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鋁材的表面處理

來源:佳華 日期:2016-08-31

  多年來
,鋁材的表面處理均為陽極氧化
。為了能達到氧化膜牢固和顏色有光澤,國內(nèi)外對用什么鋁合金牌號做鋁合金門窗型材
,進行了認真的選擇
,最后選擇6063合金(中國為LD31)。該合金特點有:擠壓性能好(易擠壓)
,中等強度
,關(guān)鍵是具有良好的氧化性能,能給鋁合金門窗型材一個好的裝飾面
。主要表現(xiàn)在:氧化膜易天生且牢固度高
;氧化膜厚度和色差可以控制,著色附著力強又有光澤
。但氧化著色顏色只有白色和古銅色
,顏色比較單調(diào)。由于氧化生產(chǎn)工藝是把鋁材放進氧化槽液里清洗
、氧化
、著色和封孔。槽液又是由多種化學(xué)元素配制而成
,每氧化一批鋁材
,槽液內(nèi)的化學(xué)成份都在變化,因此槽液是可變值
,氧化著色出來的鋁材總是有色差
,單獨放置肉眼看不明顯,如大面積放在一起
,則色差非常明顯地表現(xiàn)出來
。所以鋁單板幕墻表面決不能用陽極氧化處理。否則裝這種鋁單板幕墻的建筑物會非常難看
。   

  靜電噴涂的產(chǎn)生
,使幕墻鋁單板的表面處理得到解決,不僅使色差變小而且可以得到多種顏色的鋁板
。靜電噴涂分:粉沫噴涂和氟碳噴涂
,粉沫噴涂的原料為:聚氨脂、聚氨樹脂、環(huán)氧樹脂
、羥基聚脂樹脂以及環(huán)氧/聚酯樹脂
,可配制多種顏色。粉沫噴涂的特點 :噴涂設(shè)備有手工的
,有自動懸掛式
、施工簡單、涂層厚度為30微米以上
,抗沖擊
,耐磨擦,防腐蝕
,耐候性等均好
,涂料價格比氟碳便宜。粉沫噴涂最大弱點是怕太陽紫外線照射
,長期照射會造成自然褪色,鋁板朝陽面和非朝陽面幾年后色差會很明顯
,一般為2-5年就產(chǎn)生明顯色差 ?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">,F(xiàn)在市場上出現(xiàn)名字叫彩色鋁型材,用于鋁合金門窗
,就是用普通鋁型材粉沫噴涂而成
。使得鋁門窗顏色品種增加,同時也增強抗腐蝕能力
。  

  另一種靜電噴涂為液態(tài)噴涂
,又稱氟碳噴涂,香港稱為鋦油
。屬于高檔次噴涂
,價格較高,在國外早已應(yīng)用
。在國內(nèi)近二年才開始大面積用于鋁單板幕墻
,由于其優(yōu)異的特點,越來越受到建筑業(yè)及用戶的重視和青睞
。氟碳噴涂具有優(yōu)異的抗褪色性
、抗起霜性、抗大氣污染(酸雨等)的腐蝕性
,抗紫外線能力強
,抗裂性強以及能夠承受惡劣天氣環(huán)境,是一般涂料所不能及的
。  
 
