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      鋁合金門窗的表面處理方式

      發布時間:2019-04-12 17:43

      來源:www.family-of-man.com

        鋁合金型材表面處理技術因原理不同,其工藝也有較大區別。根據保護層的性質和工藝 特點,鋁型材表面處理技術可分為陽極氧化處理、陽極氧化-電泳處理和有機涂層處理三大 類。圖2 - 1鋁合金建筑型材表面處理技術

        

                                                                                    其中,有機涂層處理包括粉末噴涂、氟碳漆噴涂和木紋處理(圖2-1)。

        1. 陽極氧化、著色型材

        經陽極氧化、電解著色的鋁合金熱擠壓型材,簡稱陽極氧化、著色型材。

        (1)陽極氧化處理。

        陽極氧化處理工藝,又稱為“氧化處理工藝”,是生產裝飾性、穩定性和持久顏色的鋁 表面處理的傳統工藝。建筑用鋁合金型材(如鋁門窗、鋁幕墻等)的多數產品都是采用陽極 氧化處理工藝。

        陽極氧化處理還包括事先對鋁型材表面作的徹底清潔和去油脂及除去自然氧化層,否則 會在電解槽中干擾電流的通過。陽極氧化后,由許多微小細孔構成的氧化層要進行封孔 處理。

        陽極氧化設備由不導電的槽子構成,槽內裝有電解液,使用直流電工藝(GS■工藝), 是目前最常用的標準工藝。水加上添加劑,每千克水加硫酸150?270g,設備用直流電工

        作,由此而得命“直流電工藝”,即直流電一硫酸工藝。被加工的鋁件由懸掛裝置吊進槽內, 通過貨物架接通電流(+ )陽極,槽中的兩側為陰極板,直流電通過陽極導向陰極板夾具, 電流將水分解為氧分子和氫分子。氫分子向上漂浮,氧分子被吸附在帶陽極的鋁件上,與鋁 構成細微的氧化物Al2〇3,在陽極出現人工氧化現象。這一氧化層的厚度是自然氧化層的數 千倍。采用直流電氧化法的氧化層為透明色,因此•陽極氧化后鋁件顏色為底層的鋁發出的 銀白自然純色(本色)。氧化層脆硬,抗磨、抗光、抗風和抗紫外線,具有優良的抗腐蝕性 能,有較高的抗有機制劑和無機制劑的侵蝕能力,鋁的自然純色在風雨中可幾十年不變。 除直流陽極氧化法(GS法)外,還有下列陽極氧化法:

        1) GXS法(直流電-硫酸/草酸法)。

        2) WX法(交流電-草酸法)。

        3) GX法(直流電-草酸法)。

        通過上述方法,可獲得部分厚度的保護層和顏色。

        (2)著色。鋁合金型材的著色分為電解著色和化學著色。

        1) 化學著色又分有機染料著色和無機染料著色。

       ?、?化學著色是將經過陽極氧化的鋁合金浸漬在含有染料的溶液中,由于氧化膜多孔層的 吸附作用,染料分子因此進人孔隙而顯色,所以化學著色也稱化學染色。有機染料著色膜的 耐曬性、耐候性不如電解著色,一般只用于室內裝飾用鋁型材的著色處理。

       ?、?無機染料著色,顏色的穩定性高,不易退色,能經受陽光的長期暴曬。用高錳酸鉀溶 液可以染出棕色,用鐵鹽溶液可以染出金黃色。但無機染色的顏色種類較少,均勻性較差。

        2) 鋁合金門窗用建筑型材的著色主要采用電解著色。電解著色有兩種工藝方法:“自變 發色法”和“電介質著色法”。

       ?、?“自變發色法”的工藝是使用特制電解液,按照不同的合金組成各種色譜的氧化層 (不加顏色),有黃色、青銅色、棕色、灰色和黑色,色彩與氧化層的厚度有關。這種氧化層 比硫酸陽極氧化法的氧化層更堅硬。著名的氧化法有Duranodlc法、Kalcolor法、Perman- dic法和Veroxal法等。

       ?、?“電介質著色法”是制造著色氧化層較經濟的一種方法(又稱“二級氧化法”)。 這種方法是指在一級氧化處理時,采用直流電一硫酸氧化法(GS)或直流電-硫酸/草酸 氧化法(GXS)獲得微孔氧化層;在第二級處理時,采用金屬鹽溶液著色,金屬鹽主要成 分是鑷鹽、鈷鹽、銅鹽和錫鹽。在第二級電解液中,這類金屬鹽通過電流分解,金屬成 分滲人氧化層的微孔中,并附在微孔的底部,使第一級氧化處理的無色氧化層鍍上了一 定的顏色。著名的方法有 Anoolor 法、Anolok 法、Coloranodic 法、Korundalor 法、Metox- al法等。

        為統一氧化色彩,制定了歐洲統一的色譜——“歐洲標準色譜”。以下為各種顏色 標志:

        〇():無色;C-31:淺青銅色;C-32:亮青銅色;C-33:中青銅色;C-34:深青銅色; 035:黑色;C-36:淺灰色;C-37:中灰色;038:深灰色。

        經過陽極氧化處理后的鋁材氧化表面有自然微孔,通過封孔處理技術,可以達到理想的

        硬度和防腐蝕性能。

        封孔處理是在純沸水或蒸汽溫度為98?100°C時完成的,這時氧化面出現變化,體積變 大、微孔縮小,使上一工序(電介質著色法)的彩色被固定住。氧化層的封孔度提高,使鋁 氧化面吸附變質的現象被排除。

