我(wo)國(guo)鋁(lv)型(xing)(xing)(xing)材(cai)(cai)(cai)業經(jing)過20年(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)，已形(xing)成(cheng)一個(ge)完整(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)業體系，成(cheng)為國(guo)民經(jing)濟的(de)(de)(de)(de)(de)(de)支柱產(chan)(chan)業之一。原鋁(lv)產(chan)(chan)量已達到250萬(wan)噸以(yi)上，占世界第(di)三位(wei)，擁(yong)有(you)(you)鋁(lv)加(jia)工(gong)企業1000多家，生(sheng)產(chan)(chan)能力已達到350萬(wan)噸/年(nian)，鋁(lv)型(xing)(xing)(xing)材(cai)(cai)(cai)產(chan)(chan)量已達100萬(wan)噸/年(nian)。目前已進入高(gao)檔發(fa)展(zhan)時期，鋁(lv)型(xing)(xing)(xing)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)處(chu)理技(ji)術(shu)發(fa)展(zhan)迅速，由(you)單一的(de)(de)(de)(de)(de)(de)古(gu)銅料(liao)發(fa)展(zhan)到擁(yong)有(you)(you)粉(fen)末涂(tu)(tu)(tu)裝(zhuang)、噴(pen)(pen)涂(tu)(tu)(tu)氟碳涂(tu)(tu)(tu)料(liao)、有(you)(you)機(ji)(ji)和無機(ji)(ji)染色、電(dian)(dian)泳(yong)(yong)涂(tu)(tu)(tu)裝(zhuang)、機(ji)(ji)械和化學(xue)拋光(guang)(guang)等工(gong)藝手段(duan)，新一代的(de)(de)(de)(de)(de)(de)木紋化處(chu)理技(ji)術(shu)，三段(duan)電(dian)(dian)解多色著色以(yi)及(ji)微弧(hu)氧(yang)化著色技(ji)術(shu)也在(zai)試產(chan)(chan)中，鋁(lv)型(xing)(xing)(xing)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)外觀有(you)(you)鈦金(jin)、金(jin)黃、香檳、仿不銹鋼及(ji)各種色彩，還(huan)有(you)(you)顯示鏡面(mian)、沙(sha)石(shi)、亞光(guang)(guang)、珠光(guang)(guang)等特殊效果的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。在(zai)眾多的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)處(chu)理技(ji)術(shu)中，電(dian)(dian)泳(yong)(yong)涂(tu)(tu)(tu)裝(zhuang)是最具(ju)發(fa)展(zhan)方向的(de)(de)(de)(de)(de)(de)適用(yong)技(ji)術(shu)。鋁(lv)型(xing)(xing)(xing)材(cai)(cai)(cai)經(jing)陽(yang)極(ji)化和電(dian)(dian)解著色后再進行(xing)電(dian)(dian)泳(yong)(yong)涂(tu)(tu)(tu)裝(zhuang)，有(you)(you)雙層保護(hu)。具(ju)有(you)(you)高(gao)透明(ming)，高(gao)度(du)金(jin)屬(shu)質感，高(gao)耐蝕及(ji)高(gao)耐候性(xing)(xing)，比噴(pen)(pen)漆、粉(fen)末噴(pen)(pen)涂(tu)(tu)(tu)更具(ju)裝(zhuang)飾性(xing)(xing)，深受用(yong)戶喜愛，已廣(guang)泛進入家庭裝(zhuang)修，潛在(zai)市場極(ji)大(da)。其(qi)二(er)，工(gong)藝容易實(shi)施，只要(yao)(yao)在(zai)原生(sheng)產(chan)(chan)線上增加(jia)幾個(ge)槽與鋁(lv)氧(yang)化著色形(xing)成(cheng)流水線生(sheng)產(chan)(chan)，水溶性(xing)(xing)電(dian)(dian)泳(yong)(yong)涂(tu)(tu)(tu)裝(zhuang)安全，可以(yi)實(shi)現閉(bi)路循環(huan)，有(you)(you)利于環(huan)保。其(qi)三，更重要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是電(dian)(dian)泳(yong)(yong)型(xing)(xing)(xing)材(cai)(cai)(cai)更具(ju)魅力，是高(gao)檔、豪華(hua)型(xing)(xing)(xing)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)典范。擁(yong)有(you)(you)電(dian)(dian)泳(yong)(yong)涂(tu)(tu)(tu)裝(zhuang)線成(cheng)為鋁(lv)型(xing)(xing)(xing)材(cai)(cai)(cai)廠綜合技(ji)術(shu)水平的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)(yao)標(biao)志。

