CN1318656A - 铝型材表面的纳米处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铝型材表面的纳米处理方法,主要包括:(1)铝型材氧化着色及电泳涂漆纳米表面处理,生产流程包括脱脂、水洗、中和、氧化、着色、电泳涂漆等,纳米着色液配制成分有硫酸镍、硫酸亚锡、硼酸、硫酸、纳米;(2)铝型材彩涂表面处理,预处理方法分为浸洗式和喷淋式两种。经纳米表面处理后的铝型材抵抗腐蚀、耐磨、耐候,变色能力大为提高,可以达到经久耐用。

Description

铝型材表面的纳米处理方法

本发明涉及一种铝型材表面的纳米处理方法。

纳米技术是一项新兴技术，目前已经在许多领域得到研究和开发。但是，将纳米技术应用于铝型材表面的处理，尚属首创。

普通方法制造的铝型材，不能抵抗腐蚀，不耐磨，没有变色性能，不抗暴晒，适应气候能力差，无法保证经久耐用。房屋进行了铝合金装修后，过不长的一段时间，闪闪发亮的铝合金门窗就会黯然失色。

本发明的目的，在于提供一种用纳米技术处理铝合金的方法。

本发明采用以下技术方案：

铝型材表面的纳米处理方法，是在普通铝型材表面处理的基础上，加以纳米技术处理。其主要包括以下两个方面：

1、铝型材氧化着色及电泳涂漆的纳米表面处理

铝型材普通阳极氧化着色料和着色液中及电泳液中加入纳米，其生产流程为：

脱脂→水洗→中和→水洗→氧化→水洗→水洗→着色→水洗→水洗(去离子水)→电泳涂漆→水洗→水洗→烘干→卸料

其中，纳米着色液配制成分为：

硫酸镍：10-25g/l    硫酸亚锡：10-15g/l    硼酸：20-25g/l

硫酸：5-10g/l       纳米：5-10g/l

而纳米着色、氧化电泳涂漆配比成分为：

电泳涂漆聚丙烯酸：96份    纳米：4份

2、纳米铝型材彩涂表面处理

在彩色涂料中加入纳米后还可对铝型材表面进行彩涂处理，其工艺流程为：

装料→预处理→烘干→纳米彩涂→固化处理→卸料

其中，常用的预处理方法，可分为浸洗式和喷淋式两种，其工艺流程和处理条件为：

A、浸洗式工序和处理液的主要化学成分：

(1)脱脂，处理液主要含有：碳酸钠、硅酸盐、磷酸盐、活化介质，处理条件：60℃,3分钟

(2)清洗，处理液为普通水，处理条件：室温，1分钟

(3)去氧化物，处理液主要含有：硝酸、硫酸铁、硫酸

(4)清洗，处理液为普通水，处理条件：室温，1分钟

(5)化学转化处理，处理液主要含有：铬酸盐、氰化铁、铬及铝的氟化物或铬酸盐、磷酸盐及铝的氟化物，处理条件：50℃,3分钟

(6)清洗，处理液为普通水，处理条件：室温，1分钟

(7)清洗，处理液为去离子水，处理条件：室温，1分钟而纳米彩涂成分可以利用纯聚脂涂料、聚丙烯涂料、混合聚丙烯涂料、环氧树脂涂料、丙烯酸聚氨酯漆及其它喷涂粉末中，分别加入2-10％的纳米为主要原料组成。

B、喷淋式工序和处理液的主要化学成分：

(1)脱脂，处理液主要含有：碳酸钠、硅酸盐、磷酸盐、活化介质，处理条件：60℃,3分钟

(2)清洗，处理液为普通水，处理条件：室温，1分钟

(3)化学转化处理，处理液主要含有：铬酸盐、氰化铁、铬及铝的氟化物或铬酸盐、磷酸盐及铝的氟化物，处理条件：50℃,3分钟

由于本发明采用了在着色液及彩色涂料中加入纳米的技术方案，使得本发明铝型材表面处理表面抵抗腐蚀、耐磨、耐候，变色能力大为提高，可以达到经久耐用。

下面结合实施例详述本发明。

铝型材氧化着色及电泳涂漆的纳米表面处理：

铝型材普通阳极氧化着色料和着色液中及电泳液中加入纳米，其生产流程为：

脱脂→水洗→中和→水洗→氧化→水洗→水洗→着色→水洗→水洗(去离子水)→电泳涂漆→水洗→水洗→烘干→卸料

其中，纳米着色液配制成分为：

硫酸镍：10-25g/l 硫酸亚锡：10-15g/l    硼酸：20-25g/l

硫酸：5-10g/l    纳米：5-10g/l

而纳米着色、氧化电泳涂漆配比成分为：

电泳涂漆聚丙烯酸：96份    纳米：4份

纳米铝型材彩涂表面处理：

在彩色涂料中加入纳米后还可对铝型材表面进行彩涂处理，其工艺流程为：

装料→预处理→烘干→纳米彩涂→固化处理→卸料

挤压出来的铝型材必须进行预处理，这样可以改善粉末对基体金属的粘结性能，确保粉末涂层与金属牢固地粘合，并可以形成一层薄的保护膜，保护基体金属，使之在长期使用中不受腐蚀。

