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　　1  引言

 

　　消光電泳其表面光澤柔和，是一種比較高檔的處理，越來越受到人們的喜愛。經(jīng)閣鋁業(yè)于2014年3月下線一種新型的含氟樹脂的消光彩色電泳型材，又稱彩色電氟鋁型材，屬于國內(nèi)首創(chuàng)，具有高檔典雅、使用壽命超長、自潔性能優(yōu)異、顏色豐富、綠色環(huán)保的特點，受到市場的熱捧。

 

　　筆者根據(jù)該新型彩色消光電泳生產(chǎn)線1年多來的生產(chǎn)實踐情況，對其日常工藝控制的要點進行分析，對其常見質(zhì)量缺陷進行分析并提出解決的辦法。

　　2  原理簡介

 

　　該新型彩色消光電泳是在普通消光電泳和透明電泳的基礎(chǔ)上進一步發(fā)展而來的，光澤度15±5°。含高光組分和消光組分，由丙烯酸樹脂、含氟樹脂、色漿、溶劑、中和劑及添加劑等組成。將鋁合金基材電解處理后，浸泡在有色的電氟涂料中，在鋁型材和對應(yīng)的陰極端通以直流電，通過電場的作用，陰離子高分子樹脂微粒向鋁型材移動并沉積在鋁型材表面，生成一層均勻致密的高分子漆膜，經(jīng)特殊加熱固化，在鋁型材表面形成一層堅硬的電氟保護膜，厚度達到15-30μm。

 

　　該生產(chǎn)線簡要的工藝流程如下：型材掛料→脫脂→水洗1→水洗2→堿蝕→水洗1→水洗2→中和→水洗1→水洗2→氧化電解→水洗1→水洗2→電解著色→水洗1→水洗2→熱純水洗→純水洗→電氟→Ro1水洗→Ro2水洗→瀝水→固化→卸料→檢驗→包裝。

 

　　3  日常工藝管理要點

 

　　3.1  噴砂

 

　　噴砂是一種比較新型的砂面處理工藝，與化學砂面法相比，鋁耗、堿耗、酸耗大大減少，橫向和縱向粗糙度參數(shù)基本一致，而且對擠壓紋的遮蔽效果更好，一些比較深的擠壓紋在堿蝕過程中會更加明顯。

 

　　噴砂的效果影響最終的顏色和表面情況。噴砂表面粗糙度不同會引起光澤度的變化。而且，由于對光線漫反射和鏡面反射的比例不同，也會引起顏色視覺效果的變化，出現(xiàn)色深色淺的區(qū)別。因此，噴砂要求前后各批次一致，同一批中各個面盡量保持一致。一般選用40-80目優(yōu)質(zhì)玻璃珠，通過調(diào)整變頻器參數(shù)來調(diào)整通過速率，變頻器參數(shù)越大，通過速率越快?？梢钥闯觯ㄟ^速率越快，最終產(chǎn)品的顏色越淺，且表面的擠壓紋痕跡越深，影響產(chǎn)品外觀。 

 

　　        表1  變頻器參數(shù)對最終顏色的影響

變頻器參數(shù)	顏色變化
10	色深
20	正常
30	正常
40	色淺，較深擠壓紋
50	色淺，較深擠壓紋

 

　　3.2 前處理

 

　　電氟型材的前處理與普通電泳型材一致，包括脫脂、堿蝕、中和以及水洗的時間，根據(jù)型材的表面情況進行調(diào)整。

 

　　（1） 脫脂

 

　　脫脂又叫除油，其目的是除去自然氧化膜、工藝潤滑油、防銹油、手汗及與油脂粘在一起的污物，以保證堿蝕時表面能均勻地腐蝕，并保護堿蝕槽的清潔。油脂如未除凈則堿蝕表面就不均勻，腐蝕深度不一致，氧化著色后存在暗花紋、表面不均勻等疵病，也是導致堿蝕時發(fā)生過腐蝕的原因之一。

 

　　一般采用硫酸脫脂法，好處是可以利用氧化槽的廢酸，達到綜合利用的目的。

 

　　表2  脫脂工藝參數(shù)　　

工序名稱	槽液成份及要求	槽液溫度℃	處理時間min
脫脂	H2SO4：130-150g/l	常溫	3-5 min
水洗2	PH≥3.5, Cl-＜15ppm	常溫	20″-30″

 

　?。?）堿蝕

 

　　堿蝕質(zhì)量很大程度上決定了型材的表面質(zhì)量，如果堿蝕不良會出現(xiàn)長條形坑紋、斑點、暗花紋、光澤不均勻、光亮度低呈暗灰色等，尤其鋁中雜質(zhì)超標時則更嚴重。重點在于：①保證槽液溫度和游離堿含量；②保持槽液循環(huán)，避免分層；③選擇較好的堿蝕劑，按比例添加。

