0 前言

鋁型材因其加工性能佳、質(zhì)輕等特點，廣泛應(yīng)用于建筑等各個行業(yè)，用量占金屬鋁型材的80%以上，針對鋁型材涂裝前表面處理，通常采用除油、鉻化、烘干工藝處理，其中鉻化處理是用鉻化液中的Cr6+等成分與鋁型材鋁表面產(chǎn)生一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，使鋁型材表面生成一層疏松有孔隙的鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜，從而使鋁型材基材能與涂料有良好的附著力，由于傳統(tǒng)的鉻酸鹽鈍化所生成的轉(zhuǎn)化膜含有Cr6+和Cr3+，具有很強(qiáng)的毒性，各國政府制定的一系列政策在某些領(lǐng)域限制采用此種工藝，其中最重要的是：2003年2月13日，歐盟通過的"The Restriction of the use of certain Hazardous substances in Electnical and Electronic"，即“在電子電氣設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)的指令”中包括了Cr6+有害物質(zhì)，國內(nèi)許多地方政府考慮到傳統(tǒng)的鉻酸鹽鈍化中Cr6+和Cr3+的環(huán)境危害性，以及治理和監(jiān)管的困難，紛紛出臺了嚴(yán)格限制采用傳統(tǒng)的含鉻鈍化工藝的環(huán)保政策。為此公司采用陽極氧化處理后再涂裝工藝便可以滿足以上環(huán)保要求，隨著國家鼓勵節(jié)能、環(huán)保產(chǎn)品的推廣使用，無鉻鋁型材的應(yīng)用范圍將不斷地擴(kuò)大。為此本公司決定開發(fā)出一種滿足無鉻生產(chǎn)技術(shù)的工藝。

以鋁型材鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜具有孔隙結(jié)構(gòu)為切入點，核心在于鋁型材陽極半封孔氧化膜同樣具有孔隙結(jié)構(gòu)，用陽極氧化處理鋁型材表面，生成5μm以下的半封孔氧化膜，作為涂料與基材的連接層，從而陽極半封孔氧化膜可以替代鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜，實現(xiàn)鋁型材涂裝生產(chǎn)無鉻工藝。

1 實驗部分

1.1 試樣的制備

取6m長76mm*25mm的6063鋁合金扁管若干為試樣，按以下工藝流程和參數(shù)進(jìn)行噴涂若干色號氟碳涂料。

圖1氧化后噴涂工藝流程圖

表1氧化后噴涂工藝參數(shù) 

1.2 涂層性能測試

參照鋁合金鋁型材氟碳噴涂相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的檢測方法，對生產(chǎn)后放置1天、10天、20天、30天后做漆膜性能檢測膜層進(jìn)行附著力（干式、濕式、沸水）、耐沖擊和鹽霧試驗檢測，考察和評價其性能特點。

2 結(jié)果與討論

2.1 附著性試驗

鋁型材涂裝的附著性是指漆膜與鋁材表面結(jié)合在一起的堅牢程度而言的。這種結(jié)合力是由漆膜中的聚合物的極性基團(tuán)（如—F）與鋁材表面的極性基相互作用而形成的。鋁合金鋁型材涂層的附著性試驗有干附著性、濕附著性和沸水附著性三種。

干附著性是指劃格間距為1mm，將粘著力大于10N/25mm的粘膠帶覆蓋在劃格的涂層上，壓緊以排去粘膠帶下的空氣，然后以垂直于涂層表面的角度快速拉起粘膠帶。

濕附著性是指將試樣按干附著性要求劃格后，置于38℃±5℃，符合GB/T6682規(guī)定的三級水中浸泡24h，取出并擦干試樣，在5min內(nèi)按干附著性要求用粘膠帶測試。

沸水附著性是指將試樣按干附著性要求劃格后，置于始終不低于95℃，水質(zhì)符合GB/T6682規(guī)定的三級水的沸水中20min，取出并擦干試樣，在5min內(nèi)按干附著性要求用粘膠帶測試。

參照GB/T9286-l998和GB/T8013.3-2007分別對無鉻噴涂膜進(jìn)行干、濕和沸水附著性評級。檢測結(jié)果見表2

表2 附著性測試結(jié)果

試驗證明采用陽極半封孔氧化膜的噴涂膜層附著力符合GB/T5237.5-2008的要求。

2.2 耐沖擊試驗

所謂耐沖擊性，是指漆膜在重錘沖擊下發(fā)生快速形變而不出現(xiàn)開裂或從金屬底材上脫落的能力。這種試驗方法操作相對簡便，也很有實用價值，是漆膜物理性能的一種頗具代表性的表針方法。

操作步驟如下：

將試樣漆膜朝上平放在鐵砧上，試板受沖擊部分距邊緣不少于15mm，每個沖擊點的邊緣相距不得少于15m。重錘借控制裝置固定在滑筒的某一高度，按壓控制鈕，重錘即自由地落于沖頭上。提起重錘，取出試板。

同一試樣進(jìn)行三次沖擊試驗。

用4倍放大鏡觀察，判斷漆膜有無裂紋、皺紋及剝落等現(xiàn)象。

參照GB/T1732-1993對無鉻噴涂膜進(jìn)行耐沖擊性試驗，結(jié)果見表3

表3耐沖擊測試結(jié)果

試驗證明采用陽極半封孔氧化膜的噴涂膜層耐沖擊性符合GB/T5237.5-2008受沖擊后允許有微小裂紋但不能被粘膠帶粘落的要求。

2.3 中性鹽霧試驗NSS

中性鹽霧試驗（NSS：Neutral Salt Spray test）是在特定的試驗箱內(nèi)，鹽霧箱內(nèi)溫度為35 ℃±2℃，含有（5±0.5）%氯化鈉、pH值為6.5~7.2的鹽水通過噴霧，讓鹽霧沉降到待測試驗件上，經(jīng)過一定時間觀察其表面腐蝕狀態(tài)。

由于試驗時間較長，設(shè)備數(shù)量有限，每個色號僅取生產(chǎn)后放置1天的試樣進(jìn)行試驗。參照GB/T10125對涂膜進(jìn)行鹽霧驗，結(jié)果見表4。

表4NSS測試結(jié)果

試驗證明采用陽極半封孔氧化膜的噴涂膜層耐沖擊性符合GB/T5237.5-2008中性鹽霧試驗4000h后,劃線兩側(cè)膜下單邊滲透腐蝕寬度應(yīng)不超過2mm,劃線兩側(cè)2,0mm以外部分的涂層不應(yīng)有腐蝕現(xiàn)象的要求。

3 結(jié)論

用陽極氧化處理鋁型材表面，生成5μm以下的半封孔氧化膜，作為涂料與基材的連接層，然后噴氟碳漆的鋁型材的附著性、耐沖擊性和中性鹽霧試驗性能均達(dá)到了GB/T5237.5-2008的相關(guān)要求。因此，陽極半封孔氧化膜可以替代鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜，實現(xiàn)鋁型材涂裝生產(chǎn)無鉻工藝。