一种铝材静电粉末喷涂工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种铝材静电粉末喷涂工艺，其包括以下步骤：1)铝材表面处理：利用化学方法对铝材表面进行处理，除去铝材表面的氧化膜；2)静电喷粉：经过步骤1)表面处理后的铝材转移到喷粉房中，用静电喷枪在表面静电喷涂粉末涂料，在铝材表面形成粉末涂层；3)粉末固化：经步骤2)静电喷粉后的铝材转入到固化炉中进行固化，固化炉的温度设置为175?225℃，固化时间为15?25分钟；4)冷却：待铝材表面的粉末固化后，冷却至室温，在铝材表面形成厚度为60?80μm的涂膜。通过本发明可以获得一种表面涂层均匀、不鼓泡、不凹坑、涂层附着力强，不易脱落、色泽均匀的铝材。
【专利说明】
一种铝材静电粉末喷涂工艺
技术领域
[0001] 本发明属于铝材表面处理工艺，具体涉及一种铝材静电粉末喷涂工艺。
【背景技术】
[0002] 上世纪80年代开始，随着我国高层建筑、豪华大厅和繁华商业街的兴起，铝型材工 业以引进生产线为骨干迅速发展。铝型材阳极氧化和电解着色工艺作为建筑和装潢的表面 处理技术得到很快的发展。但是阳极氧化膜的电解着色，只能得到从香槟酒色到浅/深古铜 色直至黑色，色泽单调，无法满足人们对色彩的需求。随后出现的电泳涂漆、液体喷漆、复合 着色（电解着色和染色结合)和静电粉末喷涂等工艺可以得到色彩丰富的铝材。其中静电粉 末喷涂色彩丰富、重现性好、工艺控制简便，环境效应好等优点，得到的喷涂产品色泽多样、 美观大方，并能够满足耐蚀性、耐腐性、绝缘性等保护性。因此，静电粉末喷涂得到的产品倍 受广大消费者的青睐。
[0003] 虽然静电粉末喷涂工艺能够得到色彩丰富的铝材，但是目前的静电粉末喷涂工艺 过程中存在以下缺陷：1)固化温度不均，使不同料架固化时间不一致没导致同一型号铝材 存在色差;2)喷粉量及喷粉时间控制不均，导致涂膜厚度过厚或过薄;3)喷涂后的涂膜容易 产生桔皮或鼓泡等现象;4)表面前处理不够完整，喷涂后的铝材表面形成圆形或椭圆形的 凹坑;5)铝材表面部分涂层易脱落。
【发明内容】
[0004] 为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种铝材静电粉末喷涂工艺， 通过该工艺获得一种表面涂层均匀、不鼓泡、不凹坑、涂层附着力强，不易脱落、色泽均匀的 错材。
[0005] 为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
[0006] -种铝材静电粉末喷涂工艺，其包括以下步骤：
[0007] 1)铝材表面处理:利用化学方法对铝材表面进行处理，除去铝材表面的氧化膜；
[0008] 2)静电喷粉:经过步骤1)表面处理后的铝材转移到喷粉房中，用静电喷枪在表面 静电喷涂粉末涂料，在铝材表面形成粉末涂层；
[0009] 3)粉末固化:经步骤2)静电喷粉后的铝材转入到固化炉中进行固化，固化炉的温 度设置为175-225 °C，固化时间为15-25分钟；
[0010] 4)冷却：待铝材表面的粉末固化后，冷却至室温，在铝材表面形成厚度为60-80WH 的涂膜。
[0011] 作为进一步的方案，本发明所述的铝材静电粉末喷涂工艺中，步骤1)采用浸渍法 对铝材表面进行处理，具体处理过程包括以下步骤：
[0012] a脱脂:采用PH值不超过11的弱碱液对错材表面进行脱油、脱脂处理3-5分钟后去 离子水洗2-3次，脱脂过程中弱碱液的温度控制为55_65°C;
[0013] b碱蚀:脱脂后的铝材用45-52°C的碱液碱蚀3-5分钟，所述碱液由25-32g/L氢氧化 钠和25-28g/L碳酸钠组成；
[0014] c-次漂洗:碱蚀后的铝材用去离子水冲洗3-5次；
[0015] d铬化:采用绿化铬液对一次漂洗后的铝材在室温下进行铬化处理5-8分钟，在铝 材表面形成铬化膜；
[0016] e二次漂洗:用去离子水对形成铬化膜后的铝材进行漂洗；
[0017] f?烘干:二次漂洗后的铝材送入到烘干炉中烘干，烘干炉的温度设置为60-70°C，烘 干时间为30-40分钟。