 

　　表3  堿蝕工藝參數(shù)　　

工序名稱	槽液成份及要求	槽液溫度℃	處理時間min
堿蝕	NaOH： 45-55g/l Al3+：≤35g/L	45-55	光面料：3-5 min

 

　?。?）中和

 

　　堿蝕后中和出光的目的是中和型材表面的殘留堿，除去殘留于型材上的掛灰附著物，溶去在堿中不溶的錳、銅、鐵、硅等合金元素或雜質(zhì)，以獲得較光亮的金屬表面。如果掛灰沒有除凈，將導致氧化膜疏松，著色后光澤發(fā)暗。中和不徹底，堿蝕的堿液帶入氧化槽將形成粘附在型材表面的絮狀物，造成氧化膜不均勻，并會影響到最終的顏色。

 

　　中和槽的硫酸根離子、硝酸根離子及其他金屬離子，必須水洗干凈再進入氧化槽。

 

 

　　3.3  氧化電解

 

　　氧化膜厚度的變化會引起后續(xù)電泳漆膜厚度的變化，從而引起產(chǎn)品顏色的差異。因為氧化膜在本質(zhì)上是絕緣的，陽極氧化膜越厚，表面電阻越大，上膜速度越慢，電泳涂膜越薄。氧化膜厚度一般控制在9-11μm，膜厚差在±2μm內(nèi)對顏色無明顯影響。

 

　　3.4  熱純水洗

 

　　熱純水洗的目的是去除氧化膜微孔中殘留的硫酸根和其它雜質(zhì)離子，防止污染電泳槽液。水洗溫度一般控制在 70—85℃，時間 4-5min，水溫高可適當縮短水洗時間，電導率控制在≤60 us/cm ，pH值控制在 5.0—7.0。

 

　　電氟產(chǎn)品使用的熱純水槽與普通產(chǎn)品是分開的，目的在于控制溫度和電導率的要求，保證電氟產(chǎn)品熱水洗效果。

 

　　3.5  冷純水洗

 

　　冷純水洗的目的一方面是進一步去除氧化膜微孔中殘留的硫酸根和其它雜質(zhì)離子，另一方面是為了降低鋁型材的溫度。一般的電泳冷純水洗電導率≤100us/cm，電氟產(chǎn)品對水質(zhì)的要求更高，要求冷純水洗的電導率小于 30us/cm 。

 

　　3.6電解著色

 

　　電解著色也是至關(guān)重要的工序，不同的底色最終產(chǎn)品的顏色將不同。氧化后的型材分別不著色或是著色成不銹鋼色、香檳色、古銅色或黑色底材時，在電泳漆膜厚度為15～20μm時，分別顯示出灰色、鉑灰、瓷灰、銅灰和藍灰色。

 

　　3.7  電泳

 

　　電氟產(chǎn)品與普通電泳產(chǎn)品相比，因為色漿和含氟樹脂的加入而有所區(qū)別?；竟に嚳刂埔姳?，主槽及RO1、RO2槽的固體份、PH值、電導率需要每班測量，W.S.A.值1次/月：

 

　　表5 電氟產(chǎn)品電泳工藝控制要點　　

工序名稱	槽液成份及要求	電參數(shù)	槽液溫度	處理時間
電 氟	固體份：11±1%	180-250V	22-25℃	3-5 min
	電導率650-950us/cm
	PH：8.4±0.2
	W.S.A.＜1.5
RO1純水洗	固體份：≤1%	-	常溫	3-6 min
	電導率≤250us/cm
	PH：7.8-8.0
RO2純水洗	固體份：0.15±0.05	-	常溫	4-7 min
	電導率≤125us/cm
	PH：8.0-8.5

 

　　3.7.1  固體份含量

 

　　穩(wěn)定的固體份含量是保證漆膜厚度和顏色一致的重要參數(shù)之一。彩色電氟鋁型材主槽的固體份一般≥10.0g/L，濃度波動范圍控制在11.0±0.5g/L。

 

　　根據(jù)固體份的分析結(jié)果來添加電氟漆。電氟漆的高光漆：消光漆的比值一般為1:4，即添加100kg電氟漆，需要20kg高光漆配80kg消光漆，通過加漆桶混合后添加。如需提高光澤，可以稍微提高高光漆的比例，按照少量多次進行微調(diào)，切不可一次添加過多。

 

　　主槽、RO1和RO2的固體份比值大約是100:10:1。如果RO1和RO2的固體份偏高，則需要檢查回收效果，清洗膜管。

 

　　3.7.2  溶劑添加

 

