鋁合金型材的電泳涂裝工藝

我國鋁型材業(yè)顛末20年的成長 ，已構成 一個完全 的工業(yè)系統(tǒng) ，成為國平易近 經濟的支柱家產之一。原鋁產量已到達 250萬噸以上，占世界第三位，具有 鋁加工企業(yè)1000多家，臨盆 能力已到達 350萬噸/年，鋁型材產量已達100萬噸/年。今朝 已進入高級 成長 期間 ，鋁型材的外面 處置懲罰 手藝 成長 敏捷 ，由單一的古銅料成長 到具有 粉末涂裝、噴涂氟碳涂料、有機和無機染色、電泳涂裝、機械和化學拋光等工藝手段，新一代的木紋化處置懲罰 手藝 ，三段電解多色著色和 微弧氧化著色手藝 也在試產中，鋁型材的外不雅 有鈦金、金黃、噴鼻 檳、仿不銹鋼及各類 色采 ，還有顯示鏡面、沙石、亞光、珠光等特特效 果的。在浩繁的外面 處置懲罰 手藝 中，電泳涂裝是最具成長 標的目的的合用 手藝 。鋁型材經陽極化和電解著色后再進行電泳涂裝，有雙層庇護。具有高透明，高度金屬質感，高耐蝕及高耐候性，比噴漆、粉末噴涂更具裝潢 性，深受用戶愛好 ，已普遍 進入家庭裝修，潛伏 市場極年夜 。其二，工藝輕易 實行 ，只要在原臨盆 線上增添 幾個槽與鋁氧化著色構成 流水線臨盆 ，水溶性電泳涂裝平安 ，可以實現(xiàn)閉路輪回 ，有益 于環(huán)保。其三，更主要 的是電泳型材更具魅力，是高級 、奢華 型材的范例 。具有 電泳涂裝線成為鋁型材廠綜合手藝 程度 的主要 標記 。

　　鋁型材的電泳涂裝

　　1電泳涂裝的特點

　　自20世紀30年月 電泳涂料在福特汽車公司車輪涂裝線上使用以來，其運用 獲得 了飛速成長 。透明的、具耐候性的丙烯酸類和聚氨酯類電泳涂料自70年月 入手下手已成功用于金屬外面 的裝潢 和庇護，如銅字招牌庇護，不銹鋼及電鍍制品的裝潢 和庇護，作為終究 庇護裝潢 層的最具代表性的就是建筑鋁型材的電泳涂裝。

　　鋁材型材傳統(tǒng)的外面 處置懲罰 工藝是氧化、著色及封鎖處置懲罰 ，這類 鋁材的轉化膜在戶外長時間 使用時，稀奇是在酸雨或海洋情況 中時，輕易 侵蝕 ，經久 性差，是以 自70年月 入手下手，人們測驗考試 用涂料涂裝的方式 來提高建筑用鋁型材的裝潢 機能 及使用年限，今朝 ，已工業(yè)化成功使用的有電泳涂漆、粉末涂裝和氟碳噴涂。由于電泳涂料是水性涂料，鋁材經前處置懲罰 水洗后可直接電泳，電泳涂層透明度高，既具有高裝潢 性又可凸起 鋁型材自己 的金屬光澤，是以 在建筑鋁型材上已愈來愈 多地使用電泳涂裝。

　　電泳涂裝法和其它涂裝方式 比擬 有以下長處 ：

　?、乓讓崿F(xiàn)主動 化臨盆 。由于電泳涂裝在水性電泳槽中進行，與陽極氧化、電解著色工藝雷同 ，處置懲罰 時候 短，輕易 實現(xiàn)全部 工藝的流水線功課 。

　?、仆磕て骄?致密。由于電泳涂料的高泳透力，可以使 復雜外形 的型材亦獲得平均 的涂膜，同時經由過程 調劑 電量可節(jié)制 膜厚。

　?、峭苛系氖褂寐矢?。由于粘度低，工件帶出較少，并且 電泳工件可用水洗，收受接管 裝配 的使用使電泳涂裝的涂料使用率高達95%以上。

　?、绕桨?性和環(huán)保性。由于電泳涂料的水稀釋，固體份低，溶劑含量少是環(huán)保型涂料，且免去 火警 的危險，工人健康也有保障。

　?、赏磕べ|量好。丙烯酸樹脂用氨基樹脂固化，包管 了涂膜的高裝潢 及高耐侵蝕 性，同時由于樹脂高度透明，有用 地凸起 了金屬質感，按照需要還可獲得 亞光、沙面、珠光等裝潢 結果 。

