建筑装饰用铝合金方矩管化学元素

               鉴于常规增压阶段压射冲头通过料饼施加铸造压力而实现补缩作用，采取的措施是在铸件缩孔附近增加一个类似渣包结构来充当料饼，利用一副油缸抽芯机构充当冲头，在铸件凝固后期对易产生缩孔的区域进行二次增压补缩，以达到缩孔的目的。通常来讲，这样的二次加压机构叫做挤压销，它的加压原理是在金属液或合金液浇注后到完全凝固前施加适当的压力以加强铸件凝固补缩效果,达到提高铸件致密度、减小或缩孔的目的。加压凝固能够改变金属及其合金物理参数和结晶过程，改变疏松空洞的分布和尺寸，提高铸件的致密度，改善铸件的拉伸强度和硬度等性能。根据铸件补缩、增压规律，挤压销动作号采用铸造过程的增压号，并在此基础上延迟作为启动号，因此，挤压销主要控制挤压深度和挤压延迟时间两个参数。挤压深度依铸件结构和缩孔分布、大小而定，一般为10~20 mm；挤压延时主要参考增压时间设定，一般为2~5 s。实际工程中，挤压参数的确定是在经验值的基础上根据铸造情况再作优化。为了方便调整挤压参数，通常采用单独油缸控制挤压销动作。
针对曲轴箱铸件，后期的改善措施为在模具轴承孔附近对称布置两根挤压销（位置见图5），通过调整挤压深度和挤压延时两个主要参数，优化挤压销的二次加压的补缩效果，从而降低铸件缩孔率。在前述措施的基础上，模具追加两根挤压销后缩孔率明显下降，不良率由4%降低到0.2%。同时，在0.2%的缩孔不良品中，其缩孔大小明显减小。因此，挤压销方案对于控制壁厚加大的铸件缩孔率起到了较好的作用。但是，在本次改善过程中，铸件缩孔不良率也曾出现过波动现象，通过优化挤压参数挤压深度15 mm、挤压延迟时间2.5 s和规定挤压销使用寿命（次/8000模）等相关规范，使铸件不良率稳定在0.2%附近。可以看出，铸件缩孔出现在轴承孔附近，分布较广且分散，组 织较为疏松，由于汽缸体轴承孔需要通以压力润滑油，因此铸件在使用期间存在漏油风险；通过改善后，从X射线探伤照片上已看不出疏松的缩孔分布，铸件内部组 织显得更加致密。
铝压铸件缩孔探究，废品率从5%到0.2%的对策。结论：（1）缩孔是一种常见的铸件内部缺陷，易出现在壁厚较大、模温较高等区域。通常从模具设计（浇注系统、冷却系统）、工艺参数设置和铸造条件保证等几方面出发。针对涉及的壁厚较大铸件，传统的改善措施只能起到缓解作用，而不能彻底解决问题。（2）仿照冲头在增压阶段的补缩作用设计了两根挤压销，对缩孔区域起到了二次加压的补缩作用，效果较为明显。

            浅谈如何提高铝型材用粉末涂料的耐候性:喷涂在铝型材表面的粉末涂膜的耐候性，是影响铝型材寿命的关键性因素。本文主要从粉末涂料的原材料、配方结构、制作工艺、固化条件等技术角度分析，并结合所做的实验结果，总结出几个提高粉末涂料耐候性的可供参考的思路，从而*终达到延长铝型材寿命的目的。随着国民经济的快速发展，粉末涂料的户外应用越来越普遍，人们对粉末涂层耐候性和耐久性的关注度不断提高，特别是对铝型材、天花板、幕墙板等室外用品表面的粉末涂膜的耐候性要求越来越高。粉末涂料主要由树脂、固化剂、助剂、颜填料等组成，喷涂在铝型材表面的涂层随着时间的延长，受周围自然因素如日晒、雨淋、氧化、冷热变化以及生物等的作用，会出现性能逐渐降低的现象，即老化。粉末涂料抑制或延缓自然老化的能力称为耐自然老化性，简称耐老化性，也叫耐候性。影响粉末涂料耐候性的因素很多，其中包括粉末涂料成分中的树脂、固化剂、颜填料、助剂等各种原材料的性能、用量、配比等内部因素；以及粉末涂料制作过程的工艺条件和涂料的固化程度；还有涂膜的使用环境如日光（主要是紫外线）的作用、大气的组成（氧、臭氧、工业烟雾等）、湿度（包括酸雨、盐雾等）、温度变化等外部因素。
