处理的铝型材放入体积分数为10%的硝酸溶液中并在常温下浸渍3min，其中硝酸中添加了游离硫酸190g/L，完成中和工序；中和后水洗停留时间不能太长（一般不超过25min），中和水洗后可采用手指摸下型材表面是否有灰，若无则进入下一道工序，若有则重新进入碱蚀工序、中和工序；
S5：将经过步骤S4处理的铝型材放入到氧化槽内于21℃下进行氧化处理，氧化时间根据膜厚而定（时间=膜厚/电流密度×0.3，电流密度=电流÷型材总面积），且氧化槽槽液为：游离硫酸150g/L、Al3+ 10g/L，施加的电压为20V；氧化完成后要水洗一次，
S6：将经过步骤S5处理的铝型材放入电解着色槽中于25℃下着色，着色槽槽液为硫酸亚锡10g/L、游离硫酸15g/L，着色槽着色液pH控制在0.7-1.0，着色时间根据颜色深浅而定，施加的电压为15-22V，电流密度为0.4-0.8A/分米²，着色完成后需立即吊出型材，并也要水洗一次；
S7：将经过步骤S6处理的铝型材放入封孔槽中于常温下封孔，封孔时间控制在每一微米膜厚封孔一分钟，封孔槽槽液为：镍离子1.0g/L、氟离子0.7g/L，封孔槽槽液pH控制在5-5.5，封孔完成后也要水洗一次；
S8：将经过步骤S7处理的铝型材放入热水槽中浸泡10min，热水的温度为70℃、电阻率≥6000Ω.cm、pH＞5.5；
S9：往电泳槽中加入常规电泳涂料，并将经过步骤S8步骤处理的铝型材放入电泳槽内于20-24℃下进行电泳，控制电泳电压为140V，电泳时间为51min，电泳极间距离为10cm，电泳涂料pH7.8-8.4，电泳结束后对铝型材进行烘干至表面无明显水分；
S10：将经过电泳后的铝型材用木纹纸包裹起来，再套上塑料收缩膜袋，然后抽真空，送入木纹炉内进行烘烤，烘烤温度为160℃，烘烤时间为3min，烘烤完成后取出铝型材，按常规方法处理后从型材上撕下木纹纸，最后按常规方法检验产品表面质量，并抽查产品的耐候性、耐腐蚀性，产品合格后进行包装入库。
实施例二
S1：将铝型材表面去毛刺处理后放置在40℃的脱脂槽中于常温下浸泡2min,完成除油工序，其中脱脂槽液成分为焦磷酸钾35g/L 、氢氧化钠55g/L、游离硫酸210 g/L；除油完成后吊出，进入水洗槽，水洗两次后进入下一道工序；
S2：将经过步骤S1处理的铝型材进行干燥至表面无明显水份，然后放入到酸蚀槽中于45℃浸泡3min，完成酸蚀工序，其中酸蚀槽槽液成分为氟化氢铵40 g/L；酸蚀后进入另一水洗槽，水洗一次后进入下一道工序；
S3：将经过步骤S2的铝型材放入到碱蚀槽中于35-50℃，进行浸泡碱蚀，碱蚀时间根据表面处理要求而定，碱蚀槽槽液为游离碱40g/L、Al3+ 40g/L；碱蚀完成后必须彻底水洗，碱洗后水洗前型材在空气中不能停留太久（一般不超过30s）；
S4：将经过步骤S3处理的铝型材放入体积分数为10%的硝酸溶液中并在常温下浸渍5min，其中硝酸中添加了游离硫酸160g/L，完成中和工序；中和后水洗停留时间不能太长（一般不超过25min），中和水洗后可采用手指摸下型材表面是否有灰；
S5：将经过步骤S4处理的铝型材放入到氧化槽内于19-21℃下进行氧化处理，氧化时间根据膜厚而定（时间=膜厚/电流密度×0.3，电流密度=电流÷型材总面积），且氧化槽槽液为：游离硫酸170±20g/L、Al3+ ≤15g/L，施加的电压为15V；氧化完成后要水洗，
S6：将经过步骤S5处理的铝型材放入着色槽中于18℃下着色，着色槽槽液为硫酸亚锡8g/L、游离硫酸25g/L，着色槽着色液pH控制在1.0-1.2，着色时间根据颜色深浅而定，施加的电压为15-22V，电流密度为0.4-0.8A/分米²，着色完成后也要水洗；
S7：将经过步骤S6处理的铝型材放入封孔槽中于常温下封孔，封孔时间控制在每微米膜厚封孔一分钟，封孔槽槽液为：镍离子1.5g/L、氟离子0.25g/L，封孔槽槽液pH控制在6-6.5，封孔完成后也要水洗一次；
S8：将经过步骤S7处理的铝型材放入热水槽中浸泡5min，热水的温度为80℃、电阻率≥6000Ω.cm、pH＞5.5；
S9：往电泳槽中加入常规电泳涂料，并将经过步骤S8步骤处理的铝型材放入电泳槽内于20℃下进行电泳，控制电泳电压为100V，电泳时间为130min，电泳极间距离为15cm，电泳涂料pH7.8-8.4，电泳结束后对铝型材进行烘干至表面无明显水分；