    2.4.2鋁型材的(de)電泳涂裝

    2.4.2.1電泳涂裝的特點

    自(zi)20世紀30年代電(dian)泳(yong)涂(tu)料(liao)在福特汽(qi)車公司車輪涂(tu)裝(zhuang)(zhuang)線上使用以來(lai)，其應用得到了飛速(su)發展。透明的、具耐(nai)候性的丙烯酸類和(he)聚(ju)氨(an)酯(zhi)類電(dian)泳(yong)涂(tu)料(liao)自(zi)70年代開始已成功用于(yu)金屬表(biao)面的裝(zhuang)(zhuang)飾(shi)(shi)和(he)保(bao)(bao)護，如銅字招牌保(bao)(bao)護，不(bu)銹鋼(gang)及電(dian)鍍制(zhi)品的裝(zhuang)(zhuang)飾(shi)(shi)和(he)保(bao)(bao)護，作為(wei)最終保(bao)(bao)護裝(zhuang)(zhuang)飾(shi)(shi)層(ceng)的最具代表(biao)性的就是建筑(zhu)鋁型材的電(dian)泳(yong)涂(tu)裝(zhuang)(zhuang)。

    鋁(lv)材(cai)(cai)(cai)型(xing)材(cai)(cai)(cai)傳統(tong)的(de)表面(mian)處理工藝是(shi)氧化、著色及(ji)封閉處理，這種(zhong)鋁(lv)材(cai)(cai)(cai)的(de)轉化膜在戶外長期(qi)使(shi)(shi)用時，特別是(shi)在酸(suan)雨(yu)或海洋環境中時，容(rong)易腐(fu)蝕(shi)，耐久性(xing)差，因(yin)此自70年(nian)代開始，人們(men)嘗(chang)試(shi)用涂(tu)(tu)(tu)料涂(tu)(tu)(tu)裝的(de)方(fang)法來提(ti)高(gao)建(jian)筑(zhu)用鋁(lv)型(xing)材(cai)(cai)(cai)的(de)裝飾性(xing)能及(ji)使(shi)(shi)用年(nian)限(xian)，目前(qian)，已工業化成功使(shi)(shi)用的(de)有電(dian)泳(yong)涂(tu)(tu)(tu)漆、粉末涂(tu)(tu)(tu)裝和(he)氟(fu)碳噴(pen)涂(tu)(tu)(tu)。由于電(dian)泳(yong)涂(tu)(tu)(tu)料是(shi)水性(xing)涂(tu)(tu)(tu)料，鋁(lv)材(cai)(cai)(cai)經前(qian)處理水洗后可(ke)直接電(dian)泳(yong)，電(dian)泳(yong)涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)透明度(du)高(gao)，既(ji)具(ju)有高(gao)裝飾性(xing)又可(ke)突(tu)出鋁(lv)型(xing)材(cai)(cai)(cai)本(ben)身(shen)的(de)金屬光(guang)澤，因(yin)此在建(jian)筑(zhu)鋁(lv)型(xing)材(cai)(cai)(cai)上已越來越多(duo)地使(shi)(shi)用電(dian)泳(yong)涂(tu)(tu)(tu)裝。

