鋁基材的清理和涂漆
一、介紹
通常情況下,鋁材及其合金在其表面會形成一層自然的氧化鋁薄層而表現(xiàn)出良好的耐腐蝕性。雖然,鋁材由于其良好的耐腐蝕性能,通常情況下都不進(jìn)行涂漆,但有時(shí)鋁材表面涂覆涂層可以在給定的暴露環(huán)境中獲得額外的保護(hù)(例如,當(dāng)pH值低于4或高于9的條件下),抑或是達(dá)到美觀的目的。鋁材表面需要涂漆時(shí),表面制備的方法必須適用于所應(yīng)用的涂層材料。表面制備的類型也會受到作業(yè)地點(diǎn)的影響:涂裝車間、鋁材加工車間或者工地現(xiàn)場。鋁材的形式(片材、擠壓或鑄造)以及鋁材預(yù)先是否已涂漆,這些因素也會影響制備方法和待涂覆的涂層選擇。由于制造工藝的高產(chǎn)量,鋁材通常被軋制成片材或擠壓成具有特定橫截面輪廓的形狀。鋁板和擠壓件適用于快速的涂裝工藝,該工藝流程包括表面制備步驟,例如清理和轉(zhuǎn)化涂層作為整個(gè)工藝的一個(gè)組成部分。
清潔工序可以去除影響轉(zhuǎn)化涂層和涂裝應(yīng)用的油、油脂和污垢。清潔溶液通常是腐蝕性的,以分解脂肪,并含有洗滌劑,以幫助濕潤和懸浮起雜質(zhì)。在涂覆轉(zhuǎn)化涂料之前,必須徹底沖洗表面上所有的清潔殘留物。轉(zhuǎn)化涂料是一種用薄的混合金屬氧化物代替表面已有氧化物的工藝,這種金屬氧化物提供了更好的耐腐蝕性和轉(zhuǎn)換涂層的附著性基礎(chǔ)。傳統(tǒng)上,轉(zhuǎn)換涂料是以六價(jià)鉻(Cr6+)為基礎(chǔ)的,但考慮對于環(huán)境和工人健康造成的問題,這種傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)化涂料正在被取代。三價(jià)鉻(Cr3+)基轉(zhuǎn)化涂料在特定應(yīng)用中已成功替代原先的六價(jià)鉻(Cr6+)。已經(jīng)開發(fā)出了幾種不含鉻金屬的轉(zhuǎn)化涂料,包括基于鋯酸鹽、鈦酸鹽、鈰、硅烷和有機(jī)物的涂料。這些無鉻化學(xué)物質(zhì)正迅速被應(yīng)用于一系列的行業(yè)中。
鋁材加工車間可以使用自動化的化學(xué)性表面制備工藝,前提是將單個(gè)工件懸掛在傳送帶上并浸沒于每個(gè)工藝處理槽中。在有些情況下,由于非標(biāo)準(zhǔn)化零件形狀的限制,這種處理工藝可能是不可行的。在這種情況下,如下一節(jié)所述,需要使用輕微的磨料噴砂清理作為化學(xué)性預(yù)處理的替代方法。
二、現(xiàn)場的表面制備
裸露鋁材的表面制備和現(xiàn)場已有涂層的修復(fù)或更換需要可移動的表面制備方法。所需的清潔程度將取決于已有涂層或基材的狀況。無論采用何種方法,在去除涂層之前都應(yīng)該清潔待制備表面。洗滌劑清洗可去除碎屑、顆粒和水溶性鹽,而溶劑清洗則用于去除非水溶性的油、油脂和蠟質(zhì)物。常用的溶劑包括丙酮、酮類和礦物溶劑油,可以用干凈的抹布或紙巾進(jìn)行擦拭。表面清潔度應(yīng)通過水膜殘跡試驗(yàn)(ASTM F22,《通過水膜殘跡試驗(yàn)測定疏水性表面薄膜的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》,或者霧化器試驗(yàn)(ASTM F21,《通過霧化器測試的疏水性表面薄膜的標(biāo)準(zhǔn)測試方法》)進(jìn)行驗(yàn)證。手動或動力工具清理可用于清除相對較小區(qū)域的松散或附著性較差的涂層,并消除有光澤的已有涂層,以提高后續(xù)涂覆涂層的附著力。對于較大的區(qū)域,噴砂清理是一種更為有效的制備方法。
