一種鋁材靜電粉末噴涂工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋁材靜電粉末噴涂工藝，其包括以下步驟：1)鋁材表面處理：利用化學(xué)方法對鋁材表面進(jìn)行處理，除去鋁材表面的氧化膜；2)靜電噴粉：經(jīng)過步驟1)表面處理后的鋁材轉(zhuǎn)移到噴粉房中，用靜電噴槍在表面靜電噴涂粉末涂料，在鋁材表面形成粉末涂層；3)粉末固化：經(jīng)步驟2)靜電噴粉后的鋁材轉(zhuǎn)入到固化爐中進(jìn)行固化，固化爐的溫度設(shè)置為175?225℃，固化時間為15?25分鐘；4)冷卻：待鋁材表面的粉末固化后，冷卻至室溫，在鋁材表面形成厚度為60?80μm的涂膜。通過本發(fā)明可以獲得一種表面涂層均勻、不鼓泡、不凹坑、涂層附著力強(qiáng)，不易脫落、色澤均勻的鋁材。
【專利說明】
一種鋁材靜電粉末噴涂工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于鋁材表面處理工藝，具體涉及一種鋁材靜電粉末噴涂工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 上世紀(jì)80年代開始，隨著我國高層建筑、豪華大廳和繁華商業(yè)街的興起，鋁型材工 業(yè)以引進(jìn)生產(chǎn)線為骨干迅速發(fā)展。鋁型材陽極氧化和電解著色工藝作為建筑和裝潢的表面 處理技術(shù)得到很快的發(fā)展。但是陽極氧化膜的電解著色，只能得到從香檳酒色到淺/深古銅 色直至黑色，色澤單調(diào)，無法滿足人們對色彩的需求。隨后出現(xiàn)的電泳涂漆、液體噴漆、復(fù)合 著色（電解著色和染色結(jié)合)和靜電粉末噴涂等工藝可以得到色彩豐富的鋁材。其中靜電粉 末噴涂色彩豐富、重現(xiàn)性好、工藝控制簡便，環(huán)境效應(yīng)好等優(yōu)點，得到的噴涂產(chǎn)品色澤多樣、 美觀大方，并能夠滿足耐蝕性、耐腐性、絕緣性等保護(hù)性。因此，靜電粉末噴涂得到的產(chǎn)品倍 受廣大消費(fèi)者的青睞。
[0003] 雖然靜電粉末噴涂工藝能夠得到色彩豐富的鋁材，但是目前的靜電粉末噴涂工藝 過程中存在以下缺陷：1)固化溫度不均，使不同料架固化時間不一致沒導(dǎo)致同一型號鋁材 存在色差;2)噴粉量及噴粉時間控制不均，導(dǎo)致涂膜厚度過厚或過薄;3)噴涂后的涂膜容易 產(chǎn)生桔皮或鼓泡等現(xiàn)象;4)表面前處理不夠完整，噴涂后的鋁材表面形成圓形或橢圓形的 凹坑;5)鋁材表面部分涂層易脫落。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種鋁材靜電粉末噴涂工藝， 通過該工藝獲得一種表面涂層均勻、不鼓泡、不凹坑、涂層附著力強(qiáng)，不易脫落、色澤均勻的 錯材。
[0005] 為解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
[0006] -種鋁材靜電粉末噴涂工藝，其包括以下步驟：
[0007] 1)鋁材表面處理:利用化學(xué)方法對鋁材表面進(jìn)行處理，除去鋁材表面的氧化膜；
[0008] 2)靜電噴粉:經(jīng)過步驟1)表面處理后的鋁材轉(zhuǎn)移到噴粉房中，用靜電噴槍在表面 靜電噴涂粉末涂料，在鋁材表面形成粉末涂層；
[0009] 3)粉末固化:經(jīng)步驟2)靜電噴粉后的鋁材轉(zhuǎn)入到固化爐中進(jìn)行固化，固化爐的溫 度設(shè)置為175-225 °C，固化時間為15-25分鐘；
[0010] 4)冷卻：待鋁材表面的粉末固化后，冷卻至室溫，在鋁材表面形成厚度為60-80WH 的涂膜。
