| 我國鋁型材業經過20年的發展，已形成一個完整的工業體系，成為國民經濟的支柱產業之一。原鋁產量已達到250萬噸以上，占世界第三位，擁有鋁加工企業1000多家，生產能力已達到350萬噸/年，鋁型材產量已達100萬噸/年。目前已進入高檔發展時期，鋁型材的表面處理技術發展迅速，由單一的古銅料發展到擁有粉末涂裝、噴涂氟碳涂料、有機和無機染色、電泳涂裝、機械和化學拋光等工藝手段，新一代的木紋化處理技術，三段電解多色著色以及微弧氧化著色技術也在試產中，鋁型材的外觀有鈦金、金黃、香檳、仿不銹鋼及各種色彩，還有顯示鏡面、沙石、亞光、珠光等特殊效果的。在眾多的表面處理技術中，電泳涂裝是最具發展方向的適用技術。鋁型材經陽極化和電解著色后再進行電泳涂裝，有雙層保護。具有高透明，高度金屬質感，高耐蝕及高耐候性，比噴漆、粉末噴涂更具裝飾性，深受用戶喜愛，已廣泛進入家庭裝修，潛在市場極大。其二，工藝容易實施，只要在原生產線上增加幾個槽與鋁氧化著色形成流水線生產，水溶性電泳涂裝安全，可以實現閉路循環，有利于環保。其三，更重要的是電泳型材更具魅力，是高檔、豪華型材的典范。擁有電泳涂裝線成為鋁型材廠綜合技術水平的重要標志。
2．4．2鋁型(xing)材的電(dian)泳涂裝
2．4．2．1電泳(yong)涂裝的特點
自20世紀30年代(dai)(dai)電泳(yong)涂(tu)(tu)料在福特(te)汽車公(gong)司車輪涂(tu)(tu)裝(zhuang)線上使(shi)用以來(lai)，其應用得到了飛(fei)速發展。透明(ming)的(de)(de)、具耐(nai)候性的(de)(de)丙烯酸類(lei)和(he)聚氨酯類(lei)電泳(yong)涂(tu)(tu)料自70年代(dai)(dai)開(kai)始已(yi)成功用于金屬(shu)表面(mian)的(de)(de)裝(zhuang)飾和(he)保(bao)護，如銅字招牌保(bao)護，不銹鋼及電鍍(du)制品的(de)(de)裝(zhuang)飾和(he)保(bao)護，作為最終保(bao)護裝(zhuang)飾層的(de)(de)最具代(dai)(dai)表性的(de)(de)就是建(jian)筑鋁(lv)型材的(de)(de)電泳(yong)涂(tu)(tu)裝(zhuang)。
鋁材型(xing)(xing)材傳(chuan)統(tong)的(de)表面處理工(gong)藝是氧化、著(zhu)色(se)及(ji)封(feng)閉(bi)處理，這種鋁材的(de)轉化膜在(zai)戶外長(chang)期使用(yong)(yong)時，特別是在(zai)酸雨或(huo)海洋環境中時，容易(yi)腐蝕，耐久性差，因此(ci)自70年代開始(shi)，人們嘗試用(yong)(yong)涂(tu)料(liao)涂(tu)裝(zhuang)的(de)方法來提高(gao)建(jian)筑用(yong)(yong)鋁型(xing)(xing)材的(de)裝(zhuang)飾(shi)性能及(ji)使用(yong)(yong)年限，目前，已工(gong)業化成功使用(yong)(yong)的(de)有電泳涂(tu)漆(qi)、粉末(mo)涂(tu)裝(zhuang)和氟碳噴涂(tu)。由于電泳涂(tu)料(liao)是水性涂(tu)料(liao)，鋁材經前處理水洗后可直(zhi)接電泳，電泳涂(tu)層透明(ming)度(du)高(gao)，既具有高(gao)裝(zhuang)飾(shi)性又可突出鋁型(xing)(xing)材本身(shen)的(de)金(jin)屬(shu)光澤，因此(ci)在(zai)建(jian)筑鋁型(xing)(xing)材上已越(yue)來越(yue)多地使用(yong)(yong)電泳涂(tu)裝(zhuang)。
電泳(yong)涂(tu)裝(zhuang)法和其它涂(tu)裝(zhuang)方法相比有以下優點(dian)：
⑴易實現自(zi)動化(hua)生產。由于電(dian)泳涂裝(zhuang)在水性電(dian)泳槽中(zhong)進(jin)行，與陽極氧化(hua)、電(dian)解著色工藝類似，處理時間短，容易實現整個工藝的流水線作業。
⑵涂膜(mo)均勻(yun)致密。由于電泳(yong)涂料的高泳(yong)透力，可使(shi)復雜形狀的型材亦獲得均勻(yun)的涂膜(mo)，同時通過調整(zheng)電量可控(kong)制膜(mo)厚。
⑶涂(tu)料(liao)的利(li)(li)用(yong)率(lv)(lv)高。由于(yu)粘度低，工(gong)件帶出較少，而且電(dian)泳工(gong)件可用(yong)水(shui)洗，回收裝置的利(li)(li)用(yong)使(shi)電(dian)泳涂(tu)裝的涂(tu)料(liao)利(li)(li)用(yong)率(lv)(lv)高達95%以上。