　　溶劑是保證槽液穩(wěn)定的基礎(chǔ)，也是保證光澤和上膜速度的關(guān)鍵。各槽的溶劑添加如下表所示，通過溢流槽添加。

 

 

　　3.7.3  PH值與W.S.A值

 

　　新型彩色消光電泳的ED主槽PH值控制在8.4±0.2，電導率650-950us/cm。PH值偏高則漆膜溶解加快，槽液不穩(wěn)定，需要對做離子交換通液處理。W.S.A值務(wù)必在工藝范圍內(nèi)＜1.5，酸值高則槽液不穩(wěn)定，產(chǎn)品容易出現(xiàn)大批量的暗花紋造成批量報廢，需要做陰陽離子通液處理。

 

　　3.7.4  槽液循環(huán)量

 

　　由于色漿的加入，必須不斷的循環(huán)才能保證色漿分散均勻、不沉淀。一般要求槽液循環(huán)≥3.5次/小時。生產(chǎn)時比不生產(chǎn)時循環(huán)量要稍小，一般生產(chǎn)時變頻器參數(shù)設(shè)置30，不生產(chǎn)時設(shè)置35。

 

　　3.6  瀝水、烘烤固化

 

　　烘烤固化前瀝水時間一般≥20min，要求表面基本達到干燥。若瀝水不干，則最終產(chǎn)品表面會出現(xiàn)干燥痕?？竟袒瘲l件是180℃×30min。

 

　　4  新型彩色消光電泳顏色的控制

 

　　該新型彩色消光電泳的顏色主要通過漆膜厚度和色漿的含量來控制。同一色漿含量條件下，顏色隨著漆膜厚度的增加而變深。漆膜厚度一定的條件下，色漿含量越高，顏色越深。

 

　　影響漆膜厚度的主要因數(shù)有電壓、固體份含量、溫度和氧化膜厚。電壓、固體份含量和溫度與漆膜厚度呈正相關(guān)，一定范圍內(nèi)這3個因數(shù)增大，漆膜的厚度增加，但電泳溫度一般控制在22-25度的范圍。氧化膜厚和漆膜厚度呈負相關(guān)，由于氧化膜是絕緣的，氧化膜越厚，上膜速度越慢，漆膜厚度越薄。為了保持顏色一致，要求漆膜厚度≥15μm。

 

　　5  新型彩色消光電泳光澤度的控制

 

　　該新型消光電泳的光澤是由高光漆和消光漆兩種組分的比例決定的，也與噴砂的效果和堿蝕的效果密切相關(guān)。所以，生產(chǎn)中電泳漆一定要按比例添加。當光澤度偏高或偏低時，調(diào)整措施如下：

 

　?。?）光澤度偏低：

 

　?、賹⑷軇┨砑又吝m當范圍；

 

　?、谶m當提高高光漆的添加比例；

 

　?、圻x用目數(shù)高、粒徑稍小的玻璃砂，或適當增大噴砂通過速度；

 

　?、苓m當增大堿蝕鋁離子含量，增強堿蝕時的“整平”作用。

 

　?。?）光澤度偏高：

 

    ①將溶劑調(diào)整至適當范圍；

 

    ②適當降低高光漆的添加比例；

 

    ③選用目數(shù)小、粒徑稍大的玻璃砂，或適當減慢噴砂通過速度；

 

    ④將堿蝕鋁離子含量保持在工藝范圍，≤35g/L；

 

　　⑤ED槽做精制處理，除去雜質(zhì)離子；

 

　　⑥增加膜厚。

 

　　6  常見質(zhì)量缺陷的原因及解決措施

 

　?。?）色差

 

　　現(xiàn)象：顏色超出色板的上下限

 

　　原因：漆膜厚度超出范圍，過厚或漆膜厚度不足；色漿含量偏高或偏低

 

　　解決措施：

 

　　①檢查漆膜厚度，通過調(diào)整電泳電壓和時間、固體份含量來適當增加或降低膜厚；

 

　?、谡{(diào)整色漿的加入比例。正常情況下，色漿按色漿/原漆=1.5%—3.0%添加，色深降低色漿比例，色淺則在保證膜厚的前提下適當補充色漿。

 

    （2）漆膜厚度不足

 

　　現(xiàn)象：在原有工藝條件不變的情況下，漆膜厚度出現(xiàn)下降或上膜困難

 

　　原因：固體份含量不足；施工電壓過低；溶劑含量低于工藝范圍；電泳槽泳透力下降

 

　　解決措施：

 

　?、僬{(diào)整固體份含量：將固體份含量補充至正常工藝水平；

 

　　②適當提高電泳槽施工電壓。

　

　　③將ED主槽和RO1、RO2槽的溶劑含量調(diào)整至工藝范圍；

 