[0011] 作為進(jìn)一步的方案，本發(fā)明所述的鋁材靜電粉末噴涂工藝中，步驟1)采用浸漬法 對鋁材表面進(jìn)行處理，具體處理過程包括以下步驟：
[0012] a脫脂:采用PH值不超過11的弱堿液對錯材表面進(jìn)行脫油、脫脂處理3-5分鐘后去 離子水洗2-3次，脫脂過程中弱堿液的溫度控制為55_65°C;
[0013] b堿蝕:脫脂后的鋁材用45-52°C的堿液堿蝕3-5分鐘，所述堿液由25-32g/L氫氧化 鈉和25-28g/L碳酸鈉組成；
[0014] c-次漂洗:堿蝕后的鋁材用去離子水沖洗3-5次；
[0015] d鉻化:采用綠化鉻液對一次漂洗后的鋁材在室溫下進(jìn)行鉻化處理5-8分鐘，在鋁 材表面形成鉻化膜；
[0016] e二次漂洗:用去離子水對形成鉻化膜后的鋁材進(jìn)行漂洗；
[0017] f?烘干:二次漂洗后的鋁材送入到烘干爐中烘干，烘干爐的溫度設(shè)置為60-70°C，烘 干時間為30-40分鐘。
[0018] 作為進(jìn)一步的方案，本發(fā)明所述的鋁材靜電粉末噴涂工藝中，步驟1)的鋁材表面 處理過程中還包括在堿蝕步驟后一次漂洗前對鋁材進(jìn)行去氧化處理:具體是用鉻酸鹽洗去 在堿蝕過程中產(chǎn)生的氧化物。
[0019] 作為進(jìn)一步的方案，本發(fā)明所述的鋁材靜電粉末噴涂工藝中，脫脂過程弱堿液的 pH值為9.0-10.5，該弱堿液包括以下組分：
[0020] 硅酸鈉 3.0-3.5g/L;
[0021] 磷酸鈉 15_18g/L;
[0022] 0P-10 0.5-0.8g/L〇
[0023] 作為進(jìn)一步的方案，本發(fā)明所述的鋁材靜電粉末噴涂工藝中，所述綠化鉻液的pH 值為1.5-1.8,包括下組分： H3P〇4 45-52.5mL/L; NaF 5.5-6.5g/L;
[0024] Cr〇3 22.5-27.5g/L: NiN03 5.5-7.5) g/L。
[0025] 作為進(jìn)一步的方案，本發(fā)明所述的鋁材靜電粉末噴涂工藝中，步驟2)靜電噴粉過 程，靜電噴槍的輸入壓力為6 ? 0-8 ? OBar，電壓為60-80KV。
[0026] 相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：
[0027] 1.本發(fā)明所述的鋁材靜電粉末噴涂工藝通過控制固化爐的溫度和固化時間可以 有效保證同一型號和批次的鋁材表面的涂層膜顏色一致，保證同一批鋁材噴涂的質(zhì)量；
[0028] 2.本發(fā)明所述的鋁材靜電粉末噴涂工藝通過控制涂層膜的厚度可以有效避免出 現(xiàn)桔皮或不規(guī)則的小包，提高涂層的均一性和穩(wěn)定性；
[0029] 3.本發(fā)明所述的鋁材靜電粉末噴涂工藝通過對鋁材表面進(jìn)行處理，保證鋁材在噴 涂前表面干凈，不收其他雜質(zhì)的干擾，不會再涂層固化過程中出現(xiàn)凹坑，使涂層均勻分布。
[0030] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
【具體實施方式】
[0031] -種鋁材靜電粉末噴涂工藝，其包括以下步驟：
[0032] 1)鋁材表面處理:利用化學(xué)方法對鋁材表面進(jìn)行處理，除去鋁材表面的氧化膜；
[0033] 2)靜電噴粉:經(jīng)過步驟1)表面處理后的鋁材轉(zhuǎn)移到噴粉房中，用靜電噴槍在表面 靜電噴涂粉末涂料，在鋁材表面形成粉末涂層；
[0034] 3)粉末固化:經(jīng)步驟2)靜電噴粉后的鋁材轉(zhuǎn)入到固化爐中進(jìn)行固化，固化爐的溫 度設(shè)置為175-225 °C，固化時間為15-25分鐘；