⑷安全(quan)性和環(huan)保(bao)(bao)性。由于電泳涂料的水稀釋，固體份低，溶劑含量少是環(huan)保(bao)(bao)型涂料，且免除(chu)了火災的危(wei)險，工(gong)人健(jian)康也有保(bao)(bao)障。
⑸涂(tu)膜質(zhi)量好。丙烯酸(suan)樹脂(zhi)用氨基(ji)樹脂(zhi)固化，保證了涂(tu)膜的(de)高裝飾及高耐腐蝕性，同時由于樹脂(zhi)高度透明，有效地突出了金屬質(zhi)感，根(gen)據需要還可得到亞光(guang)(guang)、沙面、珠光(guang)(guang)等(deng)裝飾效果。
⑹和通常(chang)的電解著色封孔工藝相比，具有省(sheng)時(shi)，節省(sheng)人力的特點，電泳涂(tu)膜無需封孔，避免了(le)由于封孔不好帶來的裂紋等(deng)毛病。
⑺可自由控制涂膜(mo)的厚度，國(guo)內外通常(chang)控制7μm和12μm兩檔。
⑻由于電泳層透(tou)明光亮，因(yin)此(ci)要求鋁鑄(zhu)錠質量高，擠(ji)壓(ya)材表面平(ping)滑，機械缺陷少，對氧化(hua)著色工(gong)藝要求管(guan)理嚴格，因(yin)為(wei)任何微小的缺陷和沾(zhan)污都會在透(tou)明漆下暴露無遺。
⑼對電泳工(gong)藝管理要求高，以提高成品(pin)率。
2．4．2．2電泳涂(tu)裝的原理
以陽極電泳(yong)為例，圖2－4－1說明了陽極電泳(yong)的過程，此時工件(jian)為鋁型材作陽極。
涂料狀(zhuang)態（乳化(hua)狀(zhuang)態）：含羧基的(de)丙烯酸樹脂，中和劑為氫氧化(hua)鉀(jia)，或(huo)有機胺，固(gu)化(hua)劑為三(san)聚氰胺甲醛樹脂。
pH值：7．8～8．5之間(jian)。
電沉積：在pH值下降時析(xi)出
電(dian)極反應：陽極（鋁型材(cai)）
2H2O→4H＋＋4e－＋O2↑
R－COO－＋H＋→R－COOH
水溶性(xing)水不溶（涂膜(mo)）
Me→Men＋＋ne
RCOO－＋Men＋→（R－COO）nMe（析(xi)出）
陰極（極板）
2H2O＋2e→2OH－＋H2↑
電(dian)(dian)泳(yong)時(shi)在(zai)工件表面涂(tu)膜(mo)沉積，陽(yang)(yang)極(ji)有(you)氧(yang)(yang)氣產生(sheng)，可以促進(jin)(jin)成(cheng)(cheng)膜(mo)，但氧(yang)(yang)氣產生(sheng)過多會造成(cheng)(cheng)涂(tu)膜(mo)外觀光(guang)亮度差(cha)，因(yin)此電(dian)(dian)泳(yong)過程(cheng)中要對(dui)電(dian)(dian)導率進(jin)(jin)行控(kong)(kong)制，另(ling)外要控(kong)(kong)制液的(de)pH值，它(ta)與(yu)涂(tu)膜(mo)的(de)沉積密(mi)切相(xiang)關(guan)，陽(yang)(yang)極(ji)電(dian)(dian)泳(yong)時(shi)有(you)金屬(shu)離子溶(rong)出(chu)，它(ta)參與(yu)成(cheng)(cheng)膜(mo)，鋁型材電(dian)(dian)泳(yong)時(shi)的(de)金屬(shu)離子溶(rong)出(chu)和鋼鐵件不同，對(dui)顏色的(de)影響甚(shen)微。
2．4．2．3鋁(lv)型材用陽極電泳(yong)涂料的特性
2．4．2．3．1陽極電泳涂料的品(pin)種
由于丙烯酸樹脂(zhi)(zhi)具(ju)有優異的(de)耐(nai)候性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)；樹脂(zhi)(zhi)無色(se)透(tou)明，可通過配方調節涂料(liao)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能，具(ju)有優異的(de)裝飾性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能可調性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，且(qie)這類樹脂(zhi)(zhi)主鏈(lian)由碳－碳鍵組成，抗化學性