铝型材静电喷涂技术
铝型材的表面处理技术
铝型材的表面处理技术
铝型材的表面处理技术是指对铝型材表面进行各种处理，以改善其外观、耐腐蚀性和机械性能的一系列工艺。
以下是几种常见的铝型材表面处理技术：
1. 阳极氧化（Anodizing）：阳极氧化是最常见和广泛应用的铝型材表面处理技术之一。
该过程通过在铝表面形成一层氧化膜，增加了铝的耐腐蚀性和硬度。
阳极氧化还可以通过染色，使铝型材呈现出不同的颜色。
2. 粉末涂装（Powder Coating）：粉末涂装是将粉末涂料均匀地喷涂在铝型材表面，并在烘烤过程中使其固化。
这种技术可以提供丰富的颜色选择，并且具有良好的耐候性和耐腐蚀性。
3. 电泳涂装（Electrophoretic Coating）：电泳涂装是一种将铝型材浸入电泳涂料中，利用电场作用使涂料均匀地附着在铝表面的技术。
电泳涂装具有较高的涂层质量、耐候性和耐腐蚀性。
4. 机械抛光（Mechanical Polishing）：机械抛光是通过机械摩擦和研磨将铝型材表面磨光的一种表面处理技术。
这种方法可以提高铝型材的光洁度和光亮度，使其具有更好的外观。
5. 化学清洗（Chemical Cleaning）：化学清洗是通过使用特定的化学溶液，去除铝型材表面的污垢和油脂的过程。
这种处理可以为后续的表面处理工艺提供清洁的基础，以确保涂层或氧化膜的附着性和质量。
需要注意的是，不同的铝型材表面处理技术适用于不同的应用和需求。
选择适合的表面处理技术可以提高铝型材的质量和性能，并延长其使用寿命。
静电喷涂生产工艺条件优化
铝型材粉末静电喷涂生产工艺条件优化1.1树脂的选择目前常应用于铝型材中的粉末涂料为耐候型聚酯粉末涂料，以聚酯/TGIC型为主流，其综合性能优异。
此类粉末涂料所选用的聚酯树脂为线型饱和羧基聚酯，酸值范围大约为30～40。
主要原料为IPA与不同种类的多元醇。
TGIC是一种独特的固化剂，熔点范围90～110℃，环氧当量＜110，聚酯/TGIC粉末涂料具有良好的反应性、贮存稳定性、耐热稳定性、优异的机械性能。
表1为北京汉森邦德化工科技有限公司铝型材的TGIC固化聚酯粉末涂料A9016SF75的参考配方。
表1聚酯粉末涂料A9016SF75配方1.2粉末涂料的粒径铝型材所用的粉末涂料是耐候性的纯聚酯粉末涂料，粉末粒径是粉末涂料极其重要的质量指标，它影响着铝型材产品的外观质量[2]及使用厂家所关心的粉末涂料的上粉率[3]及其稳定性[4]等诸多问题。
因此，控制粉末粒径是各粉末生产厂家粉末涂料质量好坏的关键问题。
粉末的带电量与粉末颗粒粒径的平方成正比，粉末粒径<10μm超细粉不带电，积聚的粉团易堵枪，粉末粒径过粗，粒径＞90μm，成膜时易产生桔皮，影响涂膜的平整及光泽，涂膜的外观质量下降，由于自身重力作用导致上粉率也降低。
图1为铝型材专用A9016SF75粉末涂料的粒径分布图，采用激光粒度分布仪检测，喷涂产品客户使用后，反映效果很好。
图1 粉末粒径分布曲线从图1可看出：适合静电喷涂的粉末涂料，其颗粒度控制在20～80μm较适宜。
2 喷涂过程工艺控制2.1表面前处理在涂装生产线中，前处理是工件喷涂前的1个关键工序，前处理控制的好坏。
直接影响着漆膜的质量。