  一
、氟碳噴涂原料及結(jié)構(gòu)   
  氟碳噴涂料是以聚偏二氟乙烯樹脂 nCH2CF2 烘烤 (CH2CF2)n(PVDF) 為基料或配金屬鋁粉為色料制成的涂料。氟碳基料的化學(xué)結(jié)構(gòu)中以氟/碳化合物結(jié)合。 這種具有短暫性質(zhì)的結(jié)構(gòu)與氫離子結(jié)合以為最穩(wěn)定最牢固的結(jié)合
,化學(xué)結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定與牢固使氟碳涂料的物理性質(zhì)不同于一般涂料
。除了在機械性能方面的耐磨性,抗沖擊性具有優(yōu)良的性能外
,特別是在惡劣天氣和環(huán)境顯示出長久的抗褪色性
,抗紫外光性能。六十年代初期開始用于工程塑料
,用于導(dǎo)線和電纜
,1965年美國Pennwalt化學(xué)公司首先將聚偏二氟乙烯為基料與金屬微粒鋁粉合成建筑用罩面漆,又稱金屬漆
,并以Kynar 500作為商標
。由此世界制造商先后開始使用Kynar 500制造出各自的氟碳涂料罩面漆,來滿足高檔建筑室內(nèi)外鋁材的涂裝
,廣泛顏色的選擇
,美麗莊重的外觀,及耐久性為世界各地很多宏偉的幕墻建筑增添了光彩
。涂料制造商對涂層使用壽命的保證開始為10年
、15年發(fā)展到能保證20年。   
  美國研究機構(gòu)曾對氟碳涂料及超級涂料
、一般涂料做過測試比較
,分別涂層的樣件放在美國佛羅里達州灼熱陽光照射,以及在濕潤含鹽份空氣的惡劣環(huán)境下暴露12年
,實際證實氟碳涂料的穩(wěn)定性和耐久性比其他兩種涂料高30個和80百分點
,氟碳涂料保證了在各種惡劣環(huán)境下使用。   
  世界各地很多氟碳涂料生產(chǎn)商
,普遍采用Kynar 500或Hylar 5000作為氟碳涂料的基料
。國內(nèi)還沒有正規(guī)經(jīng)過鑒定的生產(chǎn)商。主要生產(chǎn)氟碳涂料的廠商有:   
  1.英國1CI公司
;2.美國PPG公司
;3.美國Valspar(華士巴)公司;4.DNT Singapore(大日本漆新加坡公司)
; 5.日本Kawsai(關(guān)西)涂料公司
; 6.韓國Korea chemical公司;7.臺灣峰源制漆公司

 
  二
、氟碳噴涂技術(shù)要求和標準   
  氟碳噴涂作為高檔的表面涂裝工藝手段,整個過程的質(zhì)量要求極為嚴格
,除氟碳涂料制造廠需獲得質(zhì)量許可才能生產(chǎn)Kynar 500為基料的氟碳涂料外
,用涂料廠商的整個表面處理工藝過程,包括前處理過程,噴涂過程到固化過程都需有嚴格的質(zhì)量控制
, 以保證鋁材涂裝的質(zhì)量
。在氟碳噴涂界現(xiàn)今以美國建筑制造業(yè)協(xié)會標準AAMA一605.02.90為主要依據(jù), 這一噴涂標準
,被公以為是檢查涂裝質(zhì)量主要的國際標準
。以下是AAMA一605.02.90標準中有關(guān)氟碳噴涂的主要指標。   
  在AAMA標準中
,多處提到以美國南佛羅里達州作為測試標準
,是由于那里的天氣以濕潤、高溫
,陽光直照而著稱
,因此以為是對涂層質(zhì)量檢查的惡劣環(huán)境。   
  世界上還有一些與美國AAMA-605.02.90標準相似檢查標準
,也用來判定氟碳噴涂質(zhì)量
。它們是:
       1.英國BS6496-1984標準建筑鋁合金型材,板材的涂裝標準
。    
  2.德國GSBRAL-RC 631 1994標準建筑鋁材質(zhì)量檢查標準
。    
  3.澳大利亞AS3715-1989標準金屬材涂裝標準。    
  4.南非SABS一1993建筑室外鋁材涂裝標準
。    
  5.瑞士建筑業(yè)使用鋁材涂裝標準1994。    
  美國建筑制造業(yè)協(xié)會標準(摘)AAMA一605.02.90  

