1 前言

鋁型材行業在我國已經有20多年的發展歷史，形成一個十分完整的鋁型材加工工業體系，成為我國經濟的技術產業之一。無論是產量、品種還是質量都飛速進步。如今我國鋁型材產量已躍居世界前列，品種大大豐富，質量也得到了很大提高，在滿足國內市場需求的同時大量出口世界各地。

鋁型材電泳涂漆技術20世紀60年代首創于日本，而我國鋁型材電泳涂漆80年代中期開始被引進應用于生產，后經歷十幾年發展得到推廣。隨著鋁型材電泳涂漆技術的持續發展，工藝技術也不斷得到提高、改進，對電泳涂漆型材產品的性能也提出了更高的要求，然而對于電泳涂漆型材來說最為關鍵的生產工藝，也是最終決定電泳涂漆型材產品性能好壞的生產工藝，就是電泳涂漆型材生產的最后一道工藝——固化工藝。本研究以探索固化工藝條件的變化對電泳涂漆型材產品性能的影響程度為目的，并開展該項目的一系列試驗。

電泳漆屬熱固型涂料，電泳涂層只有經過一定的高溫烘烤后才具有相應的性能，如硬度、機械強度、防腐蝕、耐酸性……等等。故可想而知，電泳涂層固化系統的作用是多么的重要。之前為大家講解過《電泳設備超濾裝置有什么作用》，今天飛揚涂料小編再為大家講解一下“電泳涂裝烘干固化系統”。

鋁型材電泳涂裝后，需要在適當的條件下烘烤。目前市售的環氧系列陰極電泳漆，往往以20min的時間為標準，給定其對應的標準烘烤溫度，一般為160℃~200℃。在這里要說明一下的是，此溫度指的是工件表面溫度，而非烘爐氣溫。故在大生產中，我們經常看到的烘烤情況是200℃以上的爐溫設定。實際的工件表面烘烤溫度是多少？是需要用爐溫跟蹤儀來進行測量的。因而，應定期進行爐溫跟蹤測試，以作校正，確保應有的固化條件。

烘烤溫度的高低，對能耗的影響是很大的。故用戶在選擇電泳漆的時候，一味的看涂料單價是相當的不科學的。還有一些相當重要的技術指標須要考量，比如“固化溫度”就是其中之一。選擇固化溫度160℃的電泳漆能耗上要較200℃的起碼省30%！而能耗是電泳線的一大成本支出之一！

目前檢測電泳涂漆鋁型材產品性能的國家標準主要有以下：

1.1 GB/T 8013.2-2007《鋁及鋁合金陽極氧化膜與有機聚合物膜 第2部分陽極氧化復合膜》^[1]

1.2 GB 5237.3-2008《鋁合金建筑型材 第3部分 電泳涂漆型材》^[2]

1.3 YS/T 728-2010 《鋁合金建筑型材用丙烯酸電泳涂料》^[3]

2 試驗方案

2.1 試驗方案1：采用以表1為參數的生產工藝陽極氧化、電泳涂漆制得初期試驗樣品后，分別在120℃、140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、240℃和260℃等溫度固化分別固化30min后制得若干最終試驗用A組試樣，按國家標準檢測A組試樣的性能。

2.2 試驗方案2：采用與方案1相同的生產工藝陽極氧化、電泳涂漆制得初期試驗樣品后，在180℃條件下，分別固化5min、10 min、15 min、20 min、25 min、30 min、35 min、40 min、45 min、50 min和55 min等時間制得若干最終試驗用B組試樣，按國家標準檢測B組試樣的性能。

3 試驗步驟及結果

3.1 試驗樣品的制備

3.1.1 試驗所用試樣采用表面處理方式為亮光銀白電泳涂漆型材，陽極氧化膜為12um；電泳漆膜為14um。

3.1.2 樣品制備工藝參數見表1。

表1

3.2 漆膜硬度

漆膜硬度按GB/T 6739^[4]進行鉛筆硬度試驗，試驗結果按表面漆膜劃破情況評定，試驗結果見表2。

表2 漆膜硬度試驗結果

3.3 漆膜附著性

漆膜的干附著性按GB 5237.3-2008^[2]的規定劃格，試驗結果見表3。

表3 漆膜的干附著性試驗結果

續表3 漆膜的干附著性試驗結果

3.4 耐沸水性

漆膜的耐沸水性按GB 5237.3-2008^[2]的規定進行，試驗結果見表4。

表4 漆膜的耐沸水性試驗結果

3.5 耐堿性

漆膜的耐堿性按GB 5237.3-2008^[2]的規定進行，試驗結果見表5。

表5 漆膜的耐堿性試驗結果

續表5 漆膜的耐堿性試驗結果

3.6 耐溶劑性

漆膜的耐溶劑性按GB 5237.3-2008^[2]的規定進行，試驗結果見表6。

表6 漆膜的耐溶劑性試驗結果

續表6 漆膜的耐溶劑性試驗結果

3.7 耐洗滌性

漆膜的耐洗滌性按GB 5237.3-2008^[2]的規定進行，試驗結果見表7。

表7 漆膜的耐洗滌性試驗結果

3.8 耐鹽霧腐蝕性

漆膜的耐鹽霧腐蝕性按GB 5237.3-2008^[2]的規定進行120h的CASS試驗，試驗結果見表8。

表8 漆膜的耐鹽霧腐蝕性試驗結果

續表8 漆膜的耐鹽霧腐蝕性試驗結果

4 結果分析

4.1 從表2中可以看出，試驗方案1中隨著固化溫度的升高漆膜硬度隨著提高，但180℃以后漆膜硬度就不再提升，一直保持在4H；試驗方案2中，在固化時間達到30min以前，漆膜硬度一直保持上升的趨勢，在固化時間到30min以后隨著固化時間的增加漆膜硬度一直保持在4H，就沒有再提升。由此表2在相同的氧化工藝條件下，得到的電泳型材漆膜硬度較高的固化工藝范圍為：固化溫度160℃-260℃，固化時間25min-55min。

