一般建筑铝型材可分为阳极氧化材、电泳涂漆材和粉末喷涂材三种,由于粉末喷涂材具有颜色多样化、容易满足设计装潢需要这一显著优点,因此近几年来粉末喷涂材在国内的产量迅猛增长。据粗略估计,粉末喷涂材在整个建筑铝型材国内市场中的份额,已从五年前的不到15%上升到现在的约40%,但是到目前为止,粉末喷涂建筑铝型材所采用的前处理几乎还都是铬酸盐处理工艺。在铬酸盐处理槽液中,六价铬是必不可少的主要成份,且处理材料获得的转化膜中亦含有较多的六价铬化合物。众所周知六价铬是一种致癌物,无论是存在于建筑铝型材中的六价铬还是处理槽液及其废水中的六价铬,均会对人体和自然环境产生有害作用。在寻求铬酸盐转化膜的无铬替代产品方面,国内外众多铝表面处理科技工作者已进行了长达30多年的研究,金属表面的稀土转化膜钝化或缓蚀的研究始于1984年[1]。但目前用于喷涂建筑铝型材前处理的无铬产品,因转化膜的综合性能与铬酸盐转化膜相比存在着明显差异,使其在国内外建材领域中的实际应用比例仍然很低。本文针对建筑铝型材最常用的6063铝合金,根据我们多年从事铬酸盐转化膜工业生产研究的经验,提出了一种适合工业生产一般工艺要求的双铈盐成膜工艺,对双铈盐转化膜的质量要求及工艺参数对转化膜质量的影响进行了研究。
1 实验方法
1.1 实验材料
实验用6063建筑铝型材来源于福建省南平铝业有限公司和浙江栋梁新材股份有限公司,材料的化学成分均符合国家标准(GB/T5237-4-2004)。
3.2 温度的影响
槽液温度高则成膜快,但较高的温度会出现能耗大、生产操作环境差、槽液中H2O2分解快、槽液稳定性不好等诸多问题,为了使成膜时间控制在大生产适宜的5~10min,槽液温度可控制在30~35℃范围内,这一温度要求对工业生产而言,亦容易实现。
3.3 pH值的影响
槽液pH值宜控制在2.0~2.8,严格控制好pH值,有利于槽液的稳定,获得理想的鲜艳金黄色膜。为了有效控制pH值,在正常工业生产过程中可将复配的成膜剂和pH值调整剂以少量连续或间断的方式加入槽内。成膜过程pH值会上升,加入成膜剂和pH值调整剂都会使pH下降。
4 结论
双铈盐工艺可获得鲜艳的金黄色转化膜,具有无毒、无污染和生产现场容易控制双重优点,是铬酸盐转化膜理想的替代工艺。但由于在成膜过程中,成膜机理与一般铬盐转化膜工艺基本一样,铈离子优先以氧化物/氢氧化物形式只是在铝型材表面pH值高的
局部区域沉积[2],另外,铝合金基材的差异对成膜也影响很大,故形成的转化膜在均匀性和致密性方面易存在缺陷,导致转化膜的耐腐蚀性不够稳定,因此,如何改善双铈盐转化膜的均匀性与致密性及降低生产成本应是今后进一步研究的重点。http://www.cqlvtu.cn/