申请/专利权人：佛山市南海区尚铭金属制品有限公司

申请日：2019-07-02

公开（公告）日：2021-02-19

公开（公告）号：CN110257838B

主分类号：C23G1/12(20060101)

分类号：C23G1/12(20060101);C23G1/22(20060101);C23G1/24(20060101);C23C22/36(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.02.19#授权;2019.10.22#实质审查的生效;2019.09.20#公开

摘要：本发明公开了一种铝型材喷粉前处理工艺，属于铝型材表面处理领域，其技术方案要点是一种铝型材喷粉前处理工艺，包括如下步骤：S1：调整上料架，将铝型材固定在上料架上；S2：水洗；S3：预脱脂；S4：水洗；S5：碱洗；S6：水洗；S7：除光处理；S8：水洗；S9：无铬钝化；S10：水洗；S11：烘干处理，先滴干，再烘干。达到提高铝型材表面处理过程中的环保性好的效果。

主权项：1.一种铝型材喷粉前处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：S1：调整上料架，将铝型材固定在上料架上；S2：水洗；S3：预脱脂，在脱脂槽内加入脱脂剂，将S2中的铝型材通过行车吊入脱脂槽内进行脱脂处理；其中按重量份数计，脱脂剂包括磷酸80-140份、硫酸40-60份、葡萄糖酸钠35-50份、二丙二醇25-55份、硫酸铁20-40份、氧化剂10-30份；S4：水洗，对S3中的铝型材进行清洗；S5：碱洗，在碱洗槽内加入碱洗剂和水形成碱洗液，将S4中的铝型材通过行车吊入碱洗槽内进行碱洗处理；其中按重量份数计，碱洗液包括磷酸钠30-50份、硅酸钠25-35份、氢氧化钠60-80份、磷酸20-40份、葡萄糖酸钠20-40份；S6：水洗；S7：出光处理，在出光槽内加入出光剂和水形成出光液，将S6中的铝型材通过行车吊入出光槽内进行化学出光处理；其中按重量份数计，出光剂包括柠檬酸40-60份、烷基苯磺酸钠40-50份、甲基磺酸30-60份；S8：水洗；S9：无铬钝化，在钝化槽内加入钝化剂，对S8中的铝型材进行表面钝化处理；其中按重量份数计，钝化剂包括氟钛酸铵50-60份、硝酸20-40份、碳酸钙15-30份、有机膦酸40-50份、硅烷偶联剂20-40份；S10：水洗；S11：烘干处理，先滴干，再烘干。

全文数据：铝型材喷粉前处理工艺技术领域本发明涉及铝型材表面处理领域，特别涉及铝型材喷粉前处理工艺。背景技术日常生活中，铝型材的应用无处不在，铝型材门框、用铝型材制造电子产品的壳体或零部件。铝型材在加工的过程中，铝型材表面会沾附有油污等，例如铝型材在模具中冲压的过程中，常会粘附模具上的油脂，还有一些漂浮在车间空气中的油污沉积在铝型材表面，所以铝型材在喷漆、焊接等工艺前均需要对铝型材进行表面处理，除去铝型材表面的油污。现有的一些铝型材表面处理工艺过程中，通常以硝酸为主，同时加入铬酸和氢氟酸，对铝型材表面进行处理，虽然氟离子能够加速溶解铝型材表面的氧化膜，但是氢氟酸性质不稳定，在槽液中容易产生有毒气体，危害人体健康。发明内容针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种铝型材喷粉前处理工艺，达到提高铝型材表面处理过程中的环保性好的效果。