铝合金型材的电泳涂装工艺

我国铝型材业颠末20年的成长 ，已构成 一个完全 的工业系统 ，成为国平易近 经济的支柱家产之一。原铝产量已到达 250万吨以上，占世界第三位，具有 铝加工企业1000多家，临盆 能力已到达 350万吨/年，铝型材产量已达100万吨/年。今朝 已进入高级 成长 期间 ，铝型材的外面 处置惩罚 手艺 成长 敏捷 ，由单一的古铜料成长 到具有 粉末涂装、喷涂氟碳涂料、有机和无机染色、电泳涂装、机械和化学抛光等工艺手段，新一代的木纹化处置惩罚 手艺 ，三段电解多色着色和 微弧氧化着色手艺 也在试产中，铝型材的外不雅 有钛金、金黄、喷鼻 槟、仿不锈钢及各类 色采 ，还有显示镜面、沙石、亚光、珠光等特特效 果的。在浩繁的外面 处置惩罚 手艺 中，电泳涂装是最具成长 标的目的的合用 手艺 。铝型材经阳极化和电解着色后再进行电泳涂装，有双层庇护。具有高透明，高度金属质感，高耐蚀及高耐候性，比喷漆、粉末喷涂更具装潢 性，深受用户爱好 ，已普遍 进入家庭装修，潜伏 市场极年夜 。其二，工艺轻易 实行 ，只要在原临盆 线上增添 几个槽与铝氧化着色构成 流水线临盆 ，水溶性电泳涂装平安 ，可以实现闭路轮回 ，有益 于环保。其三，更主要 的是电泳型材更具魅力，是高级 、奢华 型材的范例 。具有 电泳涂装线成为铝型材厂综合手艺 程度 的主要 标记 。

　　铝型材的电泳涂装

　　1电泳涂装的特点

　　自20世纪30年月 电泳涂料在福特汽车公司车轮涂装线上使用以来，其运用 获得 了飞速成长 。透明的、具耐候性的丙烯酸类和聚氨酯类电泳涂料自70年月 入手下手已成功用于金属外面 的装潢 和庇护，如铜字招牌庇护，不锈钢及电镀制品的装潢 和庇护，作为终究 庇护装潢 层的最具代表性的就是建筑铝型材的电泳涂装。

　　铝材型材传统的外面 处置惩罚 工艺是氧化、着色及封锁处置惩罚 ，这类 铝材的转化膜在户外长时间 使用时，稀奇是在酸雨或海洋情况 中时，轻易 侵蚀 ，经久 性差，是以 自70年月 入手下手，人们测验考试 用涂料涂装的方式 来提高建筑用铝型材的装潢 机能 及使用年限，今朝 ，已工业化成功使用的有电泳涂漆、粉末涂装和氟碳喷涂。由于电泳涂料是水性涂料，铝材经前处置惩罚 水洗后可直接电泳，电泳涂层透明度高，既具有高装潢 性又可凸起 铝型材自己 的金属光泽，是以 在建筑铝型材上已愈来愈 多地使用电泳涂装。

　　电泳涂装法和其它涂装方式 比拟 有以下长处 ：

　　⑴易实现主动 化临盆 。由于电泳涂装在水性电泳槽中进行，与阳极氧化、电解着色工艺雷同 ，处置惩罚 时候 短，轻易 实现全部 工艺的流水线功课 。

　　⑵涂膜平均 致密。由于电泳涂料的高泳透力，可以使 复杂外形 的型材亦获得平均 的涂膜，同时经由过程 调剂 电量可节制 膜厚。

　　⑶涂料的使用率高。由于粘度低，工件带出较少，并且 电泳工件可用水洗，收受接管 装配 的使用使电泳涂装的涂料使用率高达95%以上。

　　⑷平安 性和环保性。由于电泳涂料的水稀释，固体份低，溶剂含量少是环保型涂料，且免去 火警 的危险，工人健康也有保障。

　　⑸涂膜质量好。丙烯酸树脂用氨基树脂固化，包管 了涂膜的高装潢 及高耐侵蚀 性，同时由于树脂高度透明，有用 地凸起 了金属质感，按照需要还可获得 亚光、沙面、珠光等装潢 结果 。

　　⑹和平常的电解着色封孔工艺比拟 ，具有省时，节流人力的特点，电泳涂膜无需封孔，避免了由于封孔欠好 带来的裂纹等弊端。

　　⑺可自由节制 涂膜的厚度，国表里 平常节制 7μm和12μm两档。

　　⑻由于电泳层透敞亮光 ，是以 要求铝铸锭质量高，挤压材外面 滑润，机械缺点 少，对氧化着色工艺要求治理 严厉 ，由于 任何细小 的缺点 和沾污都邑 在透明漆下表露无遗。

　　⑼对电泳工艺治理 要求高，以提高制品 率。

　　2电泳涂装的道理

　　涂料状况 (乳化状况 )：含羧基的丙烯酸树脂，中和剂为氢氧化钾，或有机胺，固化剂为三聚氰胺甲醛树脂。

　　pH值：7.8～8.5之间。

　　电沉积：在pH值下落 时析出

　　电极回响反映 ：阳极(铝型材)

　　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)

　　阴极(极板)

　　2H2O+2e→2OH-+H2↑

　　电泳时在工件外面 涂膜沉积，阳极有氧气发生 ，可以增进 成膜，但氧气发生 过量 会造成涂膜外不雅 亮光 度差，是以 电泳进程 中要对电导率进行节制 ，另外要节制 液的pH值，它与涂膜的沉积亲近相干 ，阳极电泳时有金属离子溶出，它介入 成膜，铝型材电泳时的金属离子溶出和钢铁件分歧 ，对色彩 的影响甚微。

