一、概述：

　　粉末（氟碳漆）噴涂鋁型材在噴涂、噴漆之前，需要通過(guò)前處理在型材表面形成一層致密的連接介質(zhì)，前處理加工過(guò)程——是通過(guò)去除型材表面的油污、雜質(zhì)，自然氧化膜之后，再經(jīng)過(guò)化學(xué)氧化（鉻化或無(wú)鉻鈍化），使其鋁表面生成一層鈍化膜，其目的是：

　?。?）保護(hù)鋁型材表面不被空氣腐蝕，防止進(jìn)一步生成自然氧化膜。

　?。?）金屬鋁型材表面和粉末涂料或水性油漆的結(jié)合，需要一層過(guò)渡層，才能使金屬與非金屬之間的結(jié)合力更強(qiáng)，達(dá)到最佳（經(jīng)沖擊試驗(yàn)，劃格試驗(yàn)，沸水試驗(yàn)檢測(cè)合格）使用狀態(tài)。

　　1.傳統(tǒng)的前處理工藝：

　　鋁型材上排扎料→水洗→脫脂→水洗→堿蝕→水洗→水洗→中和出光→水洗→水洗→化學(xué)氧化（鉻化或無(wú)鉻鈍化）→水洗→純水洗→晾干或烘干→上線噴涂（噴漆）

　　以上工藝是標(biāo)準(zhǔn)的西方鋁前處理工藝方法,我國(guó)在20世紀(jì)80年代開(kāi)始基本上沿用，到了90年代后期,傳統(tǒng)的前處理脫脂、堿蝕、中和出光三道工序，被國(guó)內(nèi)研發(fā)的三合一脫脂表調(diào)劑所代替。其優(yōu)點(diǎn)是：簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)也減少了多次水洗帶來(lái)的廢水處理量過(guò)大，但此工藝也有一個(gè)致命的缺點(diǎn)：三合一脫脂采用大量的氫氟酸常溫快速腐蝕鋁表面，其帶出的槽液中氟離子含量嚴(yán)重超標(biāo)，增加了廢水處理的負(fù)擔(dān)。

　　2.沿用的三合一前處理工藝：

　　鋁材上排→水洗→三合一脫脂→水洗→水洗→化學(xué)氧化（鉻化或無(wú)鉻鈍化）→水洗→水洗（純水洗）→晾干或烘干-→上線噴涂（噴漆）

　　3.前處理（傳統(tǒng)與現(xiàn)代）工藝缺陷：

　　進(jìn)入二十一世紀(jì)，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)，水資源保護(hù)的立法和監(jiān)管力度的不斷加大，2015年國(guó)家要正式頒布“中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法”，為此，作為鋁型材加工企業(yè)，迫切需要我們改進(jìn)新的加工工藝方法，以上工藝所使用有毒、有害污染物質(zhì)，如：傳統(tǒng)工藝中的氟離子、六價(jià)鉻；現(xiàn)代無(wú)鉻鈍化處理工藝所采用的氟鋯酸鹽、氟鈦酸鹽，還有加速成膜的氫氟酸，同樣也存在有毒氟污染的問(wèn)題。

　　況且無(wú)鉻鈍化工藝處理所生成的轉(zhuǎn)化膜無(wú)法和有鉻化工藝所生成的鉻化膜(300-1000mg/m2)相比，無(wú)鉻膜層?。?0-150mg/m2）、疏松、容易破裂，無(wú)顏色，在線生產(chǎn)無(wú)法判定前處理后膜層是否合格。生產(chǎn)工藝要求嚴(yán)格，工藝槽必須使用純水洗，否則膜層容易流失。因此，目前多數(shù)廠家采用無(wú)鉻鈍化噴涂鋁材前處理后，涂層脫落現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，給生產(chǎn)企業(yè)和用戶帶來(lái)了不可彌補(bǔ)的直接經(jīng)濟(jì)損失和間接經(jīng)濟(jì)損失。

　　二、新型前處理工藝及特點(diǎn)：

　　1.需要解決的問(wèn)題：

　　（1）簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、減少?gòu)U水排放。

　?。?）不再使用有毒、有害，國(guó)家禁用的一、二類(lèi)有害化學(xué)品。如：氫氟酸、鉻酸（六價(jià)）以及其它重金屬鹽。

　?。?）鋁型材材噴涂前處理工藝所獲得的膜層介質(zhì)，首先：性能指標(biāo)要完全達(dá)到有鉻化處理工藝性能指標(biāo)要求，經(jīng)過(guò)粉末噴涂后涂層在附著力性能試驗(yàn)，要完全達(dá)到國(guó)家GB5237-2008標(biāo)準(zhǔn)要求。

　?。?）工藝簡(jiǎn)單、可操作性要強(qiáng)，產(chǎn)品在線可以隨時(shí)監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量，膜層介質(zhì)（凝膠膜）穩(wěn)定性強(qiáng)。

　　以上需要解決的諸項(xiàng)工藝存在問(wèn)題：經(jīng)本公司通過(guò)無(wú)數(shù)次配方的小試、中試、生產(chǎn)在線試驗(yàn)、最終研制開(kāi)發(fā)的新型鋁合金前處理介質(zhì)的加工工藝方法，完全可以替代現(xiàn)存的前處理（有鉻、無(wú)鉻）加工工藝，其實(shí)用性、新穎性、創(chuàng)造性、環(huán)保節(jié)能性，實(shí)屬行業(yè)首創(chuàng)。

