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鋁合金門窗八大優(yōu)勢和六個(gè)質(zhì)量指標(biāo)----鋁合金門窗八大優(yōu)勢：一：質(zhì)輕、強(qiáng)度高。鋁合金材料多是空芯薄壁組合斷面，方便使用，減輕重量，且截面具有較高的抗彎強(qiáng)度，做成的門窗變形小，耐用。二：密閉性能好。密閉性能是門窗的重要性能指標(biāo)，鋁合金門窗較之普通木門窗和鋼門窗，其氣密性、水密性和隔音性能均佳。鋁合金門窗本身，其推拉門窗比平開門窗的密閉性稍差，因此推拉門窗在構(gòu)造上加設(shè)了尼龍毛條，以增強(qiáng)其密閉性能，達(dá)到日常使用更高要求。三：耐腐蝕性強(qiáng)，使用維修方便。鋁合金門窗不銹蝕，不退色，表面不需要涂漆，維修費(fèi)用少。四：強(qiáng)度高，剛度好，堅(jiān)固耐用。五：使用價(jià)值高。在建筑裝飾工程中，特別是對(duì)于高層建筑、次的裝飾工程，如果從裝飾效果、空調(diào)運(yùn)行及年久維修等方面綜合權(quán)衡，鋁合金門窗的使用價(jià)值是優(yōu)于其它種類門窗。六：不褪色，易于保養(yǎng)。鋁合金門窗不需要涂漆，不褪色、不脫落，表面不需要維修。七：開閉輕便靈活，無噪音。八：造型美觀，可有多種顏色。鋁型材表面處理技術(shù)多樣化，可滿足不同人不同的審美所需。鋁合金門窗的六個(gè)質(zhì)量指標(biāo)：一、厚度：鋁合金推拉門有75系列、85系列兩種，住宅內(nèi)部的鋁合金推拉門用75系列即可。系列數(shù)表示門框厚度構(gòu)造尺寸的毫米數(shù)。鋁合金推拉窗有60系列、65系列。系列選用應(yīng)根據(jù)窗洞大小及當(dāng)?shù)仫L(fēng)壓值而定。用作封閉陽臺(tái)的鋁合金平開窗應(yīng)不小于60系列。二、強(qiáng)度：抗拉強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到每平方米毫米157牛頓，屈服強(qiáng)度要達(dá)到每平方毫米108牛頓。選購時(shí)，可用手適度彎曲型材，松手后應(yīng)能復(fù)原狀。三、色度：同一根鋁合金型材色澤應(yīng)一致，如色差明顯，即不宜選購。四、平整度：檢查鋁合金型材表面，應(yīng)無凹陷或鼓出。五、光澤度：鋁合金門窗避免選購表面有開口氣泡(白點(diǎn))和灰渣(黑點(diǎn))，以及裂紋、毛刺、起皮等明顯缺陷的型材。六、氧化度：氧化膜厚度應(yīng)達(dá)到10米。選購時(shí)可在型材表面輕劃一下，看其表面的氧化膜是否可以擦掉。
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鋁及其鋁合金在大氣中很易被腐蝕和氧化。通常情況下，其產(chǎn)品必須經(jīng)過表面處理來提高使用性能。傳統(tǒng)方法主要是采用化學(xué)氧化和直流陽極氧化處理，傳統(tǒng)方法缺陷眾多，如表面粗糙、質(zhì)軟、硬度低、耐磨性、抗蝕性和絕緣絕熱性差等。而采用脈沖陽極氧化的鋁及其鋁合金產(chǎn)品的氧化膜結(jié)構(gòu)具有均勻致密、純度高、孔隙率低等優(yōu)勢。目前，脈沖陽極氧化是鋁合金工業(yè)*有前途的陽極氧化方法。在工業(yè)發(fā)展中*值得關(guān)注的兩個(gè)問題分別是：（1）陽極氧化參數(shù)對(duì)各種鋁合金涂層的機(jī)械性能的影響；（2）降低陽極氧化設(shè)備的成本而不降低涂層性能。為了更好更快的工業(yè)應(yīng)用，來自波蘭的研究人員研究了脈沖陽極氧化的鍍液溫度以及電流密度對(duì)機(jī)械強(qiáng)度的影響。新研究表明，在脈沖電流對(duì)5005鋁合金進(jìn)行硬質(zhì)陽極氧化過程中，提高鍍液溫度不會(huì)降低鍍層的耐磨性和抗刮性等力學(xué)性能，進(jìn)而有利于保持陽極氧化裝置的成本效益。相關(guān)論文以題為“Mechanical properties of a pulsed anodised 5005 aluminium alloy”于2月15日發(fā)表在Surface and Coatings Technology。鋁灰是一次和二次鋁工業(yè)中產(chǎn)生的廢棄物。主要有三方面的來源，一是氧化鋁通過電化學(xué)法熔煉金屬鋁產(chǎn)生的鋁灰，為30~50kg/t鋁。二是金屬鋁在鑄錠、多次重熔、配制合金、零部件澆鑄等過程產(chǎn)生的鋁灰，為30~40kg/t鋁。以上鋁灰稱為一次鋁灰，也稱為白灰，目前大部分企業(yè)將金屬鋁含量較高的一次鋁灰回收利用。三是指二次鋁工業(yè)，即將廢棄的鋁制品及其加工產(chǎn)生的廢屑，回收一次鋁灰過程產(chǎn)生的廢棄物等，稱為二次鋁灰，也稱黑灰，目前回收率一般在75%~85%，為150~250kg/t鋁。估計(jì)我國每年產(chǎn)生鋁灰在250萬t以上。一次鋁灰回收金屬鋁的工藝技術(shù)已趨成熟，并投入工業(yè)化生產(chǎn)，但二次鋁灰的回收或利用仍處于研究階段，大量的鋁灰渣堆積或填埋。歐洲把鋁灰定為有害廢棄物，主要危害為滲出性或在遇水及潮濕的空氣中極易反應(yīng)生成有害、有毒的氣體，如氨氣、甲烷、氫氣等，未處理的鋁灰對(duì)地下水及空氣會(huì)造成污染，并占用土地。
