一种纳米材料改性防腐高抗性电泳铝型材的制备方法与流程

1.本发明涉及铝型材技术领域，尤其涉及一种纳米材料改性防腐高抗性电泳铝型材的制备方法。


背景技术：

2.建筑铝型材是一类装饰性的结构材料，为了提高其装饰效果，增强抗腐蚀性能与延长使用期限，一般都要经过表面处理。因此，表面处理成了生产建筑铝型材的一道必不可少的极为重要的工序。粉末涂装、氟碳喷涂、有机和无机染色、阳极氧化、电泳涂装、机械和化学抛光、新型彩色消光电泳等各种表面处理方法蓬勃发展。在众多的表面处理技术中，电泳涂装因其涂料利用率高、以水作为溶剂、环保安全、涂装效果好、漆膜不溶于水、装饰效果好、膜面光滑精美、富有金属光泽等优越特点，在铝型材表面处理技术领域获得了巨大的应用，深受用户喜爱，已广泛进入家庭装修，潜在市场极大。
3.丙烯酸树脂具有优异的耐候性、耐磨性，且树脂无色透明，可通过配方调节涂料性能，具有优异的装饰性和性能可调性，且这类树脂主链由碳
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碳键组成，抗化学性高，配成碱性的大量含水的电泳漆也不会分解，具有良好的稳定性，因此丙烯酸类型的阳极电泳涂料占据了铝型材电泳涂料的主流。然而，目前国内铝型材用丙烯酸酯类阳极电泳涂料尚主要存在的两个问题：(1)漆膜硬度不高，国内现有产品的漆膜硬度通常为2
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3h，从而易出现擦痕、划伤等，从而降低铝型材的耐腐蚀抗性；(2)丰满度不高，解决该问题的常用办法是提高漆膜厚度，但会引起涂装成本的增加。
4.为了提升丙烯酸类型的阳极电泳涂料的防腐性能、附着力，耐冲击性能、耐溶剂性和户外耐候性，本发明提供了一种纳米材料改性防腐高抗性电泳铝型材的制备方法。


