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铝型材表面处理技术未来展望

作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2018.01.23
信息摘要:
工业铝型材一般经过表面处理才能投放市场。工业铝材的表面保护方法,当前不外乎3种:(1)阳极氧化,20世纪50年代已引入铝合金门窗,至今仍是铝…

工业铝型材一般经过表面处理才能投放市场。工业铝材的表面保护方法,当前不外乎3种:(1)阳极氧化20世纪50年代已引入铝合金门窗,至今仍是铝门窗方面常用的表面处理措施;(2)阳极氧化后电泳丙烯酸树脂,日本在20世纪60年代已商品化,欧洲到70年代开始使用,目前还主要在亚洲地区应用。该技术当前已由透明光亮膜发展到无光透明膜和彩色膜,品种更趋多样化,工业控制和产品质量都比较稳定;(3)化学转化处理后静电喷涂包括静电粉末喷涂和静电液相喷涂,静电液相喷涂氟碳树脂在20世纪60年代,美国已实现商品化。而静电粉末喷涂热固性聚酯涂层60年代末在欧洲已实现商品化,当前仍是欧洲各国占优势的表面处理手段。时至今日,单一阳极氧化的铝门窗在国内外市场均明显缩小日本青睐于电泳涂层,白色电泳涂层发展很快,并在欧洲得到应用。静电粉末喷涂以其色彩多样、控制方便、环境保护、性能优良等原因,已成为欧美亲睐的表面处理方法。近年来静电粉末喷涂市场在我国也在迅速扩大之中。

1、二十一世纪头10年的技术展望

我国铝型材表面处理的技术与国外相比没有本质的差别,但是从工艺水平、装备条件、技术管理、环保因素、品质指标和产品质量等方面与国外先进水平比较仍有不少差距。作者在近期分别实地考察意大利、德国和日本,并与国外同行面对面交流中,总结概括出以下几个方面,作为我国工业铝型材表面处理工业在下一个十年中技术发展的借鉴和参考。

1.1清洁阳极氧化工艺更加重视和发展

随着我国环境意识不断增加,清洁工艺必然会不断发展。阳极氧化工艺生产各工序废液采取闭路循环回收,逐步实现低排放直至零排放(zero——discharge)工艺已在欧洲和日本采用。零排放的清洁工艺无疑是全世界工业界都在追求的方向。由于技术和经费的原因在我国只能分步骤进行。

1.2静电粉末喷涂工艺更加受到欢迎

由于色彩丰富,环境效益好,静电粉末喷涂在我国发展更加迅速。涂层粉末也会朝高品质的方向发展,涂层外观也从单色向木纹、大理石和图案等装饰性更强的方向发展。静电粉末喷涂的铝型材一般只有均匀单一的颜色,木纹和大理石外观是在原粉末涂层上进行类似丝网印刷工艺,将第二种颜色的粉末加到原粉末涂层上,再进行统一的固化处理,这也就是说新工艺只是在原来喷涂设备的基础上增补设备就可以实现。可用于铝型材,更适用于铝板的表面处理。另一类获得本纹和图案效果的是转印法,即在第1次喷涂层基础上,将塑料膜或纸上的木纹图案在加热下转移到表面,此方法简单易行,关键在于转印上去花纹的使用寿命。

粉末喷涂的化学预处理,从环境考虑,应开发低铬和无铬化学转化处理。从克服丝状腐蚀出发,也可以用阳极氧化膜作为粉末喷涂层的底层,两者都是铬化处理的很好替代方法。而无铬化学转化膜处理的添加剂应是我国急待开发的品种。

1.3电泳涂层可以抵御污染大气

ED膜和粉末涂层都是高聚物涂层,可以有效地抵御污染大气和海洋大气的腐蚀。

ED膜下有阳极氧化膜,不存在膜下丝状腐蚀的危险,可望成为污染大气中理想的表面处理手段。长期以来我们印象中的电泳漆只是透明的聚丙烯树脂,近年来日本的电泳漆不论品种还是质量都发生明显变化。除了我们熟悉的透明有光漆外,还有哑光漆以及白色电泳漆等,都已用在建筑铝合金门窗上。至于电泳漆的质量也已经可以和粉末涂层相媲美。

1.4阳极氧化技术之进步以提高效率 节能为目的

众所周知,阳极氧化的工艺参数已数十年未变化,溶液的硫酸浓度和铝离子范围、温度和电流密度均已列入各国标准。为了提高阳极氧化效率,加快成膜速度,必然要求在保证氧化膜性能的前提下尽量加大电流密度,并想方设法提高成膜系数。

1.5多色彩一直是着色的追求目标

铝阳极氧化膜的电解着色,色彩是单调的古铜色,寻求多色彩一直是阳极氧化工作者的目标。染色虽可获得丰富多彩的颜色,但耐光性差不适于户外使用,而且一种颜色要一个槽子十分麻烦,复合着色仍摆脱不了上述困难,也未在欧洲实现大规模工业化生产。利用光干涉原理得到蓝、灰、绿、黄和紫色的各种干涉色已有大量文献报道,但一直被人们认为难于工业控制而视为实验室工艺。近年来意大利和日本在世界各地约有10余条多色化生产线问世,日本称之为三次电解法。。

1.6新技术的发展

研究中的新技术很多,有些可能已接近商品化阶段,而有些只停留在实验室阶段,在此只能略举一二。新技术的发展

一是日本曾用周期反向电流技术,在阳极氧化的硫酸溶液中,完成电解浸蚀除去挤压条纹。该技术虽仍处于实验阶段,但一旦成功,则具有十分重要技术和经济价值,并可以从根本上改变铝材的预处理方法。

二是新西兰开发的电脑设计,通过两次着色阳极氧化,获得两种颜色的图案装饰效果,作为室内装饰的铝板十分别致,富有创意,展示铝的艺术效果之内涵。

此外,随着喷涂的迅速推广,生态预处理技术和无铬添加剂必然会发展。相对于国外,我国比较滞后,在未来10年中我国一定会得到重视和迅速开发。

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