[0018] 作为进一步的方案，本发明所述的铝材静电粉末喷涂工艺中，步骤1)的铝材表面 处理过程中还包括在碱蚀步骤后一次漂洗前对铝材进行去氧化处理:具体是用铬酸盐洗去 在碱蚀过程中产生的氧化物。
[0019] 作为进一步的方案，本发明所述的铝材静电粉末喷涂工艺中，脱脂过程弱碱液的 pH值为9.0-10.5，该弱碱液包括以下组分：
[0020] 硅酸钠 3.0-3.5g/L;
[0021] 磷酸钠 15_18g/L;
[0022] 0P-10 0.5-0.8g/L〇
[0023] 作为进一步的方案，本发明所述的铝材静电粉末喷涂工艺中，所述绿化铬液的pH 值为1.5-1.8,包括下组分： 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] 作为进一步的方案，本发明所述的铝材静电粉末喷涂工艺中，步骤2)静电喷粉过 程，静电喷枪的输入压力为6 ? 0-8 ? OBar，电压为60-80KV。
[0026] 相比现有技术，本发明的有益效果在于：
[0027] 1.本发明所述的铝材静电粉末喷涂工艺通过控制固化炉的温度和固化时间可以 有效保证同一型号和批次的铝材表面的涂层膜颜色一致，保证同一批铝材喷涂的质量；
[0028] 2.本发明所述的铝材静电粉末喷涂工艺通过控制涂层膜的厚度可以有效避免出 现桔皮或不规则的小包，提高涂层的均一性和稳定性；
[0029] 3.本发明所述的铝材静电粉末喷涂工艺通过对铝材表面进行处理，保证铝材在喷 涂前表面干净，不收其他杂质的干扰，不会再涂层固化过程中出现凹坑，使涂层均匀分布。
[0030] 下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
【具体实施方式】
[0031] -种铝材静电粉末喷涂工艺，其包括以下步骤：
[0032] 1)铝材表面处理:利用化学方法对铝材表面进行处理，除去铝材表面的氧化膜；
[0033] 2)静电喷粉:经过步骤1)表面处理后的铝材转移到喷粉房中，用静电喷枪在表面 静电喷涂粉末涂料，在铝材表面形成粉末涂层；
[0034] 3)粉末固化:经步骤2)静电喷粉后的铝材转入到固化炉中进行固化，固化炉的温 度设置为175-225 °C，固化时间为15-25分钟；
[0035] 4)冷却：待铝材表面的粉末固化后，冷却至室温，在铝材表面形成厚度为60-80M1 的涂膜。
[0036]在本发明中，铝材表面的处理决定了后面形成涂膜的厚度及质量，是本发明必不 可少的步骤;作为进一步的方案，本发明所述的铝材静电粉末喷涂工艺中步骤1)采用浸渍 法对铝材表面进行处理，具体处理过程包括以下步骤：
[0037] a脱脂:采用pH值不超过11的弱碱液对铝材表面进行脱油、脱脂处理3-5分钟后去 离子水洗2-3次，脱脂过程中弱碱液的温度控制为55-65°C;
[0038] b碱蚀:脱脂后的铝材用45-52 °C的碱液碱蚀3-5分钟，所述碱液由25-32g/L氢氧化 钠和25-28g/L碳酸钠组成；
[0039] c-次漂洗:碱蚀后的铝材用去离子水冲洗3-5次；
[0040] d铬化:采用绿化铬液对一次漂洗后的铝材在室温下进行铬化处理5-8分钟，在铝 材表面形成铬化膜；
[0041] e二次漂洗:用去离子水对形成铬化膜后的铝材进行漂洗；
[0042] f?烘干:二次漂洗后的铝材送入到烘干炉中烘干，烘干炉的温度设置为60-70°C，烘 干时间为30-40分钟。
[0043] 由于铝材表面通常存在一层较薄的自然氧化层，在进行铬化之间必须清除，使化 学转化膜与基体结合牢固。碱蚀应严格控制槽液温度、浓度和时间，防止过腐蚀发生，碱蚀 后进行一次漂洗可以有效避免铝材表面会出现腐蚀斑纹。作为进一步的方案，本发明所述 的铝材静电粉末喷涂工艺中，步骤1)的铝材表面处理过程中还包括在碱蚀步骤后一次漂洗 前对铝材进行去氧化处理:具体是用铬酸盐洗去在碱蚀过程中产生的氧化物，这些氧化物 包括镁氧化物、金属氧化物、硅氧化物等。