本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种铝型材喷粉前处理工艺，包括如下步骤：S1：调整上料架，将铝型材固定在上料架上；S2：水洗；S3：预脱脂，在脱脂槽内加入脱脂剂，将S2中的铝型材通过行车吊入脱脂槽内进行脱脂处理；其中按重量份数计，脱脂剂包括磷酸80-140份、硫酸40-60份、葡萄糖酸钠35-50份、二丙二醇25-55份、硫酸铁20-40份、氧化剂10-30份；S4：水洗，对S3中的铝型材进行清洗；S5：碱洗，在碱洗槽内加入碱洗剂和水形成碱洗液，将S4中的铝型材通过行车吊入碱洗槽内进行碱洗处理；其中按重量份数计，碱洗液包括磷酸钠30-50份、硅酸钠25-35份、氢氧化钠60-80份、磷酸20-40份、葡萄糖酸钠20-40份；S6：水洗；S7：除光处理，在除光槽内加入除光剂和水形成除光液，将S6中的铝型材通过行车吊入除光槽内进行化学除光处理；其中按重量份数计，除光剂包括柠檬酸40-60份、烷基苯磺酸钠40-50份、甲基磺酸30-60份；S8：水洗；S9：无铬钝化，在钝化槽内加入钝化剂，对S8中的铝型材进行表面钝化处理；其中按重量份数计，钝化剂包括氟钛酸氨50-60份、硝酸20-40份、碳酸钙15-30份、有机磷酸40-50份、硅烷偶联剂20-40份；S10：水洗；S11：烘干处理，先滴干，再烘干。通过采用上述技术方案，将铝型材固定在上料架上，然后再吊入水洗槽内，第一次水洗时先将铝型材表面浸湿，有助于预脱脂时预脱脂剂与铝型材表面接触，同时先水洗后，将沾附在铝型材表面的一些杂质去掉，方便后期的清理。预脱脂时，磷酸、硫酸能够溶解和剥离铝型材表面的自然氧化膜，当铝型材上的自然氧化膜去掉后，磷酸、硫酸与铝型材表面接触，从而活化铝的表面，从而有助于脱除铝型材表面的油脂，同时磷酸、硫酸在使用的过程中，不会产生酸雾，从而不会对环境产生影响。二丙二醇易溶于水，同时微毒不会对人体健康产生影响，提高加工环境的质量，二丙二醇能够降低溶液的表面张力，能够有效提高酸蚀过程中脱脂剂与铝型材表面的清洗能力，同时还有助于提高脱脂液的稳定性，防止在脱脂的过程中脱脂槽内形成絮状物而影响脱脂的效率。三价铁离子能够加速对铝型材表面的腐蚀以及脱除氧化膜，同时铁离子与铝型材表面发生置换反应，能够使得铝型材表面产生微量氢气，将油污带出铝型材表面，同时由于铁离子与铝发生置换反应，从而生成二价铁离子，氧化剂的加入能够对二价铁离子进行氧化生成三价铁离子，提高铁离子的利用率，同时也保证脱脂剂溶液的稳定性。葡萄糖酸钠既安全环保，同时葡萄糖酸钠的加入，能够维持脱脂剂溶液的稳定性，有效延缓脱脂剂溶液中形成絮凝物的时间，从而提高脱脂剂重复利用的效率。碱洗过程中，能够进一步将铝型材表面的氧化膜通过碱蚀再进一步去除，同时还能中和铝型材表面残留的部分酸液，防止对铝型材造成过腐蚀，同时葡萄糖酸钠作为结垢抑制剂，有效防止脱除后的油污形成絮状物重新沾附在铝型材表面，提高对铝型材表面清理的效率，同时磷酸钠、硅酸钠、氢氧化钠、磷酸和葡萄糖酸钠对人体和环境危害小，使用过程中环保。铝型材除光能够降低铝型材表面的微观粗糙度，使金属表面平整光亮，同时会进一步加强对铝型材表面油脂的去除，柠檬酸的加入与除光槽内的金属离子络合形成络合物，而络合物有助于提高除光剂溶液的稳定性，同时柠檬酸的加入能够提高烷基苯磺酸钠与油脂之间的溶解度，提高脱脂能力，去除铝型材表面的油脂和氧化膜使得铝型材表面光滑平整，烷基苯磺酸钠不仅具有乳化性能，同时还具有一定的去污和润湿性能；甲基磺酸作为整平剂和光亮剂，与铝型材表面腐蚀，使得铝型材表面平整光滑，提高除光的效率。