一种采用化学腐蚀处理铝/铝合金制基材表面并成膜使之能够被涂层附着的方法技术

本发明专利技术公开了一种采用化学腐蚀处理铝/铝合金制基材表面并成膜使之能够被涂层附着的方法，首先，碱洗除油并成膜，其次，清水清洗，然后烘干，且烘干后的表面成膜的铝/铝合金制基材直接上喷涂线喷涂涂料，适用喷涂的涂料，包括水性PTFE涂料、油性PTFE涂料、水性陶瓷涂料、油性陶瓷涂料、水性有机硅涂料、油性有机硅涂料、搪瓷等。本发明专利技术采用碱性清洗剂，在更好去除铝/铝合金制基材表面的油污的同时，在其表面成膜，使铝/铝合金制基材上能够直接喷涂涂料，简化掉传统工艺中必须打砂或强酸腐蚀的工序。本发明专利技术具有环保健康、排废少、耗水量少、不结垢，不堵喷淋头、工序流程少、加工效率高、提升涂层质量、适合于异形/复杂表面的处理等优点。适合于异形/复杂表面的处理等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种采用化学腐蚀处理铝/铝合金制基材表面并成膜使之能够被涂层附着的方法


[0001]本专利技术属于化学成膜领域，涉及一种采用化学腐蚀处理铝/铝合金制基材表面并成膜使之能够被涂层附着的方法。

技术介绍

[0002]在锅具行业(如煎盘、汤锅、奶锅等)，小家电行业(如电饭煲、空气炸锅、烤盘、电火锅、电压力煲等)，和其它等相关行业中，需要使用到PTFE涂料、陶瓷涂料、搪瓷涂料等低表面张力的涂料。
[0003]这些低表面张力的涂料，能够给消费者带来不粘、易清洗等使用方便上的体验，但对生产商提出了挑战：如何能够把这些低表面张力的涂料，牢固地附着到锅具的表面上去？特别是，制作锅具、小家电部件的材料，主要是铝/铝合金材质，材质表面裸露出的是金属原子；而涂料烧结成膜以后，形成的是分子；原子和分子之间，是没有化学键力结合的；因此，铝/铝合金表面裸露的金属原子，进一步破坏了涂层的附着。
[0004]为了解决低表面能涂层附着到铝/铝合金表面的问题，目前锅具行业(如煎盘、汤锅、奶锅等)，小家电行业(如电饭煲、空气炸锅、烤盘、电火锅、电压力煲等)，和其它等相关行业的涂装中，广泛应用的办法是对铝/铝合金制基材进行打砂或使用强酸腐蚀，使铝/铝合金制基材表面产生一定的粗糙度，利用产生的粗糙度来增加单位尺寸上的表面积，以达到使涂层能够附着到铝/铝合金制基材的表面上的目的。
[0005]对铝/铝合金制基材进行打砂或使用强酸腐蚀的优点是：1)能够在铝/铝合金制基材的表面产生足够涂层附着所需要的粗糙度和表面积。2)工艺具有工业化、大规模实现的可操作性。3)成本较低，能够被大规模地使用。
[0006]但是，对铝/铝合金制基材进行打砂或使用强酸腐蚀的缺点，也同样非常明显。
[0007]打砂工艺的缺点：1)打砂以前，需要先使用碱液(除油剂/粉)清洗掉前道工艺留在工件表面的油污，然后再用硝酸等酸液清洗中和掉留在工件表面的碱液，过程产生硝酸盐等大量的致癌物，污染环境，也破坏工人和群众的身体健康。2)打砂产生大量的粉尘，扩散在车间里、扩散在厂区和周边区域的空气中，对环境造成污染，也破坏工人和群众的身体健康。3)耗水量大：无论是溶解除油剂/粉(碱液)还是溶解起中和作用的酸液，都需要耗费大量的水。4)工艺中使用的除油剂/粉(碱液)和酸液，都不能够被随时地准确计量浓度和监控浓度，这不仅造成工件质量波动大，还造成排废的数量大且产生的废水的COD值很高，环保处理的费用大。5)生产过程中会生成不溶于水的盐，这些盐结垢在设备的表面无法清除，造成设备的损坏和报废；还造成堵塞喷淋头等的问题，影响生产的持续进行；并导致产品的品质下降。6)工艺的环节过多，需要耗费大量的成本：使用工人的数量多、加工的效率低、备更多的原材料占用的资金量大、使用的设备数量多(需要7
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9个槽，需要配备空压机等打砂的设备)占用的场地面积大、产品的不良率高。7)打砂产生的粉尘二次污染工件，降低工件的质量。8)产品品质的一致性差，受不同操作工人个人操作好坏的影响大，质量不稳定。9)必
须消耗更多的涂料、做更高的涂膜厚度才能使涂层达到所需要的性能要求。10)造成涂层质量不能100％的得到发挥。
[0008]强酸腐蚀工艺的缺点：1)需要占用9
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12个槽，工艺占用设备数量庞大。2)生产过程中的酸液蒸汽弥漫整个车间，操作环境恶劣。3)使用的硝酸等酸液，过程产生硝酸盐等大量的致癌物，污染环境，也破坏工人和群众的身体健康。4)耗水量大：仍然需要使用除油剂/粉(碱液)来去除前道工艺留在工件表面的油污，无论是溶解除油剂/粉(碱液)还是溶解起中和作用的酸液，都需要耗费大量的水。5)工艺中使用的除油剂/粉(碱液)和酸液，都不能够被随时地准确计量浓度和监控浓度，这不仅造成工件的质量波动大，还造成排废的数量大且产生的废水的COD值很高，环保处理的费用大。6)生产过程中会生成不溶于水的盐，这些盐结垢在设备的表面无法清除，造成设备的损坏和报废；还造成堵塞喷淋头等的问题，影响生产的持续进行；并导致产品的品质下降。7)工艺的环节过多，需要耗费大量的成本：使用工人的数量多、加工的效率低、备更多的原材料占用的资金量大、使用的设备数量多(需要9
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12个槽)占用的场地面积大、产品的不良率高。8)产品品质的一致性差，受不同操作工人个人操作好坏的影响大，质量不稳定。9)必须消耗更多的涂料、做更高的涂膜厚度才能使涂层达到所需要的性能要求。10)造成涂层质量不能100％的得到发挥。