[0044] 作为进一步的方案，本发明所述的铝材静电粉末喷涂工艺中，脱脂过程弱碱液的 pH值为9.0-10.5，该弱碱液包括以下组分：硅酸钠3.0-3.5g/L;磷酸钠15-18g/L; 0P-10 0.5-0.8g/L。在本发明中脱脂的目的是除工件表面的油、脂以及其它污染物，从而形成清洁 的表面。其中0P-10在弱碱液中起表面活性剂的作用，添加0P-10能提高清洗效果加快除油 速度。
[0045] 在本发明中，铬化后形成的铬化膜铬可以提高铝金属与涂层之间的附着力，改善 了涂层的防腐性能。如果铬化膜太厚，将大大提高防腐性能但附着力不如薄的铬化膜;如果 铬化膜太薄可以产生非常好的附着力，但涂层的防腐蚀性能收到影响；因此需要严格控制 铬化处理的时间，此外绿化铬液的pH值和组分的额浓度也会影响铬化膜的厚度。作为进一 步的方案，本发明所述的铝材静电粉末喷涂工艺中，所述绿化铬液的pH值为1.5-1.8,包括 下组分： 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] 在本发明中，静电喷枪的出入压力可以控制喷涂输粉量，而输分量最终决定涂层 膜的厚度和均匀性。因此为了获得厚度为60-80M1的涂膜，本发明所述的铝材静电粉末喷涂 工艺中，步骤2)静电喷粉过程，静电喷枪的输入压力为6.0-8. OBar，电压为60-80KV。
[0048] 以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中，所采用的原料、试剂以及设备均可 以通过商业渠道获得。
[0049] 实施例1
[0050] -种铝材静电粉末喷涂工艺，其包括以下步骤：
[0051] 1)铝材表面处理:利用化学方法对铝材表面进行处理，除去铝材表面的氧化膜，具 体步骤如下：
[0052] a脱脂:采用pH值不超过11的弱碱液对铝材表面进行脱油、脱脂处理3分钟后去离 子水洗2次，脱脂过程中弱碱液的温度控制为55°C ;所述弱碱液包括以下组分:硅酸钠3.0g/ L、磷酸钠18g/L、0P-10 0.5g/L;
[0053] b碱蚀:脱脂后的铝材用45°C的碱液碱蚀5分钟，所述碱液由32g/L氢氧化钠和25g/ L碳酸钠组成；
[0054] c-次漂洗:碱蚀后的铝材用去离子水冲洗3次；
[0055] d铬化:采用绿化铬液对一次漂洗后的铝材在室温下进行铬化处理5分钟，在铝材 表面形成铬化膜;所述绿化铬液包括下组分:H 3P〇4 45mL/L、NaF 6.5g/L、Cr03 27.5g/L、 NiN03 7.5g/L；
[0056] e二次漂洗:用去离子水对形成铬化膜后的铝材进行漂洗；
[0057] f?烘干:二次漂洗后的铝材送入到烘干炉中烘干，烘干炉的温度设置为60°C，烘干 时间为40分钟；
[0058] 2)静电喷粉:经过步骤1)表面处理后的铝材转移到喷粉房中，用静电喷枪在表面 静电喷涂聚酯型粉末涂料，在铝材表面形成粉末涂层；其中，静电喷枪的输入压力为 6.0Bar，iSS60KV;
[0059] 3)粉末固化:经步骤2)静电喷粉后的铝材转入到固化炉中进行固化，固化炉的温 度设置为175 °C，固化时间为25分钟；
[0060] 4)冷却:待铝材表面的粉末固化后，冷却至室温，在铝材表面形成厚度为65WI1的涂 膜。
[0061 ] 实施例2
[0062] -种铝材静电粉末喷涂工艺，其包括以下步骤：
[0063] 1)铝材表面处理:利用化学方法对铝材表面进行处理，除去铝材表面的氧化膜，具 体步骤如下：
[0064] a脱脂:采用pH值不超过11的弱碱液对铝材表面进行脱油、脱脂处理5分钟后去离 子水洗3次，脱脂过程中弱碱液的温度控制为65°C ;所述弱碱液包括以下组分:硅酸钠3.5g/ L、磷酸钠15g/L、0P-10 0.5-g/L;
[0065] b碱蚀:脱脂后的错材用52 °C的碱液碱蚀3分钟，所述碱液由25g/L氢氧化钠和28g/ L碳酸钠组成；
[0066] c-次漂洗:碱蚀后的铝材用去离子水冲洗5次；
