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(jīng)濟的支柱家產(chǎn)之一。原鋁產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(jīng)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(jīng)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(jīng)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 。

　　⑵涂膜平均 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(jīng)由過程 調劑 電量可節(jié)制 膜厚。

　　⑶涂料的使用率高。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。

　　⑺可自由節(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(jīng)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(chǎn)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(jīng)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(chǎn)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

　　⑴電泳槽。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 。

　?、请姌O。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(chǎn)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