技术实现思路

[0009]为克服现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术的目的是采用一种碱性清洗剂，在去除铝/铝合金制基材表面的油污的同时，在铝/铝合金制基材的表面成膜；结成的分子膜，不仅提供了粗糙度增加了基材表面单位尺寸上的表面积，还与涂层的分子形成分子键力(范德华力)；双重的附着力，使低表面能的涂料牢固地附着在基材的表面，使铝/铝合金制基材上能够直接喷涂涂料，适用喷涂的涂料，包括但不限于水性PTFE涂料、油性PTFE涂料、水性陶瓷涂料、油性陶瓷涂料、水性有机硅涂料、油性有机硅涂料、搪瓷等，而且简化掉传统工艺中必须打砂或强酸腐蚀的工序。
[0010]本专利技术提供了一种采用化学腐蚀处理铝/铝合金制基材表面并成膜使之能够被涂层附着的方法(也称碱洗
‑“
光滑面”表面涂装工艺，或“三合一涂装工艺”)，具体包括以下步骤：
[0011]第(1)步，碱洗：加热重量浓度为1％
‑
5％的碱性清洗剂至30℃
‑
70℃，对铝/铝合金制基材进行喷淋、除油，得到表面成膜的铝/铝合金制基材。保证铝/铝合金制基材被水有效喷淋的时间在45秒以上。
[0012]第(2)步，水洗：使用水对表面成膜的铝/铝合金制基材进行喷淋、清洗，保证铝/铝合金制基材被水有效喷淋的时间在45秒以上。
[0013]第(3)步，去离子水洗：使用去离子水对步骤(2)清洗后的铝/铝合金制基材进行喷淋、清洗，保证铝/铝合金制基材被去离子水有效喷淋的时间在45秒以上。
[0014]步骤(1)中，所述碱性清洗剂，包括固位剂、抑泡剂、缓蚀剂、胶溶剂、分散剂、助粘剂。
[0015]所述固位剂包含三聚磷酸五钠、苛性钾、葡萄糖酸钠、o
‑
山梨醇、聚丙烯酸盐、烷基糖苷与乙氧基化醇的混合物、乙二胺四乙酸钠、羟乙基膦酸衍生物中的一种或多种。
[0016]所述缓蚀剂包含三聚磷酸五钠、苛性钾、葡萄糖酸钠、o
‑
山梨醇、聚丙烯酸盐、烷基
糖苷与乙氧基化醇的混合物、乙二胺四乙酸钠、羟乙基膦酸衍生物中的一种或多种；和/或，所述胶溶剂包含三聚磷酸五钠、苛性钾、葡萄糖酸钠、o
‑
山梨醇、聚丙烯酸盐、烷基糖苷与乙氧基化醇的混合物、乙二胺四乙酸钠、羟乙基膦酸衍生物中的一种或多种。
[0017]所述分散剂包含三聚磷酸五钠、苛性钾、葡萄糖酸钠、o
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山梨醇、聚丙烯酸盐、烷基糖苷与乙氧基化醇的混合物、乙二胺四乙酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用化学腐蚀处理铝/铝合金制基材表面并成膜使之能够被涂层附着的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：第(1)步，碱洗：加热重量浓度为1％
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5％的碱性清洗剂至30℃