簡易檢驗(yàn)陽極氧化膜的五方法：一、觀顏色： 已生成氧化膜的純鋁表面光澤度下降，鑄鋁及雜鋁呈灰黑色。未生成氧化膜的表面呈帶金屬光澤的亮白色。二、測電阻： 已生成氧化膜的檢測時(shí)有電阻，常壓下不導(dǎo)電。未生成氧化膜的檢測室能導(dǎo)電。三、劃痕：已生成氧化膜的表面很硬，用針劃時(shí)打滑，無劃痕，未生成氧化膜的表面很軟，用針劃時(shí)有阻力和劃痕。四、聽聲：已生成氧化膜的敲打時(shí)會(huì)發(fā)出清脆聲，未生成氧化膜的敲打時(shí)發(fā)出悶聲、。五、著色檢驗(yàn)：已生成氧化膜未封閉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。
為了滿足用戶的需要，建筑用鋁材一般經(jīng)過表面處理才能投放市場。建筑鋁材的表面保護(hù)方法，當(dāng)前不外乎3種：（1）陽極氧化，上海鋁型材20世紀(jì)50年代已引入鋁合金門窗，至今仍是鋁門窗方面常用的表面處理措施；（2）陽極氧化后電泳丙烯酸樹脂，日本在20世紀(jì)60年代已商品化，歐洲到70年代開始使用，目前還主要在亞洲地區(qū)應(yīng)用。該技術(shù)當(dāng)前已由透明光亮膜發(fā)展到無光透明膜和彩色膜，品種更趨多樣化，工業(yè)控制和產(chǎn)品質(zhì)量都比較穩(wěn)定；（3）化學(xué)轉(zhuǎn)化處理后靜電噴涂包括靜電粉末噴涂和靜電液相噴涂，靜電液相噴涂氟碳樹脂在20世紀(jì)60年代，美國已實(shí)現(xiàn)商品化。而靜電粉末噴涂熱固性聚酯涂層，60年代末在歐洲已實(shí)現(xiàn)商品化，當(dāng)前仍是歐洲各國占優(yōu)勢的表面處理手段。時(shí)至今日，單一陽極氧化的鋁門窗在國內(nèi)外市場均明顯縮小日本青睞于電泳涂層，白色電泳涂層發(fā)展很快，并在歐洲得到應(yīng)用。靜電粉末噴涂以其色彩多樣、控制方便、環(huán)境保護(hù)、性能優(yōu)良等原因，已成為歐美的 表面處理方法。近年來靜電粉末噴涂市場在我國也在迅速擴(kuò)大之中。1.20世紀(jì)90年代的上海鋁型材技術(shù)發(fā)展：過去10年中，我國鋁材（尤其是鋁型材）得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，鋁型材的生產(chǎn)規(guī)模已接近每年100萬噸。在國外先進(jìn)工藝和進(jìn)口設(shè)備的帶動(dòng)下，國鋁型材生產(chǎn)技術(shù)在陽極氧化工藝和設(shè)備方面有了新的進(jìn)步，而且建立了靜電粉末噴涂和靜電液相噴涂、電泳涂層等*新型生產(chǎn)線，國外的前沿技術(shù)在我國已經(jīng)萌芽，有了程度不同的發(fā)展。1.1陽極氧化預(yù)處理工藝上海鋁型材更新：陽極氧化預(yù)處理目的是去除表面自然氧化膜、油脂和雜質(zhì)，獲得均勻潔凈的鋁表面，有利于優(yōu)質(zhì)陽極氧化膜的形成。我國用戶還要求去除擠壓條紋，獲得均一美觀表面。早期采用堿浸蝕法得到啞光表面，但過度浸蝕使鋁損耗很大，一般達(dá)到3%～5.5%，不僅增加成本，而且引起嚴(yán)重的環(huán)境問題，形成啞光表面又伴隨暴露型材本身固有的組 織缺陷。此后日本在我國推出酸浸蝕法（日本國內(nèi)基本上不用于鋁型材），由于鋁耗低（可達(dá)到約1%），表面細(xì)致一度受到我國廠商歡迎。但由于以氟離子為主體的槽液，帶來了更為嚴(yán)重的污染，一度引起沸沸揚(yáng)揚(yáng)的議論。機(jī)械浸蝕法具有操作成本低、環(huán)境效益好和表面細(xì)致無條痕的優(yōu)點(diǎn)，首先在法國和意大利等歐洲 推廣應(yīng)用。我國在90年代中期，福建三源鋁業(yè)和浙江棟梁鋁業(yè)分別從意大利和西班牙引進(jìn)機(jī)構(gòu)拋丸機(jī)和機(jī)械拋光（掃紋）機(jī)及相關(guān)工藝，順利運(yùn)轉(zhuǎn)至今并收到極好的效益。此后廣東和江蘇等省多家工廠陸續(xù)從國外進(jìn)口多臺(tái)設(shè)備，同時(shí)我國自制設(shè)備也已進(jìn)入市場，價(jià)格只有進(jìn)口設(shè)備的1/5～1/8左右。不論機(jī)械拋丸（或稱噴砂）還是機(jī)構(gòu)拋光（鏡面或緞面拋光）都可以使鋁耗控制在1%以下，而且外觀均勻細(xì)致，裝飾效果好。作者根據(jù)國內(nèi)外生產(chǎn)實(shí)踐，機(jī)械浸蝕處理替代傳統(tǒng)的化學(xué)浸蝕（酸或堿浸蝕），以我國鋁型材的外觀檔次。1.2陽極氧化的工藝和設(shè)備進(jìn)步：陽極氧化工藝在過去的20年中沒有根本性的變化。硬質(zhì)陽極氧化技術(shù)在這期間有不少進(jìn)步。突破陽極氧化法拉第區(qū)的“火花”陽極氧化和弧氧化已經(jīng)商品化。而鋁型材近期開發(fā)的高速陽極氧化技術(shù)（HEA技術(shù)）還未獲得廣泛工業(yè)應(yīng)用。1.2.1脈沖陽極氧化電源：在70～80年代國外曾廣泛宣傳介紹。由于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)大多選自高電流密度（如>3A/d㎡）的硬質(zhì)膜，隨后在建筑鋁型材陽極氧化工藝中應(yīng)用時(shí)，未得到明顯的效果，因而未得到大面積推廣應(yīng)用。