铝合金型材表面防水处理方法与流程

本发明涉及铝合金技术领域，尤其涉及一种铝合金型材表面防水处理方法。

背景技术：

现有铝合金的金属表面处理工艺，包括氧化、电泳涂装、氟炭喷涂、粉末喷涂、木纹转印等铝合金表面处理技术。以上的表面处理都非常成熟了，大大的增强了铝合金的表面性能。尽管如此，铝合金本身以及以上几种表面处理后的亲水性都相当大，水自身有一个张力，虽然水在一个大气压下可以在约0.1mm以内的间隙中不主动渗透，但现有铝合金门窗行业的平均加工精度标准是0-2mm，所以以上几种表面处理都无法解决因亲水性大而导致门窗渗水的问题。

鉴于上述原因，有必要提出一种铝合金型材的表面防水处理方法。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种铝合金型材表面防水处理方法，旨在解决现有的铝合金型材表面亲水性较大，容易渗水的问题。

为实现上述目的，本发明提供的一种铝合金型材表面防水处理方法，所述处理方法包括如下步骤：

步骤1，将铝合金型材进行表面预处理；

步骤2，将进行了表面预处理的铝合金型材用清水将表面清洗并进行烘干；

步骤3，对清洗并烘干后的铝合金型材的表面喷涂纳米防水涂料；

步骤4，对喷涂了纳米防水涂料的铝合金型材在预设温度下进行加固，以使防水涂层固覆在铝合金型材表面。

优选地，所述步骤3中喷涂的纳米防水涂层的厚度为100～800nm。

优选地，步骤4中的预设温度范围为100～200℃。

优选地，所述步骤2中的烘干温度范围为为50～150℃。

优选地，所述纳米防水涂料包括以下按照重量份的原料：

硅烷单体120～420份、水性聚氨酯乳液32～320份、钛白粉50～70份、碳酸钙120～160份、云母20～40份、空心陶瓷微球40～60份、羟乙基纤维素10 份、纳米碳粉10～25份、纳米氧化锌10～25份、成膜助剂5～25份、其他助剂 10～30份、去离子水200～500份。

优选地，其他助剂包括分散剂、润湿剂、消泡剂、杀菌剂、防冻剂和PH 调节剂的一种或者多种。

优选地，所述的表面预处理包括氧化、电泳涂装、氟碳喷涂、粉末喷涂或者木纹转印中的一种或者多种处理方式。

优选地，所述步骤3中喷涂纳米防水涂料的方法包括采用人工喷涂的方法进行手动喷涂或者采用机械的方法进行自动化喷涂。

本发明铝合金型材表面防水处理方法方法包括如下步骤：

步骤1，将铝合金型材进行表面预处理；

步骤2，将进行了表面预处理的铝合金型材用清水将表面清洗并进行烘干；

步骤3，对清洗并烘干后的铝合金型材的表面喷涂纳米防水涂料；

步骤4，对喷涂了纳米防水涂料的铝合金型材在预设温度下进行加固，以使防水涂层固覆在铝合金型材表面。

采用如上方法进行铝合金型材表面防水处理具有如下有益效果：

1、美观不影响原有表面：此防水表面处理，即不影响原有型材颜色、形状、大小、也不会腐蚀原来型材表面

2、更好的降低间隙渗透率：即使现有铝合金门窗行业的平均加工精度标准是0-2mm，新型防水表面处理后由于防水涂层的作用，经过严格的疏水性测试得出，水在一个大气压下在2mm的间隙也不会产生渗透。

3、非常低的亲水性：大大降低铝合金型材以及传统表面处理的亲水性。传统表面处理工艺，雨水在型材表面残留率达90％以上，大大的加大了门窗渗水的机率。新型防水表面处理后由于防水涂层的作用，雨水在门窗表面产生了荷叶效应，雨水在型材表面残留率降低到小于5％，大大的减少了使用铝合金材质的门窗渗水的机率。