[0035] 4)冷卻：待鋁材表面的粉末固化后，冷卻至室溫，在鋁材表面形成厚度為60-80M1 的涂膜。
[0036]在本發(fā)明中，鋁材表面的處理決定了后面形成涂膜的厚度及質(zhì)量，是本發(fā)明必不 可少的步驟;作為進(jìn)一步的方案，本發(fā)明所述的鋁材靜電粉末噴涂工藝中步驟1)采用浸漬 法對鋁材表面進(jìn)行處理，具體處理過程包括以下步驟：
[0037] a脫脂:采用pH值不超過11的弱堿液對鋁材表面進(jìn)行脫油、脫脂處理3-5分鐘后去 離子水洗2-3次，脫脂過程中弱堿液的溫度控制為55-65°C;
[0038] b堿蝕:脫脂后的鋁材用45-52 °C的堿液堿蝕3-5分鐘，所述堿液由25-32g/L氫氧化 鈉和25-28g/L碳酸鈉組成；
[0039] c-次漂洗:堿蝕后的鋁材用去離子水沖洗3-5次；
[0040] d鉻化:采用綠化鉻液對一次漂洗后的鋁材在室溫下進(jìn)行鉻化處理5-8分鐘，在鋁 材表面形成鉻化膜；
[0041] e二次漂洗:用去離子水對形成鉻化膜后的鋁材進(jìn)行漂洗；
[0042] f?烘干:二次漂洗后的鋁材送入到烘干爐中烘干，烘干爐的溫度設(shè)置為60-70°C，烘 干時間為30-40分鐘。
[0043] 由于鋁材表面通常存在一層較薄的自然氧化層，在進(jìn)行鉻化之間必須清除，使化 學(xué)轉(zhuǎn)化膜與基體結(jié)合牢固。堿蝕應(yīng)嚴(yán)格控制槽液溫度、濃度和時間，防止過腐蝕發(fā)生，堿蝕 后進(jìn)行一次漂洗可以有效避免鋁材表面會出現(xiàn)腐蝕斑紋。作為進(jìn)一步的方案，本發(fā)明所述 的鋁材靜電粉末噴涂工藝中，步驟1)的鋁材表面處理過程中還包括在堿蝕步驟后一次漂洗 前對鋁材進(jìn)行去氧化處理:具體是用鉻酸鹽洗去在堿蝕過程中產(chǎn)生的氧化物，這些氧化物 包括鎂氧化物、金屬氧化物、硅氧化物等。
[0044] 作為進(jìn)一步的方案，本發(fā)明所述的鋁材靜電粉末噴涂工藝中，脫脂過程弱堿液的 pH值為9.0-10.5，該弱堿液包括以下組分：硅酸鈉3.0-3.5g/L;磷酸鈉15-18g/L; 0P-10 0.5-0.8g/L。在本發(fā)明中脫脂的目的是除工件表面的油、脂以及其它污染物，從而形成清潔 的表面。其中0P-10在弱堿液中起表面活性劑的作用，添加0P-10能提高清洗效果加快除油 速度。
[0045] 在本發(fā)明中，鉻化后形成的鉻化膜鉻可以提高鋁金屬與涂層之間的附著力，改善 了涂層的防腐性能。如果鉻化膜太厚，將大大提高防腐性能但附著力不如薄的鉻化膜;如果 鉻化膜太薄可以產(chǎn)生非常好的附著力，但涂層的防腐蝕性能收到影響；因此需要嚴(yán)格控制 鉻化處理的時間，此外綠化鉻液的pH值和組分的額濃度也會影響鉻化膜的厚度。作為進(jìn)一 步的方案，本發(fā)明所述的鋁材靜電粉末噴涂工藝中，所述綠化鉻液的pH值為1.5-1.8,包括 下組分： H；,P〇4 45-52.5mL/L; NaF 5.5-6.5g/L;
[0046] CiO, 22.5-27.5g/L; _03 5.5：-7.5g/L〇
[0047] 在本發(fā)明中，靜電噴槍的出入壓力可以控制噴涂輸粉量，而輸分量最終決定涂層 膜的厚度和均勻性。因此為了獲得厚度為60-80M1的涂膜，本發(fā)明所述的鋁材靜電粉末噴涂 工藝中，步驟2)靜電噴粉過程，靜電噴槍的輸入壓力為6.0-8. OBar，電壓為60-80KV。
[0048] 以下是本發(fā)明具體的實施例，在下述實施例中，所采用的原料、試劑以及設(shè)備均可 以通過商業(yè)渠道獲得。
[0049] 實施例1
[0050] -種鋁材靜電粉末噴涂工藝，其包括以下步驟：