　?、芫?，將雜質(zhì)離子去除，將PH值、電導率降至工藝范圍，溶劑添加至工藝范圍，夏季按控制上限添加。

 

　?。?）干燥痕

 

　　現(xiàn)象：電泳型材大面中間有彎彎曲曲的、不連續(xù)的明亮或淺灰色的痕跡，從低端到高端越來越明顯。

 

　　原因：型材電泳后瀝水時間不足。各個面從棱角邊緣向中部干燥速度不同，局部未完全干燥就進入烘烤

 

　　 解決措施：

 

　?、傺娱L瀝水時間，帶表面基本干燥均勻后再烘烤

 

　?、谌軇┖坎蛔悖瑢⒏鞑鄣娜軇┖空{(diào)整至工藝范圍；

 

　?。?）酸堿霧斑

 

　　現(xiàn)象： 電泳型材上出現(xiàn)的灰白色的塵埃狀斑點

 

　　原因：氧化車間前處理的的酸堿霧飄入電泳工序，與濕的漆膜發(fā)生反應(yīng)

 

　　解決措施：

 

　?、賹囬g的酸槽、堿槽加強抽風，改變車間門窗的位置或注意封閉，對車間空氣流向進行導引；

 

　?、谇疤幚碥囬g與電泳車間進行隔斷，減少酸堿氣霧進入電泳車間。

 

　　（5）光亮油污斑痕

 

　　現(xiàn)象：在電泳型材的上表面或側(cè)面出現(xiàn)的有規(guī)律、有方向性的光亮斑點、斑痕

 

　　原因：電泳前熱水洗或電泳工序受到油污污染

 

　　解決措施：

 

　　①更換熱水或把熱水槽表面的油污清理干凈；

 

　?、跈z查電泳槽表面，通過硅藻土除油裝置將油花去除；

 

    ③檢查行車傳動鏈條，是否黃油落入工藝槽，若是則清除。

 

　?。?）暗紋

 

　　現(xiàn)象：型材表面出現(xiàn)的黑色或淺灰色條紋，彎彎曲曲、不連續(xù)，在每掛料或每支電泳型材上無明顯規(guī)律

　

　　原因：電泳主槽W.S.A值偏高；熱純水洗水質(zhì)較差；溶劑含量偏低

　

　　解決措施：

 

　?、訇庩栯x子通液，將W.S.A值降低至＜1.5；

 

　?、跓峒兯措妼矢?，采用專用熱純水槽，將電導率控制在60us/cm以下；

 

　?、垩a充溶劑含量，將ED主槽及RO槽的溶劑調(diào)整至工藝范圍。

 

　?。?）漆膜粗糙

 

　　現(xiàn)象 ：電泳漆膜不光滑，有粗糙感，摸起來起砂

 

　　原因：電泳時電沉積不均勻；溶劑含量低；RO水洗時間不足，表面浮漆未水洗掉

 

　　解決措施：

 

　　①做精制處理，去除雜質(zhì)離子；

 

　?、陉庩栯x子通液，將PH值、電導率降至工藝范圍；

 

　?、垭娪静鄄垡洪L期放置，槽液中雜質(zhì)離子太多，通電時電解反應(yīng)劇烈，導致電泳漆析出不均勻，漆膜粗糙；

 

　?、苎a充溶劑，將溶劑含量調(diào)整至工藝范圍；

 

　?、菰黾覴O水洗時間，將電泳表面浮漆去除。

 

　?。?）酸留痕

 

　　現(xiàn)象：型材液面位置沿縱向出現(xiàn)的流痕，起皮，有顆粒

 

　　原因：夾具或?qū)щ姶罅荷系乃嵩陔娪竞罅髟跒r水的漆膜上，酸根與電氟漆反應(yīng)留下的痕跡

 

　　解決措施：

 

　?、傺趸髮Υ罅汉蛼炀哌M行噴淋水洗，徹底清洗大梁和掛具上的酸水；

 

　?、趻炀摺щ娏航Y(jié)垢太多，要定期清理和更換。

 

　　7  總結(jié)

 

　　新型含氟彩色消光電泳有著產(chǎn)品性能高、工藝管理簡單的特點。隨著人們生活水準的提高，對電泳型材的要求也越來越挑剔。該新型含氟彩色消光電泳由于消光處理，高檔典雅、細膩柔和，同時又具有超強的耐候性、使用壽命超長，以及優(yōu)異的自潔性、不沾水、不沾油，是繼陽極氧化、粉末噴涂、氟碳噴涂、透明電泳以及普通消光電泳之后的新一代更新?lián)Q代產(chǎn)品，必將引領(lǐng)市場的發(fā)展方向、受到越來越多消費者的青睞。

 

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