一、概述：

    粉末（氟碳漆）噴涂鋁型材在噴涂、噴漆之前，需要通過前處理在型材表面形成一層致密的連接介質(zhì)，前處理加工過程——是通過去除型材表面的油污、雜質(zhì)，自然氧化膜之后，再經(jīng)過化學氧化（鉻化或無鉻鈍化），使其鋁表面生成一層鈍化膜，其目的是：

    （1）保護鋁型材表面不被空氣腐蝕，防止進一步生成自然氧化膜。

    （2）金屬鋁型材表面和粉末涂料或水性油漆的結(jié)合，需要一層過渡層，才能使金屬與非金屬之間的結(jié)合力更強，達到最佳（經(jīng)沖擊試驗，劃格試驗，沸水試驗檢測合格）使用狀態(tài)。

    1.傳統(tǒng)的前處理工藝：

    鋁型材上排扎料→水洗→脫脂→水洗→堿蝕→水洗→水洗→中和出光→水洗→水洗→化學氧化（鉻化或無鉻鈍化）→水洗→純水洗→晾干或烘干→上線噴涂（噴漆）

    以上工藝是標準的西方鋁前處理工藝方法，我國在20世紀80年代開始基本上沿用，到了90年代后期，傳統(tǒng)的前處理脫脂、堿蝕、中和出光三道工序，被國內(nèi)研發(fā)的三合一脫脂表調(diào)劑所代替。其優(yōu)點是：簡化生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率，同時也減少了多次水洗帶來的廢水處理量過大，但此工藝也有一個致命的缺點：三合一脫脂采用大量的氫氟酸常溫快速腐蝕鋁表面，其帶出的槽液中氟離子含量嚴重超標，增加了廢水處理的負擔。

    2.沿用的三合一前處理工藝：

    鋁材上排→水洗→三合一脫脂→水洗→水洗→化學氧化（鉻化或無鉻鈍化）→水洗→水洗（純水洗）→晾干或烘干-→上線噴涂（噴漆）

    3.前處理（傳統(tǒng)與現(xiàn)代）工藝缺陷：

    進入二十一世紀，隨著國家對環(huán)境保護，水資源保護的立法和監(jiān)管力度的不斷加大，2015年國家要正式頒布“中華人民共和國環(huán)境保護法”，為此，作為鋁型材加工企業(yè)，迫切需要我們改進新的加工工藝方法，以上工藝所使用有毒、有害污染物質(zhì)，如：傳統(tǒng)工藝中的氟離子、六價鉻；現(xiàn)代無鉻鈍化處理工藝所采用的氟鋯酸鹽、氟鈦酸鹽，還有加速成膜的氫氟酸，同樣也存在有毒氟污染的問題。

    況且無鉻鈍化工藝處理所生成的轉(zhuǎn)化膜無法和有鉻化工藝所生成的鉻化膜（300-1000mg/m2）相比，無鉻膜層薄（70-150mg/m2）、疏松、容易破裂，無顏色，在線生產(chǎn)無法判定前處理后膜層是否合格。生產(chǎn)工藝要求嚴格，工藝槽必須使用純水洗，否則膜層容易流失。因此，目前多數(shù)廠家采用無鉻鈍化噴涂鋁材前處理后，涂層脫落現(xiàn)象時有發(fā)生，給生產(chǎn)企業(yè)和用戶帶來了不可彌補的直接經(jīng)濟損失和間接經(jīng)濟損失。

    二、新型前處理工藝及特點：

    1.需要解決的問題：

    （1）簡化生產(chǎn)工藝、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、減少廢水排放。

    （2）不再使用有毒、有害，國家禁用的一、二類有害化學品。如：氫氟酸、鉻酸（六價）以及其它重金屬鹽。

    （3）鋁型材材噴涂前處理工藝所獲得的膜層介質(zhì)，首先：性能指標要完全達到有鉻化處理工藝性能指標要求，經(jīng)過粉末噴涂后涂層在附著力性能試驗，要完全達到國家GB5237-2008標準要求。

    （4）工藝簡單、可操作性要強，產(chǎn)品在線可以隨時監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量，膜層介質(zhì)（凝膠膜）穩(wěn)定性強。

    以上需要解決的諸項工藝存在問題：經(jīng)本公司通過無數(shù)次配方的小試、中試、生產(chǎn)在線試驗、最終研制開發(fā)的新型鋁合金前處理介質(zhì)的加工工藝方法，完全可以替代現(xiàn)存的前處理（有鉻、無鉻）加工工藝，其實用性、新穎性、創(chuàng)造性、環(huán)保節(jié)能性，實屬行業(yè)首創(chuàng)。

