《氟碳喷涂与阳极氧化铝》由会员分享，可在线阅读，更多相关《氟碳喷涂与阳极氧化铝（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、铝的表面技术中阳极氧化是应用最广与最成功的技术，也是研究和开 发最深入与最全面的技术。铝的阳极氧化膜具有一系列优越的性能，可以 满足多种多样的需求，因此被誉为铝的一种万能的表面保护膜。安美特阳极氧化铝板铝阳极氧化膜的特性：1）耐蚀性。铝阳极氧化膜可以有效保护铝基体不受腐蚀，阳极氧化膜 显然比自然形成的氧化膜性能更好，膜厚和封孔质量直接影响使用性能。2）硬度和耐磨性。铝阳极氧化膜的硬度比铝基体高得多，基体的硬度 为HV100，普通阳极氧化膜的硬度约HV300，而硬度氧化膜可达到HV500。 耐磨性与硬度的关系是一致的。3）装饰性。铝阳极氧化膜可保护抛光表面的金属光泽，阳极氧化膜还 可以染色和着色
2、，获得和保持丰富多彩的外观。4）有机涂层和电镀层附着性。铝阳极氧化膜是铝表面接受有机涂层和 电镀层的一种方法，它有效地提高表面层的附着力和耐蚀性。5）电绝缘性。铝是良导体，铝阳极氧化膜是高电阻的绝缘膜。绝缘击 穿电压大于30V/mm，特殊制备的高绝缘膜甚至达到大约 200V/mm。6）透明性。铝阳极氧化膜本身透明度很高，铝的纯度愈高，则透明度 愈高。铝合金材料的纯度和合金成分都对透明性有影响。7）功能性。利用阳极氧化膜的多孔性，在微孔中沉积功能性微粒，可 以得到各种功能性材料。正在开发中的功能部件功能有电磁功能、催化功 能、传感功能和分离功能等。编辑本段阳极氧化铝膜的应用在铝的表面处理技术中，
3、阳极氧化研究最深入，应用最广泛。铝合金 挤压型材阳极氧化后广泛用于建筑物的门窗、幕墙和卷帘，新世纪初我国 建筑用铝材接近铝总消费的30%，而建筑铝型材中阳极氧化技术占据市场 60%以上。众所周知铝阳极氧化膜有两大类，一类是壁垒型膜，主要用于电 解质电容器等方面；另一类是多孔型膜，使用面更加广阔。就多孔型阳极 氧化膜而言，除了建筑和装饰用铝材之外，还有 PS印刷版、光（热）反射 器、工程用硬质阳极氧化膜等，应用面非常广泛。直接利用铝阳极氧化膜 的可控制孔径和孔隙度的十分有规律多孔结构，掺入功能材料，制成一系 列功能性阳极氧化膜，譬如电磁膜、分离膜、光电膜、催化膜、传感膜等。 在垂直记录高密度磁盘
4、、超微过滤介质、土壤湿度测量等方面已经得到应 用。20世纪80年代，国外曾经对铝的功能性阳极氧化膜给予极大希望，专 门召集过多次国际性学术会议，描绘出极其美好的前景。编辑本段阳极氧化铝膜的电解着色电解着色膜，是指以硫酸一次电解的透明阳极氧化膜为基础，在含金 属盐的溶液中用直流或交流进行电解着色的氧化膜，在日本也叫二次电解 膜。它的意思是阳极氧化叫做一次电解，而电解着色叫做二次电解。近年 来在工业上开始得到推广的多色化技术，可以在一个电解着色槽中得到多 种颜色。这是一种新型的利用干涉光效应的电解着色方法，由于在电解着 色之前增加电解调整，在日本又称之为三次电解法。电解着色膜的耐候性、耐光性和使用
5、寿命比染色膜好得多，其能耗与 着色成本又远低于整体着色膜，目前已经广泛用于建筑铝型材的着色。在 20世纪60年代日本浅田法问世并工业化之后，交流电解着色技术以其氧化 膜性能好、工业控制方便、操作成本较低而独占鳌头，成为建筑铝型材阳 极氧化膜的首选着色方法。电解着色技术经过工业实践考验而不断发展和 改进，着色电源更新，槽液成分稳定，工艺更加成熟，成本不断下降，规 模日益扩大。电解着色技术在理论和实践方面都有很大进步，尤其表现在 阳极氧化电解着色的工程上，今日之产业化工艺与早期文献专利已不可同 日而语，国外已有若干种铝阳极氧化膜电解着色的总结性的专著出版。 编辑本段阳极氧化铝膜的染色铝及其合金制件