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)高，配成堿性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)大量(liang)含水的(de)電泳(yong)(yong)(yong)漆也不會(hui)分解，具(ju)有良(liang)好的(de)穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，因(yin)此丙烯酸類型(xing)的(de)陽(yang)極電泳(yong)(yong)(yong)涂料(liao)占據了(le)鋁型(xing)材電泳(yong)(yong)(yong)涂料(liao)的(de)主流。
目前還有(you)一(yi)類為(wei)有(you)色的(de)聚氨酯(zhi)電泳(yong)漆，性(xing)能(neng)較(jiao)好，工(gong)藝簡單，因為(wei)采(cai)用(yong)有(you)色聚氨酯(zhi)電泳(yong)漆，則可取消陽極氧化、著(zhu)色、封閉工(gong)藝。有(you)利于節(jie)約成本。此(ci)外(wai)為(wei)滿足各種產(chan)品(pin)的(de)不同需求，功能(neng)性(xing)的(de)抗菌、絕緣(yuan)、自潤滑電泳(yong)涂料(liao)，及(ji)裝飾性(xing)的(de)亞光、消光、珠光電泳(yong)涂料(liao)也(ye)已(yi)經得到應(ying)用(yong)。
2．4．2．3．2電泳涂(tu)料的(de)制造(zao)
陽極電泳涂(tu)料是指將鋁型(xing)材工(gong)件(jian)作為陽極，故陽極電泳涂(tu)料是陰離子型(xing)樹脂(zhi)，最常用的(de)是水可稀釋的(de)帶羧(suo)基的(de)丙烯酸樹脂(zhi)，用三聚氨胺甲醛樹脂(zhi)作為交聯劑固化，引入丙烯酸單體越多，則樹脂(zhi)水溶性越好。
如配方：
MMA：BA：HEMA：AA＝45：38：10：7
其中MMA為(wei)(wei)(wei)(wei)甲基(ji)(ji)(ji)丙(bing)烯酸甲酯(zhi)是(shi)(shi)硬單體(ti)，聚(ju)合物的(de)(de)(de)主(zhu)體(ti)；BA是(shi)(shi)丙(bing)烯酸丁酯(zhi)，是(shi)(shi)軟單體(ti)，用(yong)(yong)來(lai)調節(jie)玻璃化溫度，提(ti)供鏈的(de)(de)(de)柔性(xing)；HEMA是(shi)(shi)甲基(ji)(ji)(ji)丙(bing)烯酸β－羥(qian)乙(yi)酯(zhi)，它提(ti)供自由(you)的(de)(de)(de)羥(qian)基(ji)(ji)(ji)，與氨基(ji)(ji)(ji)樹(shu)脂起交聯反(fan)應(ying)，同時(shi)還(huan)增強樹(shu)脂的(de)(de)(de)親(qin)水性(xing)，AA是(shi)(shi)丙(bing)烯酸提(ti)供羧基(ji)(ji)(ji)，基(ji)(ji)(ji)含(han)量越高，親(qin)水性(xing)愈(yu)好(hao)，一(yi)般(ban)(ban)電泳涂料中用(yong)(yong)5%～10%，聚(ju)合在(zai)共溶劑(ji)丙(bing)二(er)(er)醇(chun)(chun)(chun)丁醚(mi)中進(jin)行(xing)，濃(nong)度為(wei)(wei)(wei)(wei)70%左右(you)，引發劑(ji)可用(yong)(yong)過氧化苯(ben)甲酯(zhi)（BPO），但(dan)以偶氧二(er)(er)異丁腈為(wei)(wei)(wei)(wei)好(hao)。反(fan)應(ying)溫度為(wei)(wei)(wei)(wei)100℃左右(you)，聚(ju)合完成后，用(yong)(yong)二(er)(er)甲基(ji)(ji)(ji)乙(yi)醇(chun)(chun)(chun)胺(an)(an)中和，然(ran)后用(yong)(yong)水稀(xi)釋，固體(ti)含(han)量一(yi)般(ban)(ban)為(wei)(wei)(wei)(wei)60%左右(you)，pH值為(wei)(wei)(wei)(wei)7．5～8．