　　⑹和平常的電解著色封孔工藝比擬 ，具有省時，節(jié)流人力的特點，電泳涂膜無需封孔，避免了由于封孔欠好 帶來的裂紋等弊端。

　?、丝勺杂晒?jié)制 涂膜的厚度，國表里 平常節(jié)制 7μm和12μm兩檔。

　　⑻由于電泳層透敞亮光 ，是以 要求鋁鑄錠質量高，擠壓材外面 滑潤，機械缺點 少，對氧化著色工藝要求治理 嚴厲 ，由于 任何細小 的缺點 和沾污都邑 在透明漆下表露無遺。

　?、蛯﹄娪竟に囍卫?要求高，以提高制品 率。

　　2電泳涂裝的道理

　　涂料狀況 (乳化狀況 )：含羧基的丙烯酸樹脂，中和劑為氫氧化鉀，或有機胺，固化劑為三聚氰胺甲醛樹脂。

　　pH值：7.8～8.5之間。

　　電沉積：在pH值下落 時析出

　　電極回響反映 ：陽極(鋁型材)

　　2H2O→4H++4e-+O2↑

　　R-COO-+H+→R-COOH

　　水溶性水不溶(涂膜)

　　Me→Men++ne-

　　RCOO-+Men+→(R-COO)nMe(析出)

　　陰極(極板)

　　2H2O+2e→2OH-+H2↑

　　電泳時在工件外面 涂膜沉積，陽極有氧氣發(fā)生 ，可以增進 成膜，但氧氣發(fā)生 過量 會造成涂膜外不雅 亮光 度差，是以 電泳進程 中要對電導率進行節(jié)制 ，另外要節(jié)制 液的pH值，它與涂膜的沉積親近相干 ，陽極電泳時有金屬離子溶出，它介入 成膜，鋁型材電泳時的金屬離子溶出和鋼鐵件分歧 ，對色彩 的影響甚微。

　　3鋁型材用陽極電泳涂料的特征

　　3.1陽極電泳涂料的品種

　　由于丙烯酸樹脂具有優(yōu)良 的耐候性，耐磨性；樹脂無色透明，可經由過程 配方調理 涂料機能 ，具有優(yōu)良 的裝潢 性和機能 可調性，且這類樹脂主鏈由碳-碳鍵構成 ，抗化學性高，配成堿性的年夜 量含水的電泳漆也不會分化 ，具有杰出的不亂 性，是以 丙烯酸類型的陽極電泳涂料占有 了鋁型材電泳涂料的主流。

　　今朝 還有一類為有色的聚氨酯電泳漆，機能 較好，工藝簡單，由于 采取 有色聚氨酯電泳漆，則可打消陽極氧化、著色、封鎖工藝。有益 于勤儉 本錢 。另外 為知足 各類 產物 的分歧 需求，功能性的抗菌、絕緣、自潤滑電泳涂料，及裝潢 性的亞光、消光、珠光電泳涂料也已 獲得 運用 。

　　3.2電泳涂料的制造

　　陽極電泳涂料是指將鋁型材工件作為陽極，故陽極電泳涂料是陰離子型樹脂，最經常使用 的是水可稀釋的帶羧基的丙烯酸樹脂，用三聚氨胺甲醛樹脂作為交聯(lián)劑固化，引入丙烯酸單體越多，則樹脂水溶性越好。