6、经阳极氧化、电解着色后，尽管膜层具有耐磨、耐蚀、 耐晒、不易褪色的特点，但毕竟色调尚显单调，只有古铜色、黑色、金黄 色、枣红色等几种。虽然亦可以通过特殊的方法电解着色其他颜色，但往 往工艺复杂、技术难度大、生产成本高、实际操作也不易掌握。而对于那 些不需要户外使用的大量铝制日用品、室内用铝制工业品以及装饰品等则 可以通过染色的方法使制品获得色彩缤纷的外观，满足现代社会人们审美 的要求，也进一步加强了产品的市场竞争能力，更有效地发挥产品的功能 和使用效果。1923年，英国发表了铝的铬酸氧化膜采用有机染料染色的第一个专利。 由于阳极氧化膜孔隙率高，吸附能力强，容易染色的特点，各种染色法便 应运而生
7、。染色法即是将刚阳极氧化后的铝工件清洗后立即浸渍在含有染 料的溶液中，氧化膜孔隙因吸附染料而染上各种颜色。由于这种方法上色 快、色泽鲜艳、操作简便；染色后经封孔处理，染料能牢固地附着在膜孔 中，提高了膜层的防蚀能力、抗污能力以及可以保持美丽的色泽，为此染 色法得到了迅速的发展和广泛的应用。编辑本段阳极氧化铝膜的封孔建筑、装饰和保护用铝合金的阳极氧化基本上是生成多孔型阳极氧化 膜，以建筑用6063铝合金的硫酸阳极氧化为例，孔隙率大致达到11%。种多孔型阳极氧化膜的结构，是由紧贴金属基体的阻挡层与多孔层两部分 所组成。这种多孔的特性虽然赋予阳极氧化膜着色和其他功能的能力，但 是耐腐蚀性、耐候性、耐
8、污染性等都不可能达到使用的要求，因此从实践 应用考虑，铝阳极氧化膜的微孔必须进行封闭。未封闭的阳极氧化膜，由 于大量微孔孔内的面积，使暴露在环境中的工件或试样有效表面积增加几 十倍到上百倍，为此相应的腐蚀速度也大为增加。因此铝的阳极氧化膜除 个别如耐磨的硬质氧化膜以外，从提高耐腐蚀性和耐污染性考虑，都必须 进行封孔处理。我国新国家标准对封孔的定义为“铝阳极氧化之后对于阳极氧化膜进 行的化学或物理处理过程，以降低阳极氧化膜的孔隙率和吸附能力”。氟碳喷涂氟碳喷涂：一种静电喷涂，也是液态喷涂的方式，称为氟碳喷涂，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
9、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。是一般涂料所不 及的。一、氟碳喷涂原料及结构氟碳喷涂料是以聚偏二氟乙烯树脂nCH2CF2烘烤（CH2CF2）n（PVDF） 为基料或配金属铝粉为色料制成的涂料。氟碳基料的化学结构中以氟/碳化合键结合。这种具有短键性质的结构与氢离子结合认为最稳定最牢固的结 合，化学结构上的稳定与牢固使氟碳涂料的物理性质不同于一般涂料。除 了在机械性能方面的耐磨性，抗冲击性具有优良的性能外，特别是在恶劣 气候和环境显示出长久的抗退色性，抗
10、紫外光性能。六十年代初期开始用 于工程塑料，用于导线和电缆，1965年美国Penn wait化学公司首先将聚偏 二氟乙烯为基料与金属微粒铝粉合成建筑用罩面漆，又称金属漆，并以Kynar 500作为商标。由此世界制造商先后开始使用Kynar 500制造出各自的氟碳涂料罩面漆，来满足高档建筑室内外铝材的涂装，广泛颜色的选择，美丽 庄重的外观，及耐久性为世界各地许多宏伟的幕墙建筑增添了光彩。涂料 制造商对涂层使用寿命的保证开始为 10年、15年发展到能保证20年。美国研究机构曾对氟碳涂料及超级涂料、一般涂料做过测试比较，分 别涂层的样件放在 美国佛罗里达州 灼热阳光照射，以及在潮湿含盐份空气 的恶劣
11、环境下暴露12年，实际证明氟碳涂料的稳定性和耐久性比其他两种 涂料高30个和80百分点，氟碳涂料保证了在各种恶劣环境下使用。世界各地许多氟碳涂料生产商，普遍采用 Kynar 500或Hylar 5000作为 氟碳涂料的基料。国内还没有正规经过鉴定的生产商。主要生产氟碳涂料 的厂商有：1.英国1CI公司；2.美国PPG公司；3.美国Valspar（华士巴）公司；4. DNT Singapore（大日本漆新加坡公司）；5日本Kawsai（关西）涂料公司；6.韩 国Korea chemical公司；7.台湾峰源制漆公司;二、氟碳喷涂技术要求和标准氟碳喷涂作为高档的表面涂装工艺手段，整个过程的质量要求