从粉末涂料本身的角度来看，提高粉末涂层耐候性能主要从原材料、配方结构以及制作工艺等方面着手。一、原材料：粉末涂料主要由树脂、固化剂、助剂、颜填料等材料组成，这些原材料的耐候性，基本上决定了涂料的耐候性。因此，要提高粉末涂料的耐候性能，首先要选择耐候性能满足铝型材行业要求的原材料，而且这些耐候性合格的原材料也要满足涂膜的其他性能。当涂膜的各项性能相互间产生冲突时，可以根据客户的要求侧重于某项性能，但是人工加速老化试验结果要满足GB 5237.4-2008中加速耐候性的要求。1.树脂：因为树脂是粉末涂料的主要成膜物质，是决定粉末涂料性质和涂膜性能的*主要成分，所以树脂的选择至关重要。选取市面上大型厂家常用的铝型材用粉末涂料聚酯树脂，使用同一配方结构和相同制作工艺分别制粉进行300小时耐老化试验以及涂膜外观比较，结果如表1所示。（加速老化条件为8小时光照，4小时凝露循环；UVB-313EL灯，辐照度0.65W/㎡，光照温度60℃；凝露温度50℃）由试验结果可知，树脂D、F、H在通一系列的树脂中耐候性较好，但这种树脂的缺点是分子量大，熔融黏度高，如果应用在平面粉中*终会导致涂膜流平性能差。所以，通过在粉末涂料配方中选用耐候性能好的树脂来提高平面粉的耐候性能时，必须考虑到涂膜的流平是否会变差，变差之后客户能否接受。2.固化剂：尽管HAA体系的固化剂环保型众所周知，但是它的缺点是固化反应有副产物形成，厚喷时容易产生针孔、猪毛孔等弊端，涂膜过烘烤耐泛黄性和耐久性不如TGIC体系。[1]铝型材行业目前难以接受HAA体系的这些弊端，或者说是大部分粉末厂家没有解决这些弊端，所以铝型材用粉末涂料还是以TGIC体系为主。固化剂TGIC对粉末涂料的耐候性能也有一定的影响。
经过对国内三家销售量排名靠前的厂家的TGIC进行耐老化检测，发现它们的耐老化性能基本一致，无较大的差别。因此，在通过固化剂TGIC的选择上去提高粉末涂料的耐候性，并无多大的意义。3.颜料：颜料对粉末涂料耐候性的影响在原材料中是除了树脂之外影响*大的因素，因为颜料在使用过程中会褪色，所以对于铝型材用粉末涂料的颜料的选择也很重要。市场上即使是用一种颜色的颜料，它的品种非常多，不同品种的色相、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性等性能千差万别，这给我们粉末涂料厂家的选择带来很大的难度。颜料按化学组成分为无机颜料和有机颜料，它们的优缺点如表2所示。颜料的选择要从多方面考虑，如颜料的色相、着色力、遮盖力、耐热性、耐候耐光性、耐沸水性、毒性等等；而且由于一些颜料可能带有对树脂和固化剂起到促进作用的活性基团，所以也要考虑颜料对涂料反应速度、粘度的影响。为了提高粉末涂料的耐候性，颜料要选择耐光性在7-8级（8级*好），耐候性4-5级（5级*好）的品种，同时耐热性和耐沸水性要满足铝型材行业的使用要求。从表2可知，由颜料本身的性质决定，有机颜料的耐光性和耐候性有限，而无机颜料不够鲜艳，所以一些鲜艳颜色的粉末大多使用了耐光性和耐候性有限的有机鲜艳颜料，这就是鲜艳颜色的涂膜耐老化色差较大的主要原因。因此，为了保证鲜艳颜色涂膜的耐候性，除了选用耐候性能优异的其他材料，更加要注意颜料的选择。4.填料：填料的重要功能是添加到粉末涂料中以后，能够改进涂膜的硬度、刚性和耐划伤性等物理力学性能，同时有利于改进粉末涂料的贮存稳定性、松散性和带电等性能。[3]铝型材粉末涂料中*常用的填料为硫酸钡，经过对多个厂家的硫酸钡进行耐老化检测，发现耐候性能无明显差别。因此，为了保证涂料的耐候性，必须使用纯度高的硫酸钡作为填料。硫酸钡进仓前必须经过检验，使用10%的盐酸溶液是*简单快捷的方法，可以快速检测出硫酸是否含有碳酸钙，碳酸钙会降低涂料的耐候性能，不能作为铝型材用粉末涂料的填料。5.