[0067] d铬化:采用绿化铬液对一次漂洗后的铝材在室温下进行铬化处理8分钟，在铝材 表面形成铬化膜;所述绿化铬液包括下组分: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:用去离子水对形成铬化膜后的铝材进行漂洗；
[0069] f?烘干:二次漂洗后的铝材送入到烘干炉中烘干，烘干炉的温度设置为70°C，烘干 时间为30分钟；
[0070] 2)静电喷粉:经过步骤1)表面处理后的铝材转移到喷粉房中，用静电喷枪在表面 静电喷涂氟碳粉末涂料，在铝材表面形成粉末涂层;其中，静电喷枪的输入压力为8.OBar， 电压为80KV;
[0071] 3)粉末固化:经步骤2)静电喷粉后的铝材转入到固化炉中进行固化，固化炉的温 度设置为225 °C，固化时间为15分钟；
[0072] 4)冷却:待铝材表面的粉末固化后，冷却至室温，在铝材表面形成厚度为71wii的涂 膜。
[0073]性能检测
[0074] 对实施例1和实施例2处理后的铝材表面的涂膜进行检测，具体检测项目及结果参 见表1。
[0075] 表 1
[0077]
[0078] 上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围， 本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所 要求保护的范围。
【主权项】
1. 一种铝材静电粉末喷涂工艺，其特征在于，其包括以下步骤： 1) 铝材表面处理:利用化学方法对铝材表面进行处理，除去铝材表面的氧化膜； 2) 静电喷粉:经过步骤1)表面处理后的铝材转移到喷粉房中，用静电喷枪在表面静电 喷涂粉末涂料，在铝材表面形成粉末涂层； 3) 粉末固化:经步骤2)静电喷粉后的铝材转入到固化炉中进行固化，固化炉的温度设 置为175-225 °C，固化时间为15-25分钟； 4) 冷却：待铝材表面的粉末固化后，冷却至室温，在铝材表面形成厚度为60-80μπι的涂 膜。2. 根据权利要求1所述的铝材静电粉末喷涂工艺，其特征在于，步骤1)中采用浸渍法对 铝材表面进行处理，具体处理过程包括以下步骤： a脱脂:采用pH值不超过11的弱碱液对铝材表面进行脱油、脱脂处理3-5分钟后去离子 水洗2-3次，脱脂过程中弱碱液的温度控制为55-65Γ; b碱蚀:脱脂后的错材用45-52 °C的碱液碱蚀3-5分钟，所述碱液由25-32g/L氢氧化钠和 25-28g/L碳酸钠组成； c 一次漂洗:碱蚀后的铝材用去离子水冲洗3-5次； d铬化:采用绿化铬液对一次漂洗后的铝材在室温下进行铬化处理5-8分钟，在铝材表 面形成铬化膜； e二次漂洗:用去离子水对形成铬化膜后的铝材进行漂洗； f烘干:二次漂洗后的铝材送入到烘干炉中烘干，烘干炉的温度设置为60_70°C，烘干时 间为30-40分钟。3. 根据权利要求2所述的铝材静电粉末喷涂工艺，其特征在于，步骤1)的铝材表面处理 过程中还包括在碱蚀步骤后一次漂洗前对铝材进行去氧化处理:具体是用铬酸盐洗去在碱 蚀过程中产生的氧化物。4. 根据权利要求2所述的铝材静电粉末喷涂工艺，其特征在于，脱脂过程中弱碱液的pH 值为9.0-10.5，该弱碱液包括以下组分： 硅酸钠 3.0-3.5g/L; 磷酸钠 15-18g/L; OP-IO 0.5-0.8g/L〇5. 根据权利要求2所述的铝材静电粉末喷涂工艺，其特征在于，所述绿化铬液的pH值为 1.5-1.8,包括下组分： 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. 根据权利要求1-5任一项所述的铝材静电粉末喷涂工艺，其特征在于，步骤2)静电喷 粉过程中，静电喷枪的输入压力为6.0-8. OBar，电压为60-80KV。
【文档编号】B05D3/10GK106000841SQ201610542856
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月8日
【发明人】林龙鑫, 黄尧
【申请人】广东兴裕铝业有限公司