4、非常好的耐用性：由于铝合金型材表面的结构特性(自然形成无数的微孔)，所以此防水表面处理后的防水涂层是深入型材表面的微孔当中，其附着性得到相当大的保障，可以维持10年以上的时间。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1为传统表面工艺防水性能与本发明防水表面处理的防水性能对比图；

图2为传统表面工艺与本发明防水表面处理的亲水性对比示意图；

图3为本发明铝合金表面防水处理工艺自动化喷涂的装置图。

图中：

10-承托滚轮、20-进料感应传感器、30-滚轮压滚传送装置、40-高压喷头、 50-电热装置、60-滚轮清洗装置、70-控制面板、80-储料罐、90-高压泵。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明实施例解决的技术问题、所采用的技术方案以及实现的技术效果进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，并不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下，所获得的所有其它等同或明显变型的实施例均落在本发明的保护范围内。本发明实施例可以按照权利要求中限定和涵盖的多种不同方式来具体化。

需要说明的是，在下面的描述中，为了方便理解，给出了许多具体细节。但是很明显，本发明的实现可以没有这些具体细节。

需要说明的是，在没有明确限定或不冲突的情况下，本发明中的各个实施例及其中的技术特征可以相互组合而形成技术方案。

本发明提出了一种铝合金型材表面防水处理方法，旨在解决现有的铝合金型材表面亲水性较大，容易渗水的问题。

所述的铝合金型材表面防水处理方法包括如下步骤：

步骤1，将铝合金型材进行表面预处理；

本步骤中所述的对铝合金型材进行表面预处理的方法为铝合金金属表面处理的常规方法，包括氧化、电泳涂装、氟碳喷涂、粉末喷涂或者木纹转印等等。通过这些表面处理的方法提高铝合金表面的耐热性、附着力以及抗氧化力。

本发明中对铝合金表面进行氧化的方法采用电化学氧化的方法。

本发明在采用电泳涂装对铝合金型材进行表面处理之前，还包括以下准备步骤：

(1)对工件存在的各种边、角部位进行打磨或刨边处理，形成一定的弧度；

(2)对经过边角处理后的工件进行脱脂处理，其中脱脂处理包括喷淋、浸洗和水洗三道工序，其中喷淋工序是将质量分数5％的中温脱脂剂加入到 40-55℃的脱盐水工作液中，充分混合后对工件的表面进行喷淋，喷淋时间 5min，压力0.25MPa；

浸洗工序是将质量分数3％的中温脱脂剂加入到50℃的脱盐水工作液中，充分混合后对工件的表面进行浸洗，浸洗时间3min；

水洗工序是采用未加中温脱脂剂的50℃的脱盐水工作液对工件的表面进行清洗，清洗时间为2min；

(3)将经过脱脂处理后的工件进行除锈，采用的硝酸的浓度为0.05mol/L，处理时间5-10min；

(4)将经过除锈处理的工件放入纯水池浸洗，纯水水质要求为电导率≤50μS/cm，浸洗温度为室温，浸洗时间为1-10min；

(5)将经过纯水池浸洗后的工件放入处理槽浸洗，浸洗温度为室温，浸洗时间为1-5min，处理槽内设有除锈缓释剂；

(6)将经过除锈缓释处理的工件放入超滤喷淋房进行喷淋清洗，超滤水水质要求电导率≤60μS/cm，温度为常温，喷淋时间为1-10min；

(7)采用喷砂机对步骤(6)中水洗后的工件进行喷砂处理，其中喷砂磨料选用非金属磨料，磨料粒径为0.5-1.5mm，喷射压力设定为0.5-0.6MPa，喷砂距离为350-500mm，喷砂角度为60-90°，喷射时间为5-10s。

在电泳涂装之前增加了除锈和除锈缓释处理工序，使得工件除锈后不易返锈，进而提高了生产效率；采用喷砂工序提高了工件表面的清洁度和粗糙度，进而增强了漆膜附着力，使得工件具有良好的防腐效果，避免了磷化工序带来的不良影响。