進(jìn)一步實(shí)踐表明，在生產(chǎn)厚膜（膜厚>20μm）時(shí)，脈沖法對(duì)于封孔質(zhì)量比較有利，這就說明電流回復(fù)效應(yīng)可以幫助氧化膜生成過程中的散熱，降低由于溫度升高造成的膜的溶解作用，防止氧化膜孔口的擴(kuò)大，有利于硬度和致密度的提高，同時(shí)也有助于封孔作用。而對(duì)于鋁型材標(biāo)準(zhǔn)陽極氧化工藝，電流密度低（一般在1～1.5A/d㎡），膜厚要求僅10μm，氧化過程放熱并不嚴(yán)重，因此未顯示出明顯優(yōu)點(diǎn)。作者認(rèn)為在硬質(zhì)陽極氧化或厚膜生產(chǎn)時(shí)，脈沖電源還是很有實(shí)際意義的。1.2.2鋁離子去除的離子交換裝置：陽極氧化硫酸槽液去除鋁離子的離子交換裝置對(duì)于優(yōu)化工藝措施具有實(shí)際意義。以往在硫酸槽液中Al3＋超過20g/L時(shí)部分排放槽液重新調(diào)整，不可避免地造成Al3＋含量周期性波動(dòng)。為了穩(wěn)定陽極氧化槽液中Al3＋的含量，80年代我國某些引進(jìn)線中進(jìn)口了日本或意大利的Al3＋去除裝置，可能由于當(dāng)時(shí)工藝水平和技術(shù)管理的限制，未得到廣泛應(yīng)用。近年來我國自行生產(chǎn)“回收硫酸自動(dòng)去Al3＋裝置”，一臺(tái)設(shè)備每天可去除大約100kg鋁，從而將硫酸中Al3＋控制在設(shè)定值，使氧化工藝更加穩(wěn)定和精 確，并同時(shí)具有很好的環(huán)境效益。1.3著色技術(shù)多種多樣：鋁型材的著色，傳統(tǒng)采用電解著色（即日本人淺田發(fā)明的淺田法，也稱二次電解）。室內(nèi)裝飾也用染色法獲得豐富多彩的顏色（染色法不適于應(yīng)用在室外）。近年來，國外已推出多色化技術(shù)（即利用光干涉效應(yīng)著色，日本稱之為三次電解）復(fù)合著色（染色后再電解著色）技術(shù)，突破了電解著色只有古銅色的框框。但在我國還未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。1.3.1單鎳鹽電解著色體系：單鎳鹽電解著色體系逐漸增多。歐洲一直以錫鹽著色為主，由于錫鹽和錫鎳混合鹽抗雜質(zhì)干擾強(qiáng)，對(duì)環(huán)境損害小，工業(yè)控制容易，我國一直以錫鹽（和錫鎳混合鹽）為主。而日本則一直青睞于單鎳鹽，并配有與之適應(yīng)的特殊電源和槽液凈化（如去鈉鉀）裝置。由于單鎳鹽對(duì)于淺色系（仿不銹鋼色和香檳色）色差小，色調(diào)重復(fù)性好，因此我國和歐洲近年來均發(fā)展單鎳鹽著色技術(shù)，其槽液成分除MgSO4、H3BO3之外，NiSO4含量一般較高，在100g/L左右，雜質(zhì)鈉、鉀均要控制，視工藝要求而不同，日本工藝還要控制銨的含量。1.3.2新型上海鋁型材著色電源的引進(jìn)：電源不是孤立的設(shè)備，它必然是特定工藝的配套裝置。我國從日本引進(jìn)的單鎳鹽電解著色工藝有2類，即日輕的尤尼可爾法（均勻著色之意）和新住化法，其電源并不相同，大體可認(rèn)為是波形不同的直流著色。而歐洲用于單鎳鹽的著色電源也并非單純的正弦波交流電，如西班牙采用DC（直流）/AC（交流）電源，美國有DC/AC/不對(duì)稱AC電源。而意大利的ELCA公司推出多功能著色電源，可以輸出DC.變頻AC及DC和DC/AC疊加等。這種電源可以適用于各種類型的電解著色以及多色化技術(shù)。1.3.3顏色多樣化的要求：顏色多樣化促進(jìn)新的電解著色槽液出現(xiàn)。鈦金色的硒鹽溶液，金黃色的錳鹽溶液在我國已經(jīng)相當(dāng)普遍，但由于不像鎳鹽和錫鹽那樣經(jīng)過國內(nèi)外長期實(shí)踐考驗(yàn)，這些溶液著色的鋁材在封孔質(zhì)量，尤其在使用中變色和褪色問題仍值得關(guān)注。*近在我國鋁材陽極氧化的工藝中，不時(shí)出現(xiàn)一些與國外標(biāo)準(zhǔn)工藝不一致的做法，并未仔細(xì)考查和檢驗(yàn)（只為了降低成本）匆匆上馬，作者以為對(duì)于長期使用效果和生產(chǎn)環(huán)境效益存在不少隱患。1.4封孔方法百花齊放：當(dāng)前冷封孔仍是我國建筑鋁型材陽極氧化膜占 多數(shù)的封孔方法，這是與80年代大量從歐洲引進(jìn)工藝和設(shè)備有關(guān)。冷封孔的水質(zhì)要求不高，工藝控制容易，比較適合我國生產(chǎn)現(xiàn)狀。當(dāng)前歐洲主要采用冷封孔和高溫蒸汽封孔，后者似有發(fā)展之趨勢。日本至今不認(rèn)可冷封孔工藝，青睞于沸水的水合封孔或電泳（ED）封孔。與沸水封孔和Ni和F的冷封孔相比較，高溫蒸汽封孔正好彌補(bǔ)了它們的缺點(diǎn)，其操作條件在100～110℃，壓力稍高于大氣壓下進(jìn)行，封孔速度比沸水封孔快，對(duì)水質(zhì)和pH控制不嚴(yán)，不會(huì)起 ，既不會(huì)發(fā)生有機(jī)染料在封孔時(shí)流失，又沒有環(huán)境污染（Ni和F）之慮。這是一個(gè)保證封孔和環(huán)境質(zhì)量的好方法。