无铬钝化能够有效减少对环境的污染在脱脂以及碱洗的过程中，铝型材中的铁、镁硅等离子不溶于碱液中，会残留在铝型材表面，形成灰黑色的疏松物质，影响后续的加工工艺，而硝酸的加入能够有效去除铝型材表面的斑点，使得铝型材表面保持一致，用氟钛酸氨代替铬化物，能够减少对环境的污染，同时还能有效提高钝化膜的耐蚀性和附着力，并且氟钛酸氨中的铵根离子还有助于调节钝化剂溶液的PH值，保持溶液的稳定性。硅烷偶联剂的加入与铝合金表面形成有机硅烷膜，增强钝化膜附着能力和耐腐蚀能力，硅烷膜能够提高钝化膜的附着能力的原因是硅烷基团与铝型材表面形成金属硅烷键，金属硅烷键能够提高氟钛酸氨与铝型材表面的粘接力，同时硅烷偶联剂含有Si-O-Si网络结构，而这种网络结构能够有效阻止侵蚀性介子的浸入，实现对铝型材的保护。有机磷酸与金属螯合形成保护膜，同时在硅烷偶联剂的作用下，有机磷酸与金属螯合形成的保护膜能够提高与铝型材表面的附着能力，从而提高对铝型材的保护。而碳酸钙中的钙离子与氟离子反应形成氟化物，消耗钝化液中的氟离子，将低氟钛酸氨的稳定性，从而加速钛在铝型材表面的沉积，从而降低成膜速度，缩短处理时间，同时硝酸与钙离子的共同存在还有效提高钝化膜的耐蚀性能。氟钛酸氨、硝酸、碳酸钙、有机磷酸以及硅烷偶联剂在使用的过程中对环境的污染小，有效提高使用的环保性能。将钝化后的铝型材进行再次水洗然后进行烘干，再进行后续的加工处理，从而提高铝型材的耐蚀性。本发明进一步设置为，S2中，预脱脂的处理温度为25℃，处理时间为8-12min。通过采用上述技术方案，由于预脱脂中含有硫酸和磷酸，因此在脱脂的过程中时间不能过长，防止对铝型材造成过污染而影响铝型材的使用性能。本发明进一步设置为，S2中，按重量份数计，脱脂剂包括磷酸110份、硫酸50份、葡萄糖酸钠42份、二丙二醇40份、硫酸铁30份、氧化剂20份。本发明进一步设置为，S2中，氧化剂采用双氧水或高锰酸钾的至少一种。通过采用上述技术方案，双氧水或高猛酸钾均是氧化剂，能够与油脂中的碳碳键反应，使得油脂分解，从而有助于脱脂，同时双氧水和高猛酸钾在使用的过程中不会对环境产生影响。本发明进一步设置为，S6中，对铝型材进行两次水洗，水洗条件为：水洗温度25℃，PH3-7，水洗方式：即入即出。本发明进一步设置为，S7中，除光温度为25℃，除光时间4-8min，除光槽内除光液浓度为3-10；除光剂包括柠檬酸50份、烷基苯磺酸钠45份、甲基磺酸45份。本发明进一步设置为，S8，水洗包括两步，先水洗后纯水洗，水洗时PH3-7，温度25℃，水洗方式即入即出；纯水洗时，水的电导率﹤50uscm，PH﹥5，温度25℃，水洗方式即入即出。通过采用上述技术方案，第一次水洗主要去除残留在铝型材表面的除光液，便于后期的处理，然后再进行纯水洗时，冲刷掉残留在铝型材表面的部分酸性物质，便于后期的钝化处理。本发明进一步设置为，S9，无铬钝化，温度25℃，钝化时间40s-60s；钝化剂包括氟钛酸氨55份、硝酸30份、碳酸钙22份、有机磷酸45份、硅烷偶联剂30份。本发明进一步设置为，S9中，有机磷酸采用氨基三甲叉磷酸。通过采用上述技术方案，氨基三甲叉磷酸具有磷酸和羧酸的结构特性，使其具有良好的缓蚀性能，同时与钛离子结合形成的保护膜耐蚀性能优异，有效防止使用过程中铝型材的影响。本发明进一步设置为，S11，烘干采用温度为65℃-95℃热风烘干，时间20-30min。