助剂：在粉末涂料配方中，助剂的用量很少，但在一般粉末涂料配方组成中是不可缺少的成分，而且对涂膜的外观及某些性能起决定性作用。经过对各国内大型厂家同类助剂进行加速老化对比试验后，发现不同厂家的流平剂、光亮剂、安息香等对涂膜耐老化性能影响不大；而不同厂家的蜡粉、消光剂对涂膜耐老化的影响较大。因此，为了提高粉末涂料的耐候性，可以考虑使用耐老化性能好的蜡粉和消光剂。二、配方结构：通过粉末涂料中聚酯树脂的酸值和固化剂羟基当量的计算，设计合适的固化剂用量，并通过加速老化试验的验证，使用*佳的固化剂用量，使涂料在固化时能够充分固化，从而达到*好的耐候性能。
在满足粉末涂料各项性能的前提下，尽量在配方中减少原材料的种类，特别是对涂膜耐候性起负作用的材料。在不影响涂膜遮盖力以及硬度、耐磨性的前提下，适当降低配方中的颜料（特别是吸油量大的颜料）和填料的用量，使配方中的颜料能够在熔融混炼过程充分被树脂包覆，在涂膜的使用过程中减少颜料的颜色变化，从而达到提高涂膜耐候性的目的。三、制作工艺：粉末涂料制作过程主要包括预混合、熔融挤出、压片破碎、分级粉碎四个阶段，其中预混合、熔融挤出两个工艺对粉末涂料的耐候性能有很大影响。预混合的作用是为了使粉末涂料配方中的各种原材料组成分散均匀，为熔融挤出打下良好的基础。为了提高耐候性，在预混合阶段，原材料必须按一定的先后顺序进行投料，而且投料量控制在混料缸容量的20%-80%，并适当延长混合时间。熔融挤出是为了使粉末涂料组成中的各种成分混合均匀，也就是达到粉末涂料成品中的每个粒子组成成分一样。为了提高耐候性，在熔融挤出阶段，在不出现胶化粒子的前提下，适当提高挤出机温度（特别是在气温较低的情况下），使树脂熔融成一种流体，保证颜料能有良好的润湿和获得*大的剪切力，有利于颜料等的高度分散，使各组分成为一个均匀的体系；在保证生产进度的同时，可以适当降低挤出速度，保证物料有充足的熔融混炼时间；从而提高混炼效果，使粉末涂料中的颜料填料被树脂充分包覆，而且各种原材料成分粒子分散均匀，特别是固化剂和树脂能按配方的比例混炼均匀，固化时涂膜能够充分固化，从而增加涂膜的表面致密性，*终提高粉末涂层的耐候性。四、固化条件：粉末涂料只有充分固化的情况下，树脂的高分子链才会和固化剂完全交联，各项物理化学性能才会达到*佳状态，耐候性能也不例外。因此，提高耐候性能必须使粉末涂料充分固化，固化时要控制好温度和时间。综上所述，对于提高铝型材用粉末涂料的耐候性，可参考如下思路：选用耐候性能好且流平不至于太差的树脂；注意鲜艳颜料、蜡粉、消光剂的选择；设计有利于提高涂膜耐候性的配方结构；控制好粉末涂料生产工艺。

        简易检验阳极氧化膜的五方法：一、观颜色： 已生成氧化膜的纯铝表面光泽度下降，铸铝及杂铝呈灰黑色。未生成氧化膜的表面呈带金属光泽的亮白色。二、测电阻： 已生成氧化膜的检测时有电阻，常压下不导电。未生成氧化膜的检测室能导电。三、划痕：已生成氧化膜的表面很硬，用针划时打滑，无划痕，未生成氧化膜的表面很软，用针划时有阻力和划痕。四、听声：已生成氧化膜的敲打时会发出清脆声，未生成氧化膜的敲打时发出闷声、。五、着色检验：已生成氧化膜未封闭的在染色溶液中很快可以上色，未生成氧化膜的在染料溶液中染不上色。
