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铝型材氟碳漆喷涂技术原理及工艺
2016-10-09 14:00:43
铝型材氟碳漆喷涂技术原理及工艺
铝型材多年来的表面处理,大多数为阳极氧化。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。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的装饰面。
 
这表现在氧化膜易生成且易牢固度高。氧化膜厚度和色差可以控制,着色附着力强有光泽。但氧化着色颜色只有白色和古铜色,颜色单调,由于氧化生产工艺是把铝型材放入氧化槽液里清洗、氧化、着色和封孔。槽液又是由多种化学元素配制而成,每氧化一批铝型材,槽液内的化学成份都在变化,因此槽液是可变化值,氧化着色出来的铝型材总是有色差,单独放置肉眼看不明显,如大面积放在一起,则色着非常明显的表现出来。所以铝板幕墙决不能用氧极阳化处理,否则铝板幕墙将是非常难看。
静电喷涂的产生,使幕墙铝板的表面处理得到解决,不仅使色差变小而且可以得到多种颜色的铝板。静电喷涂分:粉末喷涂和氟碳喷涂,粉沫喷涂的原料为:聚氨脂、聚氨树脂、环氧树脂、羟基聚脂树以及环氧、聚酯树脂,可配制多种颜色。
 
粉末喷涂的特点:喷涂设备有手工的,有自动吊挂式,施工简单、涂层厚度为30微米以上,抗冲击、耐磨擦、防腐蚀、耐候性等均好,涂料价格比氟碳便宜。粉沫喷涂最大弱点是怕太阳紫外线照射,长期照射会造成自然褪色,铝板向阳面和非向阳面几年后色差明显,一般为2-5年就产生明显色差。现在市场上出现名字叫彩色铝型材,用于铝门窗,就是用普通铝型材粉沫喷涂而成。使铝门窗颜色品种增加。同时也增强抗腐蚀能力。
 
另一种静电喷涂为液态喷涂,又称氟碳喷涂,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,越来越受到建筑业及用户的重视和青睐。氟碳喷涂具有优异的抗褪色性、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抗褪色性,抗紫外线性能。六十年代初期开始用于工程塑料,用于导线和电缆,1965年美国pennwalt化学公司首先针聚偏二氟乙烯为基料与金属微料铝粉合成建筑用罩面漆,又称为属漆,并以kynar500作为商标。
 
由此,世界制造商先后开始使用kynar500制造出各种的氟碳涂料罩面漆,来满足高档建筑室内外铝型材的涂装,广泛颜色的选择,美丽庄重的外观,及耐外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kynar500或Hylar500作为氖碳涂料的基料。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Valspar(华士巴);2.美国PPG公司;3.美国Valspar(华士巴)公司;4.DNTSingapore(大日本漆新加坡公司);5.日本Kawsai(关西)涂料公司;6.韩国Koreachemical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Kynar500为基料的氟碳涂料外,用涂料厂商的整个表面处理艺过程,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,以保证铝型材涂装的质量。
 
在氟碳喷涂界现今以美国建筑制造业协会标准AAAMA-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-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、高温阳光直照而着称,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量。它们是:
1.英国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“建筑铝型材质量检查标准”。
3.澳大利亚AS3715-1989标准“金属材涂装标准”。
4.南非SABS-1993“建筑室外铝型材涂装标准”。
5.瑞士“建筑业使用铝型材涂装标准”1994。
美国建筑制造业协会标准(摘)AAMA-605.02.90
 
随着我国建筑业近几年迅速发展,幕墙业在我国的兴起,铝型材要求多种颜色,铝型材幕墙业的兴起,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。
 
 
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分布,直接影响涂层的外观效果。涂层均习,质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、德国等国家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Kynar500金属的耐久性、耐候性的优势,从铝型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:铝型材的去油去污——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(180-250摄氏度)——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)。
 
前处理的目的:在铝合金型材、板材进行喷涂产,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。
 
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50-10微米。
 
面漆涂层:面漆涂层是喷涂关键的一层,在于提供铝型材所需要的装饰颜色,使铝型材外观达到设计要求,并且保护金属表面不受到外界环境大气、酸雨污染的侵蚀,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。
 
罩光漆涂层:罩光漆涂层也称清漆涂层,主要目的是更效地增强漆层抗外界侵蚀能力,外观更加颜色鲜明,光彩夺目,涂层厚度一般为5-10微米。三喷涂层总厚度为40-60微米,特殊需要的可以加厚。
 
固化处理:三喷涂层一般需在二次固化,铝型材进入固化炉处理,固化温度一般在180-250摄氏度之间,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。氟碳喷涂厂(锔油厂)也有的根据自己的经验把三喷时的两次固化改为一次固化。
 
质量检验:质量检验应按AAMA-605.02.90标准。严格的质量检查才能保证质量喷涂产品。
 
四、我国氟碳喷涂现状
国内新建的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、悬挂式即铝型材的前处理和喷涂,固化过程,铝型材全部是悬挂起来,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(如铝型材阳极氧化的清洗槽),铬化也在槽液中进行,然后再把铝悬挂起来,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因难。
 
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,但往往把设备看得过重,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,这就说明了技术经验的重要性。

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