铝材喷涂前处置 之四合一钝化工艺手艺 分享

李政 邓维鹏 王年夜 利

（南通市滨海装潢 材料有限公司；中国 江苏226236）

摘要：

关头 词：前处置 介质及加工工艺；特点；机能 ；缺点 ；效益

1、 概述：

粉末（氟碳漆）喷涂铝型材在喷涂、喷漆之前，需要经由过程 前处置 在型材概况 构成 一层致密的毗连 介质，前处置 加工进程 ——是通曩昔 除型材概况 的油污、杂质，天然 氧化膜以后 ，再颠末 化学氧化（铬化或无铬钝化），使其铝概况 生成一层钝化膜，其目标 是：

(1)庇护 铝型材概况 不被空气侵蚀 ，避免 进一步生成天然 氧化膜。

(2)金属铝型材概况 和粉末涂料或水性油漆的连系 ，需要一层过渡层，才能使金属与非金属之间的结协力 更强，到达 最好 （经冲击实验 ，划格实验 ，滚水 实验 检测及格 ）利用 状况 。

1. 传统的前处置 工艺：

铝型材上排扎料→水洗→脱脂→水洗→碱蚀→水洗→水洗→中和出光→水洗→水洗→化学氧化（铬化或无铬钝化）→水洗→纯水洗→晾干或烘干→上线喷涂（喷漆）

以上工艺是尺度 的西方铝前处置 工艺方式 ,我国在20世纪80年月 起头 根基 上沿用，到了90年月 后期,传统的前处置 脱脂、碱蚀、中和出光三道工序，被国内研发的三合一脱脂表调解 所取代 。其长处 是：简化出产 工艺，提高出产 效力 ，同时也削减 了屡次 水洗带来的废水处置 量过年夜 ，但此工艺也有一个致命的错误谬误 ：三合一脱脂采取 年夜 量的氢氟酸常温快速侵蚀 铝概况 ，其带出的槽液中氟离子含量严重超标，增添 了废水处置 的承担 。

2. 沿用的三合一前处置 工艺：

铝材上排→水洗→三合一脱脂→水洗→水洗→化学氧化（铬化或无铬钝化）→水洗→水洗（纯水洗）→晾干或烘干-→上线喷涂（喷漆）

3.前处置 （传统与现代）工艺缺点 ：

进入二十一世纪，跟着 国度 对情况 庇护 ，水资本 庇护 的立法和监管力度的不竭 加年夜 ，2021年国度 要正式公布 “中华人平易近 共和国情况 庇护 法”，为此，作为铝型材加工企业，火急 需要我们改良 新的加工工艺方式 ，以上工艺所利用 有毒、有害污染物资 ，如：传统工艺中的氟离子、六价铬；现代无铬钝化处置 工艺所采取 的氟锆酸盐、氟钛酸盐，还有加快 成膜的氢氟酸，一样 也存在有毒氟污染的问题。何况 无铬钝化工艺处置 所生成的转化膜没法 和有铬化工艺所生成的铬化膜(300-1000mg/m2)比拟 ，无铬膜层薄（70-150mg/m2）、松散 、轻易 分裂 ，无色彩 ，在线出产 没法 鉴定 前处置 后膜层是不是 及格 。出产 工艺要求严酷 ，工艺槽必需 利用 纯水洗，不然 膜层轻易 流掉 。是以 ，今朝 大都 厂家采取 无铬钝化喷涂铝材前处置 后，涂层脱落现象时有产生 ，给出产 企业和用户带来了不成 填补 的直接经济损掉 和间接经济损掉 。

2、 新型前处置 工艺及特点：

1.需要解决的问题：

（1）简化出产 工艺、提高出产 效力 、下降 出产 本钱 、削减 废水排放。

（2）不再利用 有毒、有害，国度 禁用的1、 二类有害化学品。如：氢氟酸、铬酸（六价）和 其它重金属盐。

（3）铝型材材喷涂前处置 工艺所取得 的膜层介质，起首 ：机能 指标要完全到达 有铬化处置 工艺机能 指标要求，颠末 粉末喷涂后涂层在附出力 机能 实验 ，要完全到达 国度 GB5237-2008尺度 要求。