           为了满足用户的需要，建筑用铝材一般经过表面处理才能投放市场。建筑铝材的表面保护方法，当前不外乎3种：（1）阳极氧化，上海铝型材20世纪50年代已引入铝合金门窗，至今仍是铝门窗方面常用的表面处理措施；（2）阳极氧化后电泳丙烯酸树脂，日本在20世纪60年代已商品化，欧洲到70年代开始使用，目前还主要在亚洲地区应用。该技术当前已由透明光亮膜发展到无光透明膜和彩色膜，品种更趋多样化，工业控制和产品质量都比较稳定；（3）化学转化处理后静电喷涂包括静电粉末喷涂和静电液相喷涂，静电液相喷涂氟碳树脂在20世纪60年代，美国已实现商品化。而静电粉末喷涂热固性聚酯涂层，60年代末在欧洲已实现商品化，当前仍是欧洲各国占优势的表面处理手段。时至今日，单一阳极氧化的铝门窗在国内外市场均明显缩小日本青睐于电泳涂层，白色电泳涂层发展很快，并在欧洲得到应用。静电粉末喷涂以其色彩多样、控制方便、环境保护、性能优良等原因，已成为欧美的 表面处理方法。近年来静电粉末喷涂市场在我国也在迅速扩大之中。1.20世纪90年代的上海铝型材技术发展：过去10年中，我国铝材（尤其是铝型材）得到突飞猛进的发展，铝型材的生产规模已接近每年100万吨。在国外先进工艺和进口设备的带动下，国铝型材生产技术在阳极氧化工艺和设备方面有了新的进步，而且建立了静电粉末喷涂和静电液相喷涂、电泳涂层等*新型生产线，国外的前沿技术在我国已经萌芽，有了程度不同的发展。1.1阳极氧化预处理工艺上海铝型材更新：阳极氧化预处理目的是去除表面自然氧化膜、油脂和杂质，获得均匀洁净的铝表面，有利于优质阳极氧化膜的形成。我国用户还要求去除挤压条纹，获得均一美观表面。早期采用碱浸蚀法得到哑光表面，但过度浸蚀使铝损耗很大，一般达到3%～5.5%，不仅增加成本，而且引起严重的环境问题，形成哑光表面又伴随暴露型材本身固有的组 织缺陷。此后日本在我国推出酸浸蚀法（日本国内基本上不用于铝型材），由于铝耗低（可达到约1%），表面细致一度受到我国厂商欢迎。但由于以氟离子为主体的槽液，带来了更为严重的污染，一度引起沸沸扬扬的议论。机械浸蚀法具有操作成本低、环境效益好和表面细致无条痕的优点，首先在法国和意大利等欧洲 推广应用。我国在90年代中期，福建三源铝业和浙江栋梁铝业分别从意大利和西班牙引进机构抛丸机和机械抛光（扫纹）机及相关工艺，顺利运转至今并收到极好的效益。此后广东和江苏等省多家工厂陆续从国外进口多台设备，同时我国自制设备也已进入市场，价格只有进口设备的1/5～1/8左右。不论机械抛丸（或称喷砂）还是机构抛光（镜面或缎面抛光）都可以使铝耗控制在1%以下，而且外观均匀细致，装饰效果好。作者根据国内外生产实践，机械浸蚀处理替代传统的化学浸蚀（酸或碱浸蚀），以我国铝型材的外观档次。1.2阳极氧化的工艺和设备进步：阳极氧化工艺在过去的20年中没有根本性的变化。硬质阳极氧化技术在这期间有不少进步。突破阳极氧化法拉第区的“火花”阳极氧化和弧氧化已经商品化。而铝型材近期开发的高速阳极氧化技术（HEA技术）还未获得广泛工业应用。1.2.1脉冲阳极氧化电源：在70～80年代国外曾广泛宣传介绍。由于实验数据大多选自高电流密度（如>3A/d㎡）的硬质膜，随后在建筑铝型材阳极氧化工艺中应用时，未得到明显的效果，因而未得到大面积推广应用。进一步实践表明，在生产厚膜（膜厚>20μm）时，脉冲法对于封孔质量比较有利，这就说明电流回复效应可以帮助氧化膜生成过程中的散热，降低由于温度升高造成的膜的溶解作用，防止氧化膜孔口的扩大，有利于硬度和致密度的提高，同时也有助于封孔作用。而对于铝型材标准阳极氧化工艺，电流密度低（一般在1～1.5A/d㎡），膜厚要求仅10μm，氧化过程放热并不严重，因此未显示出明显优点。作者认为在硬质阳极氧化或厚膜生产时，脉冲电源还是很有实际意义的。1.2.2铝离子去除的离子交换装置：阳极氧化硫酸槽液去除铝离子的离子交换装置对于优化工艺措施具有实际意义。以往在硫酸槽液中Al3＋超过20g/L时部分排放槽液重新调整，不可避免地造成Al3＋含量周期性波动。为了稳定阳极氧化槽液中Al3＋的含量，80年代我国某些引进线中进口了日本或意大利的Al3＋去除装置，可能由于当时工艺水平和技术管理的限制，未得到广泛应用。