表面处理的目的就是要去除铝型材表面油污、自然氧化膜，再通过化学氧化法获得0.5～2μm的钝化膜，使粉末涂层的附着力大大增强。
在预处理过程中，脱酯要干净，除油不彻底将引起钝化膜不完整，粉层附着不好，表面易产生缩孔、针孔等缺陷，型材腐蚀将从此开始而蔓延；钝化是预处理的关键工序，钝化膜的好坏将直接影响粉末涂装的质量，要求钝化膜致密，结晶体均匀；型材表面需干燥，不能有水分进入喷涂工序，烘干时温度不宜超过130℃，以免钝化膜过多失去结晶水变得疏松，涂层的附着力下降。
铝型材粉末涂料静电喷涂固化工艺过程的分析
铝型材粉末涂料静电喷涂固化工艺过程的分析用差示扫描量热法(DSC)对聚酯/TGIC铝型材专用粉末涂料的非等温固化反应进行了研究，分析了粉末涂料固化反应过程，采用温度-升温速率图外推法确定了该体系的特征参数凝胶温度(TO)、固化温度(TP)和后处理温度(TF)分别为122℃,150℃,206℃；通过DSC测试分析，确定了该体系粉末涂料的最低固化温度为120℃左右，静电喷涂较佳的固化工艺参数为200℃/20min，为铝型材粉末涂料静电喷涂固化工艺过程控制的确定提供了重要的参考依据。
粉末涂料是不含溶剂的固体粉末状环保型涂料，具有良好的装饰性、保护性及较高的涂装效率，广泛应用于金属表面的涂饰，尤其是铝型材方面。
与铝型材常规表面处理方法如阳极氧化、电泳涂装相比粉末涂料色彩丰富，环境污染、能耗显著降低，涂膜的机械性能大幅提高，因此粉末涂料静电喷涂已经成为铝型材表面处理的主要方法之一。
粉末涂料固化过程，是指在静电引力作用下吸附在工件表面的粉末涂料粉层，通过高温固化处理达到具有一定机械性能、外观质量要求的涂膜的过程，是铝型材静电喷涂产品质量控制的关键生产工艺之一，其固化工艺条件好坏将直接影响到铝型材喷涂产品的外观、机械性能。
若涂层固化不好，经涂装的型材在挤压组装时涂层会出现开裂现象，则粉末涂料的使用价值不能得以实现。
本研究利用差示扫描量热法对铝型材常用的聚酯/TGIC粉末涂料的固化过程进行了分析，讨论了铝型材常用聚酯/TGIC粉末涂料的固化特性温度、等温固化温度，最低固化温度对铝型材固化过程的影响，为铝型材静电喷涂固化工艺过程的控制提供了重要的参考依据，并在生产实际过程中采用炉温跟踪仪检测证明其正确性。
1固化过程分析1.1固化工艺过程差示扫描量热分析技术(DSC)广泛应用于热固性粉末涂料固化过程研究。
采用铝型材专用聚酯/TGIC（(聚酯与TGIC的质量比为0.93：0.07)粉末涂料体系，以10℃/min等速升温进行DSC测试。
铝材的表面处理与涂装技术
铝材的表面处理与涂装技术铝材作为一种广泛应用的金属材料，因其优良的性能，如轻量化、强度高、耐腐蚀等特点，在建筑、汽车、航空航天、电子等众多领域中都占据着重要地位。
而铝材的表面处理与涂装技术，则是进一步提升铝材性能、赋予其更多功能和美观外观的关键环节。
铝材的表面处理，首先要提到的就是机械处理方法。
机械处理包括喷砂、抛光和拉丝等。
喷砂处理能够去除铝材表面的氧化层、污垢和杂质，使表面变得粗糙，增加涂层的附着力。
抛光则是通过打磨使铝材表面达到高度的光洁度，常用于对外观要求较高的产品。
拉丝处理则可以在铝材表面形成独特的纹理，增加装饰效果。
化学处理也是常见的表面处理方式之一。