S10：将经过电泳后的铝型材用木纹纸包裹起来，再套上塑料收缩膜袋，然后抽真空，送入木纹炉内进行烘烤，烘烤温度为180℃，烘烤时间为3min，烘烤完成后取出铝型材；按常规方法处理后从型材上撕下木纹纸，最后按常规方法检验产品表面质量，并抽查产品的耐候性、耐腐蚀性，产品合格后进行包装入库。
为验证本申请的技术效果，发明人做了几组对比试验，其中试验一是按照本申请实施例一的工艺步骤所获得的型材样本（称为样本一）；试验二是在本申请实施例一的基础上去掉酸蚀步骤而获得的型材样本（称为样本二）；试验三是基于本申请实施例一、将实施一种的脱脂剂换成常规的脱脂剂（游离硫酸160g/L、三价铝40 g/L）而获得的型材样本（称为样本三）；试验四是基于本申请实施例一、将本申请实施例一中S10中的烘烤时间设定为（10-15min）而获得的型材样本（称为样本四）。并对前述四个样本进行老化测试（实验室加速测试法），即采用紫外灯（灯管型号为UVA340、光强1.55W、波长340nm、黑板温度50-60℃）、根据ASTMG154-2006测试程序6，、CASS（铜加速乙酸盐雾试验，试验时间为120h）试验，以及对氧化膜厚（参照GB/T 4957的方法测量）、干附着性、湿附着性、耐盐酸性、耐碱性、耐溶剂性的检测，具体结果如下表一所示：
表一

Claims (5)

1.耐候电泳木纹铝型材生产工艺，包括包括前处理工序、电泳工序及热转印工序，其特征在于，前处理工序是将铝型材进行包括除油、浸蚀活化、中和在内的处理，其中前处理工序具体如下：
S1：将铝型材表面去毛刺处理后放置在40℃的新型脱脂剂中浸泡2-5min，完成除油工序，除油完成后吊出，进入水洗槽，水洗后进入下一道工序；
S2：将经过除油处理的铝型材进行干燥至表面无明显水份，然后放入到酸蚀槽中于30-45℃浸泡3-10min，完成酸蚀工序，其中酸蚀槽槽液成分为氟化氢铵40-60 g/L；酸蚀后进入另一水洗槽，水洗后进入下一道工序；
S3：将经过步骤S2的铝型材放入到碱蚀槽中于35-50℃，进行浸泡碱蚀，碱蚀槽槽液为游离碱20-60g/L、Al3+ 15-40g/L，碱蚀完成后水洗；
S4：将经过步骤S3处理的铝型材放入体积分数为10%的硝酸溶液中并在常温下浸渍3min，其中硝酸中添加了游离硫酸190g/L，完成中和工序；
S5：将经过步骤S4处理的铝型材放入到氧化槽内于19-21℃下进行氧化处理，且氧化槽槽液为：游离硫酸170±20g/L、Al3+ ≤15g/L，施加的电压为15-20V；氧化完成后要水洗，
S6：将经过步骤S5处理的铝型材放入电解着色槽中于18-30℃下着色，着色槽槽液为硫酸亚锡8-10g/L、游离硫酸15-25g/L，着色槽着色液pH控制在0.7-1.2，施加的电压为15-22V，着色完成后也要水洗；
S7：将经过步骤S6处理的铝型材放入封孔槽中于常温下封孔，封孔时间控制在每一微米膜厚封孔一分钟，封孔槽槽液为：镍离子0.7-1.5g/L、氟离子0.25-0.7g/L，封孔完成后也要水洗；
S8：将经过步骤S7处理的铝型材放入热水槽中浸泡5-10min，热水的温度为60-80℃、电阻率≥6000Ω.cm、pH＞5.5。
2.根据权利要求1所述的耐候电泳木纹铝型材生产工艺，其特征在于，上述除油工序中使用的新型脱脂剂是由焦磷酸钾、氢氧化钠及游离硫酸配制的溶液，溶液中焦磷酸钾的浓度为30±5g/L，氢氧化钠的浓度为60±5g/L、游离硫酸的浓度为180±30 g/L。
3.根据权利要求2所述的耐候电泳木纹铝型材生产工艺，其特征在于，上述碱蚀槽槽液为游离碱20-60g/L、Al3+ 15-40g/L。
4.根据权利要求3所述的耐候电泳木纹铝型材生产工艺，其特征在于，上述热转印工序是将经过电泳后的铝型材用木纹纸包裹起来，再套上塑料收缩膜袋，然后抽真空，送入木纹炉内进行烘烤，烘烤温度为150-200℃，烘烤时间为3-6min。
5.根据上述任意一条权利要求所述的耐候电泳木纹铝型材生产工艺制备的铝型材。
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