铝材涂装前处理剂、工艺及其应用
材涂装前处理剂、工艺及其应用
机械工业部武汉材料保护研究所宝丰涂装材料设备厂（430030 )鲁先庚
铝材在加工、贮运与保管中生成的自然氧化膜、粘附的润滑油、防锈油及其他污物，涂装前必须清除干净，以提高其与涂料的附者力。
在对铝材前处理和化学转化膜及工艺进行多年研究的基础上，我所研制和开发了PA系列铝材前处理剂及工艺。
1前处理剂的性能
PA30-Al是铝材表面的脱脂剂，为白色粉末，以1.5%或3.0%水溶液形式使用．其作用是乳化、润湿、渗透及剥离油脂．具有抗硬水和软化水的能力。在60±5℃下使用，它能快速清除铝材表面的油脂和其他污物．清洗效果好，对铝表面无过腐蚀。
PA52-Al是铝材表面的碱蚀剂，为无色至淡黄色的碱性液体，含有机添加剂、络合剂及抗硬水剂，以6%或10%水溶液形式使用。工作液具有抗硬水和软化水的能力，50～60℃下使用能迅速清除铝材表面的氧化皮，并能获得腐蚀均匀和清洁的表面，对铝表面不产生点蚀。
PA977是用于铝材集体表面的磷化氧化剂，转化膜颜色为浅绿至绿色，色泽均匀、结晶细致，用于涂料的底层能提高涂料与铝集体表面的附着力，提高耐蚀性。
上诉三种产品的只要技术指标见下表。
产品
|
项目
|
指标
|
PA30-Al
脱脂剂
|
形状游离碱度（点）
处理方法
使用浓度（kg/m³）
|
白色粉末
1.5%水溶液≥14
喷淋：15，浸渍：30
|
PA52-Al
碱蚀剂
|
外观
密度（g/m³）
游离碱度（点）
处理方法
使用浓度（kg/m³）
|
无色至淡黄色液体
≥1.18
≥400
喷淋，浸渍
喷淋：60，浸渍：100
|
PA977磷化氧化剂
|
外观及组分
密度（g/㎝³）
总酸度（点）
游离酸度（点）
处理方法
使用浓度(kg/m³)
|
PA977A为配槽及补充用，是红棕色液体，PA977B为促进剂，补充用，是淡黄色液体
PA977A≥1.24，PA977B≥1.04
PA977A≥700，PA977B≥420
PA977A≥300，PA977B≥350
浸渍，喷淋
浸渍：124，喷淋：60
|
注：1. 滴定10ml槽液至酚酞终点耗用0.1 mol/L的HCl溶液毫升数位游离碱度的点数；
2. 滴定10ml槽液至酚酞终点耗用0.1 mol/L的NaOH溶液毫升数为总酸度的点数；
3. 滴定10ml槽液至溴酚蓝终点耗用0.1mol/L的NaOH溶液毫升数为游离酸度的点数。
2工艺
被处理物内部若以防锈为主则应采用浸渍法，产量大和外形较简单的工件可采用喷淋法，含Cu、Fe、Ni量高的铝合金及铸铝合金可采用出光处理。已下工艺适用于纯铝、防锈铝、硬铝几锻铝合金的涂装前处理。
2.1脱脂
⑴槽液配方及组成：PA30-Al脱脂剂15kg/m ³，其余为水。
⑵槽液控制参数：游离碱度≥14点、温度60±5℃，时间1min，喷淋压力0.1～0.2MPa。
⑶槽液管理：槽液使用中的损耗，将使槽液的有效成分浓度减小、脱脂能力降低，表现为游离碱度下降，为此需补加脱脂剂，以提高游离碱度。在1m ³槽液中，每补加PA30-Al脱脂剂1.1kg，其游离碱度约上升1点，按槽液控制参数补加，可保持槽液稳定。
2.2热水清洗
温度50~60℃，时间1min，喷淋压力0.1～0.2MPa，水槽1～2天换水一次。
2.3碱蚀
⑴槽液配方及组成：PA52-Al碱蚀剂60kg/m ³，其余为水。
⑵槽液参数控制：游离碱度≥20，温度50～60℃，时间1min，喷淋压力0.1～0.2MPa。
⑶槽液管理：槽液处理一定工件面积后，碱蚀能力降低，表现为游离碱度下降，为保证碱蚀效果，需补加碱蚀剂，以提高游离碱度。在1m ³槽液中每补加PA52-AI碱蚀剂2.8kg，其游离碱度约上升1点，按槽液控制参数补加，可保持槽液稳定。
2.4水清洗
常温喷淋洗水时间1min，喷淋压力0.1～0.2MPa，保持水槽溢流，pH值6.0～8.5.
2.5水清洗
常温喷淋水洗，清洗水pH值6.0～7.5，其他同2.4.
2.6磷化氧化
⑴槽液配方及组成，PA977A浓缩液124kg/m ³，其余为水。
⑵槽液控制参数：游离酸度32～50点，温度25～35℃，浸渍处理时间3～4min。
⑶槽液管理：使用中槽液的损耗会使其有效成分浓度降低，成膜性能变差，表现为游离酸度下降。因此，在处理一定工件面积后应及时补加药液，以提高游离酸度。在1m³槽液中每补加2.9kgPA977A和0.58kgPA977B，起游离酸度约上升1点，按槽液控制参数补加，可保持槽液稳定。
2.7水清洗
常温喷淋水洗，时间1min喷淋压力0.1～0.2MPa，保持水槽溢流，pH值5.5～7.0.