本发明中对铝合金型材进行氟碳喷涂的方法包括：

喷涂前处理：将铝合金型材放在酸性脱脂剂溶液中进行去油去污处理，然后用清水冲洗干净，再放在钝化液中进行钝化，钝化后用清水冲洗干净，再放在酸性溶液中进行酸洗，酸洗后用清水冲洗干净，再放在铬化液中进行铬洗，铬洗后用清水冲洗干净；

喷底漆层：将喷涂前处理后的铝合金型材喷涂5～10微米的底漆层；

第一次固化处理：将喷完底漆层的铝合金型材放在固化炉中进行固化，固化温度为200℃，固化时间为22-30分钟；

喷面漆层：将第一次固化处理的铝合金型材再喷涂23-30微米的面漆层；

第二次固化处理：将喷完面漆层的铝合金型材放在固化炉中进行固化，固化温度为200℃，固化时间为22-30分钟；

喷罩光漆涂层：将第二次固化处理的铝合金型材再喷涂5-8微米的罩光漆涂层；

第三次固化处理：将喷完罩光漆涂层的铝合金型材放在固化炉中进行固化，固化温度为200℃，固化时间为22-30分钟。

本发明中对铝合金型材进行粉末喷涂的方法包括：

铝合金型材基材经脱脂剂清洗、铬化剂铬化预处理后，通过喷枪将静电粉末涂料喷在铝合金型材上。

采用如上表面处理的方法中的一种或者多种对铝合金型材表面进行预处理。

步骤2，将进行了表面预处理的铝合金型材用清水将表面清洗并进行烘干；

进一步地，将进行了表面预处理的铝合金型材用清水进行清洗，除掉表面脏污，并在50～150℃的温度下进行烘干。

步骤3，对清洗并烘干后的铝合金型材的表面喷涂纳米防水涂料；

步骤4，对喷涂了纳米防水涂料的铝合金型材在预设温度下进行加固，以使防水涂层固覆在铝合金型材表面。

对清洗且烘干后的铝合金型材表面喷涂纳米防水涂料，其中喷涂可以采用手动喷涂的方式，也可以采用机械自动化喷涂的方式进行。最后对喷涂了纳米防水涂料的铝合金型材在一定温度下进行固化，以防止防水涂层剥落。其中，固化的温度可以控制在100～200℃。

手动喷涂的方式为将防水涂料存贮在小型压力罐中，如图3所示的压力罐中。机械自动化喷涂的方式则可以采用如图3所示的自动化加工示意图。该自动化加工生产线包括机架，在机架上布置有滚轮10，滚轮在机架上等间隔设置，在机架上还安装有滚轮压滚传送装置30、滚轮清洗装置60、电热装置50、装有防水涂料的储料罐80、连接储料罐的高压喷头40以及与高压喷头连接的高压泵90，其中，所述的滚轮压滚传送装置设有两组，分别沿物料传输方向设置在滚轮清洗装置以及电热装置的两侧。此外，在滚轮压滚传送装置的一侧还安装有进料感应传感器20，在感应到有物料传送过来时，滚轮压滚传送装置开始工作。且滚轮压滚传送装置上还带有高度传感器。高压喷头带有电子阀门，可根据进料感应传感器自动打开或者关闭喷头，且能根据设置的高度传感器自动调整喷头上下的位置，以调整至最佳喷涂距离。还包括控制面板70，在控制面板上可以显示电热装置的温度、滚轮速度、储料罐的余量等等信息。

实际工作流程如下：

将铝合金型材放置在滚轮上，开机后，滚轮转动以将铝合金型材向前传动，当进料感应传感器感应到铝合金型材时，滚轮压滚传送装置开启工作，滚轮清洗装置对铝合金型材表面进行清洗后传递至高压喷头处，高压喷头根据高度传感器检测到的信息调整喷头高低对铝合金型材表面进行喷涂，喷涂完成后的铝合金型材继续被传递至电热装置处，进行高温固化，使得喷涂在铝合金型材表面的纳米防水涂层粘附在铝合金型材表面。完成上述步骤后再继续进入下一工序。