SSPC-SP-16《涂漆和未涂漆的鍍鋅鋼、不銹鋼和有色金屬的清掃級噴砂清理》和SSPC-SP-17《有色金屬的徹底噴砂清理》提供了大量的有關(guān)噴砂清理的信息。這兩種制備方法都提供了噴砂清理的表面清潔度要求,但不同之處在于SSPC-SP 16涵蓋了清掃級噴砂清理,允許保留完整的、緊密粘附的舊涂層,但必須將表面全部粗化處理。如果用鈍的油灰刀無法鏟起的涂層,則認(rèn)為涂層是緊密附著的。此標(biāo)準(zhǔn)適用于修補(bǔ)涂層前的表面制備,其中大部分的已有涂層處于良好狀態(tài)。相比之下,SP-17則要求完全去除已有涂層,隨機(jī)出現(xiàn)的顏色變化必須限制在每單位表面積的5%以下(單位面積為9平方英寸)。此規(guī)范適用于之前還未涂漆的有色金屬表面,或者需要完全去除已有涂層并重新涂覆涂層的情況。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)均要求按照SSPC-SP 1《溶劑清洗》進(jìn)行前期的溶劑清洗處理,并在去除已有涂層之前修復(fù)表面缺陷,包括銳邊、縫隙、焊縫氣孔和分層。SSPC-SP 16要求暴露出的金屬表面的最小輪廓為0.75密耳(19微米),SSPC-SP 17要求具有適合后續(xù)涂覆涂層的輪廓深度,致密且均勻的表面輪廓。鋁材的噴砂清理需要特別考慮。應(yīng)該選擇較低的噴砂工作壓力,以防止較薄工件的過度粗糙或者變形。噴砂清理過程中可能總是存在著嵌砂的風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)該使用非金屬磨料,以防止當(dāng)鋁材與具有更正腐蝕電位的金屬出現(xiàn)電接觸時(shí)可能發(fā)生的電偶腐蝕。氧化鋁、石榴石、碎玻璃或封裝磨料介質(zhì)等磨料在清理和成型方面表現(xiàn)更為良好。較軟的磨料,如玻璃珠、小蘇打、干冰或農(nóng)作物磨料(核桃殼、玉米棒和桃核粒)可以在去除已有涂層時(shí)而不會產(chǎn)生明顯的表面輪廓。當(dāng)指定引用SSPC-SP 16規(guī)范時(shí),建議為現(xiàn)場表面制備作業(yè)創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目樣板,而在執(zhí)行SSPC-SP 17標(biāo)準(zhǔn)時(shí)這是強(qiáng)制性的措施,因?yàn)闆]有可用作參照的視覺標(biāo)準(zhǔn)作為鋁材表面制備的清潔度和均勻粗化的判斷依據(jù)。樣板可以作為所需表面制備程度的工作參考標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)作為清理制備的材料樣本。在嚴(yán)格限制粉塵產(chǎn)生的區(qū)域,可能不適合進(jìn)行干式磨料噴砂清理。在這些情況下,則應(yīng)考慮選擇真空式噴砂清理、濕磨料噴砂清理或高壓水射流清理(添加/不添加細(xì)磨料)。
三、用于鋁材的涂料
多種涂層材料可用于鋁材表面。以下介紹其中的一些類型:
陽極氧化——如引言中所述,鋁及其合金通常都不需要涂漆,這些材料表面會形成一層鈍化的氧化鋁薄層,因而具有良好的耐腐蝕性。如果服務(wù)環(huán)境條件適合裸露的鋁材,則可以通過陽極氧化工藝來增加氧化鋁薄層的厚度來增強(qiáng)這種自然的耐受性。表面也可以同時(shí)進(jìn)行著色。The Master Painters Institute (MPI) 詞匯表中將陽極氧化鋁定義為“通過電鍍在表面覆蓋一層保護(hù)性的、通常是有色的氧化物層的鋁材”。陽極氧化在特定的設(shè)施中進(jìn)行。陽極氧化鋁表面應(yīng)進(jìn)行封閉,以獲得最大的耐腐蝕性。
卷材涂料——卷材涂層是在專門的設(shè)施中通過自動化涂覆工藝,將保護(hù)性和裝飾性的涂膜應(yīng)用到鋁卷材上。并以卷材的方式提供給車間的鋁材經(jīng)過自動化清潔、預(yù)處理(轉(zhuǎn)化涂層)、涂覆底漆和面漆,以及烘烤。涂漆的卷材隨后被切割或壓制成不同的形狀以提供最終的使用。用作卷材涂層的材料包括丙烯酸、環(huán)氧樹脂、聚酯、聚氨酯、聚偏氟乙烯等。涂層系統(tǒng)的厚度通常低于常規(guī)噴涂的涂層系統(tǒng),通常為1至2密耳(25至50微米)。美國國家卷材涂料協(xié)會(NCCA)提供了大量與卷材涂料相關(guān)的技術(shù)信息。