技术实现要素：

5.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种纳米材料改性防腐高抗性电泳铝型材的制备方法。
6.本发明的技术方案如下：一种纳米材料改性防腐高抗性电泳铝型材的制备方法，包括以下步骤：a、将铝型材依次进行脱脂、水洗、中和、水洗处理，得预处理铝型材；b、将预处理后的铝型材置于硫酸氧化槽中进行电解氧化处理，水洗；c、将钛酸四丁酯分散在无水乙醇中，搅拌，得到钛酸四丁酯的无水乙醇悬浮液，然后转移至反应釜中，在180
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220℃下反应2
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3h，冷却至室温后，离心洗涤，烘干，高温煅烧，获得中空球状二氧化钛；然后将中空球状二氧化钛进行干法研磨，控制粒径在50
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120nm；将纳米级中空球状二氧化钛超声分散在去离子水中，然后加入到聚丙烯酸酯乳液中，混合均匀后在75
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80℃下搅拌5
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8h，得到纳米二氧化钛改性聚丙烯酸酯乳液；d、在纳米二氧化钛改性聚丙烯酸酯乳液中加入对甲苯磺酸，然后升温至90
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95℃，降温至45
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50℃，向其中加入六甲氧基甲基三聚氰胺，搅拌，再加入乙二胺，搅拌，然后加入
去离子水，搅拌，稀释配制成丙烯酸树脂电泳涂料；e、将电解氧化后的铝型材置于装有丙烯酸树脂电泳涂料的电泳槽中，在60v的直流电压下进行电泳涂装，电极极距为3cm、电泳时间为2
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3min，得到不溶性漆膜，水洗、干燥、160
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180℃下烘烤8
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15min，冷却至室温，即得。
7.优选的，所述的步骤c中，所述的二氧化钛改性聚丙烯酸酯乳液中，二氧化钛的含量为0.1
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0.2%。
8.优选的，所述的步骤c中，所述的聚丙烯酸酯乳液的固含量为18
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30%。
9.优选的，所述的步骤c中，所述的纳米二氧化钛改性聚丙烯酸酯乳液的固含量为10
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15%。
10.优选的，所述的步骤d中，各原料的重量份比例如下: 纳米二氧化钛改性聚丙烯酸酯乳液 100份、甲苯磺酸5
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8份、六甲氧基甲基三聚氰胺10
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15份、乙二胺1
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3份和去离子水50
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80份。
11.本发明的有益之处在于：本发明的纳米材料改性防腐高抗性电泳铝型材的制备方法，首先将铝型材进行预处理，然后置于硫酸氧化槽中进行电解氧化处理，然后采用纳米二氧化钛改性聚丙烯酸酯乳液、甲苯磺酸、六甲氧基甲基三聚氰胺、乙二胺和去离子水配制成的丙烯酸树脂电泳涂料对铝型材进行电泳涂装，得到不溶性漆膜，然后水洗、干燥、烘烤，即可。本发明中采用纳米二氧化钛改性聚丙烯酸酯乳液替代传统的聚丙烯酸酯乳液，可以有效提升漆膜的防腐性能、附着力，耐冲击性能、耐溶剂性和户外耐候性。
具体实施方式
12.实施例1一种纳米材料改性防腐高抗性电泳铝型材的制备方法，包括以下步骤：a、将铝型材依次进行脱脂、水洗、中和、水洗处理，得预处理铝型材；b、将预处理后的铝型材置于硫酸氧化槽中进行电解氧化处理，水洗；c、将钛酸四丁酯分散在无水乙醇中，搅拌，得到钛酸四丁酯的无水乙醇悬浮液，然后转移至反应釜中，在205℃下反应2.5h，冷却至室温后，离心洗涤，烘干，高温煅烧，获得中空球状二氧化钛；然后将中空球状二氧化钛进行干法研磨，控制粒径在50