　　2.新型前處理工藝流程：

　　鋁型材上排→水洗→四合一無(wú)鉻電化學(xué)氧化（鈍化）→水洗→水洗→晾干或烘干→上線噴涂（噴漆）。

　　3.新型前處理工藝特點(diǎn)：

　　（1）大幅度簡(jiǎn)化生產(chǎn)工序，提高了生產(chǎn)效率、減少了廢水排放量。

　?。?）通過(guò)電解過(guò)程的電腐蝕起到脫脂表調(diào)的作用，不單獨(dú)使用三合一脫脂表調(diào)劑。

　?。?）真正達(dá)到了不使用有毒、有害的化學(xué)污染藥品，如：氟離子、六價(jià)鉻和其它重金屬。消除了對(duì)環(huán)境的污染，符合國(guó)家環(huán)保要求。

　?。?）使用低濃度的有機(jī)酸配方做導(dǎo)電介質(zhì)，加工過(guò)程采用低電壓，低電流、常溫電解成膜（凝膠膜層），目前在國(guó)內(nèi)、外實(shí)屬首創(chuàng)。

　　（5）加工過(guò)程與其他傳統(tǒng)工藝比較，成膜速度快、加工時(shí)間短，電耗是傳統(tǒng)工藝的1/5—1/6、成膜穩(wěn)定、目視可檢測(cè)（膜層呈七彩微帶淡藍(lán)色），總之：性價(jià)比高。

　?。?）通過(guò)快速電解成膜的鈍化工藝原理，采用定電壓、變電流的電化學(xué)氧化方法，所形成的膜層質(zhì)地密實(shí)、均勻，其膜層（凝膠膜）的吸附性能：對(duì)鋁型材表面及涂層表面的吸附性與有鉻化前處理工藝相比較，無(wú)差異性。

　　三、生廠設(shè)備：

　　本工藝相比前述傳統(tǒng)工藝，需要增加的設(shè)備投入有：可控整流柜機(jī)、槽液循環(huán)系統(tǒng)、槽液過(guò)濾機(jī)、導(dǎo)電極板、母線，多組人工扎排排架等。

　　四、輔助材料組分、前處理介質(zhì)類(lèi)別：

　　1.“四合一”鈍化劑組分：

　　本工藝采用了一種“四合一”的鈍化劑作為電解導(dǎo)電介質(zhì)及成膜介質(zhì)，其主要組分：

　?。?）含羥基有機(jī)酸，含量占鈍化劑總重量的5-25%

　?。?）無(wú)機(jī)和有機(jī)混合酸（包括硼酸，草酸，酒石酸，丁二酸，硫酸，磷酸，葡糖酸），含量占鈍化劑總重量的10-30%

　?。?）適量的表面活性劑，占總重量的0.19-0.59%

　　2.前處理介質(zhì)類(lèi)別：

　　鋁型材材在噴涂或噴漆前，必須經(jīng)過(guò)前處理，在鋁金屬表面形成一層前處理介質(zhì)，以提高鋁金屬表面與涂料的結(jié)合力（附著力）。隨著中國(guó)環(huán)境污染程度的日益加劇，傳統(tǒng)的前處理介質(zhì)——鉻化膜(300-1000mg/m2)由于含有有毒的六價(jià)鉻，已被列入禁用產(chǎn)品行列。

　　無(wú)鉻系列前處理介質(zhì)——鋯鈦轉(zhuǎn)化膜（70-150mg/m2），雖然能夠解決鉻污染環(huán)境的問(wèn)題，但此種加工工藝使用鈦鋯氟化物，一是增加了用氟的新污染，二是此種前處理介質(zhì)（鈍化膜）膜層超薄、柔軟、耐磨性差，易被碰傷、劃傷、擦傷，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，被破壞的介質(zhì)（鈍化膜）表面很容易被周邊環(huán)境污染和腐蝕，膜層污染或腐蝕后很難被發(fā)現(xiàn)，往往被腐蝕處有可能造成粉末涂層大面積脫落，又由于無(wú)鉻化處理介質(zhì)顏色是無(wú)色透明，在大批量生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測(cè)無(wú)法實(shí)現(xiàn)100%全檢，只有完全靠工藝進(jìn)行保證，一旦加工工藝出現(xiàn)失誤、未發(fā)現(xiàn)，將導(dǎo)致重大的質(zhì)量事故發(fā)生。

　　新型前處理介質(zhì)——凝膠膜(200-1000mg/m2)，它是在電解氧化反應(yīng)狀態(tài)下完成，導(dǎo)電介質(zhì)中的有機(jī)酸復(fù)合鹽和無(wú)機(jī)混合酸（低濃度無(wú)毒、無(wú)害），通過(guò)電解氧化反應(yīng)，在鋁基體表面形成一層復(fù)雜凝膠狀鈍化膜層，此膜層呈現(xiàn)七彩淡藍(lán)顏色、吸附性強(qiáng)，同時(shí)在鋁材封閉內(nèi)腔形成同樣的膜層，使其具有更加獨(dú)特的內(nèi)外保護(hù)層。在型材噴粉后的固化過(guò)程中，新型前處理介質(zhì)與粉末在交聯(lián)反應(yīng)過(guò)程中形成非晶態(tài)的玻璃體，使粉末涂層與型材表面結(jié)合力（附著力）更強(qiáng)，是前述其他表面處理工藝無(wú)法超越的。