5，在(zai)水性(xing)涂料中要(yao)用(yong)(yong)到溶劑(ji)，有時(shi)稱共溶劑(ji)，多為(wei)(wei)(wei)(wei)親(qin)水性(xing)醇(chun)(chun)(chun)類，如(ru)丙(bing)醇(chun)(chun)(chun)、丁醇(chun)(chun)(chun)、乙(yi)二(er)(er)醇(chun)(chun)(chun)（或(huo)(huo)丙(bing)二(er)(er)醇(chun)(chun)(chun)）的(de)(de)(de)單醚(mi)，主(zhu)要(yao)依據揮發性(xing)能(neng)、毒性(xing)、價格來(lai)選(xuan)擇，中和劑(ji)作(zuo)用(yong)(yong)在(zai)于(yu)中和丙(bing)烯酸樹(shu)脂鏈上的(de)(de)(de)羧基(ji)(ji)(ji)，保護樹(shu)脂水溶性(xing)，多為(wei)(wei)(wei)(wei)有機胺(an)(an)或(huo)(huo)氫氧化鈉，用(yong)(yong)有機胺(an)(an)，如(ru)三(san)乙(yi)胺(an)(an)，二(er)(er)甲基(ji)(ji)(ji)乙(yi)醇(chun)(chun)(chun)胺(an)(an)，特別是(shi)(shi)三(san)級胺(an)(an)有益于(yu)樹(shu)脂穩定(ding)。
2．4．3電泳的工(gong)藝及設備
2．4．3．1電泳(yong)的工藝流程
以陽(yang)極(ji)電泳為例，通常按如下(xia)工藝進行
脫脂→水(shui)(shui)洗(xi)→水(shui)(shui)洗(xi)→中和→水(shui)(shui)洗(xi)→陽極氧化→水(shui)(shui)洗(xi)→電(dian)(dian)解(jie)著色→熱水(shui)(shui)洗(xi)→水(shui)(shui)洗(xi)→電(dian)(dian)泳→水(shui)(shui)洗(xi)→干燥(zao)
2．4．3．2電泳的工藝條件
⑴電(dian)泳槽液的條(tiao)件
固體份：7%～9%
溫(wen)度：20～25℃
pH：8．0～8．8
電(dian)阻率(lv)/Ω·cm（20℃）：1500～2500
⑵電泳的(de)工藝(yi)參數
電壓：80～250V（DC）
電(dian)泳時間(jian)：1～3min
電流密度：15～50A/㎡
具體(ti)工藝規范依產品的(de)要(yao)求(qiu)進行。
涂膜厚(hou)度(du)：7～12μm
2．4．3．3鋁(lv)型材(cai)電泳工(gong)藝所需(xu)設(she)備
⑴電(dian)泳槽(cao)。鋁型材電(dian)泳槽(cao)多設(she)計為長方形矩形槽(cao)，基內(nei)部大小取(qu)決于(yu)裝掛吊的(de)尺寸，槽(cao)體用(yong)4～6mm，鋼(gang)(gang)板內(nei)襯用(yong)聚丙烯或環氧玻(bo)璃鋼(gang)(gang)，需設(she)置(zhi)溢流槽(cao)。
⑵電(dian)源(yuan)。直(zhi)流(liu)要求0～250A任意可(ke)調(diao)，電(dian)流(liu)大(da)小根據50A/㎡計算，約2000A/槽。電(dian)源(yuan)的波紋因(yin)素一定要小于6%，其值(zhi)愈(yu)大(da)，電(dian)泳(yong)涂(tu)膜產生孔隙的幾率愈(yu)大(da)。
⑶電極(ji)。在陽(yang)極(ji)電泳時(shi)，鋁型材作為陽(yang)極(ji)，陰(yin)極(ji)板(ban)(ban)(ban)采用不銹鋼板(ban)(ban)(ban)或鋁板(ban)(ban)(ban)，陰(yin)極(ji)面積為工件總面積的1倍。板(ban)(ban)(ban)隔膜(mo)采用聚丙烯纖維布。
⑷熱(re)交換系(xi)統。可保(bao)證槽液溫(wen)度穩定(ding)。
⑸預配槽(cao)(cao)及自動(dong)添加系統。預配槽(cao)(cao)可完成電泳槽(cao)(cao)液的(de)配制，以保(bao)證(zheng)達到正常參數；自動(dong)添加系統，可保(bao)證(zheng)補充每槽(cao)(cao)鋁型材(cai)所消耗的(de)電泳漆的(de)量，保(bao)證(zheng)電泳槽(cao)(cao)固體份(fen)在工藝范圍之內(nei)，以確保(bao)膜厚的(de)均一。
⑹離子交換處理（IR）系統。陽極電泳時，陰極pH值會不斷增加，采用離子交換樹脂系統可去除槽液中的雜質，陰、陽離子使槽液pH值穩定，若再加上反滲透裝置（RO）則可實現閉路系統。
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