综上所述，本发明具有以下有益效果：1、预脱脂剂、碱洗剂、除光剂以及无铬钝化均对环境的污染小，同时也对人体伤害小，提高使用的环保性能；2、无铬钝化剂中有氟钛酸氨、机磷酸、碳酸钙、硅烷偶联剂的配合使用，在铝型材表面形成的钝化膜，不仅能有效提高膜层的附着力，同时也有效提高膜层的耐蚀性能。具体实施方式实施例1一种铝型材喷粉前处理工艺，包括如下步骤：S1：调整上料架，将铝型材固定在上料架上；S2：水洗；S3：预脱脂，在脱脂槽内加入脱脂剂，在温度为25℃，将S2中的铝型材通过行车吊入脱脂槽内进行脱脂处理，处理时间为8min；其中按重量份数计，脱脂剂包括磷酸80份、硫酸40份、葡萄糖酸钠35份、二丙二醇25份、硫酸铁20份、双氧水10份；S4：水洗，对S3中的铝型材进行清洗；S5：碱洗，在碱洗槽内加入碱洗剂和水形成碱洗液，在温度为25℃，将S4中的铝型材通过行车吊入碱洗槽内进行碱洗处理，处理时间6min；其中按重量份数计，碱洗液包括磷酸钠30份、硅酸钠25份、氢氧化钠60份、磷酸20份、葡萄糖酸钠20份；S6：水洗，对铝型材进行两次水洗，水洗条件为：水洗温度25℃，PH3，水洗方式：即入即出；S7：除光处理，在除光槽内加入除光剂和水形成除光液，除光温度为25℃，除光液浓度为3；将S6中的铝型材通过行车吊入除光槽内进行化学除光处理，除光时间4min；其中按重量份数计，除光剂包括柠檬酸40份、烷基苯磺酸钠40份、甲基磺酸30份；S8：水洗，水洗包括两步，先水洗后纯水洗，水洗时PH3，温度25℃，水洗方式即入即出；纯水洗时，水的电导率﹤50uscm，PH﹥5，温度25℃，水洗方式即入即出；S9：无铬钝化，在钝化槽内加入钝化剂，温度25℃，对S8中的铝型材进行表面钝化处理，钝化时间40s；其中按重量份数计，钝化剂包括氟钛酸氨50份、硝酸20份、碳酸钙15份、氨基三甲叉磷酸40份、硅烷偶联剂20份。S10：水洗；S11：烘干处理，先滴干，再烘干，烘干采用温度为65℃热风烘干，时间20min。实施例2一种铝型材喷粉前处理工艺，包括如下步骤：S1：调整上料架，将铝型材固定在上料架上；S2：水洗；S3：预脱脂，在脱脂槽内加入脱脂剂，在温度为25℃，将S2中的铝型材通过行车吊入脱脂槽内进行脱脂处理，处理时间为10min；其中按重量份数计，脱脂剂包括磷酸110份、硫酸50份、葡萄糖酸钠42份、二丙二醇40份、硫酸铁30份、氧化剂20份；S4：水洗，对S3中的铝型材进行清洗；S5：碱洗，在碱洗槽内加入碱洗剂和水形成碱洗液，在温度为25℃，将S4中的铝型材通过行车吊入碱洗槽内进行碱洗处理，处理时间8min；其中按重量份数计，碱洗液包括磷酸钠40份、硅酸钠30份、氢氧化钠70份、磷酸30份、葡萄糖酸钠30份；S6：水洗，对铝型材进行两次水洗，水洗条件为：水洗温度25℃，PH5，水洗方式：即入即出；S7：除光处理，在除光槽内加入除光剂和水形成除光液，除光温度为25℃，除光液浓度为6；将S6中的铝型材通过行车吊入除光槽内进行化学除光处理，除光时间6min；其中按重量份数计，除光剂包括柠檬酸50份、烷基苯磺酸钠45份、甲基磺酸45份；S8：水洗，水洗包括两步，先水洗后纯水洗，水洗时PH3-7，温度25℃，水洗方式即入即出；纯水洗时，水的电导率﹤50uscm，PH﹥5，温度25℃，水洗方式即入即出；S9：无铬钝化，在钝化槽内加入钝化剂，温度25℃，对S8中的铝型材进行表面钝化处理，钝化时间50s；其中按重量份数计，钝化剂包括氟钛酸氨55份、硝酸30份、碳酸钙22份、氨基三甲叉磷酸45份、硅烷偶联剂30份；S10：水洗；S11：烘干处理，先滴干，再烘干，烘干采用温度为80℃热风烘干，时间25min。