粉末涂層——粉末涂層是在車間完成涂覆的。粉末狀的涂層材料通過靜電噴涂工藝涂覆到工件上,然后通過加熱,使粉末熔化并形成完整的涂膜。最常見的粉末涂料是環(huán)氧樹脂。粉末涂料協(xié)會(PCI)提供有關(guān)粉末涂料的培訓(xùn)材料。
AAMA(建筑鋁金屬制造商協(xié)會)涂裝標(biāo)準(zhǔn)——AAMA為鋁型材和鋁面板的車間應(yīng)用提供了三種不同的涂裝標(biāo)準(zhǔn),重點(diǎn)是在保色性和保光性:
AAMA 2603,自愿性規(guī)范,鋁型材和鋁面板上著色有機(jī)涂料的性能要求和試驗(yàn)程序。AAMA 2603性能要求是三個(gè)AAMA標(biāo)準(zhǔn)中最為寬松的,旨在確定能夠提供并保持良好性能和總體外觀的產(chǎn)品。此類涂料通常用于室內(nèi),包括烤漆(聚酯和丙烯酸)。
AAMA 2604,自愿性規(guī)范,鋁型材和鋁面板上高性能有機(jī)涂層的性能要求和試驗(yàn)程序。AAMA 2604性能要求位于三個(gè)AAMA標(biāo)準(zhǔn)的中間,旨在確定能夠提供并保持高水平性能和總體外觀的產(chǎn)品。此類涂料通常包括硅酮改性聚酯和50%聚偏氟乙烯(PVDF)。
AAMA 2605,自愿性規(guī)范,鋁型材和鋁面板上高性能有機(jī)涂層的性能要求和試驗(yàn)程序。AAMA 2605性能要求是三個(gè)AAMA標(biāo)準(zhǔn)中最為嚴(yán)格的,旨在確定能夠提供并保持卓越性能和總體外觀水平的產(chǎn)品。此類涂料通常包括70%的聚偏氟乙烯(PVDF)。
液體涂料——許多應(yīng)用于鋼基材的涂層材料也可應(yīng)用于適當(dāng)制備的鋁基材,包括丙烯酸、環(huán)氧樹脂、聚酯、聚氨酯、聚硅氧烷和含氟聚合物。然而,通常應(yīng)用于鋼基材上的含鋅底漆是不能用于鋁材上的。根據(jù)使用環(huán)境、所需的耐久性以及是否已涂覆轉(zhuǎn)化涂層,可以涂覆一層或兩層的液體涂層。當(dāng)結(jié)構(gòu)表面需要暴露在陽光下時(shí),環(huán)氧樹脂通常不能單獨(dú)使用,因?yàn)榄h(huán)氧樹脂容易產(chǎn)生粉化。環(huán)氧樹脂應(yīng)該再涂覆其他涂層材料,例如聚氨酯、聚硅氧烷或含氟聚合物。如果鋁基材上已經(jīng)涂覆涂層,則新覆蓋的涂層必須與已有涂層相互兼容。如果對已有涂層的類型和兼容性有疑問,涂裝專業(yè)人員和涂料制造商可以提供幫助。
在覆蓋已有涂層時(shí),特別是車間涂覆的飾面層,建議對候選的涂層材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏y試,以確認(rèn)表面制備是否充分,新的涂層材料與已有材料是否正確附著。測試區(qū)塊也可用于比較不同的制備方法和類型所獲得的涂層間附著性能。在評估之前,測試區(qū)塊所暴露的時(shí)間越長越好,但在未達(dá)到新涂覆材料所指明的固化時(shí)間之前,不應(yīng)進(jìn)行測試評估。評估包括測試附著力和目視檢查涂層是否出現(xiàn)起泡、針孔、魚眼、剝落等其他的涂膜缺陷。ASTM D5064,《進(jìn)行區(qū)塊測試以評估涂層兼容性的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)程》提供了設(shè)定和評估測試區(qū)塊的指南。測量涂層厚度——所選的涂層必須按照制造商建議的干膜厚度(DFT)進(jìn)行涂覆,以達(dá)到所需的性能。