    電泳涂(tu)裝法(fa)和其它涂(tu)裝方法(fa)相比有以下優(you)點：

    ⑴易(yi)實現自(zi)動化生產。由(you)于電泳涂裝(zhuang)在水性(xing)電泳槽中進行(xing)，與(yu)陽極氧化、電解著色工(gong)藝類(lei)似(si)，處理時間短，容易(yi)實現整個工(gong)藝的(de)流水線作(zuo)業。

    ⑵涂(tu)膜(mo)均勻致密。由于電泳(yong)涂(tu)料的(de)(de)高(gao)泳(yong)透力，可(ke)使復雜形狀的(de)(de)型(xing)材亦獲得均勻的(de)(de)涂(tu)膜(mo)，同時通過調(diao)整電量可(ke)控制膜(mo)厚。

    ⑶涂(tu)料的(de)利(li)用(yong)率高。由于粘度低，工件(jian)帶(dai)出較少(shao)，而且電泳工件(jian)可用(yong)水洗(xi)，回收裝(zhuang)置的(de)利(li)用(yong)使(shi)電泳涂(tu)裝(zhuang)的(de)涂(tu)料利(li)用(yong)率高達95%以上。

    ⑷安(an)全性(xing)和環(huan)保性(xing)。由于電泳涂料的水稀釋，固體份低，溶劑含量(liang)少是環(huan)保型涂料，且免除了火(huo)災的危險，工人健康也有保障。

⑸涂膜(mo)質量好。丙烯酸樹(shu)脂(zhi)用氨基樹(shu)脂(zhi)固(gu)化，保(bao)證(zheng)了涂膜(mo)的高裝(zhuang)飾及高耐腐蝕性(xing)，同時由于(yu)樹(shu)脂(zhi)高度透明，有效(xiao)地突出了金屬質感，根據需要還可得到(dao)亞光(guang)、沙面、珠光(guang)等裝(zhuang)飾效(xiao)果。

 ⑹和通(tong)常的(de)電解著色(se)封孔工(gong)藝相(xiang)比，具有省時，節省人力(li)的(de)特點，電泳涂膜無需(xu)封孔，避(bi)免(mian)了由于封孔不好帶來(lai)的(de)裂紋等毛病。

    ⑺可自由控制(zhi)涂膜的(de)厚度(du)，國內外通常控制(zhi)7μm和12μm兩檔。

    ⑻由于電泳層透(tou)明(ming)光亮，因(yin)此要(yao)求鋁鑄錠質量高，擠壓(ya)材表面平滑，機械缺陷少，對(dui)氧(yang)化(hua)著色工(gong)藝要(yao)求管(guan)理嚴格(ge)，因(yin)為(wei)任何微小的缺陷和沾污(wu)都(dou)會在透(tou)明(ming)漆下(xia)暴露無遺(yi)。

    ⑼對電(dian)泳工藝管理要求(qiu)高(gao)，以提高(gao)成品率。

    2.4.2.2電泳涂裝(zhuang)的原理

    以陽(yang)極電(dian)泳(yong)為例，圖2-4-1說(shuo)明了陽(yang)極電(dian)泳(yong)的過程，此時工件為鋁型(xing)材作陽(yang)極。

    涂(tu)料狀態(tai)（乳化狀態(tai)）：含羧基的丙(bing)烯酸(suan)樹脂，中和劑(ji)為氫氧化鉀，或有機胺，固化劑(ji)為三(san)聚(ju)氰胺甲(jia)醛樹脂。

    pH值：7.8～8.5之間。

    電沉積：在pH值下降時析(xi)出

    電極反應(ying)：陽極（鋁(lv)型材）

    2H2O→4H++4e-+O2↑

    R－COO-+H+→R－COOH

    水溶(rong)性水不(bu)溶(rong)(涂膜)

    Me→Men++ne-

    RCOO-+Men+→(R－COO)nMe(析出)

    陰極(極板)