4.2 從表3中可以看出，試驗方案中1，在一定溫度范圍內固化溫度越高漆膜的干附著性越好，溫度為180℃時可以達到0級，180℃以后漆膜的干附著性不再升高，表明固化溫度達到180℃以后，溫度對漆膜的干附著性影響不大；試驗方案2中固化時間在15min以上漆膜的附著性即達到最高的級別0級，表明在固化時間達到15min以后，固化時間對電泳漆膜的干附著性的影響不大。由表3可知在相同的氧化工藝條件下，得到的電泳型材漆膜干附著性較好的固化工藝范圍為：固化溫度180℃-260℃，固化時間15min-55min。

4.3 從表4中可以看出，試驗方案1中在溫度范圍為120℃-260℃的范圍內隨著固化溫度升高漆膜的耐沸水性有明顯的提高趨勢；試驗方案2中在5min-55min的固化時間范圍內，隨著固化時間增加漆膜的耐沸水性沒有明顯的提升。由表4可知在相同的氧化工藝條件下，得到的電泳型材漆膜耐沸水性較好的固化工藝范圍為：固化溫度180℃-260℃，固化時間對漆膜耐沸水性影響不大。

4.4 從表5中可以看出，試驗方案1中在120℃-260℃的固化溫度范圍內電泳漆膜的耐堿性呈先升高再降低的趨勢，在溫度范圍為160℃-220℃，實驗時間達108h時，電泳漆膜仍無氣泡、無任何可以肉眼看得到的損傷；試驗方案2中的樣品在實驗條件下，耐堿性試驗108h后，電泳漆膜表面均無氣泡、無任何可以肉眼看得到的損傷，漆膜的耐堿性隨固化時間基本無明顯變化。由表5可知在相同的氧化工藝條件下，得到的電泳型材漆膜耐堿性較好的固化工藝范圍為：固化溫度160℃-220℃，固化時間對漆膜耐堿水性影響不大。

4.5 從表6中可以看出，試驗方案1中120℃-260℃的固化溫度范圍內得到實驗樣品在經過耐溶劑性試驗處理后，電泳漆膜的前后硬度差變小，表明電泳漆膜的耐溶劑性隨著固化溫度升高有提高的趨勢；試驗方案2中在5min-55min的固化時間范圍內得到實驗樣品在經過耐溶劑性試驗處理后，電泳漆膜的前后硬度差保持在1H，隨著固化時間增加漆膜的耐溶劑性無明顯變化。由表6可知在相同的氧化工藝條件下，得到的電泳型材漆膜耐溶劑性較好的固化工藝范圍為：固化溫度160℃-260℃，固化時間對漆膜耐溶劑性影響不大。

4.6 從表7中可以看出，試驗方案1中120℃-260℃的固化溫度范圍內得到實驗樣品在經過耐洗滌性試驗處理后，固化的電泳涂漆耐洗滌性呈先升高再降低的趨勢，固化溫度在160℃~240℃的范圍內，電泳漆膜的耐洗滌性可達360h以上，比較理想；試驗方案2中在5min-55min的固化時間范圍內得到實驗樣品在經過耐洗滌性試驗處理后，電泳漆膜的耐洗滌性均可達到360h以上，隨著固化時間增加漆膜的耐洗滌性無明顯變化。由表7可知在相同的氧化工藝條件下，得到的電泳型材漆膜耐洗滌性較好的固化工藝范圍為：固化溫度160℃-240℃，固化時間對漆膜耐洗滌性影響不大。

4.7 從表8中可以看出，試驗方案1中120℃-260℃的固化溫度范圍內得到實驗樣品在經過鹽霧試驗處理后，固化的電泳涂漆耐鹽霧腐蝕性呈先降低再升高的趨勢，低溫、高溫工藝固化的電泳涂漆耐鹽霧腐蝕性反而比較好；試驗方案2中在5min-55min的固化時間范圍內得到實驗樣品在經過鹽霧試驗處理后，電泳漆膜的耐鹽霧腐蝕性隨著固化時間的增加漆膜的耐鹽霧腐蝕性有提高的趨勢。由表8可知在相同的氧化工藝條件下，得到的電泳型材漆膜耐鹽霧腐蝕性較好的固化工藝范圍為：固化溫度120℃-140℃、240℃-260℃，固化時間25min-55min。

5 結論

本文通過對目前市場上普通電泳漆按不同固化工藝生產的電泳涂漆型材進行試驗，研究在相同工藝條件下僅通過改變固化溫度、固化時間對電泳涂漆型材的漆膜性能的影響，進而探討分析出固化工藝與漆膜性能之間的關系。

        5.1 電泳涂漆的各項性能受固化溫度變化的影響比較明顯，一般溫度在160℃~200℃固化的電泳涂漆性能比較好。

5.2 電泳涂漆的各項性能受固化時間變化的影響不是很明顯，一般在15min以上的固化時間電泳涂漆性能都能達到較好的水平。

5.3 電泳涂漆的固化工藝好壞會直接影響電泳涂漆的漆膜硬度、耐沸水性、耐堿性、耐溶劑性和耐洗滌性等漆膜性能。綜合4.1-4.7的各項結論分析及生產成本、生產效率等各種因素考慮，電泳涂漆的的最佳固化工藝范圍為：固化溫度160℃-200℃，固化時間20min-30min。