鋁型材具有密度低,重量輕,可加工性和可塑性強的特點,廣泛應(yīng)用于建筑、家居裝飾和裝飾等領(lǐng)域。自2006年以來,我國已超過美國,成為世界上最大的鋁型材生產(chǎn)和銷售國。根據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會官方網(wǎng)站的統(tǒng)計數(shù)據(jù),2017年全球電解鋁產(chǎn)量約為6300萬噸,而中國鋁型材產(chǎn)量達(dá)到1950萬噸。鋁型材約占70%。盡管鋁型材可以在空氣中形成致密的Al2O3氧化膜并具有良好的自修復(fù)性能,但該氧化膜非常薄,并且鋁型材的保護受到限制,這會影響型材的使用壽命和外觀。
因此,鋁型材需要進行一定的表面保護處理:一方面,可以提高鋁型材的耐磨性和耐蝕性,并延長使用壽命。另一方面,它們可以改善加工過程中由鋁型材引起的少量表面缺陷,并提供多種豐富的表面裝飾效果,提高了型材的美觀度。
目前,鋁型材表面處理方法主要有陽極氧化,電泳涂裝和粉末涂裝。這三種處理方法各有優(yōu)點和特點,每種在市場上占有相當(dāng)大的市場份額。陽極氧化是一種利用電解氧化原理在鋁型材表面形成氧化膜的方法。通過這種方法制備的氧化膜具有很高的耐磨性,良好的隔熱性和耐腐蝕性,并且可以滿足在大陸性氣候環(huán)境中的使用要求。典型的硫酸陽極氧化工藝包括:機械預(yù)處理、化學(xué)預(yù)處理、陽極氧化、著色和密封。電泳涂覆工藝與陽極氧化工藝基本相同。所不同的是,電泳涂裝工藝在陽極氧化著色工藝之后用電泳涂裝工藝替代了密封工藝,從而進一步提高了薄膜的耐候性和耐腐蝕性,可以滿足沿海要求或在惡劣氣候環(huán)境下的使用要求 作為離岸。粉末涂裝是一種利用電暈放電原理使霧化的涂層在高壓直流電場的作用下帶負(fù)電,并吸附在帶正電的基材表面上進行放電的涂裝方法。
為了提高涂層的結(jié)合力和耐腐蝕性,通常在噴涂之前對鋁型材進行預(yù)處理。例如:鉻酸鹽轉(zhuǎn)化率或無鉻酸鹽轉(zhuǎn)化率。與陽極氧化和電泳相比,粉末噴涂工藝制備的涂層在外觀均勻性,耐候性等方面沒有明顯的優(yōu)勢,但其耐磨性、耐酸性、柔韌性和裝飾性明顯優(yōu)越。通過陽極氧化和電泳涂層制備。另外,由于粉末噴涂工藝簡單,在節(jié)能環(huán)保方面具有明顯優(yōu)勢。每噸陽極氧化的電耗可達(dá)到約1000度。陽極氧化,著色和密封以及電泳過程需要使用大量的酸,堿和鎳鹽等,廢水和廢氣的后處理壓力很高。粉末涂料的預(yù)處理主要是脫脂和鈍化。能耗主要體現(xiàn)在涂料的固化過程中,大大降低了能耗;而且粉末涂料不含溶劑,VOC排放幾乎為零,環(huán)保壓力小。它已成為具有廣泛應(yīng)用前景的鋁涂層技術(shù)之一。
可使被涂物在太陽光照射下產(chǎn)生溫度調(diào)節(jié)效果的涂料稱為反射涂料。高反射率節(jié)能粉末具有優(yōu)異的耐候性能以及良好的近紅外反射特性,適合戶外建筑應(yīng)用,尤其是需要加強對太陽光或近紅外反射的場合,如建筑物的外墻、屋頂、門窗及大型幕墻單板等。它可以有效地降低建筑物內(nèi)的溫度,減少空調(diào)制冷的能量消耗。同時,低的表面溫度將減少涂膜熱膨脹和收縮引起的涂膜彎曲、變形和部分損壞。因此,該涂料可延緩?fù)磕ゎ伾?、光澤、彈性及其它一些物理性能的熱老化。此外,該涂層還具有節(jié)能降耗作用,特別是在冬天較寒冷的地區(qū),這種涂層可進一步阻礙窗戶內(nèi)外熱量的快速交換。另外,配合斷橋隔熱可使門墻系統(tǒng)達(dá)到很好的隔熱效果。
將高分子全氟聚醚和活性納米Al2O3顆粒引入涂層結(jié)構(gòu)。全氟聚醚的FC鍵具有非常低的表面能和活性納米粒子的小尺寸效應(yīng),在涂層表面上表現(xiàn)出非同尋常的雙疏性??諝庵械臒o機塵埃通常具有一定的極性,不能在超疏水表面上形成強烈的吸附,并且容易被雨水沖走。即使涂層表面被有機物吸收,納米顆粒的超光催化活性也可用于最終將有機物分解為CO2、H2O、H2SO4、HNO3和其他易擦洗物質(zhì)。因此,這種粉末可以確保涂層表面像新的一樣干凈。粉末涂料通常用于幕墻產(chǎn)品,與自潔玻璃結(jié)合使用時可以實現(xiàn)整體的免清洗功能。
粉末噴涂過程中的加熱設(shè)備包括預(yù)處理和后處理干燥爐,預(yù)固化爐和固化爐,并且預(yù)處理液還配備有恒溫加熱設(shè)備。預(yù)處理后,干燥爐的溫度通常為95℃,固化爐的溫度通常為180℃。 這兩個過程之間存在很大的溫差。華昌鋁材建立了廢熱回收系統(tǒng),以控制固化。在爐溫的前提下,將固化爐的煙氣余熱傳遞到預(yù)處理干燥爐中。 實現(xiàn)了固化爐的余熱回收,達(dá)到了節(jié)能降耗的目的,效果更加明顯。
在鋁型材的生產(chǎn)過程中,可以使用許多廢熱,例如熔化爐,均質(zhì)爐和鑄棒加熱爐。余熱利用的范圍也很廣。如果煙道氣需求不高,則可將其直接用于加熱煙道氣,例如在預(yù)處理后的干燥爐中進行加熱,還可以使用熱交換來加熱陽極氧化的熱水罐或采暖等。此外,大型鋁廠現(xiàn)在使用天然氣,煙氣質(zhì)量良好,這使得廢熱的使用更加容易。通常,合理利用余熱可以使企業(yè)節(jié)省能源并減少消耗。