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120nm；将纳米级中空球状二氧化钛超声分散在去离子水中，然后加入到聚丙烯酸酯乳液中，混合均匀后在78℃下搅拌6h，得到纳米二氧化钛改性聚丙烯酸酯乳液；d、在纳米二氧化钛改性聚丙烯酸酯乳液中加入对甲苯磺酸，然后升温至92℃，降温至48℃，向其中加入六甲氧基甲基三聚氰胺，搅拌，再加入乙二胺，搅拌，然后加入去离子水，搅拌，稀释配制成丙烯酸树脂电泳涂料；e、将电解氧化后的铝型材置于装有丙烯酸树脂电泳涂料的电泳槽中，在60v的直流电压下进行电泳涂装，电极极距为3cm、电泳时间为2.5min，得到不溶性漆膜，水洗、干燥、175℃下烘烤12min，冷却至室温，即得。
13.所述的步骤c中，所述的二氧化钛改性聚丙烯酸酯乳液中，二氧化钛的含量为0.18%。
14.所述的步骤c中，所述的聚丙烯酸酯乳液的固含量为25%。
15.所述的步骤c中，所述的纳米二氧化钛改性聚丙烯酸酯乳液的固含量为12%。
16.所述的步骤d中，各原料的重量份比例如下: 纳米二氧化钛改性聚丙烯酸酯乳液 100份、甲苯磺酸6.5份、六甲氧基甲基三聚氰胺14份、乙二胺1.5份和去离子水65份。
17.实施例2一种纳米材料改性防腐高抗性电泳铝型材的制备方法，包括以下步骤：a、将铝型材依次进行脱脂、水洗、中和、水洗处理，得预处理铝型材；b、将预处理后的铝型材置于硫酸氧化槽中进行电解氧化处理，水洗；c、将钛酸四丁酯分散在无水乙醇中，搅拌，得到钛酸四丁酯的无水乙醇悬浮液，然后转移至反应釜中，在220℃下反应2h，冷却至室温后，离心洗涤，烘干，高温煅烧，获得中空球状二氧化钛；然后将中空球状二氧化钛进行干法研磨，控制粒径在50
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120nm；将纳米级中空球状二氧化钛超声分散在去离子水中，然后加入到聚丙烯酸酯乳液中，混合均匀后在80℃下搅拌5h，得到纳米二氧化钛改性聚丙烯酸酯乳液；d、在纳米二氧化钛改性聚丙烯酸酯乳液中加入对甲苯磺酸，然后升温至95℃，降温至45℃，向其中加入六甲氧基甲基三聚氰胺，搅拌，再加入乙二胺，搅拌，然后加入去离子水，搅拌，稀释配制成丙烯酸树脂电泳涂料；e、将电解氧化后的铝型材置于装有丙烯酸树脂电泳涂料的电泳槽中，在60v的直流电压下进行电泳涂装，电极极距为3cm、电泳时间为3min，得到不溶性漆膜，水洗、干燥、160℃下烘烤15min，冷却至室温，即得。
18.所述的步骤c中，所述的二氧化钛改性聚丙烯酸酯乳液中，二氧化钛的含量为0.1%。
19.所述的步骤c中，所述的聚丙烯酸酯乳液的固含量为30%。
20.所述的步骤c中，所述的纳米二氧化钛改性聚丙烯酸酯乳液的固含量为15%。
21.所述的步骤d中，各原料的重量份比例如下: 纳米二氧化钛改性聚丙烯酸酯乳液 100份、甲苯磺酸5份、六甲氧基甲基三聚氰胺15份、乙二胺1份和去离子水80份。
22.实施例3一种纳米材料改性防腐高抗性电泳铝型材的制备方法，包括以下步骤：a、将铝型材依次进行脱脂、水洗、中和、水洗处理，得预处理铝型材；b、将预处理后的铝型材置于硫酸氧化槽中进行电解氧化处理，水洗；c、将钛酸四丁酯分散在无水乙醇中，搅拌，得到钛酸四丁酯的无水乙醇悬浮液，然后转移至反应釜中，在180℃下反应3h，冷却至室温后，离心洗涤，烘干，高温煅烧，获得中空球状二氧化钛；然后将中空球状二氧化钛进行干法研磨，控制粒径在50
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120nm；将纳米级中空球状二氧化钛超声分散在去离子水中，然后加入到聚丙烯酸酯乳液中，混合均匀后在75℃下搅拌8h，得到纳米二氧化钛改性聚丙烯酸酯乳液；d、在纳米二氧化钛改性聚丙烯酸酯乳液中加入对甲苯磺酸，然后升温至90℃，降温至50℃，向其中加入六甲氧基甲基三聚氰胺，搅拌，再加入乙二胺，搅拌，然后加入去离子水，搅拌，稀释配制成丙烯酸树脂电泳涂料；e、将电解氧化后的铝型材置于装有丙烯酸树脂电泳涂料的电泳槽中，在60v的直流电压下进行电泳涂装，电极极距为3cm、电泳时间为2min，得到不溶性漆膜，水洗、干燥、180℃下烘烤8min，冷却至室温，即得。
23.所述的步骤c中，所述的二氧化钛改性聚丙烯酸酯乳液中，二氧化钛的含量为
0.2%。
24.所述的步骤c中，所述的聚丙烯酸酯乳液的固含量为18%。
25.所述的步骤c中，所述的纳米二氧化钛改性聚丙烯酸酯乳液的固含量为10%。
26.所述的步骤d中，各原料的重量份比例如下: 纳米二氧化钛改性聚丙烯酸酯乳液 100份、甲苯磺酸8份、六甲氧基甲基三聚氰胺10份、乙二胺3份和去离子水50份。
27.对比例1将实施例1中的纳米二氧化钛改性聚丙烯酸酯乳液替换为等量的聚丙烯酸酯乳液和纳米中空球状二氧化钛，其余配比和制备方法不变。
28.以下对实施例1
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3和对比例1制备的铝型材的电泳漆膜进行检测，得到如下检测结果，具体结果见表1。
29.表1：实施例1
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3和对比例1制备的铝型材的电泳漆膜检测结果；由以上测试数据可以知道，本发明的纳米材料改性防腐高抗性电泳铝型材具备非常好的硬度、耐冲击性能、附着力和防腐性能。
30.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。