其中，酸洗可以去除铝材表面的氧化皮和锈蚀物，碱洗则主要用于去除油脂和污垢。
化学氧化处理能在铝材表面形成一层薄而致密的氧化膜，增强铝材的耐腐蚀性。
而电化学处理，如阳极氧化，不仅可以形成更厚、更坚固的氧化膜，还能通过控制工艺条件实现对膜层颜色和性能的调控。
在完成表面处理后，涂装技术就登场了。
涂装的目的不仅是为了美观，更重要的是提供保护，延长铝材的使用寿命。
常见的涂装方法有喷漆、电泳涂装和粉末涂装。
喷漆是一种传统且广泛应用的方法。
通过喷枪将涂料雾化并均匀地喷涂在铝材表面。
喷漆可以实现丰富的颜色和效果，但涂层的均匀性和附着力相对较难控制。
而且，喷漆过程中容易产生挥发性有机化合物（VOCs），对环境造成一定的污染。
电泳涂装则是将铝材作为阴极或阳极，在电场作用下，涂料粒子向铝材表面迁移并沉积形成涂层。
这种方法涂层均匀、附着力强，而且具有较好的耐腐蚀性。
但电泳涂装的设备投资较大，工艺相对复杂。
粉末涂装是一种环保型的涂装技术。
粉末涂料通过静电喷枪吸附在铝材表面，然后经过加热固化形成涂层。
粉末涂装的优点是涂料利用率高，几乎无废弃物产生，而且涂层的耐候性和耐磨性较好。
在选择铝材的表面处理和涂装技术时，需要综合考虑多方面的因素。
例如，使用环境的腐蚀性、对外观的要求、成本预算等。
静电喷塑工艺
静电喷塑工艺静电喷塑工艺是一种常见的表面涂装技术，通过利用静电作用将涂料喷涂到物体表面，以达到涂装效果。
该工艺具有高效、环保、均匀等特点，广泛应用于汽车、家电、建筑等领域。
下面将详细介绍静电喷塑工艺的原理、优势、应用以及注意事项。
一、静电喷塑工艺的原理静电喷塑工艺利用静电原理，将涂料通过喷枪喷涂到物体表面。
在喷涂过程中，涂料被带电，通过静电作用吸附在物体表面，形成均匀的涂层。
静电喷枪上带有一个电极，电极带有负电荷，而物体表面带有正电荷，两者之间形成静电吸引力，使涂料颗粒粘附在物体表面。
由于静电吸引力的作用，使得涂料能够均匀地分布在物体表面，形成平滑、美观的涂层。
1.高效：静电喷塑工艺操作简单，喷涂速度快。
相比传统的涂装方法，静电喷塑工艺可以大大提高涂装效率，提高生产效益。
2.环保：静电喷塑工艺不需要使用溶剂，减少了对环境的污染。
此外，由于静电喷塑工艺可以使涂料均匀分布，减少了涂料的浪费，降低了涂料的使用量。
3.均匀：静电喷塑工艺可以使涂料颗粒均匀分布在物体表面，形成平滑、均匀的涂层。
与传统的喷涂方法相比，静电喷塑工艺可以提供更好的涂装效果。
4.适用范围广：静电喷塑工艺可以应用于各种材料的涂装，如金属、塑料、玻璃等。
无论是平面还是曲面，都可以通过静电喷塑工艺实现涂装。
三、静电喷塑工艺的应用1.汽车工业：静电喷塑工艺在汽车制造中得到广泛应用。
通过静电喷塑工艺，可以使汽车外观涂装均匀、美观。
此外，静电喷塑工艺还可以提供汽车零部件的保护层，增加其耐腐蚀性能。
2.家电工业：静电喷塑工艺在家电制造中也有广泛应用。
通过静电喷塑工艺，可以为家电产品提供耐磨、耐腐蚀的涂层，提高产品的使用寿命。
3.建筑工业：静电喷塑工艺在建筑领域的应用越来越多。
通过静电喷塑工艺，可以为建筑材料提供装饰性涂层，提高建筑的美观性。
四、静电喷塑工艺的注意事项1.操作注意：在进行静电喷塑工艺时，需要注意操作规范。