我國至今仍未解決冷封孔槽液在操作中氟離子頻繁補(bǔ)充的問題，對(duì)于封孔工藝穩(wěn)定性帶來極大危害。國內(nèi)各廠普遍添加氟化銨、氟化氫銨、氟化鈉，甚至 來補(bǔ)充氟離子。但實(shí)踐表明往往更加劇氟的貧化。雖然曾經(jīng)試圖用氟硼酸鹽和氟硅酸鹽來緩解，至今在工業(yè)大生產(chǎn)方面仍未徹底解決。90年代以來，我國研究工作和工業(yè)實(shí)踐均證明，在冷封孔之后60～70℃純水洗是提高封孔質(zhì)量，加速封孔速度從而縮短檢測周期的好辦法，甚至可以提高氧化膜的延性，防止裂紋出現(xiàn)，因此熱水洗與其說促進(jìn)型材干燥，不如說“冷封孔后處理”更加確切。單純烘干不能代替熱水“后處理”的作用。“冷封孔后處理”是工藝進(jìn)步，也是值得推廣的一項(xiàng)措施。1.5上海鋁型材立式陽極氧化生產(chǎn)線增加：我國的陽極氧化鋁型材生產(chǎn)線，基本上是臥式的。80年代從日本引進(jìn)的2條生產(chǎn)線效果并不理想而幾乎被人否定。1997年西飛鋁業(yè)公司從日本進(jìn)口年產(chǎn)12000t立式陽極氧化電泳涂漆自動(dòng)生產(chǎn)線，技術(shù)水平和產(chǎn)量質(zhì)量較高。20世紀(jì)末和21世紀(jì)初，四川方舟和廣東堅(jiān)美先后投產(chǎn)年產(chǎn)20000t和30000t生產(chǎn)線。一般說來，立式線適于大批量生產(chǎn)，年產(chǎn)量以12000～36000t為佳。此時(shí)化學(xué)藥品和電能消耗均低于臥式線，同時(shí)占地少，易于自動(dòng)化生產(chǎn)。其主要缺點(diǎn)是一次投資的建設(shè)費(fèi)用高，以月產(chǎn)1000t為例，立式線是臥式線建設(shè)費(fèi)用的1.8倍。然而立式陽極氧化生產(chǎn)線，尤其在電泳涂漆情況下，應(yīng)是未來的*佳選擇。1.6鋁型材表面高聚物涂層的市場份額擴(kuò)大：如果說80年代在我國建立了建筑鋁型材陽極氧化工藝，那么在90年代門類多樣的電泳涂層、靜電粉末汾層和液體涂層迅速興起。表面光亮的丙烯酸聚合物膜、色彩豐富的粉末噴涂聚酯層和使用性能更佳的氟碳涂層在我國均已建立生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，大約已占到鋁型材表面處理產(chǎn)品的20%以上，并有不斷擴(kuò)大的趨勢。電泳（ED）涂層是30多年前在日本開發(fā)的，兼有陽極氧化膜和聚合物涂層雙重優(yōu)點(diǎn)。ED膜以其平滑光亮在日本和東亞受到歡迎，雖然已有白色和各種顏色的ED膜問世，但建筑市場當(dāng)前仍以透明膜為主。國外雖在研制開發(fā)ED氟碳涂層，但尚未工業(yè)化生產(chǎn)。ED漆早期均從日本進(jìn)口，現(xiàn)我國基本使用價(jià)格便宜的臺(tái)灣或國產(chǎn)ED漆，其性能雖遜于日本漆，但可以通過 標(biāo)準(zhǔn)的檢測。粉末靜電噴涂聚酯涂層在歐洲倍受歡迎，市場份額已與陽極氧化相當(dāng)，其色彩豐富、重現(xiàn)性好、工藝控制方便、環(huán)境效益好，在我國也有不斷擴(kuò)大之趨勢。聚酯粉末我國已能生產(chǎn)聚酯—TGIC，可滿足建筑業(yè)的需要。歐洲近期開發(fā)的性能更好的新型高壽命粉末，可與碳氟樹脂比美，而這種聚酯—無TGIC粉末在我國尚未使用。性能優(yōu)越的碳氟樹脂涂層在我國已有應(yīng)用。但涂料只能從外國生產(chǎn)廠進(jìn)口。含氟的聚合物是已知在環(huán)境中*穩(wěn)定的化合物，目前所謂的碳氟涂料就是指從聚偏二氟乙烯樹脂（PVDF）為基的涂料。美國PPG公司首創(chuàng)，并以Kynar作為商標(biāo)，世界各地的碳氟涂料廠一般均采用Kynar500或Hylar5000作為基料復(fù)配而成。目前我國的碳氟涂料主要從美國的PPG公司、英國的ICI公司和美國的Valspar公司進(jìn)口，價(jià)格雖高但性能十分優(yōu)異。據(jù)國外介紹其室外使用壽命保證25年以上，高于電泳層和靜電噴涂層。氟碳液體噴涂一般是多層噴涂，以2層（底漆和面漆）或3層（底漆、面漆和清漆）為*常用，個(gè)別也采用4層工藝。每升氟碳涂料一般可噴涂5㎡，據(jù)介紹高壓靜電旋杯霧化槍可以把上漆率提高到7㎡.由于氟碳涂料價(jià)格極其昂貴并且大批量和小批量供貨價(jià)格差別大，所以上漆率仍應(yīng)是重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。2.二十一世紀(jì)頭10年的技術(shù)展望：我國鋁型材表面處理的技術(shù)與國外相比沒有本質(zhì)的差別，但是從工藝水平、裝備條件、技術(shù)管理、環(huán)保因素、品質(zhì)指標(biāo)和產(chǎn)品質(zhì)量等方面與國外先進(jìn)水平比較仍有不少差距。作者在近期分別實(shí)地考察意大利、德國和日本，并與國外同行面對(duì)面交流中，總結(jié)概括出以下幾個(gè)方面，作為我國建筑鋁型材表面處理工業(yè)在下一個(gè)十年中技術(shù)發(fā)展的借鑒和參考。