[0051] 1)鋁材表面處理:利用化學(xué)方法對鋁材表面進(jìn)行處理，除去鋁材表面的氧化膜，具 體步驟如下：
[0052] a脫脂:采用pH值不超過11的弱堿液對鋁材表面進(jìn)行脫油、脫脂處理3分鐘后去離 子水洗2次，脫脂過程中弱堿液的溫度控制為55°C ;所述弱堿液包括以下組分:硅酸鈉3.0g/ L、磷酸鈉18g/L、0P-10 0.5g/L;
[0053] b堿蝕:脫脂后的鋁材用45°C的堿液堿蝕5分鐘，所述堿液由32g/L氫氧化鈉和25g/ L碳酸鈉組成；
[0054] c-次漂洗:堿蝕后的鋁材用去離子水沖洗3次；
[0055] d鉻化:采用綠化鉻液對一次漂洗后的鋁材在室溫下進(jìn)行鉻化處理5分鐘，在鋁材 表面形成鉻化膜;所述綠化鉻液包括下組分:H 3P〇4 45mL/L、NaF 6.5g/L、Cr03 27.5g/L、 NiN03 7.5g/L；
[0056] e二次漂洗:用去離子水對形成鉻化膜后的鋁材進(jìn)行漂洗；
[0057] f?烘干:二次漂洗后的鋁材送入到烘干爐中烘干，烘干爐的溫度設(shè)置為60°C，烘干 時間為40分鐘；
[0058] 2)靜電噴粉:經(jīng)過步驟1)表面處理后的鋁材轉(zhuǎn)移到噴粉房中，用靜電噴槍在表面 靜電噴涂聚酯型粉末涂料，在鋁材表面形成粉末涂層；其中，靜電噴槍的輸入壓力為 6.0Bar，iSS60KV;
[0059] 3)粉末固化:經(jīng)步驟2)靜電噴粉后的鋁材轉(zhuǎn)入到固化爐中進(jìn)行固化，固化爐的溫 度設(shè)置為175 °C，固化時間為25分鐘；
[0060] 4)冷卻:待鋁材表面的粉末固化后，冷卻至室溫，在鋁材表面形成厚度為65WI1的涂 膜。
[0061 ] 實施例2
[0062] -種鋁材靜電粉末噴涂工藝，其包括以下步驟：
[0063] 1)鋁材表面處理:利用化學(xué)方法對鋁材表面進(jìn)行處理，除去鋁材表面的氧化膜，具 體步驟如下：
[0064] a脫脂:采用pH值不超過11的弱堿液對鋁材表面進(jìn)行脫油、脫脂處理5分鐘后去離 子水洗3次，脫脂過程中弱堿液的溫度控制為65°C ;所述弱堿液包括以下組分:硅酸鈉3.5g/ L、磷酸鈉15g/L、0P-10 0.5-g/L;
[0065] b堿蝕:脫脂后的錯材用52 °C的堿液堿蝕3分鐘，所述堿液由25g/L氫氧化鈉和28g/ L碳酸鈉組成；
[0066] c-次漂洗:堿蝕后的鋁材用去離子水沖洗5次；
[0067] d鉻化:采用綠化鉻液對一次漂洗后的鋁材在室溫下進(jìn)行鉻化處理8分鐘，在鋁材 表面形成鉻化膜;所述綠化鉻液包括下組分:H3P〇4 52.5mL/L、NaF5.5g/L、Cr〇3 22.5g/L、 NiN03 5.5g/L；
[0068] e二次漂洗:用去離子水對形成鉻化膜后的鋁材進(jìn)行漂洗；
[0069] f?烘干:二次漂洗后的鋁材送入到烘干爐中烘干，烘干爐的溫度設(shè)置為70°C，烘干 時間為30分鐘；
[0070] 2)靜電噴粉:經(jīng)過步驟1)表面處理后的鋁材轉(zhuǎn)移到噴粉房中，用靜電噴槍在表面 靜電噴涂氟碳粉末涂料，在鋁材表面形成粉末涂層;其中，靜電噴槍的輸入壓力為8.OBar， 電壓為80KV;
[0071] 3)粉末固化:經(jīng)步驟2)靜電噴粉后的鋁材轉(zhuǎn)入到固化爐中進(jìn)行固化，固化爐的溫 度設(shè)置為225 °C，固化時間為15分鐘；
[0072] 4)冷卻:待鋁材表面的粉末固化后，冷卻至室溫，在鋁材表面形成厚度為71wii的涂 膜。
[0073]性能檢測
[0074] 對實施例1和實施例2處理后的鋁材表面的涂膜進(jìn)行檢測，具體檢測項目及結(jié)果參 見表1。
[0075] 表 1
[0077]
