氟碳喷涂与阳极氧化铝

1、阳极氧化铝膜的特性铝的表面技术中阳极氧化是应用最广与最成功的技术，也是研究和开发最深入与最全面的技术。铝的阳极氧化膜具有一系列优越的性能，可以满足多种多样的需求，因此被誉为铝的一种万能的表面保护膜。    安美特阳极氧化铝板铝阳极氧化膜的特性： 1) 耐蚀性。铝阳极氧化膜可以有效保护铝基体不受腐蚀，阳极氧化膜显然比自然形成的氧化膜性能更好，膜厚和封孔质量直接影响使用性能。 2) 硬度和耐磨性。铝阳极氧化膜的硬度比铝基体高得多，基体的硬度为HV100，普通阳极氧化膜的硬度约HV300，而硬度氧化膜可达到HV500。耐磨性与硬度的关系是一致的。 3) 装饰性。铝阳极氧化膜可保护

2、抛光表面的金属光泽，阳极氧化膜还可以染色和着色，获得和保持丰富多彩的外观。 4) 有机涂层和电镀层附着性。铝阳极氧化膜是铝表面接受有机涂层和电镀层的一种方法，它有效地提高表面层的附着力和耐蚀性。 5) 电绝缘性。铝是良导体，铝阳极氧化膜是高电阻的绝缘膜。绝缘击穿电压大于30V/mm，特殊制备的高绝缘膜甚至达到大约200V/mm。 6) 透明性。铝阳极氧化膜本身透明度很高，铝的纯度愈高，则透明度愈高。铝合金材料的纯度和合金成分都对透明性有影响。 7) 功能性。利用阳极氧化膜的多孔性，在微孔中沉积功能性微粒，可以得到各种功能性材料。正在开发中的功能部件功能有电磁功能、催化功能、传感功能和分离功能等

3、。 编辑本段阳极氧化铝膜的应用在铝的表面处理技术中，阳极氧化研究最深入，应用最广泛。铝合金挤压型材阳极氧化后广泛用于建筑物的门窗、幕墙和卷帘，新世纪初我国建筑用铝材接近铝总消费的30%，而建筑铝型材中阳极氧化技术占据市场60%以上。众所周知铝阳极氧化膜有两大类，一类是壁垒型膜，主要用于电解质电容器等方面；另一类是多孔型膜，使用面更加广阔。就多孔型阳极氧化膜而言，除了建筑和装饰用铝材之外，还有PS印刷版、光（热）反射器、工程用硬质阳极氧化膜等，应用面非常广泛。直接利用铝阳极氧化膜的可控制孔径和孔隙度的十分有规律多孔结构，掺入功能材料，制成一系列功能性阳极氧化膜，譬如电磁膜、分离膜、光电膜、催化膜

4、、传感膜等。在垂直记录高密度磁盘、超微过滤介质、土壤湿度测量等方面已经得到应用。20世纪80年代，国外曾经对铝的功能性阳极氧化膜给予极大希望，专门召集过多次国际性学术会议，描绘出极其美好的前景。 编辑本段阳极氧化铝膜的电解着色电解着色膜，是指以硫酸一次电解的透明阳极氧化膜为基础，在含金属盐的溶液中用直流或交流进行电解着色的氧化膜，在日本也叫二次电解膜。它的意思是阳极氧化叫做一次电解，而电解着色叫做二次电解。近年来在工业上开始得到推广的多色化技术，可以在一个电解着色槽中得到多种颜色。这是一种新型的利用干涉光效应的电解着色方法，由于在电解着色之前增加电解调整，在日本又称之为三次电解法。 电解着色膜

5、的耐候性、耐光性和使用寿命比染色膜好得多，其能耗与着色成本又远低于整体着色膜，目前已经广泛用于建筑铝型材的着色。在20世纪60年代日本浅田法问世并工业化之后，交流电解着色技术以其氧化膜性能好、工业控制方便、操作成本较低而独占鳌头，成为建筑铝型材阳极氧化膜的首选着色方法。电解着色技术经过工业实践考验而不断发展和改进，着色电源更新，槽液成分稳定，工艺更加成熟，成本不断下降，规模日益扩大。电解着色技术在理论和实践方面都有很大进步，尤其表现在阳极氧化电解着色的工程上，今日之产业化工艺与早期文献专利已不可同日而语，国外已有若干种铝阳极氧化膜电解着色的总结性的专著出版。 编辑本段阳极氧化铝膜的染色铝及其合