（4）工艺简单、可操作性要强，产物 在线可以随时监控产物 质量，膜层介质（凝胶膜）不变 性强。

以上需要解决的诸项工艺存在问题：经本公司经由过程 无数次配方的小试、中试、出产 在线实验 、终究 研制开辟 的新型铝合金前处置 介质的加工工艺方式 ，完全可以替换 现存的前处置 （有铬、无铬）加工工艺，其适用 性、新奇 性、缔造 性、环保节能性，实属行业初创 。

2. 新型前处置 工艺流程：

铝型材上排→水洗→四合一无铬电化学氧化（钝化）→水洗→水洗→晾干或烘干→上线喷涂（喷漆）。

3.新型前处置 工艺特点：

（1）年夜 幅度简化出产 工序，提高了出产 效力 、削减 了废水排放量。

（2）经由过程 电解进程 的电侵蚀 起到脱脂表调的感化 ，不零丁 利用 三合一脱脂表调解 。

（3）真正到达 了不利用 有毒、有害的化学污染药品，如：氟离子、六价铬和其它重金属。消弭 对情况 的污染，合适 国度 环保要求。

（4）利用 低浓度的有机酸配方做导电介质，加工进程 采取 低电压，低电流、常温电解成膜（凝胶膜层），今朝 在国内、外实属初创 。

（5）加工进程 与其他传统工艺比力 ，成膜速度快、加工时候 短，电耗是传统工艺的1/5—1/6、成膜不变 、目视可检测（膜层呈七彩微带淡蓝色），总之：性价比高。

（6）经由过程 快速电解成膜的钝化工艺道理 ，采取 定电压、变电流的电化学氧化方式 ，所构成 的膜层质地密实、平均 ，其膜层（凝胶膜）的吸附机能 ：对铝型材概况 及涂层概况 的吸附性与有铬化前处置 工艺比拟 力 ，无差别 性。

3、 生厂装备 ：

本工艺比拟 前述传统工艺，需要增添 的装备 投入有：可控整流柜机、槽液轮回 系统、槽液过滤机、导电极板、母线，多组人工扎排排架等。

4、 辅助材料组分、前处置 介质种别 ：

1. “四合一”钝化剂组分：

本工艺采取 了一种“四合一”的钝化剂作为电解导电介质及成膜介质，其首要 组分：

1. 含羟基有机酸，含量占钝化剂总重量的5-25%

2. 无机和有机夹杂 酸（包罗 硼酸，草酸，酒石酸，丁二酸，硫酸，磷酸，葡糖酸），含量占钝化剂总重量的10-30%

3. 适当 的概况 活性剂，占总重量的0.19-0.59%

2. 前处置 介质种别 ：

铝型材材在喷涂或喷漆前，必需 颠末 前处置 ，在铝金属概况 构成 一层前处置 介质，以提高铝金属概况 与涂料的结协力 （附出力 ）。跟着 中国情况 污染水平 的日趋 加重 ，传统的前处置 介质——铬化膜 (300-1000mg/m2)因为 含有有毒的六价铬，已被列入禁用产物 行列。

无铬系列前处置 介质——锆鈦转化膜（70-150mg/m2），固然 可以或许 解决铬污染情况 的问题，但此种加工工艺利用 钛锆氟化物，一是增添 了用氟的新污染，二是此种前处置 介质（钝化膜）膜层超薄、柔嫩 、耐磨性差，易被碰伤、划伤、擦伤，在现实 出产 进程 中，被粉碎 的介质（钝化膜）概况 很轻易 被周边情况 污染和侵蚀 ，膜层污染或侵蚀 后很难被发现，常常 被侵蚀 处有可能造成粉末涂层年夜 面积脱落，又因为 无铬化处置 介质色彩 是无色透明，在年夜 批量出产 进程 中产物 质量监测没法 实现100%全检，只有完端赖 工艺进行包管 ，一旦加工工艺呈现 掉 误、未发现，将致使 重年夜 的质量变乱 产生 。