  三
、氟碳噴涂的設(shè)備及工藝   
  氟碳涂料本身性能決定
,噴涂設(shè)備必須保證有出色的霧化效果,保證噴涂層的均勻性
,氟碳涂料中的金屬微粒的分布
,直接影響涂層的外觀效果。涂層均勻
,質(zhì)量優(yōu)秀的氟碳涂層具有金屬光澤
,顏色鮮明、明顯的立體感
。而使用分歧適的噴涂設(shè)備的氟碳噴涂層
,會產(chǎn)生顏色不均,表面有陰影或涂層不牢
。大大影響了氟碳的裝飾效果
,為了達到好的噴涂效果,均采用高壓靜電電氣噴槍
。美國
、日本、德國等國生產(chǎn)出各種形式的各種牌號噴槍各有特點。  
  氟碳噴涂工藝多采用多層噴涂
,以充分發(fā)揮Kynar 500金屬漆的耐久性
、耐候性的上風(fēng),從鋁材的前表面處理到各噴涂過程都需要嚴格控制質(zhì)量
,終極產(chǎn)品必須達到美國建筑制造業(yè)協(xié)會AAMA-605.02.90標準
。   
  氟碳噴涂工藝流程為:   
  前處理流程:鋁材的往油往污→水洗→堿洗(脫脂)→水洗→酸洗→水洗→鉻化→水洗→純水洗   
  噴涂流程:噴底漆→面漆→罩光漆→烘烤(180-250℃)→質(zhì)檢
   
  多層噴涂工藝以三次噴涂(簡稱三噴),噴底面漆
、面漆及罩光漆和二次噴涂(底漆
、面漆)。
  1.前處理的目的:在鋁合金型材
、板材進行噴涂前
,工件表面要經(jīng)過往油往污及化學(xué)處理,以產(chǎn)生鉻化膜
,增加涂層和金屬表面結(jié)協(xié)力和防氧化能力
,有利于延長漆膜的使用年限。   
  2.底漆涂層:作為封閉底材的底漆涂層
,其作用在于進步涂層抗?jié)B透能力
,增強對底材的保護,穩(wěn)定金屬表面層
,加強面漆與金屬表面的附著力
,可以保證面漆涂層的顏色均勻性,漆層厚度一般為5-10微米
。   
  3.面漆涂層:面漆涂層是噴涂層關(guān)鍵的一層
,在于提供鋁材所需要的裝飾顏色,使鋁材外觀達到設(shè)計要求
,并且保護金屬表面不受外界環(huán)境大氣
,酸雨,污染的腐蝕
,防止紫外線穿透
。大大增強抗老化能力,面漆涂層是噴涂中最厚的一層漆層
,漆層厚度一般為23-30微米
。   

  4.罩光漆涂層:罩光漆涂層也稱清漆涂層, 主要目的是更有效地增強漆層抗外界腐蝕能力
,保護面漆涂層
,增加面漆色彩的金屬光澤,外觀更加顏色鮮明
,光彩奪目
,涂層厚度一般為5-10微米
。三噴涂層總厚度一般為40-60微米,特殊需要的可以加厚
。   
  5.固化處理:三噴涂層一般需要二次固化
,鋁材進進固化爐處理,固化溫度一般在180℃-250℃之間
,固化時間為15-25分鐘
,不同氟碳涂料生產(chǎn)廠家 ,都會根據(jù)自己的涂料
,提供最佳的溫度和時間
。氯碳噴涂廠(鋦油廠)也有的根據(jù)自己經(jīng)驗把三噴時的兩次固化改為一次固化。   
  6.質(zhì)量檢驗:質(zhì)量檢驗應(yīng)按AAMA-605.02.90標準
。嚴格的質(zhì)量檢查才能保證高質(zhì)量噴涂產(chǎn)品