    2H2O+2e→2OH-+H2↑

    電(dian)泳(yong)時在(zai)工件(jian)表(biao)面涂膜(mo)沉(chen)積，陽(yang)極有氧氣(qi)(qi)產生(sheng)，可以促進(jin)成膜(mo)，但氧氣(qi)(qi)產生(sheng)過多(duo)會造成涂膜(mo)外觀(guan)光亮度差，因此電(dian)泳(yong)過程中要對電(dian)導率(lv)進(jin)行控制，另(ling)外要控制液的(de)pH值，它(ta)(ta)與涂膜(mo)的(de)沉(chen)積密(mi)切相(xiang)關，陽(yang)極電(dian)泳(yong)時有金屬(shu)離子(zi)溶出(chu)，它(ta)(ta)參與成膜(mo)，鋁型材電(dian)泳(yong)時的(de)金屬(shu)離子(zi)溶出(chu)和(he)鋼鐵件(jian)不同，對顏色(se)的(de)影響甚微。

    2.4.2.3鋁型材用(yong)陽極電(dian)泳涂料的(de)特性(xing)

    2.4.2.3.1陽極電(dian)泳涂料的品(pin)種

    由(you)(you)于丙烯酸樹脂具(ju)有優異的耐候性，耐磨性；樹脂無色透明(ming)，可通過配方調節(jie)涂(tu)料(liao)(liao)性能，具(ju)有優異的裝(zhuang)飾性和性能可調性，且這類樹脂主鏈由(you)(you)碳-碳鍵組成，抗化學性高(gao)，配成堿(jian)性的大量(liang)含水的電(dian)泳(yong)漆也不(bu)會分解，具(ju)有良好的穩定性，因此丙烯酸類型的陽極電(dian)泳(yong)涂(tu)料(liao)(liao)占據了(le)鋁型材電(dian)泳(yong)涂(tu)料(liao)(liao)的主流(liu)。

    目前還(huan)有(you)(you)一類為有(you)(you)色(se)的聚氨酯(zhi)電泳(yong)漆，性(xing)能(neng)(neng)較好，工(gong)藝簡單，因為采用有(you)(you)色(se)聚氨酯(zhi)電泳(yong)漆，則可取(qu)消(xiao)陽(yang)極氧化、著色(se)、封閉工(gong)藝。有(you)(you)利于(yu)節約(yue)成本。此外為滿足各種產品的不同需求，功(gong)能(neng)(neng)性(xing)的抗菌、絕緣、自潤(run)滑電泳(yong)涂(tu)(tu)料(liao)，及(ji)裝飾性(xing)的亞(ya)光(guang)、消(xiao)光(guang)、珠(zhu)光(guang)電泳(yong)涂(tu)(tu)料(liao)也已經得到應用。

    2.4.2.3.2電泳涂(tu)料的制造

    陽(yang)極電(dian)(dian)泳(yong)涂料(liao)(liao)是指將(jiang)鋁(lv)型材工件作為(wei)陽(yang)極，故陽(yang)極電(dian)(dian)泳(yong)涂料(liao)(liao)是陰離子型樹脂(zhi)，最常用(yong)的是水(shui)可稀(xi)釋的帶(dai)羧(suo)基的丙(bing)烯(xi)酸樹脂(zhi)，用(yong)三聚氨胺甲醛樹脂(zhi)作為(wei)交聯劑固化，引入(ru)丙(bing)烯(xi)酸單體越多(duo)，則(ze)樹脂(zhi)水(shui)溶性越好。如配方：