2.1上海鋁型材清潔陽極氧化工藝更加重視和發(fā)展：隨著我國環(huán)境意識(shí)不斷增加，清潔工藝必然會(huì)不斷發(fā)展。陽極氧化工藝生產(chǎn)各工序廢液采取閉路循環(huán)回收，逐步實(shí)現(xiàn)低排放直至零排放（zero－discharge）工藝已在歐洲和日本采用。陽極氧化槽液用離子交換法除去鋁離子回收硫酸；堿浸蝕槽液利用結(jié)晶器和真空過濾排出氫氧化鋁回收堿；鎳鹽電解槽液及其水洗槽分別選用離子交換法和反滲透法回收硫酸鎳并除去雜質(zhì)；冷封孔槽液用過濾法和離子交換法除去固體沉淀和金屬雜質(zhì)；ED漆槽分別選擇離子交換精制和反滲透法回收。全部清洗水通過中和、絮凝、澄清和壓濾除去料渣，而澄清液經(jīng)過反滲透后回收重用，零排放的清潔工藝無疑是全世界工業(yè)界都在追求的方向。由于技術(shù)和經(jīng)費(fèi)的原因在我國只能分步驟進(jìn)行。在實(shí)際操作和設(shè)計(jì)陽極氧化生產(chǎn)線的時(shí)候，情況要復(fù)雜的多。堿浸蝕槽液如采用結(jié)晶過濾的方法，其氫氧化鈉濃度必然不高，此時(shí)不可能得到十分滿意的啞光表面，那么堿浸蝕的閉路循環(huán)設(shè)計(jì)應(yīng)該重新考慮改進(jìn)，因此實(shí)際上它適于機(jī)械浸蝕法的工藝。同理其他工藝的閉路循環(huán)設(shè)計(jì)也必然要與生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品特征相結(jié)合來考慮。但是無論如何，閉路循環(huán)設(shè)計(jì)不僅具有環(huán)境保護(hù)的特點(diǎn)，而且使陽極氧化各工序的工藝參數(shù)控制更加精 確，從而進(jìn)一步穩(wěn)定和提高了陽極氧化膜的質(zhì)量。2.2靜電粉末噴涂工藝更加受到歡迎：由于色彩豐富，環(huán)境效益好，靜電粉末噴涂在我國發(fā)展更加迅速。涂層粉末也會(huì)朝方向發(fā)展，擺脫單一的聚酯—TGIC粉末的狀態(tài)，涂層外觀也從單色向木紋、大理石和圖案等裝飾性更強(qiáng)的方向發(fā)展。意大利和德國都在我國展出過此類產(chǎn)品。靜電粉末噴涂的鋁型材一般只有均勻單一的顏色，木紋和大理石外觀是在原粉末涂層上進(jìn)行類似絲網(wǎng)印刷工藝，將第二種顏色的粉末加到原粉末涂層上，再進(jìn)行統(tǒng)一的固化處理，這也就是說新工藝只是在原來噴涂設(shè)備的基礎(chǔ)上增補(bǔ)設(shè)備就可以實(shí)現(xiàn)。可用于鋁型材，更適用于鋁板的表面處理。金相鑒定表明粉末涂層與基體之間以及兩種粉末之間有機(jī)結(jié)合。作者參觀意大利NATURALL工藝生產(chǎn)車間后，感覺技術(shù)思路明確，工藝操作簡單，適合在我國推廣使用。另一類獲得本紋和圖案效果的是轉(zhuǎn)印法，即在第1次噴涂層基礎(chǔ)上，將塑料膜或紙上的木紋圖案在加熱下轉(zhuǎn)移到表面，此方法簡單易行，關(guān)鍵在于轉(zhuǎn)印上去花紋的使用壽命。粉末噴涂的化學(xué)預(yù)處理，從環(huán)境考慮，應(yīng)開發(fā)低鉻和無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化處理。從克服絲狀腐蝕出發(fā)，也可以用陽極氧化膜作為粉末噴涂層的底層，兩者都是鉻化處理的*佳替代方法。而無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理的添加劑應(yīng)是我國急待開發(fā)的品種。2.3上海鋁型材電泳涂層可以抵御污染大氣
ED膜和粉末涂層都是高聚物涂層，可以有效地抵御污染大氣和海洋大氣的腐蝕。而ED膜下有陽極氧化膜，不存在膜下絲狀腐蝕的危險(xiǎn)，可望成為污染大氣中理想的表面處理手段。長期以來我們印象中的電泳漆只是透明的聚丙烯樹脂，近年來日本的電泳漆不論品種還是質(zhì)量都發(fā)生明顯變化。除了我們熟悉的透明有光漆外，還有啞光漆以及白色電泳漆等，都已用在建筑鋁合金門窗上。至于電泳漆的質(zhì)量也已經(jīng)可以和粉末涂層相媲美。西班牙SIDASA公司曾檢測了Honnystone的耐光性，并與粉末靜電噴涂聚酯—TGIC涂層作了比較，結(jié)果表明顏色變化基本相同，涂層都不起泡，但光澤保持率Honnystone明顯優(yōu)于粉末涂層。443h暴露實(shí)驗(yàn)，Honnystone光澤保持率仍有79%～81%，而粉末涂層只剩下49～43%，這說明電泳涂層的性能有了明顯提高。日本的建筑鋁型材陽極氧化膜的90%用電泳涂漆封孔的，另外10%也選擇高溫沸水封孔工藝。據(jù)日方介紹這與日本是個(gè)島國，沿海地區(qū)大氣鹽份較高，并經(jīng)過大氣污染的工業(yè)發(fā)展階段有關(guān)。而電泳涂漆層比封孔的陽極氧化膜具有更好的抗海洋大氣和污染大氣的能力。作者估計(jì)在我國南方沿海各省和酸雨嚴(yán)重地區(qū)電泳涂層具有明顯的優(yōu)勢，參照日本ED膜的市場份額，我國在下一個(gè)10年中有相當(dāng)大的發(fā)展空間。2.4陽極氧化技術(shù)之進(jìn)步以節(jié)能為目的：眾所周知，陽極氧化的工藝參數(shù)已數(shù)十年未變化，溶液的硫酸濃度和鋁離子范圍、溫度和電流密度均已列入各國標(biāo)準(zhǔn)。