近年来我国自行生产“回收硫酸自动去Al3＋装置”，一台设备每天可去除大约100kg铝，从而将硫酸中Al3＋控制在设定值，使氧化工艺更加稳定和精 确，并同时具有很好的环境效益。1.3着色技术多种多样：铝型材的着色，传统采用电解着色（即日本人浅田发明的浅田法，也称二次电解）。室内装饰也用染色法获得丰富多彩的颜色（染色法不适于应用在室外）。近年来，国外已推出多色化技术（即利用光干涉效应着色，日本称之为三次电解）复合着色（染色后再电解着色）技术，突破了电解着色只有古铜色的框框。但在我国还未实现工业化生产。1.3.1单镍盐电解着色体系：单镍盐电解着色体系逐渐增多。欧洲一直以锡盐着色为主，由于锡盐和锡镍混合盐抗杂质干扰强，对环境损害小，工业控制容易，我国一直以锡盐（和锡镍混合盐）为主。而日本则一直青睐于单镍盐，并配有与之适应的特殊电源和槽液净化（如去钠钾）装置。由于单镍盐对于浅色系（仿不锈钢色和香槟色）色差小，色调重复性好，因此我国和欧洲近年来均发展单镍盐着色技术，其槽液成分除MgSO4、H3BO3之外，NiSO4含量一般较高，在100g/L左右，杂质钠、钾均要控制，视工艺要求而不同，日本工艺还要控制铵的含量。1.3.2新型上海铝型材着色电源的引进：电源不是孤立的设备，它必然是特定工艺的配套装置。我国从日本引进的单镍盐电解着色工艺有2类，即日轻的尤尼可尔法（均匀着色之意）和新住化法，其电源并不相同，大体可认为是波形不同的直流着色。而欧洲用于单镍盐的着色电源也并非单纯的正弦波交流电，如西班牙采用DC（直流）/AC（交流）电源，美国有DC/AC/不对称AC电源。而意大利的ELCA公司推出多功能着色电源，可以输出DC.变频AC及DC和DC/AC叠加等。这种电源可以适用于各种类型的电解着色以及多色化技术。1.3.3颜色多样化的要求：颜色多样化促进新的电解着色槽液出现。钛金色的硒盐溶液，金黄色的锰盐溶液在我国已经相当普遍，但由于不像镍盐和锡盐那样经过国内外长期实践考验，这些溶液着色的铝材在封孔质量，尤其在使用中变色和褪色问题仍值得关注。*近在我国铝材阳极氧化的工艺中，不时出现一些与国外标准工艺不一致的做法，并未仔细考查和检验（只为了降低成本）匆匆上马，作者以为对于长期使用效果和生产环境效益存在不少隐患。1.4封孔方法百花齐放：当前冷封孔仍是我国建筑铝型材阳极氧化膜占 多数的封孔方法，这是与80年代大量从欧洲引进工艺和设备有关。冷封孔的水质要求不高，工艺控制容易，比较适合我国生产现状。当前欧洲主要采用冷封孔和高温蒸汽封孔，后者似有发展之趋势。日本至今不认可冷封孔工艺，青睐于沸水的水合封孔或电泳（ED）封孔。与沸水封孔和Ni和F的冷封孔相比较，高温蒸汽封孔正好弥补了它们的缺点，其操作条件在100～110℃，压力稍高于大气压下进行，封孔速度比沸水封孔快，对水质和pH控制不严，不会起 ，既不会发生有机染料在封孔时流失，又没有环境污染（Ni和F）之虑。这是一个保证封孔和环境质量的好方法。我国至今仍未解决冷封孔槽液在操作中氟离子频繁补充的问题，对于封孔工艺稳定性带来极大危害。国内各厂普遍添加氟化铵、氟化氢铵、氟化钠，甚至 来补充氟离子。但实践表明往往更加剧氟的贫化。虽然曾经试图用氟硼酸盐和氟硅酸盐来缓解，至今在工业大生产方面仍未彻底解决。90年代以来，我国研究工作和工业实践均证明，在冷封孔之后60～70℃纯水洗是提高封孔质量，加速封孔速度从而缩短检测周期的好办法，甚至可以提高氧化膜的延性，防止裂纹出现，因此热水洗与其说促进型材干燥，不如说“冷封孔后处理”更加确切。单纯烘干不能代替热水“后处理”的作用。“冷封孔后处理”是工艺进步，也是值得推广的一项措施。1.5上海铝型材立式阳极氧化生产线增加：我国的阳极氧化铝型材生产线，基本上是卧式的。80年代从日本引进的2条生产线效果并不理想而几乎被人否定。