其中MMA為(wei)甲基(ji)丙(bing)(bing)烯(xi)(xi)酸(suan)甲酯(zhi)是(shi)硬單體，聚合物(wu)的(de)(de)主(zhu)體；BA是(shi)丙(bing)(bing)烯(xi)(xi)酸(suan)丁酯(zhi)，是(shi)軟單體，用(yong)來調節(jie)玻璃化(hua)溫(wen)度(du)，提(ti)(ti)供(gong)(gong)鏈(lian)的(de)(de)柔性(xing)(xing)(xing)；HEMA是(shi)甲基(ji)丙(bing)(bing)烯(xi)(xi)酸(suan)β-羥乙(yi)(yi)酯(zhi)，它(ta)提(ti)(ti)供(gong)(gong)自由的(de)(de)羥基(ji)，與氨基(ji)樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)起交聯(lian)反(fan)應，同時(shi)(shi)還增強(qiang)樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)的(de)(de)親(qin)水(shui)性(xing)(xing)(xing)，AA是(shi)丙(bing)(bing)烯(xi)(xi)酸(suan)提(ti)(ti)供(gong)(gong)羧(suo)基(ji)，基(ji)含量越高，親(qin)水(shui)性(xing)(xing)(xing)愈(yu)好(hao)，一般(ban)電泳(yong)涂料(liao)中用(yong)5%～10%，聚合在(zai)(zai)(zai)共溶劑(ji)(ji)丙(bing)(bing)二(er)(er)醇(chun)(chun)丁醚中進行，濃度(du)為(wei)70%左右，引發劑(ji)(ji)可用(yong)過氧化(hua)苯甲酯(zhi)（BPO），但以(yi)偶氧二(er)(er)異丁腈(jing)為(wei)好(hao)。反(fan)應溫(wen)度(du)為(wei)100℃左右，聚合完成后(hou)，用(yong)二(er)(er)甲基(ji)乙(yi)(yi)醇(chun)(chun)胺(an)(an)中和(he)(he)(he)，然后(hou)用(yong)水(shui)稀釋，固體含量一般(ban)為(wei)60%左右，pH值為(wei)7.5～8.5，在(zai)(zai)(zai)水(shui)性(xing)(xing)(xing)涂料(liao)中要(yao)用(yong)到溶劑(ji)(ji)，有時(shi)(shi)稱共溶劑(ji)(ji)，多為(wei)親(qin)水(shui)性(xing)(xing)(xing)醇(chun)(chun)類，如(ru)丙(bing)(bing)醇(chun)(chun)、丁醇(chun)(chun)、乙(yi)(yi)二(er)(er)醇(chun)(chun)(或丙(bing)(bing)二(er)(er)醇(chun)(chun))的(de)(de)單醚，主(zhu)要(yao)依據揮發性(xing)(xing)(xing)能、毒性(xing)(xing)(xing)、價格來選擇(ze)，中和(he)(he)(he)劑(ji)(ji)作(zuo)用(yong)在(zai)(zai)(zai)于(yu)中和(he)(he)(he)丙(bing)(bing)烯(xi)(xi)酸(suan)樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)鏈(lian)上的(de)(de)羧(suo)基(ji)，保護樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)水(shui)溶性(xing)(xing)(xing)，多為(wei)有機胺(an)(an)或氫氧化(hua)鈉，用(yong)有機胺(an)(an)，如(ru)三乙(yi)(yi)胺(an)(an)，二(er)(er)甲基(ji)乙(yi)(yi)醇(chun)(chun)胺(an)(an)，特別是(shi)三級胺(an)(an)有益于(yu)樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)穩定。

    2.4.3電泳的(de)工藝及設備(bei)

    2.4.3.1電泳的工藝流程

    以陽極電泳為例，通常(chang)按如下(xia)工藝進行(xing)

    脫脂(zhi)→水洗(xi)(xi)→水洗(xi)(xi)→中和→水洗(xi)(xi)→陽極氧化(hua)→水洗(xi)(xi)→電解著色→熱(re)水洗(xi)(xi)→水洗(xi)(xi)→電泳→水洗(xi)(xi)→干燥

    2.4.3.2電泳(yong)的(de)工藝條(tiao)件

    ⑴電(dian)泳槽液的條件

    固體份(fen)：7%～9%

    溫度：20～25℃

    pH：8.0～8.8

    電阻率/Ω·cm(20℃)：1500～2500

    ⑵電泳的(de)工藝參(can)數

    電壓：80～250V(DC)