為了提高陽極氧化效率，加快成膜速度，必然要求在保證氧化膜性能的前提下盡量加大電流密度，并想方設(shè)法提高成膜系數(shù)。氧化膜厚度是與通過的電量（即電流乘以時(shí)間）庫侖值成正比，并因合金不同而異。例如，對(duì)于鋁合金1100、5005、5052和6063，生成25μm氧化膜需要4700庫倉/d㎡；而6061、6082和6300鋁合金則需要5500庫倉/d㎡.此時(shí)若外加電流密度為1.5A/d㎡，則生成20μm氧化膜需要時(shí)間為44min，則成膜速度為0.46μm/min.而意大利新近開發(fā)的高速陽極氧化技術(shù)（HEA）成膜速度可提高到1.2μm/min以上，據(jù)說可在25℃下電流密度達(dá)3A/d㎡穩(wěn)定地操作。HEA技術(shù)是一個(gè)整體設(shè)計(jì)，包括化學(xué)、物理和機(jī)械三方面配合而成。化學(xué)因素有溶液成分和添加劑引入；物理因素有攪拌方法、冷卻系統(tǒng)以及溶液溫度與電流密度的組合等；機(jī)械因素指多功能電腦控制整流器，其中陽極氧化工藝過程計(jì)算機(jī)（APC）裝置是很有用的。2.5多色彩一直是著色的追求目標(biāo)：鋁陽極氧化膜的電解著色，色彩是單調(diào)的古銅色，尋求多色彩一直是陽極氧化工作者的目標(biāo)。染色雖可獲得豐富多彩的顏色，但耐光性差不適于戶外使用，而且一種顏色要一個(gè)槽子十分麻煩，復(fù)合著色仍擺脫不了上述困難，也未在歐洲實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。利用光干涉原理得到藍(lán)、灰、綠、黃和紫色的各種干涉色已有大量文獻(xiàn)報(bào)道，但一直被人們認(rèn)為難于工業(yè)控制而視為實(shí)驗(yàn)室工藝。近年來意大利和日本在世界各地約有10余條多色化生產(chǎn)線問世，日本稱之為三次電解法。作者等曾在意大利的Italtecno公司的中試線上，在DrStrazz指導(dǎo)下操作，并參觀位于丹麥哥本哈根市附近的生產(chǎn)線和日本昭和鋼機(jī)一工場三次電解車間，又考察了日本西武百貨大樓和哥本哈根機(jī)場三號(hào)門的應(yīng)用現(xiàn)場，證明顏色一致，無明顯色差，突破古銅色框框，具有獨(dú)特的裝飾效果。我國浙江棟梁鋁業(yè)引進(jìn)意大利技術(shù)和設(shè)備，在該廠原有陽極氧化和電解著色的基礎(chǔ)上，增加意大利設(shè)備于2001年4月 次生產(chǎn)出多色化鋁材，顏色均勻，重復(fù)性好，控制方便，已達(dá)到批量生產(chǎn)之要求。雖然該技術(shù)對(duì)原材料和陽極氧化工藝控制要求甚嚴(yán)，但也不是高不可攀和不可企及的技術(shù)。棟梁鋁業(yè)多色化的開工和今后的推廣可以改變傳統(tǒng)古銅色的單調(diào)局面，使建筑業(yè)獲得更多的鋁型材的顏色選擇。2.6改善生態(tài)環(huán)境是封孔工藝的發(fā)展方向：鋁氧化膜的封孔方法很多，我國對(duì)于熱封孔、ED膜和冷封孔都比較熟悉，尤其是冷封孔用的比較普遍，但是Ni2＋和F的污染不可輕視。歐洲出于生態(tài)之考慮，進(jìn)行了一系列研究，首先開發(fā)鎳基無氟中溫封孔，再發(fā)展到無鎳無氟中溫封孔，甚至無金屬離子中溫封孔，這條發(fā)展道路值得我們借鑒，可能也會(huì)成為我國今后的發(fā)展方向，現(xiàn)簡介如下：2.6.1鎳基無氟中溫封孔鎳基（醋酸鎳為宜）有利于提高封孔質(zhì)量，可以穩(wěn)定膜孔中有機(jī)染料分子，其典型溶液為：NiAC3～4g/L（無氟）、抑灰劑100mg/L、溫度75～85℃、封孔時(shí)間1～2min/μm、或Ni2＋0.4～1.1g/L、F－30～90mg/L（低氟）、潤濕劑0.2～0.6mg/L、抑灰劑10～40mg/L、溫度75℃、封孔時(shí)間0.5min/μm。2.6.2無鎳無氟封孔：用堿金屬或堿土金屬替代鎳離子，如鎂、鋰和鉀等。封孔溫度75℃，pH6.3，封孔時(shí)間按1～2min/μm操作。工業(yè)實(shí)踐表明封孔質(zhì)量可以通過國際標(biāo)準(zhǔn)的檢測，槽液壽命和節(jié)能效果都比較滿意。另外也鈦和鋯鹽的冷封孔，由于沒有毒性，封孔質(zhì)量達(dá)到磷鉻酸失重10mg/d㎡而引起廣泛興趣，操作條件如下：鈦或鋯氟化絡(luò)合物3～10g/L硅酸鹽＞0.5g/L硫脲＞5g/L溫度25～35℃封孔時(shí)間0.5～1.0min/μm 2.6.3無金屬離子中溫封孔。2.7新技術(shù)的發(fā)展：研究中的新技術(shù)很多，有些可能已接近商品化階段，而有些只停留在實(shí)驗(yàn)室階段，在此只能略舉一二。新技術(shù)的發(fā)展一是日本曾用周期反向電流技術(shù)，在陽極氧化的硫酸溶液中，完成電解浸蝕除去擠壓條紋。該技術(shù)雖仍處于實(shí)驗(yàn)階段，但一旦成功，則具有十分重要技術(shù)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，并可以從根本上改變鋁材的預(yù)處理方法。二是新西蘭開發(fā)的電腦設(shè)計(jì)，通過兩次著色陽極氧化，獲得兩種顏色的圖案裝飾效果，作為室內(nèi)裝飾的鋁板十分別致，富有創(chuàng)意，新西蘭稱之為Aluart，展示鋁的藝術(shù)效果之內(nèi)涵。此外，隨著噴涂的迅速推廣，生態(tài)預(yù)處理技術(shù)和無鉻添加劑必然會(huì)發(fā)展。相對(duì)于國外，我國比較滯后，在未來10年中我國一定會(huì)得到重視和迅速開發(fā)。
