CN102935745A - 一种镀膜彩色铝合金及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种镀膜彩色铝合金，其是在铝合金表面涂覆有电泳漆膜，该电泳漆膜为紫外光固化漆膜，厚度为10-15μm。本发明还提出制备所述镀膜彩色铝合金的方法。本发明提出的彩色铝合金表面不需要先制备氧化膜，涂覆的电泳漆膜具有多种色彩，表面光亮，装饰性强。其制备过程减少了电解步骤，节约人力物力，减少排放污染。本发明提出的镀膜彩色铝合金容易脱漆返工，可以节约材料成本。

Description

一种镀膜彩色铝合金及其制备方法

技术领域

本发明属于电泳工艺领域，具体涉及一种电泳镀覆有机聚合物的方法及该方法得到的产品。

背景技术

具有装饰效果的彩色铝合金材料的表面处理采用以下三种方法：表面阳极氧化、涂装丙烯酸烤漆或粉末涂料和电泳镀膜。表面阳极氧化是将铝合金部件或基材进行表面阳极氧化后用水冲洗，然后与有机活性染料溶液接触着色，再将着色的表面加热封闭，制成带有有机染料层的铝合金；涂装丙烯酸烤漆或粉末涂料是将丙烯酸烤漆或粉末涂料通过静电喷涂的方式吸附到铝或铝合金表面，然后在高温条件下交联固化成膜。

现有技术中，铝合金电泳镀膜（ED）采用以下步骤（参见图2）：将铝合金部件上挂、出油、碱蚀、中和、阳极氧化获得电解着色的氧化膜、封孔、电泳镀膜、固化，然后取下铝合金部件。铝合金氧化+ED工艺工艺流程较长，浪费人力物力，且氧化膜在电泳工程中易变色，使得整个工艺存在较大的不确定性，无法顺利大批量导入生产。而且，此工艺不良品难以返工。

直接电泳镀膜，意味着减少电解的工艺，必然节约大量人力物力。但减少工艺步骤，如何还能获得质量良好且美观的铝合金材料，是铝合金材料领域尚未解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明的目的是提出一种镀膜彩色铝合金。

实现本发明目的的具体技术方案为：

一种镀膜彩色铝合金，其是在铝合金表面涂覆有电泳漆膜。现有技术制备彩色铝合金，需要在铝合金表面先镀有氧化膜，然后再镀有电泳漆膜。本发明提出的彩色铝合金表面只镀有电泳漆膜，而且具有多种色彩、表面光亮，装饰性强。

其中，所述电泳漆膜为紫外光固化（UV）漆膜。

其中，所述电泳漆膜的厚度为10-15μm，优选为12-14μm。

其中，所述镀膜彩色铝合金的外观面涂覆有电泳漆膜。所述镀膜彩色铝合金可以为多种形状，应用于日常用品、建筑装修等领域。对于具有中空构型的铝合金部件，只有其外观面涂覆有电泳漆膜，起到装饰和保护作用。

一种制备本发明所述的镀膜彩色铝合金的方法，包括步骤：将待镀膜的铝合金部件进行电泳镀膜，然后固化。

其中，所述待镀膜的铝合金部件经过除油、碱蚀和中和处理后，进行电泳镀膜。所述除油的处理为本领域常规的处理方法，其是将待镀膜的铝合金部件挂起来，用除油剂除油。

其中，所述碱蚀是用添加有抑制剂的氢氧化钠溶液碱蚀，然后用草酸中和。该过程采用本领域常规技术，例如氢氧化钠浓度为40-60g/L，抑制剂使用葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、甘油、山梨醇、酒石酸钠、EDTA中的一种，加入量为氢氧化钠加入量的20%。草酸的用量是使中和后冲洗水的pH值为6-8即可。

其中，所述电泳镀膜的电泳涂料为紫外光固化电泳涂料，含有丙烯酸树脂、颜料，比例为3-30:1。

其中，所述电泳镀膜的电流密度为1-5A/m²，铝合金部件置于阳极。在外加直流电场的作用下,水在两极会发生电解反应，在阳极,形成H⁺区,便于涂料沉积。

阳极反应        2OH^-→O₂+2H⁺+4e             （1）

阴极反应        H₂O+e→1/2H₂+OH^-            （2）

阴离子树脂及OH^-在电场作用下向阳极移动,而阳离子同时向阴极移动。在阳极被涂工件表面,阴离子树脂与阳极表面酸性H⁺离子作用发生（3）式的反应,形成树脂沉积物而析出,沉积於被涂铝合金部件表面。电泳过程伴随有电渗除水的过程。

R-COO^-+H⁺→R-COOH            （3）

其中，所述电泳镀膜的时间为50-70min，温度为常温，可选择23-25℃。

电泳后使用紫外光固化，具体为使用波长190-280nm的紫外光照射电泳镀膜后的铝合金表面。紫外光照射引发聚合反应，使具有光反应性能的丙烯酸树脂发生聚合和架桥的固化反应，能在短时间内完成固化的过程。固化时间为1-2分钟，固化温度为60-80℃。