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70℃，对铝/铝合金制基材进行喷淋、除油，保证铝/铝合金制基材被水有效喷淋的时间在45秒以上，得到表面成膜的铝/铝合金制基材；第(2)步，水洗：使用水对步骤(1)表面成膜的铝/铝合金制基材进行喷淋、清洗，保证铝/铝合金制基材被水有效喷淋的时间在45秒以上；第(3)步，去离子水洗：使用去离子水对步骤(2)清洗后的铝/铝合金制基材进行喷淋、清洗，保证铝/铝合金制基材被去离子水有效喷淋的时间在45秒以上。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：第(a)步，碱洗：加热重量浓度为1％
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5％的碱性清洗剂至30℃
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70℃，对铝/铝合金制基材进行喷淋，保证铝/铝合金制基材被水有效喷淋的时间在45秒以上，得到表面成膜的铝/铝合金制基材；第(b)步，水洗：使用水对步骤(a)表面成膜的铝/铝合金制基材进行喷淋、清洗，保证铝/铝合金制基材被水有效喷淋的时间在45秒以上；第(c)步，水洗：使用水对步骤(b)清洗后的表面成膜的铝/铝合金制基材进行喷淋、清洗，保证铝/铝合金制基材被水有效喷淋的时间在45秒以上；第(d)步，水洗：使用水对步骤(c)清洗后的铝/铝合金制基材进行喷淋、清洗，保证铝/铝合金制基材被清水有效喷淋的时间在45秒以上；第(e)步，去离子水洗：使用去离子水对步骤(d)清洗后的铝/铝合金制基材进行喷淋、清洗，保证铝/铝合金制基材被去离子水有效喷淋的时间在45秒以上。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述碱性清洗剂包括固位剂、抑泡剂、缓蚀剂、胶溶剂、分散剂、助粘剂；和/或，所述加热的温度为60℃；和/或，所述碱性清洗剂的重量浓度为3％。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述水为自来水或其它形式的清水；和/或，所述喷淋的温度为常温。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(a)中，所述碱性清洗剂包括固位剂、抑泡剂、缓蚀剂、胶溶剂、分散剂、助粘剂；和/或，所述加热的温度为60℃；和/或，所述碱性清洗剂的重量浓度为3％。6.如权利要求3或5所述的方法，其特征在于，所述固位剂包含三聚磷酸五钠、苛性钾、葡萄糖酸钠、o
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山梨醇、聚丙烯酸盐、烷基糖苷与乙氧基化醇的混合物、乙二胺四乙酸钠、羟乙基膦酸衍生物中的一种或多种；和/或，所述缓蚀剂包含三聚磷酸五钠、苛性钾、葡萄糖酸钠、o
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山梨醇、聚丙烯酸盐、烷基糖苷与乙氧基化醇的混合物、乙二胺四乙酸钠、羟乙基膦酸衍生物中的一种或多种；和/或，所述胶溶剂包含三聚磷酸五钠、苛性钾、葡萄糖酸钠、o
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山梨醇、聚丙烯酸盐、烷基糖苷与乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕承洋，
申请(专利权)人：吕承洋，
类型：发明
国别省市：