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铝合金门窗的表面处理方式

发布时间:2019-04-12 17:43

来源:www.9hmc.com

  铝合金型材表面处理技术因原理不同,其工艺也有较大区别。根据保护层的性质和工艺 特点,铝型材表面处理技术可分为阳极氧化处理、阳极氧化-电泳处理和有机涂层处理三大 类。图2 - 1铝合金建筑型材表面处理技术

  

                                                                              其中,有机涂层处理包括粉末喷涂、氟碳漆喷涂和木纹处理(图2-1)。

  1. 阳极氧化、着色型材

  经阳极氧化、电解着色的铝合金热挤压型材,简称阳极氧化、着色型材。

  (1)阳极氧化处理。

  阳极氧化处理工艺,又称为“氧化处理工艺”,是生产装饰性、稳定性和持久颜色的铝 表面处理的传统工艺。建筑用铝合金型材(如铝门窗、铝幕墙等)的多数产品都是采用阳极 氧化处理工艺。

  阳极氧化处理还包括事先对铝型材表面作的彻底清洁和去油脂及除去自然氧化层,否则 会在电解槽中干扰电流的通过。阳极氧化后,由许多微小细孔构成的氧化层要进行封孔 处理。

  阳极氧化设备由不导电的槽子构成,槽内装有电解液,使用直流电工艺(GS■工艺), 是目前最常用的标准工艺。水加上添加剂,每千克水加硫酸150?270g,设备用直流电工

  作,由此而得命“直流电工艺”,即直流电一硫酸工艺。被加工的铝件由悬挂装置吊进槽内, 通过货物架接通电流(+ )阳极,槽中的两侧为阴极板,直流电通过阳极导向阴极板夹具, 电流将水分解为氧分子和氢分子。氢分子向上漂浮,氧分子被吸附在带阳极的铝件上,与铝 构成细微的氧化物Al2〇3,在阳极出现人工氧化现象。这一氧化层的厚度是自然氧化层的数 千倍。采用直流电氧化法的氧化层为透明色,因此•阳极氧化后铝件颜色为底层的铝发出的 银白自然纯色(本色)。氧化层脆硬,抗磨、抗光、抗风和抗紫外线,具有优良的抗腐蚀性 能,有较高的抗有机制剂和无机制剂的侵蚀能力,铝的自然纯色在风雨中可几十年不变。 除直流阳极氧化法(GS法)外,还有下列阳极氧化法:

  1) GXS法(直流电-硫酸/草酸法)。

  2) WX法(交流电-草酸法)。

  3) GX法(直流电-草酸法)。

  通过上述方法,可获得部分厚度的保护层和颜色。

  (2)着色。铝合金型材的着色分为电解着色和化学着色。

  1) 化学着色又分有机染料着色和无机染料着色。

  ① 化学着色是将经过阳极氧化的铝合金浸渍在含有染料的溶液中,由于氧化膜多孔层的 吸附作用,染料分子因此进人孔隙而显色,所以化学着色也称化学染色。有机染料着色膜的 耐晒性、耐候性不如电解着色,一般只用于室内装饰用铝型材的着色处理。

  ② 无机染料着色,颜色的稳定性高,不易退色,能经受阳光的长期暴晒。用高锰酸钾溶 液可以染出棕色,用铁盐溶液可以染出金黄色。但无机染色的颜色种类较少,均匀性较差。

  2) 铝合金门窗用建筑型材的着色主要采用电解着色。电解着色有两种工艺方法:“自变 发色法”和“电介质着色法”。

  ① “自变发色法”的工艺是使用特制电解液,按照不同的合金组成各种色谱的氧化层 (不加颜色),有黄色、青铜色、棕色、灰色和黑色,色彩与氧化层的厚度有关。这种氧化层 比硫酸阳极氧化法的氧化层更坚硬。著名的氧化法有Duranodlc法、Kalcolor法、Perman- dic法和Veroxal法等。

  ② “电介质着色法”是制造着色氧化层较经济的一种方法(又称“二级氧化法”)。 这种方法是指在一级氧化处理时,采用直流电一硫酸氧化法(GS)或直流电-硫酸/草酸 氧化法(GXS)获得微孔氧化层;在第二级处理时,采用金属盐溶液着色,金属盐主要成 分是镊盐、钴盐、铜盐和锡盐。在第二级电解液中,这类金属盐通过电流分解,金属成 分渗人氧化层的微孔中,并附在微孔的底部,使第一级氧化处理的无色氧化层镀上了一 定的颜色。著名的方法有 Anoolor 法、Anolok 法、Coloranodic 法、Korundalor 法、Metox- al法等。

  为统一氧化色彩,制定了欧洲统一的色谱——“欧洲标准色谱”。以下为各种颜色 标志:

  〇():无色;C-31:浅青铜色;C-32:亮青铜色;C-33:中青铜色;C-34:深青铜色; 035:黑色;C-36:浅灰色;C-37:中灰色;038:深灰色。