    2.新型前處理工藝流程：

    鋁型材上排→水洗→四合一無鉻電化學氧化（鈍化）→水洗→水洗→晾干或烘干→上線噴涂（噴漆）。

    3.新型前處理工藝特點：

    （1）大幅度簡化生產(chǎn)工序，提高了生產(chǎn)效率、減少了廢水排放量。

    （2）通過電解過程的電腐蝕起到脫脂表調(diào)的作用，不單獨使用三合一脫脂表調(diào)劑。

    （3）真正達到了不使用有毒、有害的化學污染藥品，如：氟離子、六價鉻和其它重金屬。消除了對環(huán)境的污染，符合國家環(huán)保要求。

    （4）使用低濃度的有機酸配方做導電介質(zhì)，加工過程采用低電壓，低電流、常溫電解成膜（凝膠膜層），目前在國內(nèi)、外實屬首創(chuàng)。

    （5）加工過程與其他傳統(tǒng)工藝比較，成膜速度快、加工時間短，電耗是傳統(tǒng)工藝的1/5—1/6、成膜穩(wěn)定、目視可檢測（膜層呈七彩微帶淡藍色），總之：性價比高。

    （6）通過快速電解成膜的鈍化工藝原理，采用定電壓、變電流的電化學氧化方法，所形成的膜層質(zhì)地密實、均勻，其膜層（凝膠膜）的吸附性能：對鋁型材表面及涂層表面的吸附性與有鉻化前處理工藝相比較，無差異性。

    三、生廠設(shè)備：

    本工藝相比前述傳統(tǒng)工藝，需要增加的設(shè)備投入有：可控整流柜機、槽液循環(huán)系統(tǒng)、槽液過濾機、導電極板、母線，多組人工扎排排架等。

    四、輔助材料組分、前處理介質(zhì)類別：

    1.“四合一”鈍化劑組分：

    本工藝采用了一種“四合一”的鈍化劑作為電解導電介質(zhì)及成膜介質(zhì)，其主要組分：

    （1）含羥基有機酸，含量占鈍化劑總重量的5-25%

    （2）無機和有機混合酸（包括硼酸，草酸，酒石酸，丁二酸，硫酸，磷酸，葡糖酸），含量占鈍化劑總重量的10-30%

    （3）適量的表面活性劑，占總重量的0.19-0.59%

    2.前處理介質(zhì)類別：

    鋁型材材在噴涂或噴漆前，必須經(jīng)過前處理，在鋁金屬表面形成一層前處理介質(zhì)，以提高鋁金屬表面與涂料的結(jié)合力（附著力）。隨著中國環(huán)境污染程度的日益加劇，傳統(tǒng)的前處理介質(zhì)——鉻化膜（300-1000mg/m2）由于含有有毒的六價鉻，已被列入禁用產(chǎn)品行列。

    無鉻系列前處理介質(zhì)——鋯鈦轉(zhuǎn)化膜（70-150mg/m2），雖然能夠解決鉻污染環(huán)境的問題，但此種加工工藝使用鈦鋯氟化物，一是增加了用氟的新污染，二是此種前處理介質(zhì)（鈍化膜）膜層超薄、柔軟、耐磨性差，易被碰傷、劃傷、擦傷，在實際生產(chǎn)過程中，被破壞的介質(zhì)（鈍化膜）表面很容易被周邊環(huán)境污染和腐蝕，膜層污染或腐蝕后很難被發(fā)現(xiàn)，往往被腐蝕處有可能造成粉末涂層大面積脫落，又由于無鉻化處理介質(zhì)顏色是無色透明，在大批量生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測無法實現(xiàn)100%全檢，只有完全靠工藝進行保證，一旦加工工藝出現(xiàn)失誤、未發(fā)現(xiàn)，將導致重大的質(zhì)量事故發(fā)生。

    新型前處理介質(zhì)——凝膠膜（200-1000mg/m2），它是在電解氧化反應狀態(tài)下完成，導電介質(zhì)中的有機酸復合鹽和無機混合酸（低濃度無毒、無害），通過電解氧化反應，在鋁基體表面形成一層復雜凝膠狀鈍化膜層，此膜層呈現(xiàn)七彩淡藍顏色、吸附性強，同時在鋁材封閉內(nèi)腔形成同樣的膜層，使其具有更加獨特的內(nèi)外保護層。在型材噴粉后的固化過程中，新型前處理介質(zhì)與粉末在交聯(lián)反應過程中形成非晶態(tài)的玻璃體，使粉末涂層與型材表面結(jié)合力（附著力）更強，是前述其他表面處理工藝無法超越的。

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責任編輯：龐雪潔

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