為了滿足用戶的需要，建筑用鋁材一般經(jīng)過表面處理才能投放市場。建筑鋁材的表面保護(hù)方法，當(dāng)前不外乎3種：（1）陽極氧化，上海鋁型材20世紀(jì)50年代已引入鋁合金門窗，至今仍是鋁門窗方面常用的表面處理措施；（2）陽極氧化后電泳丙烯酸樹脂，日本在20世紀(jì)60年代已商品化，歐洲到70年代開始使用，目前還主要在亞洲地區(qū)應(yīng)用。該技術(shù)當(dāng)前已由透明光亮膜發(fā)展到無光透明膜和彩色膜，品種更趨多樣化，工業(yè)控制和產(chǎn)品質(zhì)量都比較穩(wěn)定；（3）化學(xué)轉(zhuǎn)化處理后靜電噴涂包括靜電粉末噴涂和靜電液相噴涂，靜電液相噴涂氟碳樹脂在20世紀(jì)60年代，美國已實(shí)現(xiàn)商品化。而靜電粉末噴涂熱固性聚酯涂層，60年代末在歐洲已實(shí)現(xiàn)商品化，當(dāng)前仍是歐洲各國占優(yōu)勢的表面處理手段。時(shí)至今日，單一陽極氧化的鋁門窗在國內(nèi)外市場均明顯縮小日本青睞于電泳涂層，白色電泳涂層發(fā)展很快，并在歐洲得到應(yīng)用。靜電粉末噴涂以其色彩多樣、控制方便、環(huán)境保護(hù)、性能優(yōu)良等原因，已成為歐美的 表面處理方法。近年來靜電粉末噴涂市場在我國也在迅速擴(kuò)大之中。1.20世紀(jì)90年代的上海鋁型材技術(shù)發(fā)展：過去10年中，我國鋁材（尤其是鋁型材）得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，鋁型材的生產(chǎn)規(guī)模已接近每年100萬噸。在國外先進(jìn)工藝和進(jìn)口設(shè)備的帶動(dòng)下，國鋁型材生產(chǎn)技術(shù)在陽極氧化工藝和設(shè)備方面有了新的進(jìn)步，而且建立了靜電粉末噴涂和靜電液相噴涂、電泳涂層等*新型生產(chǎn)線，國外的前沿技術(shù)在我國已經(jīng)萌芽，有了程度不同的發(fā)展。1.1陽極氧化預(yù)處理工藝上海鋁型材更新：陽極氧化預(yù)處理目的是去除表面自然氧化膜、油脂和雜質(zhì)，獲得均勻潔凈的鋁表面，有利于優(yōu)質(zhì)陽極氧化膜的形成。我國用戶還要求去除擠壓條紋，獲得均一美觀表面。早期采用堿浸蝕法得到啞光表面，但過度浸蝕使鋁損耗很大，一般達(dá)到3%～5.5%，不僅增加成本，而且引起嚴(yán)重的環(huán)境問題，形成啞光表面又伴隨暴露型材本身固有的組 織缺陷。此后日本在我國推出酸浸蝕法（日本國內(nèi)基本上不用于鋁型材），由于鋁耗低（可達(dá)到約1%），表面細(xì)致一度受到我國廠商歡迎。但由于以氟離子為主體的槽液，帶來了更為嚴(yán)重的污染，一度引起沸沸揚(yáng)揚(yáng)的議論。機(jī)械浸蝕法具有操作成本低、環(huán)境效益好和表面細(xì)致無條痕的優(yōu)點(diǎn)，首先在法國和意大利等歐洲 推廣應(yīng)用。我國在90年代中期，福建三源鋁業(yè)和浙江棟梁鋁業(yè)分別從意大利和西班牙引進(jìn)機(jī)構(gòu)拋丸機(jī)和機(jī)械拋光（掃紋）機(jī)及相關(guān)工藝，順利運(yùn)轉(zhuǎn)至今并收到極好的效益。此后廣東和江蘇等省多家工廠陸續(xù)從國外進(jìn)口多臺(tái)設(shè)備，同時(shí)我國自制設(shè)備也已進(jìn)入市場，價(jià)格只有進(jìn)口設(shè)備的1/5～1/8左右。不論機(jī)械拋丸（或稱噴砂）還是機(jī)構(gòu)拋光（鏡面或緞面拋光）都可以使鋁耗控制在1%以下，而且外觀均勻細(xì)致，裝飾效果好。作者根據(jù)國內(nèi)外生產(chǎn)實(shí)踐，機(jī)械浸蝕處理替代傳統(tǒng)的化學(xué)浸蝕（酸或堿浸蝕），以我國鋁型材的外觀檔次。1.2陽極氧化的工藝和設(shè)備進(jìn)步：陽極氧化工藝在過去的20年中沒有根本性的變化。硬質(zhì)陽極氧化技術(shù)在這期間有不少進(jìn)步。突破陽極氧化法拉第區(qū)的“火花”陽極氧化和弧氧化已經(jīng)商品化。而鋁型材近期開發(fā)的高速陽極氧化技術(shù)（HEA技術(shù)）還未獲得廣泛工業(yè)應(yīng)用。1.2.1脈沖陽極氧化電源：在70～80年代國外曾廣泛宣傳介紹。由于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)大多選自高電流密度（如>3A/d㎡）的硬質(zhì)膜，隨后在建筑鋁型材陽極氧化工藝中應(yīng)用時(shí)，未得到明顯的效果，因而未得到大面積推廣應(yīng)用。進(jìn)一步實(shí)踐表明，在生產(chǎn)厚膜（膜厚>20μm）時(shí)，脈沖法對(duì)于封孔質(zhì)量比較有利，這就說明電流回復(fù)效應(yīng)可以幫助氧化膜生成過程中的散熱，降低由于溫度升高造成的膜的溶解作用，防止氧化膜孔口的擴(kuò)大，有利于硬度和致密度的提高，同時(shí)也有助于封孔作用。