操作人员必须穿戴防护设备，避免因静电产生的火花引发事故。
铝型材表面粉末静电喷涂生产工艺
收稿日期：２００６—１２—１２
作者介绍：杨奎（１９７６一），男，大学毕业，工程师，现工作于江苏
中大工业涂装环保有限公司，国家质检总局主办《中国国门时
报》的特约记者，技术业务部经理，目前主要的研究方向为涂装
工艺。
，
（上接第３９页）似于串联的连结方式，受型材质量及 挂具与型材接触面积较小的影响，挂具必须保持相当 的承重力；②中间部位使用的夹具应尽量减少夹具与 型材的接触面积，即减少夹具与型材的外表面（即建 筑装饰面）接触点的大小。因为接触点阻碍了粉末在 型材表面的吸附，形成一些细小的瑕疵，接触点越大， 瑕疵的面积越大；③要区分型材的装饰面与非装饰 面。一般情况下，消费者对型材装饰面的要求往往高 于对非装饰面的要求，墙壁及型材之间的咬合可掩盖 型材表面的一部分瑕疵；④型材挂具的挂放位置也 应遵循相应的原则，包括复杂面尽量放于水平位置， 水平左右两面是最易吸附粉末的地方，并且最复杂的 一面尽量偏向于同一个方向，表面积较大或结构复杂 的表面应禁止放于向下的位置，对于一些形状特殊的 型材，及时调整夹具的位置，使型材在挂具的位置保
零 理 梧 求
粒径，“ｍ 图１粉末粒径分布曲线
２．１．２铝型材质量
待用的铝型材表面应光滑、平整，当有轻微瑕疵 如碰伤、划伤、擦伤时，可在前处理之前进行适当的打 磨和修整，以保证产品的光泽，避免因漏检而增大生 产成本。 ２．２生产过程控制 ２．２．１铝型材表面处理
铝型材喷涂工艺操作规程
1、目的通过对生产过程中的每一工艺过程作定性和定量的规定，规范和指导每一工艺过程中的操作者操作要求，从而确保型材的质量。
2、适用范围适用于喷涂车间对铝合金型材进行彩色静电粉末喷涂表面处理。
3、职责3.1 车间主任负责指导和监督车间员工按本操作规程的规定操作。
3.2 各岗位员工严格按本规程的规定进行作业。
4、操作规程4.1 喷涂车间生产工艺流程图4.2生产前的准备工作4.2.1提前15分钟上班，做好交接班手续，并配戴好生产安全防护用品。
4.2.2型材上架前，按《喷涂车间设备操作规程》的相关规定，将设备启动运行并检查，确认设备运转正常后方可生产。
4.2.3坯料准备：（责任人：前处理工）a)前处理工按车间下达的生产指令领用和吊运坯料；并核对型材的长度、数量、壁厚是否和生产指令单相符，确定无误后才能生产b)上架时认真检查坯料质量的是否符合《挤压半成品检验规程》的规定要求。
如出现有质量问题及时向相关人员汇报。
c）抬料时要轻拿放，避免因为人为的因素造成损坏铝型材坯料。
d）上排绑料时头尾要一致对齐，避免在各槽溶浸泡中相互擦花。
e）用完的工具必须整齐摆放，保持场地整洁、干净。
4.2.4专用工具准备。
相关岗位人员检查以下工具是否齐备和符合使用要求：a)挂钩：导电良好，无空缺、无变形；b)小车：能正常推动。
4.2.5原材料准备。
相关岗位人员检查以下生产用原材料是否足够：前处理化学药水、粉末。
4.2.6前处理操作和各槽液的浓度要求（1）脱脂：温度为常温，酸浓度50-90g/L脱脂时间5－10分钟（视铝件表面污染程度而定），材料吊起过槽时，要尽量倾斜，倾斜角度一般为5-10度角，并吊起并滴水1分钟；（2）水洗：三次用自来水清洗，时间为1-3分钟，要求各水洗槽有溢流；（3）铬化：铬化温度为常温，铬化剂浓度25-35g/L，PH值为1.5-3.0，铬化时间为1－3分钟。