实施例3一种铝型材喷粉前处理工艺，包括如下步骤：S1：调整上料架，将铝型材固定在上料架上；S2：水洗；S3：预脱脂，在脱脂槽内加入脱脂剂，在温度为25℃，将S2中的铝型材通过行车吊入脱脂槽内进行脱脂处理，处理时间为12min；其中按重量份数计，脱脂剂包括磷酸140份、硫酸60份、葡萄糖酸钠50份、二丙二醇55份、硫酸铁40份、双氧水30份；S4：水洗，对S3中的铝型材进行清洗；S5：碱洗，在碱洗槽内加入碱洗剂和水形成碱洗液，在温度为25℃，将S4中的铝型材通过行车吊入碱洗槽内进行碱洗处理，处理时间10min；其中按重量份数计，碱洗液包括磷酸钠50份、硅酸钠35份、氢氧化钠80份、磷酸40份、葡萄糖酸钠40份；S6：水洗，对铝型材进行两次水洗，水洗条件为：水洗温度25℃，PH7，水洗方式：即入即出；S7：除光处理，在除光槽内加入除光剂和水形成除光液，除光温度为25℃，除光液浓度为10；将S6中的铝型材通过行车吊入除光槽内进行化学除光处理，除光时间8min；其中按重量份数计，除光剂包括柠檬酸60份、烷基苯磺酸钠50份、甲基磺酸60份；S8：水洗，水洗包括两步，先水洗后纯水洗，水洗时PH7，温度25℃，水洗方式即入即出；纯水洗时，水的电导率﹤50uscm，PH﹥5，温度25℃，水洗方式即入即出；S9：无铬钝化，在钝化槽内加入钝化剂，温度25℃，对S8中的铝型材进行表面钝化处理，钝化时间60s；其中按重量份数计，钝化剂包括氟钛酸氨60份、硝酸40份、碳酸钙30份、氨基三甲叉磷酸50份、硅烷偶联剂40份。S10：水洗；S11：烘干处理，先滴干，再烘干，烘干采用温度为95℃热风烘干，时间30min。实施例4与实施例2不同之处在于，用等量的高猛酸钾代替双氧水。对比例1采用授权公告号为CN103498180B的中国专利，名称为一种环保阳极氧化前处理工艺方法，该方法依次包括如下步骤：有机溶剂除油步骤、化学除油步骤、出光步骤、碱蚀步骤和出光步骤。性能检测对实施例1-4和对比例1中的铝型材进行膜层耐蚀性以及涂膜附着力检测，检测结果如表1所示。（1）膜层耐蚀性评价采用中性盐雾试验，盐雾试验参照GBT10125-1997,试验溶液为5%（质量分数）的氯化钠水溶液，PH控制在6.5-7.2，箱内温度为35℃，连续喷雾72小时，取出试样板漂洗干净，然后进行测定质量损失，质量测试时，除掉试样背面的保护膜，用1:1（体积比）的盐酸溶液，其中加入3.5gL的六次甲基四胺缓蚀剂，浸泡试样除去腐蚀产物，然后再室温用水清洗试验，再用丙酮清洗，干燥后称重；（2）涂膜附着力测试-划格法，涂膜附着力测试按GBT9286-1998标准规定的方式进行，采用划格法试验定性测定，根据涂膜划割区的脱落情况，对附着力进行准确评级。表1铝型材检测结果项目实施例1实施例2实施例3实施例4对比例1盐雾测试前膜重（mgm2）4250454932盐雾测试后膜重（mgm2）3949424826涂膜失重率（%）7.126.7218.8盐雾测试后外观变化轻微的变色无变化轻微的变色无变化在表面上出现腐蚀产物，轻微失光附着力等级0级0级0级0级1级从上表可知：实施例1-4中盐雾测试前膜重以及测试后膜重的量均高于对比例1中的膜重的量，同时附着力等级也优于对比例1中的附着力等级，说明实施例1-4中的各组分以及配比之间的关系能有效提高铝型材的耐蚀性能，对铝型材起到良好的保护作用，同时实施例1-4中的各组分对环境的污染小，提高使用的环保性能。实施例1-3中，从上表可知，实施例2中的各项数据最佳，说明实施例2中的方案为较优方案，能够有效提高铝型材的耐蚀性能。本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