2.8干燥、冷却与固化
用远红外线烘干炉干燥，温度50～80℃，时间10min；工件在流水线作业运行中冷却；自动静电喷粉后再干燥固化。
3应用
我所研制的铝材前处理剂产品有20余种，其中PA30-AI、PA52-Al处理剂、处理工艺及其整体工艺已经在武汉洗衣机厂涂装车间的铝合金箱体涂装线上使用三年多，处理铝合金箱体近50万台，总面积达100×100 ²㎡，质量稳定，槽液管理简便。处理后的铝合金箱体板材经静电喷粉固化后其涂层性能见下表
项目
|
指标
|
试验方法
|
涂层外观
光泽
划格实验（级）
柔韧性（㎜）
冲击强度（N·cm）
|
在色差范围内平整光滑
＞85
0
1
500
|
GB 1729-79
GB 1743-79
GB 9286-88
GB/T 1731-93
GB/T
1732-93 |
注：1. 划格实验中的0级是切割边缘完全平滑无一格脱落；
2. 试样用洗衣机箱体的防锈铝合金板材支撑，在自动流水线上经前处理和静电喷涂环氧聚酯粉末后固化，一式三片逐项实验。
其他类型的前处理剂及工艺，如PA30-Al3脱脂剂、碱蚀剂和PA977-R磷化氧化剂及其工艺在武汉汽车暖风机厂铝材暖风机（系防锈铝、铸铝混合件）表面处理作业线上使用，生产运行二年以上，其槽液管理简便，处理质量稳定，厂家直接获利1000万元以上。目前，国内一些企业正竞相使用我所开发的PA系列铝材前处理及其工艺。
奥拓轿车空气滤清器的阴极电泳涂装工艺
四川绵阳朝阳机器厂（621000）李方杰
1工艺
涂装前处理质量的好坏．对涂膜寿命的影响率占50％以上，故阴极电泳前磷化膜应达到：外观均匀、致密、无锈；重量在2～3g/㎡内；结晶细度小于1µm：P比在85％以上；Ni含量在20mg/㎡以上。因此，找们选用低温快速磷化（浸式〕工艺．同时还注意与除油、除锈工艺及材料的配套性。其工艺流程是：两步除油― 热水洗（＞80℃) ― 水洗― 除锈― 水洗― 表调― 磷化－一水洗― 热水烫洗― 纯水浸洗－一电泳― 纯水洗 一 水洗 一 供干。
2主工序
2.1 除油
空滤器壳体总成及盖板进入涂装车间后．其表面带有的油污磷化前必须除尽。采用金属清洗剂除油，效果较好。清洗剂由表面活性剂、碱性助洗剂、络合剂、缓蚀剂组成．工作温度是55～65℃，两步除油时间为15～20min，游离碱度是7～12点。除油时温度不能超过所使用的表面活性剂的浊点温度，以保证除油效果。
2.2 除锈
采用10%硫酸除锈，工作温度为60～80℃，时间是10～15min。为防止过腐蚀氢脆产生，添加0.05%～0.50%酸量的硫脲，去除金属表面的锈、杂质后，使活性中心萌生增多，晶核金相增多，磷化膜晶体变细，结晶密度得以提高。除锈后一般需中和处理，由于生产线限制，本工艺未采用。
2.2表面调整
低温决速磷化前，须经过胶体钛表调处理，这样可消除前处理造成的表面缺陷，增加表面活性点。表调处理于室温中进行，pH值为8.0～9.5，处理时间为1～2 min。
2.4 磷化
复合促进剂如N03、NO2ˉ、Ni²+、Mn²+等叮促成低温磷化快速成膜，磷化液含2～3g/L Zn，磷化温度是40～46℃，时间为5～8 min，总酸度为18～26点，游离酸度为18～26点，酸比为1:（18～20)。
2.5 磷化后水洗
2.5 磷化后水洗
用水及去离子水清洗磷化后的表面，去离子水电导率小于25 µS/cm，冲洗滴下的水电导率＜50 µS/cm，才能满足电泳涂装的要求。
2.6 阴极电泳涂装
2.6.1电泳设备
⑴电泳槽等：由老生产线改造而成，未配备超滤等设备。槽体是长方体，容积约1t，设有夹层，槽体内表面用不锈钢焊接，槽底四角圆弧过渡，外表面距内表面7cm，用普通钢板焊接，槽体外表面绝缘，内表面作阳极。电泳槽出口端设溢流槽，容积为电泳槽的1/10，接盛电泳槽表面流人的泡沫、尘埃。主槽与溢流槽间设一可调堰，以调节液位及表面流动状态，槽液落差＜50cm，并装挂铜丝网罩，起一定的过滤作用。
⑵循环与过滤：一台卧式泵从电泳槽中抽出电泳液，泵人电泳槽内，经文丘里管以一定的压力喷出，保持电沉积槽中的漆液具有一定的流速和流向。距槽底50 mm 处流速＞0.4 m/s，液面流速＞0.2 m/s，循环量为4～6次/h槽液总体积，泵的转速为
⑵循环与过滤：一台卧式泵从电泳槽中抽出电泳液，泵人电泳槽内，经文丘里管以一定的压力喷出，保持电沉积槽中的漆液具有一定的流速和流向。距槽底50 mm 处流速＞0.4 m/s，液面流速＞0.2 m/s，循环量为4～6次/h槽液总体积，泵的转速为
上一篇: 高效金属脱脂剂的研制
下一篇: BH一7多功能碱性除油剂研究报告