1997年西飞铝业公司从日本进口年产12000t立式阳极氧化电泳涂漆自动生产线，技术水平和产量质量较高。20世纪末和21世纪初，四川方舟和广东坚美先后投产年产20000t和30000t生产线。一般说来，立式线适于大批量生产，年产量以12000～36000t为佳。此时化学药品和电能消耗均低于卧式线，同时占地少，易于自动化生产。其主要缺点是一次投资的建设费用高，以月产1000t为例，立式线是卧式线建设费用的1.8倍。然而立式阳极氧化生产线，尤其在电泳涂漆情况下，应是未来的*佳选择。1.6铝型材表面高聚物涂层的市场份额扩大：如果说80年代在我国建立了建筑铝型材阳极氧化工艺，那么在90年代门类多样的电泳涂层、静电粉末汾层和液体涂层迅速兴起。表面光亮的丙烯酸聚合物膜、色彩丰富的粉末喷涂聚酯层和使用性能更佳的氟碳涂层在我国均已建立生产线实现批量生产，大约已占到铝型材表面处理产品的20%以上，并有不断扩大的趋势。电泳（ED）涂层是30多年前在日本开发的，兼有阳极氧化膜和聚合物涂层双重优点。ED膜以其平滑光亮在日本和东亚受到欢迎，虽然已有白色和各种颜色的ED膜问世，但建筑市场当前仍以透明膜为主。国外虽在研制开发ED氟碳涂层，但尚未工业化生产。ED漆早期均从日本进口，现我国基本使用价格便宜的台湾或国产ED漆，其性能虽逊于日本漆，但可以通过 标准的检测。粉末静电喷涂聚酯涂层在欧洲倍受欢迎，市场份额已与阳极氧化相当，其色彩丰富、重现性好、工艺控制方便、环境效益好，在我国也有不断扩大之趋势。聚酯粉末我国已能生产聚酯—TGIC，可满足建筑业的需要。欧洲近期开发的性能更好的新型高寿命粉末，可与碳氟树脂比美，而这种聚酯—无TGIC粉末在我国尚未使用。性能优越的碳氟树脂涂层在我国已有应用。但涂料只能从外国生产厂进口。含氟的聚合物是已知在环境中*稳定的化合物，目前所谓的碳氟涂料就是指从聚偏二氟乙烯树脂（PVDF）为基的涂料。美国PPG公司首创，并以Kynar作为商标，世界各地的碳氟涂料厂一般均采用Kynar500或Hylar5000作为基料复配而成。目前我国的碳氟涂料主要从美国的PPG公司、英国的ICI公司和美国的Valspar公司进口，价格虽高但性能十分优异。据国外介绍其室外使用寿命保证25年以上，高于电泳层和静电喷涂层。氟碳液体喷涂一般是多层喷涂，以2层（底漆和面漆）或3层（底漆、面漆和清漆）为*常用，个别也采用4层工艺。每升氟碳涂料一般可喷涂5㎡，据介绍高压静电旋杯雾化枪可以把上漆率提高到7㎡.由于氟碳涂料价格极其昂贵并且大批量和小批量供货价格差别大，所以上漆率仍应是重要的经济指标。2.二十一世纪头10年的技术展望：我国铝型材表面处理的技术与国外相比没有本质的差别，但是从工艺水平、装备条件、技术管理、环保因素、品质指标和产品质量等方面与国外先进水平比较仍有不少差距。作者在近期分别实地考察意大利、德国和日本，并与国外同行面对面交流中，总结概括出以下几个方面，作为我国建筑铝型材表面处理工业在下一个十年中技术发展的借鉴和参考。2.1上海铝型材清洁阳极氧化工艺更加重视和发展：随着我国环境意识不断增加，清洁工艺必然会不断发展。阳极氧化工艺生产各工序废液采取闭路循环回收，逐步实现低排放直至零排放（zero－discharge）工艺已在欧洲和日本采用。阳极氧化槽液用离子交换法除去铝离子回收硫酸；碱浸蚀槽液利用结晶器和真空过滤排出氢氧化铝回收碱；镍盐电解槽液及其水洗槽分别选用离子交换法和反渗透法回收硫酸镍并除去杂质；冷封孔槽液用过滤法和离子交换法除去固体沉淀和金属杂质；ED漆槽分别选择离子交换精制和反渗透法回收。全部清洗水通过中和、絮凝、澄清和压滤除去料渣，而澄清液经过反渗透后回收重用，零排放的清洁工艺无疑是全世界工业界都在追求的方向。由于技术和经费的原因在我国只能分步骤进行。