权利要求：1.一种铝型材喷粉前处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：S1：调整上料架，将铝型材固定在上料架上；S2：水洗；S3：预脱脂，在脱脂槽内加入脱脂剂，将S2中的铝型材通过行车吊入脱脂槽内进行脱脂处理；其中按重量份数计，脱脂剂包括磷酸80-140份、硫酸40-60份、葡萄糖酸钠35-50份、二丙二醇25-55份、硫酸铁20-40份、氧化剂10-30份；S4：水洗，对S3中的铝型材进行清洗；S5：碱洗，在碱洗槽内加入碱洗剂和水形成碱洗液，将S4中的铝型材通过行车吊入碱洗槽内进行碱洗处理；其中按重量份数计，碱洗液包括磷酸钠30-50份、硅酸钠25-35份、氢氧化钠60-80份、磷酸20-40份、葡萄糖酸钠20-40份；S6：水洗；S7：除光处理，在除光槽内加入除光剂和水形成除光液，将S6中的铝型材通过行车吊入除光槽内进行化学除光处理；其中按重量份数计，除光剂包括柠檬酸40-60份、烷基苯磺酸钠40-50份、甲基磺酸30-60份；S8：水洗；S9：无铬钝化，在钝化槽内加入钝化剂，对S8中的铝型材进行表面钝化处理；其中按重量份数计，钝化剂包括氟钛酸氨50-60份、硝酸20-40份、碳酸钙15-30份、有机磷酸40-50份、硅烷偶联剂20-40份；S10：水洗；S11：烘干处理，先滴干，再烘干。2.根据权利要求1所述的铝型材喷粉前处理工艺，其特征在于：S2中，预脱脂的处理温度为25℃，处理时间为8-12min。3.根据权利要求1所述的铝型材喷粉前处理工艺，其特征在于：S2中，按重量份数计，脱脂剂包括磷酸110份、硫酸50份、葡萄糖酸钠42份、二丙二醇40份、硫酸铁30份、氧化剂20份。4.根据权利要求1所述的铝型材喷粉前处理工艺，其特征在于：S2中，氧化剂采用双氧水或高锰酸钾的至少一种。5.根据权利要求1所述的铝型材喷粉前处理工艺，其特征在于：S6中，对铝型材进行两次水洗，水洗条件为：水洗温度25℃，PH3-7，水洗方式：即入即出。6.根据权利要求1所述的铝型材喷粉前处理工艺，其特征在于：S7中，除光温度为25℃，除光时间4-8min，除光槽内除光液浓度为3-10；除光剂包括柠檬酸50份、烷基苯磺酸钠45份、甲基磺酸45份。7.根据权利要求1所述的铝型材喷粉前处理工艺，其特征在于：S8，水洗包括两步，先水洗后纯水洗，水洗时PH3-7，温度25℃，水洗方式即入即出；纯水洗时，水的电导率﹤50uscm，PH﹥5，温度25℃，水洗方式即入即出。8.根据权利要求1所述的铝型材喷粉前处理工艺，其特征在于：S9，无铬钝化，温度25℃，钝化时间40s-60s；钝化剂包括氟钛酸氨55份、硝酸30份、碳酸钙22份、有机磷酸45份、硅烷偶联剂30份。9.根据权利要求1所述的铝型材喷粉前处理工艺，其特征在于：S9中，有机磷酸采用氨基三甲叉磷酸。10.根据权利要求1所述的铝型材喷粉前处理工艺，其特征在于：S11，烘干采用温度为65℃-95℃热风烘干，时间20-30min。

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