  经过阳极氧化处理后的铝材氧化表面有自然微孔,通过封孔处理技术,可以达到理想的

  硬度和防腐蚀性能。

  封孔处理是在纯沸水或蒸汽温度为98?100°C时完成的,这时氧化面出现变化,体积变 大、微孔缩小,使上一工序(电介质着色法)的彩色被固定住。氧化层的封孔度提高,使铝 氧化面吸附变质的现象被排除。

  2. 电泳涂漆型材

  铝合金电泳涂漆的原理是,基材表面经阳极氧化处理后,生成多孔性蜂巢式的氧化膜保 护层。在直流电压作用下,铝合金作为阳极,电流通过氧化膜微孔电解水,电泳涂料液在电 场作用下,向阳极被涂物件移动.并沉积T被涂物上。在电场的作用下,膜中的水分子渗透 析出,最终膜中水分含量低至2%?5%。经过烘烤产生交联反应硬化,电泳涂漆起到封闭 多孔质氧化膜的作用。

  电泳涂漆型材保护膜为阳极氧化膜和电泳涂层的复合膜,因此其耐候性优于阳极氧化型 材。电泳型材外观华丽,但漆膜易划伤。

  表面经阳极氧化和电泳涂漆(水溶性清漆)复合处理的铝合金热挤压型材,简称电泳型 材。电泳涂漆塱材表面光泽柔和,能抵抗水泥、砂浆酸雨的浸蚀,而且对于异形型材,也有 很好的涂装效果。

  3. 粉末喷涂型材

  粉末喷涂又称静电喷涂,是根据电泳的物理现象,使雾化了的油漆微粒在直流高压电场 中带上负电荷,并在静电场的作用下,定向地被流向带正电荷的工件表面,被中和沉积成一 层均匀附着牢固的薄膜的涂装方法。

  静电喷涂分为空气雾化式喷涂和旋杯雾化式喷涂两种。

  (1) 空气雾化式喷涂。此喷枪和普通所用压缩空气喷枪喷涂相似,但其结构形式截然不 同,整个喷枪除手柄、喷漆嘴和极针为金属外,其他全部为尼龙制品,负高压就接通在喷漆 嘴和极针上,油漆在压缩空气的作用下呈雾化状态,由喷漆嘴射出,射至喷漆嘴口及极针 处。电场的油漆雾化粒子,又受到不均匀强电场的分裂作用,而进一步地雾化并带电,成为 “离子漆粒群”。“离子漆粒群”在电场力压缩空气喷射力(同一方向)的同时作用下,向导 极性工件表面吸附中和,这就构成了空气雾化式静电喷涂。

  (2) 旋杯雾化式喷涂。旋杯式静电喷涂是利用一个具有锐利边缘高速旋转的金属杯,并 在旋杯轴上接通负高压静电,则旋杯的内壁由于旋转,油漆受离心力的作用向四周扩散,而 形成均匀的薄膜状态,并向旋杯口流甩,流甩至旋杯口的油漆,又受到强电场力的分裂作 用,进一步雾化为油漆微粒子。与此同时,油漆微粒亦获得了电荷,成为负电荷漆粒,在电 场力的作用下漆粒子群迅速向导极性工件吸附中和,于是油漆便均匀地牢固吸附在工件表面 上.这样就形成了静电喷涂。

  以热固性饱和聚酯粉末做涂层的铝合金热挤压型材,简称喷粉型材。粉末静电喷涂型材 的特点是抗腐蚀性能优良,耐酸碱盐雾大大优于阳极氧化、着色型材。

  铝型材粉末涂料主要为热固性饱和聚酯,其颜色种类较多,可以根据用户需要更换粉 末。粉末涂层其局部厚度应不小于40Mm。粉末涂层坚固耐用•耐化学介质性能好,生产简 单,在铝型材表面处理中占有较大比重(约35%),近年来在我国发展较快。

  氟碳漆喷涂型材

  氟碳喷涂采用静电液相喷涂法,为了得到性能优良的涂层,一般采用二层、三层、四层 工艺,其中以二层、三层工艺为主。具体工艺流程为:化学前处理—底漆静电喷涂—流平— 面漆静电喷涂—流平—罩光漆静电喷涂—流平—烘烤固化。

  氟碳涂料以聚偏二氟乙烯树脂(PVDF)为基料,加以金属粉合成,具有金属光泽。氟 碳涂层耐紫外线辐射,其耐蚀性能优于粉末涂层,一般用于高档铝型材的表面处理。

  以聚偏二氟乙烯漆作涂层的建筑用铝合金热挤压型材,简称喷漆型材。

  4. 木纹处理

  木纹处理20世纪90年代末开始引人我国,主要用于室内装饰型材的表面处理。木纹 处理目前主要采用转印法,它是在经过粉末静电喷涂合格的铝型材表面贴上一层印有一 定图案(木纹、大理石纹)的渗透膜,然后抽真空,使渗透膜完全覆盖在铝型材表面, 再经过加热,使渗透膜上的油墨转移,渗人粉末涂层,从而使铝型材表面形成与渗透膜 上图案完全一样的外观。木纹处理在粉末涂层上进行,因此,粉末涂层的准备与粉末喷 涂型材的生产工序完全相同,只是所用粉末必须与热渗透膜匹配,否则可能不易上纹, 其膜厚宜控制在60?90/xm。

  
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