  四、我國氟碳噴涂現(xiàn)狀   
  隨著我國建筑業(yè)近幾年迅速的發(fā)展
,幕墻業(yè)在我國的興起
,鋁型材有多種顏色,加速了鋁材幕墻業(yè)的興起
,尤其在熟悉到鋁復(fù)合板不易用于高層建筑之后
,我國單層鋁板及鋁型材的氟碳噴涂層的需要量比90年代前期有成倍的增長。原來最早僅在廣東東莞有二家鋦油廠(即氟碳噴涂專業(yè)廠)從95年開始至今我國增加到30多家
,有手工的也有自動化的
,規(guī)模有大有小,多建在沿海一帶
。不僅建立了專業(yè)噴涂廠
,而有個別鋁材廠和幕墻公司也投資建噴涂廠,仍保持企業(yè)小而全體系?div id="jfovm50" class="index-wrap">,F(xiàn)僅有十多家正式投產(chǎn)
,有明顯的質(zhì)量差異
。   

  國內(nèi)新建的氟碳噴涂設(shè)備多為美國
、德國和日本設(shè)計,并引進電腦軟件
,引進先進國家的不同類型靜電噴槍
。有懸掛式有半懸掛式 、懸掛式即鋁材的前處理和噴涂
,固化過程
,鋁材全部是懸掛起來,由電腦操縱工件在吊裝上行走
。清洗
、多次噴涂
、固化直到噴涂完畢生產(chǎn)品。這種全自動線國內(nèi)未幾
,投資較大
。另一種為鋁板的前處理在幾個槽液中處理(如鋁材陽極氧化的清洗槽),鉻化也在槽液中進行
,然后再把鋁材懸掛起來
,工件在吊架上行走,完成噴涂固化工序直到生產(chǎn)品?div id="m50uktp" class="box-center"> ,F(xiàn)在國內(nèi)懸掛線從100米長到最長420米
。一般自動氟碳噴涂多用于鋁板的表面噴涂,因鋁型材規(guī)定長度為6米
,在一般自動懸掛式六米長自動帶懸轉(zhuǎn)及噴涂有困難
,90年初期香港最早在廣東東莞建立的第一專業(yè)鋦油公司在香港稱成功專業(yè)鋦油公司 ,最近又新建了全國最長的420米長全自動懸掛氟碳噴涂線
,不僅可以噴各種規(guī)格
、厚度的鋁板,而且還可以自動噴涂六米長鋁型材
,年噴涂面積60萬平米
,也是現(xiàn)在國內(nèi)最大、最長
,型材板材均自動噴的一條噴涂線


  任何產(chǎn)品,制造產(chǎn)品的設(shè)備的先進和落后
,當然是產(chǎn)品質(zhì)量重要
。但許多人往往把設(shè)備看的過重,似乎只要設(shè)備好
,就能生產(chǎn)出好產(chǎn)品
,事實并非如此,技術(shù)軟件更為重要
,沒有高水平的技術(shù)職員
,熟練的工人,只有好設(shè)備也生產(chǎn)不出好的產(chǎn)品
,正如一位駕駛技術(shù)不高的司機
, 駕駛一輛寶馬轎車,同樣會出事故
。氟碳噴涂的技術(shù)性極強
,在國內(nèi)新上的噴涂線,正規(guī)的調(diào)試有2-3個月就可以了
,但有的調(diào)試半年甚至更長時間調(diào)不好
,這不就說明了技術(shù)經(jīng)驗的重要性
。最近就發(fā)生過工程圖便宜,讓一家剛開的噴涂廠噴近千平米鋁板
,結(jié)果是:色差很大
,膜厚不均,只有少部分可以使用
,嚴重影響了幕墻的交工日期
,勸告大家在選擇噴涂廠時,不僅要看設(shè)備先進程度
,也要重視技術(shù)職員條件和經(jīng)驗
,就是說也要重視軟件,不要只圖便宜

   
  總之:氟碳噴涂在我國是一種較新的產(chǎn)品
,我們要初步了解并熟悉它,才能正確地使用它
,國內(nèi)一些新上的噴涂線
, 首先要進步技術(shù),總結(jié)經(jīng)驗
,穩(wěn)固發(fā)展氟碳噴涂事業(yè) ?div id="m50uktp" class="box-center"> ,F(xiàn)時,國內(nèi)已有三十多條噴涂線
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