        2. 電泳涂漆型材

        鋁合金電泳涂漆的原理是,基材表面經陽極氧化處理后,生成多孔性蜂巢式的氧化膜保 護層。在直流電壓作用下,鋁合金作為陽極,電流通過氧化膜微孔電解水,電泳涂料液在電 場作用下,向陽極被涂物件移動.并沉積T被涂物上。在電場的作用下,膜中的水分子滲透 析出,最終膜中水分含量低至2%?5%。經過烘烤產生交聯反應硬化,電泳涂漆起到封閉 多孔質氧化膜的作用。

        電泳涂漆型材保護膜為陽極氧化膜和電泳涂層的復合膜,因此其耐候性優于陽極氧化型 材。電泳型材外觀華麗,但漆膜易劃傷。

        表面經陽極氧化和電泳涂漆(水溶性清漆)復合處理的鋁合金熱擠壓型材,簡稱電泳型 材。電泳涂漆塱材表面光澤柔和,能抵抗水泥、砂漿酸雨的浸蝕,而且對于異形型材,也有 很好的涂裝效果。

        3. 粉末噴涂型材

        粉末噴涂又稱靜電噴涂,是根據電泳的物理現象,使霧化了的油漆微粒在直流高壓電場 中帶上負電荷,并在靜電場的作用下,定向地被流向帶正電荷的工件表面,被中和沉積成一 層均勻附著牢固的薄膜的涂裝方法。

        靜電噴涂分為空氣霧化式噴涂和旋杯霧化式噴涂兩種。

        (1) 空氣霧化式噴涂。此噴槍和普通所用壓縮空氣噴槍噴涂相似,但其結構形式截然不 同,整個噴槍除手柄、噴漆嘴和極針為金屬外,其他全部為尼龍制品,負高壓就接通在噴漆 嘴和極針上,油漆在壓縮空氣的作用下呈霧化狀態,由噴漆嘴射出,射至噴漆嘴口及極針 處。電場的油漆霧化粒子,又受到不均勻強電場的分裂作用,而進一步地霧化并帶電,成為 “離子漆粒群”。“離子漆粒群”在電場力壓縮空氣噴射力(同一方向)的同時作用下,向導 極性工件表面吸附中和,這就構成了空氣霧化式靜電噴涂。

        (2) 旋杯霧化式噴涂。旋杯式靜電噴涂是利用一個具有銳利邊緣高速旋轉的金屬杯,并 在旋杯軸上接通負高壓靜電,則旋杯的內壁由于旋轉,油漆受離心力的作用向四周擴散,而 形成均勻的薄膜狀態,并向旋杯口流甩,流甩至旋杯口的油漆,又受到強電場力的分裂作 用,進一步霧化為油漆微粒子。與此同時,油漆微粒亦獲得了電荷,成為負電荷漆粒,在電 場力的作用下漆粒子群迅速向導極性工件吸附中和,于是油漆便均勻地牢固吸附在工件表面 上.這樣就形成了靜電噴涂。

        以熱固性飽和聚酯粉末做涂層的鋁合金熱擠壓型材,簡稱噴粉型材。粉末靜電噴涂型材 的特點是抗腐蝕性能優良,耐酸堿鹽霧大大優于陽極氧化、著色型材。

        鋁型材粉末涂料主要為熱固性飽和聚酯,其顏色種類較多,可以根據用戶需要更換粉 末。粉末涂層其局部厚度應不小于40Mm。粉末涂層堅固耐用•耐化學介質性能好,生產簡 單,在鋁型材表面處理中占有較大比重(約35%),近年來在我國發展較快。

        氟碳漆噴涂型材

        氟碳噴涂采用靜電液相噴涂法,為了得到性能優良的涂層,一般采用二層、三層、四層 工藝,其中以二層、三層工藝為主。具體工藝流程為:化學前處理—底漆靜電噴涂—流平— 面漆靜電噴涂—流平—罩光漆靜電噴涂—流平—烘烤固化。

        氟碳涂料以聚偏二氟乙烯樹脂(PVDF)為基料,加以金屬粉合成,具有金屬光澤。氟 碳涂層耐紫外線輻射,其耐蝕性能優于粉末涂層,一般用于高檔鋁型材的表面處理。

        以聚偏二氟乙烯漆作涂層的建筑用鋁合金熱擠壓型材,簡稱噴漆型材。

        4. 木紋處理

        木紋處理20世紀90年代末開始引人我國,主要用于室內裝飾型材的表面處理。木紋 處理目前主要采用轉印法,它是在經過粉末靜電噴涂合格的鋁型材表面貼上一層印有一 定圖案(木紋、大理石紋)的滲透膜,然后抽真空,使滲透膜完全覆蓋在鋁型材表面, 再經過加熱,使滲透膜上的油墨轉移,滲人粉末涂層,從而使鋁型材表面形成與滲透膜 上圖案完全一樣的外觀。木紋處理在粉末涂層上進行,因此,粉末涂層的準備與粉末噴 涂型材的生產工序完全相同,只是所用粉末必須與熱滲透膜匹配,否則可能不易上紋, 其膜厚宜控制在60?90/xm。

        
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