涂敷者最好使用濕膜厚度(WFT)測量儀來驗(yàn)證涂敷的材料是否足以達(dá)到規(guī)定的DFT接受范圍。測量涂層的WFT可以讓涂敷者及時(shí)調(diào)整涂涂敷技術(shù)以獲得正確的涂層厚度。涂層的干膜厚度可以根據(jù)SSPC-PA 2《確定符合干涂層厚度要求的程序》標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行測量。該標(biāo)準(zhǔn)廣泛應(yīng)用于工業(yè)涂裝行業(yè),以確定厚度的測量頻率并判斷結(jié)果的可接受性。ASTM D7091,《應(yīng)用于黑色金屬的非磁性涂層和應(yīng)用于非黑色金屬的無磁性非導(dǎo)電涂層的干膜厚度無損測量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程》,描述了在測量厚度之前需要執(zhí)行的三個(gè)操作步驟,以幫助確保測量結(jié)果的可靠性:
測厚儀的校準(zhǔn)(由儀器制造商或認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)室按規(guī)定的間隔期進(jìn)行,通常每年進(jìn)行一次)
測厚儀的精度驗(yàn)證(由儀器使用者在每次使用期間進(jìn)行)
測厚儀的調(diào)整(由儀器使用者在每個(gè)使用期間進(jìn)行)
這些步驟通過引用并入SSPC-PA 2測量規(guī)范中,必須在測量涂層厚度之前完成。
四、結(jié)論
如果表面經(jīng)過充分的制備并確保涂敷涂層的適當(dāng)附著力,則可以在車間和現(xiàn)場成功在鋁基材表面進(jìn)行涂漆施工。如果適用,應(yīng)選擇合適的表面制備工藝用于涂裝車間、鋁材加工車間或現(xiàn)場。有許多涂層系統(tǒng)可以應(yīng)用于鋁基材。專業(yè)的涂層系統(tǒng)包括粉末涂料和卷材涂料。大多數(shù)涂覆在鋼基材上的涂層材料也可用于鋁基材上。無論是采用何種涂層材料,都應(yīng)該測量涂層的干膜厚度,以確認(rèn)達(dá)到制造商建議的厚度范圍。
五、夢能服務(wù)與支持
1、免費(fèi)樣品
如果您對我公司的工業(yè)重防腐油漆產(chǎn)品有需要或者申請樣品試用,請與我們的客服人員取得聯(lián)系。400-878-0506
油漆樣品適用范圍:
用于新建項(xiàng)目:驗(yàn)證油漆配套的可行性、檢驗(yàn)附著力、效果圖與實(shí)際顏色的色差。
用于維修項(xiàng)目:驗(yàn)證與舊涂層的兼容性。
用于日常修補(bǔ):提供少量樣品用于修補(bǔ)破損處。
申請用量:在1KG以內(nèi)免費(fèi)送貨上門。
2、免費(fèi)打樣
如果您想看到工業(yè)重防腐油漆在產(chǎn)品上的實(shí)際應(yīng)用、外觀、性能測試,請與我們客服人員聯(lián)系,將樣板寄往夢能科技營銷部,由專業(yè)噴涂人員為樣板提供油漆打樣。
3、服務(wù)團(tuán)隊(duì)
夢能對技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)始終進(jìn)行一系列的標(biāo)準(zhǔn)化管理,從專業(yè)培訓(xùn)到日常報(bào)告的管理都有一整套完善的體系。夢能公司每年都會對技術(shù)服務(wù)人員進(jìn)行定期的技術(shù)培訓(xùn)和能力審計(jì),以使每一位技術(shù)服務(wù)人員保持高水準(zhǔn)的專業(yè)素質(zhì),每一位技術(shù)服務(wù)人員都配備先進(jìn)的涂裝檢驗(yàn)儀器,儀器設(shè)備均按規(guī)定的時(shí)間期限進(jìn)行定期校驗(yàn),以保證每套儀器設(shè)備工作狀況良好。
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