本发明的有益效果在于：

现有技术制备彩色铝合金，需要在铝合金表面先镀有氧化膜，然后再镀有电泳漆膜。本发明方法得到的彩色铝合金表面只镀有电泳漆膜，而且具有多种色彩、表面光亮，装饰性强。其制备过程减少了电解步骤，节约人力物力，减少排放污染。本发明提出的镀膜彩色铝合金容易脱漆返工，可以节约材料成本。

本发明采用铝合金直接ED 工艺，减少成本，制程减少，总制程良率提升，能够获得更好的外观效果并能大量投入生产。本方法可以防止材料在空气中腐蚀；通过ED调色技术，使得涂层具有高光泽多色彩的表面效果

附图说明

图1为本发明实施例1所制镀膜彩色铝合金部件。

图2为现有技术电泳镀膜的工艺流程图。

图3为本发明工艺流程图。

图中，1为镀有电泳漆膜的外观面，2为没有镀膜的面。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用于限制本发明的范围。

实施例中，如无特殊说明，所使用的方法和设备均为本领域常规的方法和设备。

实施例中，所用除油剂购自广东铝侣化工（LL-QL07），UV电泳涂料购自日本清水。

实施例1：

用于窗帘滑轨的铝合金部件，其形状参见图1。中空的一面2没有镀膜。外观面1镀有彩色漆膜。

实施例2:

实施例1的镀膜彩色铝合金的制备，工艺流程如图3。包括步骤：将待镀膜的铝合金部件上挂于挂件上，用除油剂对基材进行除油处理，然后在抑制剂EDTA和氢氧化钠溶液中碱蚀，再用草酸中和碱性溶液，中和后冲洗水pH值为7。浸入电泳槽中，在电流密度2安/m²下电泳沉积50s，电泳的涂料为UV电泳涂料，其中加入质量比例1/10的颜料，颜料以色浆的形式加入。硬化剂采用2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮，用于引发光固化反应，其在涂料中添加的比例为丙烯酸树脂的30wt%。然后在240nm紫外光照条件下固化2min，固化的温度75℃，取下铝合金部件。

得到的铝合金部件只有外观表面镀有彩色的电泳漆膜，色彩鲜艳，色泽均匀。硬度为2H，耐碱性（5%NaOH，25℃）250小时，耐酸性（5%H₂SO₄,25℃）250小时，耐水性（沸水5h）无异常。漆膜厚度为12微米。

实施例3

实施例1的镀膜彩色铝合金的制备，工艺流程如图3。包括步骤：将待镀膜的铝合金部件上挂于挂件上，用除油剂对基材进行除油处理，然后在酒石酸钠抑制剂和氢氧化钠溶液中碱蚀，再用草酸中和碱性溶液，中和后冲洗水pH值为7。浸入电泳槽中，在电流密度1安/m²下电泳沉积70s，电泳的涂料为UV电泳涂料，色浆为黄色，色浆用量与丙烯酸树脂的比例为1:15。硬化剂采用2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮，用于引发光固化反应，其在涂料中添加的比例为丙烯酸树脂的40%。然后在240nm紫外光照条件下固化2min，固化的温度75℃，取下铝合金部件。

得到的铝合金部件表面黄色，漆膜厚度为14微米。

实施例4

实施例1的镀膜彩色铝合金的制备，工艺流程如图3。包括步骤：将待镀膜的铝合金部件上挂于挂件上，用除油剂对基材进行除油处理，然后在柠檬酸钠抑制剂和氢氧化钠溶液中碱蚀，再用草酸中和碱性溶液，中和后冲洗水pH值为7。浸入电泳槽中，在电流密度5安/m²下电泳沉积60s，电泳的涂料为UV电泳涂料，添加有色浆和银粉，银粉质量和色浆相同，色浆和丙烯酸树脂的质量比例为1:20。硬化剂采用2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮，用于引发光固化反应，其在涂料中添加的比例为丙烯酸树脂的50%。然后在240nm紫外光照条件下固化1min，固化的温度65℃，取下铝合金部件。

得到的铝合金部件银白色。漆膜厚度为15微米。

以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种镀膜彩色铝合金，其特征在于，在铝合金表面涂覆有电泳漆膜。 

2.如权利要求1所述的镀膜彩色铝合金，其特征在于，所述电泳漆膜为紫外光固化漆膜。 

3.如权利要求1所述的镀膜彩色铝合金，其特征在于，所述电泳漆膜的厚度为10-15μm。 

4.如权利要求3所述的镀膜彩色铝合金，其特征在于，所述电泳漆膜的厚度为12-14μm。 

5.一种制备权利要求1-4任一所述的镀膜彩色铝合金的方法，包括步骤：将待镀膜的铝合金部件进行电泳镀膜，然后固化。 

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述待镀膜的铝合金部件经过除油、碱蚀和中和处理后，进行电泳镀膜。 

7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述碱蚀是用含抑制剂的NaOH溶液碱蚀，然后用草酸中和。 

8.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述电泳镀膜的电泳涂料为紫外光固化电泳涂料，含有丙烯酸树脂和颜料，丙烯酸树脂和颜料的质量比例为3-30:1。 

9.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述电泳镀膜的电流密度为1-5A/m²。 

10.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述电泳镀膜的时间为50-70s。 

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