在实际操作和设计阳极氧化生产线的时候，情况要复杂的多。碱浸蚀槽液如采用结晶过滤的方法，其氢氧化钠浓度必然不高，此时不可能得到十分满意的哑光表面，那么碱浸蚀的闭路循环设计应该重新考虑改进，因此实际上它适于机械浸蚀法的工艺。同理其他工艺的闭路循环设计也必然要与生产工艺和产品特征相结合来考虑。但是无论如何，闭路循环设计不仅具有环境保护的特点，而且使阳极氧化各工序的工艺参数控制更加精 确，从而进一步稳定和提高了阳极氧化膜的质量。2.2静电粉末喷涂工艺更加受到欢迎：由于色彩丰富，环境效益好，静电粉末喷涂在我国发展更加迅速。涂层粉末也会朝方向发展，摆脱单一的聚酯—TGIC粉末的状态，涂层外观也从单色向木纹、大理石和图案等装饰性更强的方向发展。意大利和德国都在我国展出过此类产品。静电粉末喷涂的铝型材一般只有均匀单一的颜色，木纹和大理石外观是在原粉末涂层上进行类似丝网印刷工艺，将第二种颜色的粉末加到原粉末涂层上，再进行统一的固化处理，这也就是说新工艺只是在原来喷涂设备的基础上增补设备就可以实现。可用于铝型材，更适用于铝板的表面处理。金相鉴定表明粉末涂层与基体之间以及两种粉末之间有机结合。作者参观意大利NATURALL工艺生产车间后，感觉技术思路明确，工艺操作简单，适合在我国推广使用。另一类获得本纹和图案效果的是转印法，即在第1次喷涂层基础上，将塑料膜或纸上的木纹图案在加热下转移到表面，此方法简单易行，关键在于转印上去花纹的使用寿命。粉末喷涂的化学预处理，从环境考虑，应开发低铬和无铬化学转化处理。从克服丝状腐蚀出发，也可以用阳极氧化膜作为粉末喷涂层的底层，两者都是铬化处理的*佳替代方法。而无铬化学转化膜处理的添加剂应是我国急待开发的品种。2.3上海铝型材电泳涂层可以抵御污染大气
ED膜和粉末涂层都是高聚物涂层，可以有效地抵御污染大气和海洋大气的腐蚀。而ED膜下有阳极氧化膜，不存在膜下丝状腐蚀的危险，可望成为污染大气中理想的表面处理手段。长期以来我们印象中的电泳漆只是透明的聚丙烯树脂，近年来日本的电泳漆不论品种还是质量都发生明显变化。除了我们熟悉的透明有光漆外，还有哑光漆以及白色电泳漆等，都已用在建筑铝合金门窗上。至于电泳漆的质量也已经可以和粉末涂层相媲美。西班牙SIDASA公司曾检测了Honnystone的耐光性，并与粉末静电喷涂聚酯—TGIC涂层作了比较，结果表明颜色变化基本相同，涂层都不起泡，但光泽保持率Honnystone明显优于粉末涂层。443h暴露实验，Honnystone光泽保持率仍有79%～81%，而粉末涂层只剩下49～43%，这说明电泳涂层的性能有了明显提高。日本的建筑铝型材阳极氧化膜的90%用电泳涂漆封孔的，另外10%也选择高温沸水封孔工艺。据日方介绍这与日本是个岛国，沿海地区大气盐份较高，并经过大气污染的工业发展阶段有关。而电泳涂漆层比封孔的阳极氧化膜具有更好的抗海洋大气和污染大气的能力。作者估计在我国南方沿海各省和酸雨严重地区电泳涂层具有明显的优势，参照日本ED膜的市场份额，我国在下一个10年中有相当大的发展空间。2.4阳极氧化技术之进步以节能为目的：众所周知，阳极氧化的工艺参数已数十年未变化，溶液的硫酸浓度和铝离子范围、温度和电流密度均已列入各国标准。为了提高阳极氧化效率，加快成膜速度，必然要求在保证氧化膜性能的前提下尽量加大电流密度，并想方设法提高成膜系数。氧化膜厚度是与通过的电量（即电流乘以时间）库仑值成正比，并因合金不同而异。例如，对于铝合金1100、5005、5052和6063，生成25μm氧化膜需要4700库仓/d㎡；而6061、6082和6300铝合金则需要5500库仓/d㎡.此时若外加电流密度为1.5A/d㎡，则生成20μm氧化膜需要时间为44min，则成膜速度为0.46μm/min.