    電泳時間：1～3min

    電流(liu)密度：15～50A/㎡

    具體(ti)工藝規(gui)范依產品(pin)的要(yao)求進行。

    涂膜厚度：7～12μm

    2.4.3.3鋁型材電泳工藝所需(xu)設備(bei)

    ⑴電(dian)泳槽(cao)。鋁型材電(dian)泳槽(cao)多設計為(wei)長方形(xing)(xing)矩形(xing)(xing)槽(cao)，基內部大小取決(jue)于裝掛吊(diao)的尺寸，槽(cao)體用4～6mm，鋼板內襯用聚(ju)丙烯(xi)或環氧玻(bo)璃鋼，需設置(zhi)溢流槽(cao)。

    ⑵電(dian)源。直流要(yao)求0～250A任意(yi)可調，電(dian)流大小(xiao)根據50A/㎡計算，約2000A/槽。電(dian)源的(de)波紋因素一定要(yao)小(xiao)于6%，其值愈(yu)大，電(dian)泳涂膜產生孔隙(xi)的(de)幾率愈(yu)大。

    ⑶電極。在陽(yang)極電泳時，鋁型(xing)材作為(wei)陽(yang)極，陰極板采用不銹(xiu)鋼(gang)板或鋁板，陰極面積為(wei)工(gong)件總面積的(de)1倍。板隔膜采用聚丙烯纖維布。

    ⑷熱交換(huan)系統。可保證槽液溫度穩定。

⑸預配(pei)槽及自動(dong)添加系統。預配(pei)槽可完成(cheng)電泳(yong)槽液的配(pei)制(zhi)，以保證達到(dao)正常參(can)數；自動(dong)添加系統，可保證補充每槽鋁型(xing)材所消耗的電泳(yong)漆(qi)的量(liang)，保證電泳(yong)槽固體份在工藝范(fan)圍(wei)之(zhi)內，以確保膜(mo)厚(hou)的均一(yi)。

    ⑹離(li)(li)子交換處理(li)（IR）系(xi)統。陽極電(dian)泳時，陰極pH值(zhi)會不斷增(zeng)加(jia)，采用離(li)(li)子交換樹脂系(xi)統可去除槽液中的雜質，陰、陽離(li)(li)子使(shi)槽液pH值(zhi)穩(wen)定，若再加(jia)上反(fan)滲透裝置（RO）則(ze)可實現(xian)閉路系(xi)統。

    表2-4-2RO透過液的組成

    由于(yu)經(jing)過(guo)RO后(hou)的水幾近純水，可以直(zhi)接用來清洗(xi)，故可實現閉路水洗(xi)系統，有利(li)于(yu)環(huan)境(jing)保(bao)護。

    2.4.4小結

     我國目前已有(you)(you)(you)多(duo)家(jia)鋁型材(cai)廠擁(yong)有(you)(you)(you)電泳(yong)(yong)生產(chan)線(xian)，為了更好地發展電泳(yong)(yong)涂裝技(ji)術，占有(you)(you)(you)更多(duo)地市場份額，我們認為應(ying)從(cong)幾方面(mian)努力(li)：⑴開發新的(de)應(ying)用(yong)領(ling)域，如(ru)機械、航空、汽車構件、家(jia)電、浴室(shi)、廚具等；⑵提(ti)(ti)高鋁型材(cai)加工技(ji)術，提(ti)(ti)高電泳(yong)(yong)型材(cai)的(de)合格(ge)率；⑶提(ti)(ti)高電泳(yong)(yong)涂料品(pin)質，擴大電泳(yong)(yong)涂料品(pin)種(zhong)，提(ti)(ti)高國產(chan)化率；⑷提(ti)(ti)高電泳(yong)(yong)涂裝的(de)管理水(shui)平(ping)。

綜上所述，我國(guo)的鋁型材電泳涂裝技術正進入一個(ge)新的發展(zhan)時期，由于電泳型材的高品質，必將在我國(guo)有一個(ge)更(geng)加(jia)迅速的發展(zhan)。