6、金制件经阳极氧化、电解着色后，尽管膜层具有耐磨、耐蚀、耐晒、不易褪色的特点，但毕竟色调尚显单调，只有古铜色、黑色、金黄色、枣红色等几种。虽然亦可以通过特殊的方法电解着色其他颜色，但往往工艺复杂、技术难度大、生产成本高、实际操作也不易掌握。而对于那些不需要户外使用的大量铝制日用品、室内用铝制工业品以及装饰品等则可以通过染色的方法使制品获得色彩缤纷的外观，满足现代社会人们审美的要求，也进一步加强了产品的市场竞争能力，更有效地发挥产品的功能和使用效果。 1923年，英国发表了铝的铬酸氧化膜采用有机染料染色的第一个专利。由于阳极氧化膜孔隙率高，吸附能力强，容易染色的特点，各种染色法便应运而生。染色法即

7、是将刚阳极氧化后的铝工件清洗后立即浸渍在含有染料的溶液中，氧化膜孔隙因吸附染料而染上各种颜色。由于这种方法上色快、色泽鲜艳、操作简便；染色后经封孔处理，染料能牢固地附着在膜孔中，提高了膜层的防蚀能力、抗污能力以及可以保持美丽的色泽，为此染色法得到了迅速的发展和广泛的应用。 编辑本段阳极氧化铝膜的封孔建筑、装饰和保护用铝合金的阳极氧化基本上是生成多孔型阳极氧化膜，以建筑用6063铝合金的硫酸阳极氧化为例，孔隙率大致达到11%。这种多孔型阳极氧化膜的结构，是由紧贴金属基体的阻挡层与多孔层两部分所组成。这种多孔的特性虽然赋予阳极氧化膜着色和其他功能的能力，但是耐腐蚀性、耐候性、耐污染性等都不可能达到

8、使用的要求，因此从实践应用考虑，铝阳极氧化膜的微孔必须进行封闭。未封闭的阳极氧化膜，由于大量微孔孔内的面积，使暴露在环境中的工件或试样有效表面积增加几十倍到上百倍，为此相应的腐蚀速度也大为增加。因此铝的阳极氧化膜除个别如耐磨的硬质氧化膜以外，从提高耐腐蚀性和耐污染性考虑，都必须进行封孔处理。 我国新国家标准对封孔的定义为“铝阳极氧化之后对于阳极氧化膜进行的化学或物理处理过程，以降低阳极氧化膜的孔隙率和吸附能力”。氟碳喷涂氟碳喷涂： 一种静电喷涂，也是液态喷涂的方式，称为氟碳喷涂，香港称为锔油。属于高档次喷涂价格较高，在国外早已应用。在国内近二年来才大面积用于铝板幕墙，由于其优异的特点，越来越受

9、到建筑业及用户的重视和青睐。氟碳喷涂具有优异的抗退色性、抗起霜性、抗大气污染(酸雨等)的腐蚀性，抗紫外线能力强，抗裂性强以及能够承受恶劣天气环境。是一般涂料所不及的。 一、氟碳喷涂原料及结构 氟碳喷涂料是以聚偏二氟乙烯树脂 nCH2CF2 烘烤 (CH2CF2)n(PVDF) 为基料或配金属铝粉为色料制成的涂料。氟碳基料的化学结构中以氟/碳化合键结合。 这种具有短键性质的结构与氢离子结合认为最稳定最牢固的结合，化学结构上的稳定与牢固使氟碳涂料的物理性质不同于一般涂料。除了在机械性能方面的耐磨性，抗冲击性具有优良的性能外，特别是在恶劣气候和环境显示出长久的抗退色性，抗紫外光性能。六十年代初期开始

10、用于工程塑料，用于导线和电缆，1965年美国Pennwalt化学公司首先将聚偏二氟乙烯为基料与金属微粒铝粉合成建筑用罩面漆，又称金属漆，并以Kynar 500作为商标。由此世界制造商先后开始使用Kynar 500制造出各自的氟碳涂料罩面漆，来满足高档建筑室内外铝材的涂装，广泛颜色的选择，美丽庄重的外观，及耐久性为世界各地许多宏伟的幕墙建筑增添了光彩。涂料制造商对涂层使用寿命的保证开始为10年、15年发展到能保证20年。 美国研究机构曾对氟碳涂料及超级涂料、一般涂料做过测试比较，分别涂层的样件放在美国佛罗里达州灼热阳光照射，以及在潮湿含盐份空气的恶劣环境下暴露12年，实际证明氟碳涂料的稳定性和耐