材料过槽时，要尽量倾斜，倾斜角度一般为5-10度角，并吊起并滴水1分钟，保证铬化质量在300-1200mg/m2（4）水洗：三次用自来水清洗，时间各1-3分钟，吊起倾斜角度一般为5-10度角，并吊起并滴水1分钟；（5）烘干：烘干时，烘干炉温度必须在65℃-80℃，但不得超过85℃；烘干时间为30-60分钟；并保证烘干后的型材不能有水份。
最新型材静电喷涂与氟碳
型材静电喷涂与氟碳铝材多年来表面处理，均为阳极氧化。
为了能达到氧化膜牢固和颜色有光泽，国内外对用什么铝合金牌号做铝门窗型材，进行了认真的选择，最后选择6063合金(中国为LD31)。
该合金特点：挤压性能好易挤压，中等强度，关键是具有良好的氧化性能，给铝门窗型材一个好的装饰面。
这表现在：氧化膜易生成且牢固度高。
氧化膜厚度和色差可以控制，着色附着力强有光泽。
但氧化着色颜色只有白色和古铜色，颜色单调。
由于氧化生产工艺是把铝材放入氧化槽液里清洗、氧化、着色和封孔。
槽液又是由多种化学元素配制而成，每氧化一批铝材，槽液内的化学成份都在变化，因此槽液是可变值，氧化着色出来的铝材总是有色差，单独放置肉眼看不明显，如大面积放在一起，则色差非常明显的表现出来。
所以铝板幕墙决不能用氧极阳化处理。
否则铝板幕墙将是非常难看，重庆市市中心贸易大楼就是一例。
静电喷涂的产生，使幕墙铝板的表面处理得到解决，不仅使色差变小而且可以得到多种颜色的铝板。
静电喷涂分：粉沫喷涂和氟碳喷涂，粉沫喷涂的原料为：聚氨脂、聚氨树脂、环氧树脂、羟基聚脂树脂以及环氧／聚酯树脂，可配制多种颜色。
粉沫喷涂的特点：喷涂设备有手工的，有自动吊挂式、施工简单、涂层厚度为30微米以上，抗冲击，耐磨擦，防腐蚀，耐候性等均好，涂料价格比氟碳便宜。
粉沫喷涂最大弱点是怕太阳紫外线照射，长期照射会造成自然退色，铝板向阳面和非向阳面几年后色差明显，一般为2-5年就产生明显色差。
现在市场上出现名子叫彩色铝型材，用于铝门窗，就是用普通铝型材粉沫喷涂而成。
使铝门窗颜色品种增加，同时也增强抗腐蚀能力。
另一种静电喷涂为液态喷涂，又称氟碳喷涂，香港称为锔油。
属于高档次喷涂价格较高，在国外早已应用。
在国内近二年来才大面积用于铝板幕墙，由于其优异的特点，越来越受到建筑业及用户的重视和青睐。
氟碳喷涂具有优异的抗退色性、抗起霜性、抗大气污染(酸雨等)的腐蚀性，抗紫外线能力强，抗裂性强以及能够承受恶劣天气环境。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
铝型材静电喷涂技术
摘要：本文主要讨论粉末涂料应用在铝型材上种类及性能，具体探讨了铝型材用粉末涂料喷涂的处理的特点，以及喷涂时注意事项，最后附录中有一份铝型材用粉末涂料国家标准。
１．前言
自20世纪70年代初粉末涂料问世以来，粉末涂料因完全不含溶剂，可以全部转化成涂膜，涂装效率高，保护和装饰性综合性能好等优点，受到全世界的广泛重视，从而获得飞速的发展．金属型材以期优异的耐久性，装饰性和加工成型性的特点，广泛应用于建筑物的各个方面．而铝型材因其加工性能佳，质轻等特点，用量占金属型材的80%以上．粉末涂料在铝型材方面的应用得到了迅速增长．目前，粉末涂料应用在铝型材方面的应用已经由欧洲扩大到美洲，澳洲，远东，中东和非洲．