　　3铝型材用阳极电泳涂料的特征

　　3.1阳极电泳涂料的品种

　　由于丙烯酸树脂具有优良 的耐候性，耐磨性；树脂无色透明，可经由过程 配方调理 涂料机能 ，具有优良 的装潢 性和机能 可调性，且这类树脂主链由碳-碳键构成 ，抗化学性高，配成碱性的年夜 量含水的电泳漆也不会分化 ，具有杰出的不乱 性，是以 丙烯酸类型的阳极电泳涂料占有 了铝型材电泳涂料的主流。

　　今朝 还有一类为有色的聚氨酯电泳漆，机能 较好，工艺简单，由于 采取 有色聚氨酯电泳漆，则可打消阳极氧化、着色、封锁工艺。有益 于勤俭 本钱 。另外 为知足 各类 产物 的分歧 需求，功能性的抗菌、绝缘、自润滑电泳涂料，及装潢 性的亚光、消光、珠光电泳涂料也已 获得 运用 。

　　3.2电泳涂料的制造

　　阳极电泳涂料是指将铝型材工件作为阳极，故阳极电泳涂料是阴离子型树脂，最经常使用 的是水可稀释的带羧基的丙烯酸树脂，用三聚氨胺甲醛树脂作为交联剂固化，引入丙烯酸单体越多，则树脂水溶性越好。

如配方：

　　MMA:BA:HEMA:AA=45:38:10:7

　　个中 MMA为甲基丙烯酸甲酯是硬单体，聚合物的主体；BA是丙烯酸丁酯，是软单体，用来调理 玻璃化温度，供应 链的柔性；HEMA是甲基丙烯酸β-羟乙酯，它供应 自由的羟基，与氨基树脂起交联回响反映 ，同时还加强 树脂的亲水性，AA是丙烯酸供应 羧基，基含量越高，亲水性愈好，一般电泳涂猜顶用 5%～10%，聚合在共溶剂丙二醇丁醚中进行，浓度为70%阁下 ，激发 剂可用过氧化苯甲酯(BPO)，但以偶氧二异丁腈为好。回响反映 温度为100℃阁下 ，聚合完成后，用二甲基乙醇胺中和，然后用水稀释，固体含量通常是 60%阁下 ，pH值为7.5～8.5，在水性涂猜中要用到溶剂，有时称共溶剂，多为亲水性醇类，如丙醇、丁醇、乙二醇(或丙二醇)的单醚，主要根据 挥发机能 、毒性、价钱 来选择，中和剂感化 在于中和丙烯酸树脂链上的羧基，庇护树脂水溶性，多为有机胺或氢氧化钠，用有机胺，如三乙胺，二甲基乙醇胺，稀奇是三级胺有益于树脂不乱 。

　　3电泳的工艺及装备

　　3.1电泳的工艺流程

　　以阳极电泳为例，平常按以下 工艺进行

　　脱脂→水洗→水洗→中和→水洗→阳极氧化→水洗→电解着色→热水洗→水洗→电泳→水洗→干燥

　　3.2电泳的工艺前提

　　⑴电泳槽液的前提

　　固体份：7%～9%

　　温度：20～25℃

　　pH：8.0～8.8

　　电阻率/Ω·cm(20℃)：1500～2500

　　⑵电泳的工艺参数

　　电压：80～250V(DC)

　　电泳时候 ：1～3min

　　电流密度：15～50A/㎡

　　具体工艺规范依产物 的要求进行。

　　涂膜厚度：7～12μm

　　3.3铝型材电泳工艺所需装备

　　⑴电泳槽。铝型材电泳槽多设计为长方形矩形槽，基内部年夜 小取决于装挂吊的尺寸，槽体用4～6mm，钢板内衬用聚丙烯或环氧玻璃钢，需设置溢流槽。

　　⑵电源。直流要求0～250A肆意可调，电流年夜 小按照50A/㎡较量争论 ，约2000A/槽。电源的波纹身分 必然 要小于6%，其值愈年夜 ，电泳涂膜发生 孔隙的概率 愈年夜 。

　　⑶电极。在阳极电泳时，铝型材作为阳极，阴极板采取 不锈钢板或铝板，阴极面积为工件总面积的1倍。板隔阂 采取 聚丙烯纤维布。

　　⑷热互换系统。可包管 槽液温度不乱 。

　　⑸预配槽及主动 添加系统。预配槽可完成电泳槽液的配制，以包管 到达 正常参数；主动 添加系统，可包管 弥补每槽铝型材所消费 的电泳漆的量，包管 电泳槽固体份在工艺规模以内 ，以确保膜厚的均一。

　　⑹离子互换处置惩罚 (IR)系统。阳极电泳时，阴极pH值会接续增添 ，采取 离子互换树脂系统可去除槽液中的杂质，阴、阳离子使槽液pH值不乱 ，若再加上反渗入渗出 装配 (RO)则可实现闭路系统。

　　由于颠末RO后的水几近纯水，可以直接用来清洗，故可实现闭路水洗系统，有益 于情况 庇护。

　　4小结

　　我国今朝 已有多家铝型材厂具有 电泳临盆 线，为了更好地成长 电泳涂装手艺 ，占有更多地市场份额，我们认为应从几方面勉力：⑴开辟 新的运用 范畴 ，如机械、航空、汽车构件、家电、浴室、厨具等；⑵提高铝型材加工手艺 ，提高电泳型材的及格 率；⑶提高电泳涂料品质，扩年夜 电泳涂料品种，提高国产化率；⑷提高电泳涂装的治理 程度 。

　　综上所述，我国的铝型材电泳涂装手艺 正进入一个新的成长 期间 ，由于电泳型材的高品质，势必 在我国有一个加倍 敏捷 的成长