11、久性比其他两种涂料高30个和80百分点，氟碳涂料保证了在各种恶劣环境下使用。 世界各地许多氟碳涂料生产商，普遍采用Kynar 500或Hylar 5000作为氟碳涂料的基料 。国内还没有正规经过鉴定的生产商。主要生产氟碳涂料的厂商有： 1.英国1CI公司；2美国PPG公司；3美国Valspar(华士巴)公司；4DNT Singapore(大日本漆新加坡公司)； 5日本Kawsai(关西)涂料公司； 6韩国Korea chemical公司；7台湾峰源制漆公司； 二、氟碳喷涂技术要求和标准 氟碳喷涂作为高档的表面涂装工艺手段，整个过程的质量要求极为严格，除氟碳涂料制造厂需获得质量许可才能生产Kyn

12、ar 500为基料的氟碳涂料外 ，用涂料厂商的整个表面处理工艺过程，包括前处理过程，喷涂过程到固化过程都需有严格的质量控制， 以保证铝材涂装的质量 。在氟碳喷涂界现今以美国建筑制造业协会标准AAMA一605.02.90为主要依据， 这一喷涂标准，被公认为是检查涂装质量主要的国际标准 。以下是AAMA一605.02.90标准中有关氟碳喷涂的主要指标。 在AAMA标准中，多处提到以美国南佛罗里达州作为测试标准，是因为那里的气候以潮湿、高温，阳光直照而著称，因此认为是对涂层质量检查的恶劣环境。 世界上还有一些与美国AAMA-605.02.90标准相似检查标准，也用来判断氟碳喷涂质量。它们是： 1英国

13、BS6496-1984标准"建筑铝合金型材，板材的涂装标准"。 2德国GSBRAL-RC 631 1994标准"建筑铝材质量检查标准。 3澳大利亚AS3715-1989标准"金属材涂装标准"。 4南非SABS一1993"建筑室外铝材涂装标准"。 5瑞士"建筑业使用铝材涂装标准"1994。 美国建筑制造业协会标准(摘)AAMA一6050290 三、氟碳喷涂的设备及工艺 氟碳涂料本身性能决定，喷涂设备必须保证有出色的雾化效果，保证喷涂层的均匀性，氟碳涂料中的金属微粒的分布，直接影响涂层的外观效果。涂层均匀，质

14、量优秀的氟碳涂层具有金属光泽，颜色鲜明、明显的立体感。而使用不合适的喷涂设备的氟碳喷涂层，会产生颜色不均，表面有阴影或涂层不牢。大大影响了氟碳的装饰效果，为了达到好的喷涂效果，均采用高压静电电气喷枪。美国、日本、德国等国生产出各种形式的各种牌号喷枪。各有特点。 氟碳喷涂工艺多采用多层喷涂 ，以充分发挥Kynar 500金属漆的耐久性、耐候性的优势，从铝材的前表面处理到各喷涂过程都需要严格控制质量，最终产品必须达到美国建筑制造业协会AAMA-605.02.90标准。 氟碳喷涂工艺流程为： 前处理流程：铝材的去油去污水洗碱洗(脱脂)水洗酸洗水洗铬化水洗纯水洗 喷涂流程：喷底漆面漆罩光漆烘烤(180

15、-250)质检 多层喷涂工艺以三次喷涂(简称三喷)，喷底面漆、面漆及罩光漆和二次喷涂(底漆、面漆)。 1前处理的目的：在铝合金型材 、板材进行喷涂前，工件表面要经过去油去污及化学处理，以产生铬化膜，增加涂层和金属表面结合力和防氧化能力，有利于延长漆膜的使用年限。 2底漆涂层：作为封闭底材的底漆涂层，其作用在于提高涂层抗渗透能力，增强对底材的保护，稳定金属表面层，加强面漆与金属表面的附着力，可以保证面漆涂层的颜色均匀性，漆层厚度一般为5-10微米。 3面漆涂层：面漆涂层是喷涂层关键的一层 ，在于提供铝材所需要的装饰颜色，使铝材外观达到设计要求，并且保护金属表面不受外界环境大气，酸雨，污染的侵蚀，