目前，铝型材的表面处理方式大体存在着阳极氧化、电泳涂装及粉末喷涂三种处理方式，每一种方式都各有优势，占有相当的市场份额。
在铝型材的涂装中，具有代表性的粉末涂料品种有环氧型，聚酯型，丙烯酸型及有机硅树脂粉末涂料等，作为应用，如部分铝框架，门窗，阳台，走廊，隔墙板等高防腐蚀性铝型材，大多数采用聚酯，丙烯酸粉末涂料，此外，由于环氧树脂粉末涂料具有优异的附着性，防腐蚀性，但耐候性较差，故一般用于户内或者作为底漆用．
2.铝型材粉末涂料的制造种类及性能
目前常应用于铝型材中的粉末涂料为耐候性聚酯粉末涂料，粉末涂料用的聚酯树脂大多数为饱和型的，通常我们按其端基的结构可分为端羧基和端羟基两大类。
端羧基聚酯的数均分子量在2000-8000之间，酸值从20-100 mgKOH/g。
其中，中、高酸值（45-85）一般用于环氧/聚酯混合型粉末涂料中，低中酸值（20-45）的聚酯用异氰脲酸三缩水甘油酯（TGIC）、羟基酰胺作固化剂制备耐候性卓越的纯聚酯粉末涂料。
聚酯/TGIC粉末涂料耐侯性能，按照佛罗里达天然暴晒测试结果分类，可将该体系的粉末涂料分为三类：
1）标准型耐候型粉末涂料（可通过佛罗里达暴晒实验标准1-2年）
2）改进型耐候型粉末涂料（可通过佛罗里达暴晒实验标准2-3年）
3）超耐候型耐候型粉末涂料（可通过佛罗里达暴晒实验标准5年以上）
通常用的铝型材的TGIC固化聚酯的基本参考配方如下：
聚酯树脂（酸值32-40） 600
TGIC 42
钛白 200
沉淀硫酸钡 50
群青 0.2
安息香 5
流平剂 10
其它助剂 20
当然，市场也有提供10-20年的产品，最近，已开发出一种可利用一般粉末涂装生产线进行涂装的热固性氟树脂粉末涂料。
这种热固性氟树脂粉末涂料的耐候性、保光性、耐久性要比环氧树脂粉末涂料、聚酯树脂粉末涂料以及丙烯酸树脂粉末涂料都要好，甚至可以与溶剂型氟树脂涂料相媲美。
对于铝型材用的耐侯性粉末涂料，可以查阅本人编写的＜粉末涂料配方技术及相关理论＞(V1.2版，2005年＜粉末涂料与涂装＞培训班材
说明：表中数字，1级表示最差，10级表示最好
２．铝型材粉末涂料喷涂处理特点
粉末涂料喷涂处理方式在铝型材表面处理的应用经过一段时期的发展低潮后，现在经过近几年的与其他处理方式对比使用，一些优点已得到了业界的普遍认同，成为现在国内铝型材公司表面处理中的一个热点，也是许多新老铝型材厂家竞相引近的项目，通过与其他处理方式的生产过程对比来看，粉末涂料喷涂存在着以下优点：
(1)加工工艺相对较为简单。
对一些主要的技术参数已经可以实现微电脑控制，有效地降低工艺操作难度，同时辅助设备大为减少．如：通风设施、加热管道、冷冻装置；
(2)成品率高．一般情况下，如果各项措施得当，可最大限度地控制不合格品的产生；
(3)能耗明显降低，在普通的阳极氧化、电泳涂装的生产过程中，水、电的消耗是相当大的，特别是在氧化工序。
整流机的输出电流可达到8000-11000A之间，电压在15～17.5V之间，再加上机器本身的热耗，需要不停地用循环水进行降温，吨电耗往往在1000。