其中，常用的预处理方法，可分为浸洗式和喷淋式两种，其工艺流程和处理条件为：

浸洗式工序和处理液的主要化学成分：

脱脂，处理液主要含有：碳酸钠、硅酸盐、磷酸盐、活化介质，处理条件：60℃,3分钟

清洗，处理液为普通水，处理条件：室温，1分钟

去氧化物，处理液主要含有：硝酸、硫酸铁、硫酸

清洗，处理液为普通水，处理条件：室温，1分钟

化学转化处理，处理液主要含有：铬酸盐、氰化铁、铬及铝

氟化物或铬酸盐、磷酸盐及铝的氟化物，

处理条件：50℃,3分钟

清洗，处理液为普通水，处理条件：室温，1分钟

清洗，处理液为去离子水，处理条件：室温，1分钟

而纳米彩涂成分可以利用纯聚脂涂料、聚丙烯涂料、混合聚丙烯涂料、环氧树脂涂料、丙烯酸聚氨酯漆及其它喷涂粉末中，分别加入2-10％的纳米为主要原料组成。

喷淋式工序和处理液的主要化学成分：

脱脂，处理液主要含有：碳酸钠、硅酸盐、磷酸盐、活化介质，处理条件：60℃,3分钟

清洗，处理液为普通水，处理条件：室温，1分钟

化学转化处理，处理液主要含有：铬酸盐、氰化铁、铬及铝的氟化物或铬酸盐、磷酸盐及铝的氟化物，处理条件：50℃,3分钟。

预处理中的关键工序是化学转化处理。

纳米彩色彩涂：

铝型材装卸和转运应尽量实现机械化和自动化，采用架空式单轨运输机，轨道处于喷室之外，避免喷涂时粉末沉积在链条上而影响正常运行。

纳米彩色涂料成分可以利用纯聚脂涂料、氟碳漆涂料、混合聚丙烯涂料、环氧树脂涂料、丙烯酸聚氨酯涂料及其它喷涂粉末中，分别加入2-10％的纳米为主要原料而组成。以彩涂使用纯聚脂树脂为例，颗粒的尺寸和不同粘度粉末的相对含量直接影响漆膜的质量。为了获得质量高漆膜粉末中不应含有粒度大于90μm的颗粒。以纯聚脂树脂粉末涂料为例，粒度及其相对百分含量如下表：

粉末的粒度(μm)                 含量

＞90                            0.0

＞1--90                         4.0

 63--71                         12.0

 45--63                         44.0

37--45                          21.0

＜37                           19.0

合计                           100

纳米纯聚脂树脂彩涂粉末成分表纯聚脂树脂粉末  纳米       纳米配比90--98份        2--10份    Ti0.3,Co0.2,Ni0.2,SiO₂1.0,

            添加剂0.5充分机械搅拌混合

以上是纳米彩涂粉末对铝型材表面质量各方面主要指标达到增强的最佳配比。

纳米纯聚脂树脂涂料、氟碳漆树脂涂料粉末、丙烯酸聚氨酯漆喷涂及各种喷涂粉末的彩色喷涂：

纳米彩色粉末涂料是通过喷射室中的静电枪来实现的，其高压电源是一台400-100KV的静电发生装置，由一个压力调节范围为0.1-0.8个大气压的系统向喷枪输送粉末，静电将带静电的粉末吸引到被涂型材上，单个的粉末颗粒环绕在工件表面并吸附于其上，形成一层均匀涂层，电流强度一般以1毫安为宜。

生产过程中，粉末电阻必须适中，一般在10¹²--10¹⁸Ω/cm范围内，使带电粉末粒子在工件上粘附，粉末电阻过高，则涂层将超厚。粉末喷枪的喷漆直径可进行无级调节。根据工作表面轮廓的要求，喷枪的喷粉直径可在100mm(喷射角30°)--400mm(喷射角180°)之间变化，对凹陷处和空心处，应采用小的喷漆直径，而对扁平件和机体等则采用大的喷漆直径。