如配方：

　　MMA:BA:HEMA:AA=45:38:10:7

　　個中 MMA為甲基丙烯酸甲酯是硬單體，聚合物的主體；BA是丙烯酸丁酯，是軟單體，用來調理 玻璃化溫度，供應 鏈的柔性；HEMA是甲基丙烯酸β-羥乙酯，它供應 自由的羥基，與氨基樹脂起交聯(lián)回響反映 ，同時還加強 樹脂的親水性，AA是丙烯酸供應 羧基，基含量越高，親水性愈好，一般電泳涂猜頂用 5%～10%，聚合在共溶劑丙二醇丁醚中進行，濃度為70%閣下 ，激發(fā) 劑可用過氧化苯甲酯(BPO)，但以偶氧二異丁腈為好?；仨懛从?溫度為100℃閣下 ，聚合完成后，用二甲基乙醇胺中和，然后用水稀釋，固體含量通常是 60%閣下 ，pH值為7.5～8.5，在水性涂猜中要用到溶劑，有時稱共溶劑，多為親水性醇類，如丙醇、丁醇、乙二醇(或丙二醇)的單醚，主要根據(jù) 揮發(fā)機能 、毒性、價錢 來選擇，中和劑感化 在于中和丙烯酸樹脂鏈上的羧基，庇護樹脂水溶性，多為有機胺或氫氧化鈉，用有機胺，如三乙胺，二甲基乙醇胺，稀奇是三級胺有益于樹脂不亂 。

　　3電泳的工藝及裝備

　　3.1電泳的工藝流程

　　以陽極電泳為例，平常按以下 工藝進行

　　脫脂→水洗→水洗→中和→水洗→陽極氧化→水洗→電解著色→熱水洗→水洗→電泳→水洗→干燥

　　3.2電泳的工藝前提

　?、烹娪静垡旱那疤?

　　固體份：7%～9%

　　溫度：20～25℃

　　pH：8.0～8.8

　　電阻率/Ω·cm(20℃)：1500～2500

　　⑵電泳的工藝參數(shù)

　　電壓：80～250V(DC)

　　電泳時候 ：1～3min

　　電流密度：15～50A/㎡

　　具體工藝規(guī)范依產物 的要求進行。

　　涂膜厚度：7～12μm

　　3.3鋁型材電泳工藝所需裝備

　?、烹娪静?。鋁型材電泳槽多設計為長方形矩形槽，基內部年夜 小取決于裝掛吊的尺寸，槽體用4～6mm，鋼板內襯用聚丙烯或環(huán)氧玻璃鋼，需設置溢流槽。

　　⑵電源。直流要求0～250A肆意可調，電流年夜 小按照50A/㎡較量爭論 ，約2000A/槽。電源的波紋身分 必然 要小于6%，其值愈年夜 ，電泳涂膜發(fā)生 孔隙的概率 愈年夜 。

　　⑶電極。在陽極電泳時，鋁型材作為陽極，陰極板采取 不銹鋼板或鋁板，陰極面積為工件總面積的1倍。板隔閡 采取 聚丙烯纖維布。

　?、葻峄Q系統(tǒng)?？砂?槽液溫度不亂 。

　?、深A配槽及主動 添加系統(tǒng)。預配槽可完成電泳槽液的配制，以包管 到達 正常參數(shù)；主動 添加系統(tǒng)，可包管 彌補每槽鋁型材所消費 的電泳漆的量，包管 電泳槽固體份在工藝規(guī)模以內 ，以確保膜厚的均一。

　　⑹離子互換處置懲罰 (IR)系統(tǒng)。陽極電泳時，陰極pH值會接續(xù)增添 ，采取 離子互換樹脂系統(tǒng)可去除槽液中的雜質，陰、陽離子使槽液pH值不亂 ，若再加上反滲入滲出 裝配 (RO)則可實現(xiàn)閉路系統(tǒng)。

　　由于顛末RO后的水幾近純水，可以直接用來清洗，故可實現(xiàn)閉路水洗系統(tǒng)，有益 于情況 庇護。

　　4小結

　　我國今朝 已有多家鋁型材廠具有 電泳臨盆 線，為了更好地成長 電泳涂裝手藝 ，占有更多地市場份額，我們認為應從幾方面勉力：⑴開辟 新的運用 范疇 ，如機械、航空、汽車構件、家電、浴室、廚具等；⑵提高鋁型材加工手藝 ，提高電泳型材的及格 率；⑶提高電泳涂料品質，擴年夜 電泳涂料品種，提高國產化率；⑷提高電泳涂裝的治理 程度 。

　　綜上所述，我國的鋁型材電泳涂裝手藝 正進入一個新的成長 期間 ，由于電泳型材的高品質，勢必 在我國有一個加倍 敏捷 的成長