[0078] 上述實施方式僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，不能以此來限定本發(fā)明保護(hù)的范圍， 本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的基礎(chǔ)上所做的任何非實質(zhì)性的變化及替換均屬于本發(fā)明所 要求保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種鋁材靜電粉末噴涂工藝，其特征在于，其包括以下步驟： 1) 鋁材表面處理:利用化學(xué)方法對鋁材表面進(jìn)行處理，除去鋁材表面的氧化膜； 2) 靜電噴粉:經(jīng)過步驟1)表面處理后的鋁材轉(zhuǎn)移到噴粉房中，用靜電噴槍在表面靜電 噴涂粉末涂料，在鋁材表面形成粉末涂層； 3) 粉末固化:經(jīng)步驟2)靜電噴粉后的鋁材轉(zhuǎn)入到固化爐中進(jìn)行固化，固化爐的溫度設(shè) 置為175-225 °C，固化時間為15-25分鐘； 4) 冷卻：待鋁材表面的粉末固化后，冷卻至室溫，在鋁材表面形成厚度為60-80μπι的涂 膜。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁材靜電粉末噴涂工藝，其特征在于，步驟1)中采用浸漬法對 鋁材表面進(jìn)行處理，具體處理過程包括以下步驟： a脫脂:采用pH值不超過11的弱堿液對鋁材表面進(jìn)行脫油、脫脂處理3-5分鐘后去離子 水洗2-3次，脫脂過程中弱堿液的溫度控制為55-65Γ; b堿蝕:脫脂后的錯材用45-52 °C的堿液堿蝕3-5分鐘，所述堿液由25-32g/L氫氧化鈉和 25-28g/L碳酸鈉組成； c 一次漂洗:堿蝕后的鋁材用去離子水沖洗3-5次； d鉻化:采用綠化鉻液對一次漂洗后的鋁材在室溫下進(jìn)行鉻化處理5-8分鐘，在鋁材表 面形成鉻化膜； e二次漂洗:用去離子水對形成鉻化膜后的鋁材進(jìn)行漂洗； f烘干:二次漂洗后的鋁材送入到烘干爐中烘干，烘干爐的溫度設(shè)置為60_70°C，烘干時 間為30-40分鐘。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁材靜電粉末噴涂工藝，其特征在于，步驟1)的鋁材表面處理 過程中還包括在堿蝕步驟后一次漂洗前對鋁材進(jìn)行去氧化處理:具體是用鉻酸鹽洗去在堿 蝕過程中產(chǎn)生的氧化物。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁材靜電粉末噴涂工藝，其特征在于，脫脂過程中弱堿液的pH 值為9.0-10.5，該弱堿液包括以下組分： 硅酸鈉 3.0-3.5g/L; 磷酸鈉 15-18g/L; OP-IO 0.5-0.8g/L〇5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁材靜電粉末噴涂工藝，其特征在于，所述綠化鉻液的pH值為 1.5-1.8,包括下組分： H5PO1 45-52.5mL/L; NaF 5.5-6.5g/L: Cr〇3 22.5-27.5g/L; NiNO3 5.5-7.5g/L。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的鋁材靜電粉末噴涂工藝，其特征在于，步驟2)靜電噴 粉過程中，靜電噴槍的輸入壓力為6.0-8. OBar，電壓為60-80KV。
【文檔編號】B05D3/10GK106000841SQ201610542856
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月8日
【發(fā)明人】林龍鑫, 黃堯
【申請人】廣東興裕鋁業(yè)有限公司