16、防止紫外线穿透。大大增强抗老化能力，面漆涂层是喷涂中最厚的一层漆层，漆层厚度一般为23-30微米。 4罩光漆涂层：罩光漆涂层也称清漆涂层， 主要目的是更有效地增强漆层抗外界侵蚀能力，保护面漆涂层，增加面漆色彩的金属光泽，外观更加颜色鲜明，光彩夺目，涂层厚度一般为5-10微米。三喷涂层总厚度一般为40-60微米，特殊需要的可以加厚。 5固化处理：三喷涂层一般需要二次固化，铝材进入固化炉处理，固化温度一般在180-250之间，固化时间为15-25分钟，不同氟碳涂料生产厂家 ，都会根据自己的涂料，提供最佳的温度和时间。氯碳喷涂厂(锔油厂)也有的根据自己经验把三喷时的两次固化改为一次固化。 6质量检验

17、：质量检验应按AAMA-605.02.90标准。严格的质量检查才能保证高质量喷涂产品。 四、我国氟碳喷涂现状 随着我国建筑业近几年迅速的发展，幕墙业在我国的兴起，铝型材要求多种颜色，铝材幕墙业的兴起，尤其在认识到铝复合板不易用于高层建筑之后，我国单层铝板及铝型材的氟碳喷涂层的需要量比90年代前期有成倍的增长。原来最早仅在广东东莞有二家锔油厂(即氟碳喷涂专业厂)从95年开始至今我国增加到30多家，也是一拥而上，有手工的也有自动化的，规模有大有小，多建在沿海一带。不仅建立了专业喷涂厂，而有个别铝材厂和幕墙公司也投资建喷涂厂，仍保持企业小而全体系。现仅有十多家正式投产，有明显的质量差异。 国内新建的

18、氟碳喷涂设备多为美国、德国、日本设计，并引进电脑软件，引进各种国家的不同类型静电喷枪 。有悬挂式有半悬挂式 、悬挂式即铝材的前处理和喷涂，固化过程，铝材全部是悬挂起来，由电脑操作工件在吊装上行走。清洗、多次喷涂、固化直到喷涂完毕出产品。这种全自动线国内不多，投资较大。另一种为铝板的前处理在几个槽液中处理(如铝材阳极氧化的清洗槽)，铬化也在槽液中进行，然后再把铝材悬挂起来，工件在吊架上行走，完成喷涂固化工序直到出产品。现在国内吊挂线从100米长到最长420米 。一般自动氟碳喷涂多用于铝板的表面喷涂，因铝型材规定长度为6米，在一般自动吊挂式六米长自动带悬转及喷涂有困难，90年初期香港最早在广东东莞

19、建立的第一专业锔油公司在香港称成功专业锔油公司 ，最近又新建了全国最长的420米长全自动吊挂氟碳喷涂线，不仅可以喷各种规格、厚度的铝板，而且还可以自动喷涂六米长铝型材，年喷涂面积60万平米，也是现在国内最大、最长，型材板材均自动喷的一条喷涂线。 任何产品，制造产品的设备的先进和落后，当然是产品质量重要因素，但往往把设备看的过重，好像只要设备好，就能生产出好产品，事实并非如此，技术软件更为重要，没有高水平的技术人员，熟练的工人，只有好设备也生产不出满意的产品，正如一位驾驶技术不高的司机， 驾驶一辆奔驰轿车，同样会出事故。氟碳喷涂的技术性极强，在国内新上的喷涂线，正规的调试有2-3个月就可以了，但有的调试半年甚至更长时间调不好，这不就说明了技术经验的重要性。最近就发生过工程图便宜，让一家刚刚试车的喷涂厂喷近千平米铝板，结果是：色差很大，膜厚不均，只有少部分可以使用，严重影响了幕墙的交工日期，奉劝用户在选择喷涂厂时，不仅要看设备先进程度，也要重视技术人员条件和经验，就是说也要重视软件，不要只图便宜。 铝材多年来表面处理，均为阳极氧化。为了能达到氧化膜牢固和颜色有光泽，国内外对用什么铝合金牌号做铝门窗型材，进行了认真的选择，最后选择6063合金(中国为LD31)。该合金特点：挤压性能好易挤压，中等强度，关键是具有良好的氧化性能，给铝门窗型材一个好