粉末的消耗量与彩涂涂漆膜的厚度和回收设备的能力紧密相关。例如：膜厚为40μm时，热定型纳米纯聚脂树脂粉末的粉末消耗量比其它涂料(不加纳米)要少61.5％。

纳米纯聚脂树脂粉末和其它：氟碳漆树脂涂料粉末、聚丙烯涂料粉末、环氧树脂涂料、混合聚丙烯涂料相比较，粉末消耗量都低。参见下表：

      纳米纯聚脂  氟碳漆粉末  聚丙烯喷涂  混合式聚丙  环氧树脂粉

      树脂粉末    树脂        涂料        烯粉末喷涂  末涂料

                                          涂料颜色        白        白           白           白          白干燥后残留  100       65           65           69          69物(％)稀释剂含量 不稀释     25           25           25          25(％)比重/固态  1.64       1.57         1.57        1.50        1.50膜厚(μm)    40       40           40           40          40固态膜重量   64       62.8         62.8         60          60()湿膜重量     64       121          121         109         109重量损失     2        15           40           40          40(％)总消耗量    65.3      139.1        169.4       152.6       152.6

固化处理：

固化处理是一项非常重要的工序，对粉末固化处理不当，将会产生严重后果，所得到的漆膜会出现两种情况。

A．固化处理不充分，导致漆膜表面经受不住冲击和腐蚀，甚至缺乏附着力。

B．过量固化处理，则导致光泽的损失，特别是浅色还会改变颜色，影响美观，甚至不能使用。

经过纳米方法处理后的铝型材，既能抗尘防粉化，抵御日光暴晒和紫外线的不良影响，还可以完全抵抗工业酸、碱、盐及清洁剂而不变色，且不脱落或腐蚀。同时能提高铝型材表面硬度，不污染环境、节能，经久耐用。能广泛应用在高标准建筑物的现代化楼房、厨房、餐厅、浴室等各种房室，及医院、航海等各种领域，具有广泛的市场前景，被预言为中国装饰材料的“朝阳产品”。

Claims (1)

1、一种铝型材表面的纳米处理方法，其特征在于：它包括

(1)铝型材氧化着色及电泳涂漆的纳米表面处理

在铝型材普通阳极氧化着色料和着色液中及电泳液中加入纳米，其生产流程为：

脱脂→水洗→中和→水洗→氧化→水洗→水洗→着色→水洗→水洗(去离子水)→电泳涂漆→水洗→水洗→烘干→卸料

其中，纳米着色液配制成分为：

硫酸镍：10-25g/l    硫酸亚锡：10-15g/l    硼酸：20-25g/l

硫酸：5-10g/l       纳米：5-10g/l

而纳米着色、氧化电泳涂漆配比成分为：

电泳涂漆聚丙烯酸：96份    纳米：4份

(2)纳米铝型材彩涂表面处理

在彩色涂料中加入纳米后还可对铝型材表面进行彩涂处理，其工艺流程为：

装料→预处理→烘干→纳米彩涂→固化处理→卸料

其中，常用的预处理方法，可分为浸洗式和喷淋式两种，其工艺流程和处理条件为：

A、浸洗式工序和处理液的主要化学成分：

(1)脱脂，处理液主要含有：碳酸钠、硅酸盐、磷酸盐、活化

介质，处理条件：60℃,3分钟

(2)清洗，处理液为普通水，处理条件：室温，1分钟

(3)去氧化物，处理液主要含有：硝酸、硫酸铁、硫酸

(4)清洗，处理液为普通水，处理条件：室温，1分钟

(5)化学转化处理，处理液主要含有：铬酸盐、氰化铁、铬及铝的氟化物或铬酸盐、磷酸盐及铝的氟化物，处理条件：50℃，3分钟

(6)清洗，处理液为普通水，处理条件：室温，1分钟

(7)清洗，处理液为去离子水，处理条件：室温，1分钟而纳米彩涂成分可以利用纯聚脂涂料、聚丙烯涂料、混合聚丙烯涂料、环氧树脂涂料、丙烯酸聚氨酯漆及其它喷涂粉末中，分别加入2-10％的纳米为主要原料组成。

B、喷淋式工序和处理液的主要化学成分：

(1)脱脂，处理液主要含有：碳酸钠、硅酸盐、磷酸盐、活化介质，处理条件：60℃，3分钟

(2)清洗，处理液为普通水，处理条件：室温，1分钟

(3)化学转化处理，处理液主要含有：铬酸盐、氰化铁、铬及铝的氟化物或铬酸盐、磷酸盐及铝的氟化物，