新型前处置 介质——凝胶膜(200-1000mg/m2)，它是在电解氧化反映 状况 下完成，导电介质中的有机酸复合盐和无机夹杂 酸（低浓度无毒、无害），经由过程 电解氧化反映 ，在鋁基体概况 构成 一层复杂凝胶状钝化膜层，此膜层显现 七彩淡蓝色彩 、吸附性强，同时在铝材封锁 内腔构成 一样 的膜层，使其具有加倍 怪异 的表里 庇护 层。在型材喷粉后的固化进程 中，新型前处置 介质与粉末在交联反映 进程 中构成 非晶态的玻璃体，使粉末涂层与型材概况 结协力 （附出力 ）更强，是前述其他概况 处置 工艺没法 超出 的。

5、 出产 工艺参数、定额、机能 对照 ：

1.工艺参数：（配槽：60g/L）

（1）四合一钝化剂： 50- 60g/L

（2）温度： 室温

（3）电压(直流)： 15-18V

（4）电流密度： 0.25-0.35A/dm2

（5）时候 ： 4-6 min

（6）搅拌： 紧缩 空气底部搅拌或酸泵轮回 过滤

2.工艺定额：

（1）四合一钝化剂4-6kg/T（平均每吨铝材按400-600m2计较 ）

（2）电耗：20kw.h/T。

3.机能 对照 ：

项目

钝化类型

有铬钝化

无铬钝化

四合一钝化

加工方式

喷淋或浸渍

喷淋或浸渍

电化学氧化

利用 范畴

建筑铝型材、板材

建筑铝型材板材、卷材

建筑铝型材、板材

处置 时候

2-4min

50-120S

4-6min

温度

25-60℃

20-30℃

常温

钝化膜的色彩

淡金黄到深褐色

无色

七彩到淡蓝

附出力

极好

较好

超强

涂装后的耐蚀性

极好

较好

极好

水煮尝试

极好

较好

极好

膜重

300-1300mg/m

70-200 mg/m

200-1000 mg/m

工艺、质量节制

简单

复杂

简单

是不是 已 写入国度 尺度

YES

NO

NO

总结：

本文介绍了铝合金前处置 介质及加工工艺方式 的改良 ，最新（四合一钝化）概况 前处置 加工工艺手艺 ，和 为铝加工行业所缔造 的效益本文所描写 的新型铝型材前处置 介质及加工工艺方式 ，是在原本的 铝型材前处置 加工工艺的根本 上，采取 无污染、环保型的（四合一）钝化剂为槽液导电介质，加工工艺方式 ：由以往的两道——脱脂表调＋喷淋或浸泡方式 ，改成 一道四合一电化学氧化法，使加工后的铝型材前处置 概况 构成 复杂凝胶状钝化膜层，新型的加工工艺方式 有用 的缩短了加工工艺时候 ，下降 了辅助料材料的整体 耗损 ，提高了出产 效力 、下降 了出产 本钱 ，且废水排放的处置 量较着 削减 ，经处置 后的废水中不含有国度 限排的有毒、有害危险污染物。

新型铝型材前处置 介质的各项机能 指标，从对照 表中较着 看出，非论 是加工方式 、工艺机能 、环保机能 、节能降耗，仍是 终究 喷涂后的产物 质量不变 机能 （干湿附出力 ），完全可以替换 此刻 的、传统的加工工艺方式 ，为此，新型铝型材前处置 介质及加工工艺的推行 与利用 ，将是中国甚至 世界铝型材概况 处置 行业的一次奔腾 。