采用如上方法进行铝合金型材表面防水处理具有如下有益效果：

1、美观不影响原有表面：此防水表面处理，即不影响原有型材颜色、形状、大小、也不会腐蚀原来型材表面

2、更好的降低间隙渗透率：即使现有铝合金门窗行业的平均加工精度标准是0-2mm，新型防水表面处理后由于防水涂层的作用，经过严格的疏水性测试得出，水在一个大气压下在2mm的间隙也不会产生渗透。对铝合金门窗行业来说是非常大的福音。

3、非常低的亲水性：大大降低铝合金型材以及传统表面处理的亲水性。传统表面处理工艺，雨水在型材表面残留率达90％以上，大大的加大了门窗渗水的机率。新型防水表面处理后由于防水涂层的作用，雨水在门窗表面产生了荷叶效应，雨水在型材表面残留率降低到小于5％，大大的减少了门窗渗水的机率。

4、非常好的耐用性：由于铝合金型材表面的结构特性(自然形成无数的微孔)，所以此防水表面处理后的防水涂层是深入型材表面的微孔当中，其附着性得到相当大的保障，可以维持10年以上的时间。

实施例一：

将铝合金型材进行氧化、电泳涂装的表面预处理，将进行了表面预处理的铝合金型材用清水将表面清洗并在100℃的温度下进行烘干；将清洗并烘干后的铝合金型材放入到自动化加工生产线上进行纳米防水涂料的喷涂处理，喷涂处理的时间为5分钟，喷涂的纳米防水涂层的厚度为300nm，并且在自动化加工生产线上一并完成喷涂后的高温固化步骤，其中高温固化的温度为 150℃。

其中，本实施例中的纳米防水涂料采用如下配方的物料配成：

硅烷单体200份、水性聚氨酯乳液100份、钛白粉50份、碳酸钙120份、云母20份、空心陶瓷微球40份、羟乙基纤维素10份、纳米碳粉20份、纳米氧化锌20份、成膜助剂10份、分散剂5份、润湿剂5份、消泡剂5份、 PH调节剂5份、去离子水300份。

实施例二：

将铝合金型材进行氧化、电泳涂装的表面预处理，将进行了表面预处理的铝合金型材用清水将表面清洗并在120℃的温度下进行烘干；将清洗并烘干后的铝合金型材放入到自动化加工生产线上进行纳米防水涂料的喷涂处理，喷涂处理的时间为10分钟，喷涂的纳米防水涂层的厚度为500nm，并且在自动化加工生产线上一并完成喷涂后的高温固化步骤，其中高温固化的温度为 150℃。

其中，本实施例中的纳米防水涂料采用如下配方的物料配成：

硅烷单体320份、水性聚氨酯乳液200份、钛白粉60份、碳酸钙140份、云母25份、空心陶瓷微球45份、羟乙基纤维素10份、纳米碳粉20份、纳米氧化锌20份、成膜助剂15份、分散剂5份、润湿剂5份、消泡剂5份、 PH调节剂5份、杀菌剂5份、去离子水350份。

实施例三：

将铝合金型材进行氧化、电泳涂装的表面预处理，将进行了表面预处理的铝合金型材用清水将表面清洗并在120℃的温度下进行烘干；将清洗并烘干后的铝合金型材放入到自动化加工生产线上进行纳米防水涂料的喷涂处理，喷涂处理的时间为13分钟，喷涂的纳米防水涂层的厚度为800nm，并且在自动化加工生产线上一并完成喷涂后的高温固化步骤，其中高温固化的温度为 150℃。

其中，本实施例中的纳米防水涂料采用如下配方的物料配成：

硅烷单体380份、水性聚氨酯乳液250份、钛白粉70份、碳酸钙150份、云母35份、空心陶瓷微球45份、羟乙基纤维素10份、纳米碳粉20份、纳米氧化锌20份、成膜助剂10份、分散剂5份、润湿剂5份、消泡剂5份、 PH调节剂5份、杀菌剂5份、防冻剂5份以及去离子水400份。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。