12、极为严 格，除氟碳涂料制造厂需获得质量许可才能生产Kynar 500为基料的氟碳涂 料外，用涂料厂商的整个表面处理工艺过程，包括前处理过程，喷涂过程 到固化过程都需有严格的质量控制，以保证铝材涂装的质量。在氟碳喷涂界现今以美国建筑制造业协会标准 AAMA 605.02.90为主要依据，这一喷涂标准，被公认为是检查涂装质量主要的国际标准。以下是AAMA 一605.02.90标准中有关氟碳喷涂的主要指标。在AAMA标准中，多处提到以美国南 佛罗里达州作为测试标准，是因 为那里的气候以潮湿、高温，阳光直照而著称，因此认为是对涂层质量检 查的恶劣环境。世界上还有一些与美国AAMA-605.02.90标
13、准相似检查标准，也用来判 断氟碳喷涂质量。它们是：1. 英国BS6496-1984标准建筑铝合金型材，板材的涂装标准。2. 德国GSBRAL-RC 631 1994标准建筑铝材质量检查标准。3. 澳大利亚AS3715-1989标准金属材涂装标准。4. 南非SABS 一 1993建筑室外铝材涂装标准。5. 瑞士 建筑业使用铝材涂装标准1994。美国建筑制造业协会标准（摘）AAMA 一 605 . 02. 90三、氟碳喷涂的设备及工艺氟碳涂料本身性能决定，喷涂设备必须保证有出色的雾化效果，保证 喷涂层的均匀性，氟碳涂料中的金属微粒的分布，直接影响涂层的外观效 果。涂层均匀，质量优秀的氟碳涂层具有
14、金属光泽，颜色鲜明、明显的立 体感。而使用不合适的喷涂设备的氟碳喷涂层，会产生颜色不均，表面有 阴影或涂层不牢。大大影响了氟碳的装饰效果，为了达到好的喷涂效果， 均采用高压静电电气喷枪。美国、日本、德国等国生产出各种形式的各种 牌号喷枪。各有特点。氟碳喷涂工艺多采用多层喷涂，以充分发挥Kynar 500金属漆的耐久性、耐候性的优势，从铝材的前表面处理到各喷涂过程都需要严格控制质 量，最终产品必须达到美国建筑制造业协会AAMA-605.02.90标准。氟碳喷涂工艺流程为：前处理流程：铝材的去油去污T水洗T碱洗（脱脂）9水洗T酸洗T水洗T 铬化9水洗9纯水洗喷涂流程：喷底漆9面漆9罩光漆9烘烤（1
15、80-250 C ）9质检多层喷涂工艺以三次喷涂（简称三喷），喷底面漆、面漆及罩光漆和二次喷涂（底漆、面漆）。1.前处理的目的：在铝合金型材、板材进行喷涂前，工件表面要经过去油去污及化学处理，以产生铬化膜，增加涂层和金属表面结合力和防 氧化能力，有利于延长漆膜的使用年限。2 底漆涂层：作为封闭底材的底漆涂层，其作用在于提高涂层抗渗透能力，增强对底材的保护，稳定金属表面层，加强面漆与金属表面的附着 力，可以保证面漆涂层的颜色均匀性，漆层厚度一般为5-10微米。3 .面漆涂层：面漆涂层是喷涂层关键的一层，在于提供铝材所需要的装饰颜色，使铝材外观达到设计要求，并且保护金属表面不受外界环境 大气，酸雨
16、，污染的侵蚀，防止紫外线穿透。大大增强抗老化能力，面漆涂层是喷涂中最厚的一层漆层，漆层厚度一般为23-30微米。4 .罩光漆涂层：罩光漆涂层也称清漆涂层，主要目的是更有效地增强漆层抗外界侵蚀能力，保护面漆涂层，增加面漆色彩的金属光泽，外观 更加颜色鲜明，光彩夺目，涂层厚度一般为5-10微米。三喷涂层总厚度一般为40-60微米，特殊需要的可以加厚。5 .固化处理：三喷涂层一般需要二次固化，铝材进入固化炉处理，固 化温度一般在180 C -250 C之间，固化时间为15-25分钟，不同氟碳涂料生 产厂家，都会根据自己的涂料，提供最佳的温度和时间。氯碳喷涂厂（锔油 厂）也有的根据自己经验把三喷时的两次固化改为一次固化。6 质量检验：质量检验应按 A