而意大利新近开发的高速阳极氧化技术（HEA）成膜速度可提高到1.2μm/min以上，据说可在25℃下电流密度达3A/d㎡稳定地操作。HEA技术是一个整体设计，包括化学、物理和机械三方面配合而成。化学因素有溶液成分和添加剂引入；物理因素有搅拌方法、冷却系统以及溶液温度与电流密度的组合等；机械因素指多功能电脑控制整流器，其中阳极氧化工艺过程计算机（APC）装置是很有用的。2.5多色彩一直是着色的追求目标：铝阳极氧化膜的电解着色，色彩是单调的古铜色，寻求多色彩一直是阳极氧化工作者的目标。染色虽可获得丰富多彩的颜色，但耐光性差不适于户外使用，而且一种颜色要一个槽子十分麻烦，复合着色仍摆脱不了上述困难，也未在欧洲实现大规模工业化生产。利用光干涉原理得到蓝、灰、绿、黄和紫色的各种干涉色已有大量文献报道，但一直被人们认为难于工业控制而视为实验室工艺。近年来意大利和日本在世界各地约有10余条多色化生产线问世，日本称之为三次电解法。作者等曾在意大利的Italtecno公司的中试线上，在DrStrazz指导下操作，并参观位于丹麦哥本哈根市附近的生产线和日本昭和钢机一工场三次电解车间，又考察了日本西武百货大楼和哥本哈根机场三号门的应用现场，证明颜色一致，无明显色差，突破古铜色框框，具有独特的装饰效果。我国浙江栋梁铝业引进意大利技术和设备，在该厂原有阳极氧化和电解着色的基础上，增加意大利设备于2001年4月 次生产出多色化铝材，颜色均匀，重复性好，控制方便，已达到批量生产之要求。虽然该技术对原材料和阳极氧化工艺控制要求甚严，但也不是高不可攀和不可企及的技术。栋梁铝业多色化的开工和今后的推广可以改变传统古铜色的单调局面，使建筑业获得更多的铝型材的颜色选择。2.6改善生态环境是封孔工艺的发展方向：铝氧化膜的封孔方法很多，我国对于热封孔、ED膜和冷封孔都比较熟悉，尤其是冷封孔用的比较普遍，但是Ni2＋和F的污染不可轻视。欧洲出于生态之考虑，进行了一系列研究，首先开发镍基无氟中温封孔，再发展到无镍无氟中温封孔，甚至无金属离子中温封孔，这条发展道路值得我们借鉴，可能也会成为我国今后的发展方向，现简介如下：2.6.1镍基无氟中温封孔镍基（醋酸镍为宜）有利于提高封孔质量，可以稳定膜孔中有机染料分子，其典型溶液为：NiAC3～4g/L（无氟）、抑灰剂100mg/L、温度75～85℃、封孔时间1～2min/μm、或Ni2＋0.4～1.1g/L、F－30～90mg/L（低氟）、润湿剂0.2～0.6mg/L、抑灰剂10～40mg/L、温度75℃、封孔时间0.5min/μm。2.6.2无镍无氟封孔：用碱金属或碱土金属替代镍离子，如镁、锂和钾等。封孔温度75℃，pH6.3，封孔时间按1～2min/μm操作。工业实践表明封孔质量可以通过国际标准的检测，槽液寿命和节能效果都比较满意。另外也钛和锆盐的冷封孔，由于没有毒性，封孔质量达到磷铬酸失重10mg/d㎡而引起广泛兴趣，操作条件如下：钛或锆氟化络合物3～10g/L硅酸盐＞0.5g/L硫脲＞5g/L温度25～35℃封孔时间0.5～1.0min/μm 2.6.3无金属离子中温封孔。2.7新技术的发展：研究中的新技术很多，有些可能已接近商品化阶段，而有些只停留在实验室阶段，在此只能略举一二。新技术的发展一是日本曾用周期反向电流技术，在阳极氧化的硫酸溶液中，完成电解浸蚀除去挤压条纹。该技术虽仍处于实验阶段，但一旦成功，则具有十分重要技术和经济价值，并可以从根本上改变铝材的预处理方法。二是新西兰开发的电脑设计，通过两次着色阳极氧化，获得两种颜色的图案装饰效果，作为室内装饰的铝板十分别致，富有创意，新西兰称之为Aluart，展示铝的艺术效果之内涵。此外，随着喷涂的迅速推广，生态预处理技术和无铬添加剂必然会发展。相对于国外，我国比较滞后，在未来10年中我国一定会得到重视和迅速开发。