而對(duì)于鋁型材標(biāo)準(zhǔn)陽極氧化工藝，電流密度低（一般在1～1.5A/d㎡），膜厚要求僅10μm，氧化過程放熱并不嚴(yán)重，因此未顯示出明顯優(yōu)點(diǎn)。作者認(rèn)為在硬質(zhì)陽極氧化或厚膜生產(chǎn)時(shí)，脈沖電源還是很有實(shí)際意義的。1.2.2鋁離子去除的離子交換裝置：陽極氧化硫酸槽液去除鋁離子的離子交換裝置對(duì)于優(yōu)化工藝措施具有實(shí)際意義。以往在硫酸槽液中Al3＋超過20g/L時(shí)部分排放槽液重新調(diào)整，不可避免地造成Al3＋含量周期性波動(dòng)。為了穩(wěn)定陽極氧化槽液中Al3＋的含量，80年代我國某些引進(jìn)線中進(jìn)口了日本或意大利的Al3＋去除裝置，可能由于當(dāng)時(shí)工藝水平和技術(shù)管理的限制，未得到廣泛應(yīng)用。近年來我國自行生產(chǎn)“回收硫酸自動(dòng)去Al3＋裝置”，一臺(tái)設(shè)備每天可去除大約100kg鋁，從而將硫酸中Al3＋控制在設(shè)定值，使氧化工藝更加穩(wěn)定和精 確，并同時(shí)具有很好的環(huán)境效益。1.3著色技術(shù)多種多樣：鋁型材的著色，傳統(tǒng)采用電解著色（即日本人淺田發(fā)明的淺田法，也稱二次電解）。室內(nèi)裝飾也用染色法獲得豐富多彩的顏色（染色法不適于應(yīng)用在室外）。近年來，國外已推出多色化技術(shù)（即利用光干涉效應(yīng)著色，日本稱之為三次電解）復(fù)合著色（染色后再電解著色）技術(shù)，突破了電解著色只有古銅色的框框。但在我國還未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。1.3.1單鎳鹽電解著色體系：單鎳鹽電解著色體系逐漸增多。歐洲一直以錫鹽著色為主，由于錫鹽和錫鎳混合鹽抗雜質(zhì)干擾強(qiáng)，對(duì)環(huán)境損害小，工業(yè)控制容易，我國一直以錫鹽（和錫鎳混合鹽）為主。而日本則一直青睞于單鎳鹽，并配有與之適應(yīng)的特殊電源和槽液凈化（如去鈉鉀）裝置。由于單鎳鹽對(duì)于淺色系（仿不銹鋼色和香檳色）色差小，色調(diào)重復(fù)性好，因此我國和歐洲近年來均發(fā)展單鎳鹽著色技術(shù)，其槽液成分除MgSO4、H3BO3之外，NiSO4含量一般較高，在100g/L左右，雜質(zhì)鈉、鉀均要控制，視工藝要求而不同，日本工藝還要控制銨的含量。1.3.2新型上海鋁型材著色電源的引進(jìn)：電源不是孤立的設(shè)備，它必然是特定工藝的配套裝置。我國從日本引進(jìn)的單鎳鹽電解著色工藝有2類，即日輕的尤尼可爾法（均勻著色之意）和新住化法，其電源并不相同，大體可認(rèn)為是波形不同的直流著色。而歐洲用于單鎳鹽的著色電源也并非單純的正弦波交流電，如西班牙采用DC（直流）/AC（交流）電源，美國有DC/AC/不對(duì)稱AC電源。而意大利的ELCA公司推出多功能著色電源，可以輸出DC.變頻AC及DC和DC/AC疊加等。這種電源可以適用于各種類型的電解著色以及多色化技術(shù)。1.3.3顏色多樣化的要求：顏色多樣化促進(jìn)新的電解著色槽液出現(xiàn)。鈦金色的硒鹽溶液，金黃色的錳鹽溶液在我國已經(jīng)相當(dāng)普遍，但由于不像鎳鹽和錫鹽那樣經(jīng)過國內(nèi)外長期實(shí)踐考驗(yàn)，這些溶液著色的鋁材在封孔質(zhì)量，尤其在使用中變色和褪色問題仍值得關(guān)注。*近在我國鋁材陽極氧化的工藝中，不時(shí)出現(xiàn)一些與國外標(biāo)準(zhǔn)工藝不一致的做法，并未仔細(xì)考查和檢驗(yàn)（只為了降低成本）匆匆上馬，作者以為對(duì)于長期使用效果和生產(chǎn)環(huán)境效益存在不少隱患。1.4封孔方法百花齊放：當(dāng)前冷封孔仍是我國建筑鋁型材陽極氧化膜占 多數(shù)的封孔方法，這是與80年代大量從歐洲引進(jìn)工藝和設(shè)備有關(guān)。冷封孔的水質(zhì)要求不高，工藝控制容易，比較適合我國生產(chǎn)現(xiàn)狀。當(dāng)前歐洲主要采用冷封孔和高溫蒸汽封孔，后者似有發(fā)展之趨勢。日本至今不認(rèn)可冷封孔工藝，青睞于沸水的水合封孔或電泳（ED）封孔。與沸水封孔和Ni和F的冷封孔相比較，高溫蒸汽封孔正好彌補(bǔ)了它們的缺點(diǎn)，其操作條件在100～110℃，壓力稍高于大氣壓下進(jìn)行，封孔速度比沸水封孔快，對(duì)水質(zhì)和pH控制不嚴(yán)，不會(huì)起 ，既不會(huì)發(fā)生有機(jī)染料在封孔時(shí)流失，又沒有環(huán)境污染（Ni和F）之慮。這是一個(gè)保證封孔和環(huán)境質(zhì)量的好方法。我國至今仍未解決冷封孔槽液在操作中氟離子頻繁補(bǔ)充的問題，對(duì)于封孔工藝穩(wěn)定性帶來極大危害。國內(nèi)各廠普遍添加氟化銨、氟化氫銨、氟化鈉，甚至 來補(bǔ)充氟離子。但實(shí)踐表明往往更加劇氟的貧化。雖然曾經(jīng)試圖用氟硼酸鹽和氟硅酸鹽來緩解，至今在工業(yè)大生產(chǎn)方面仍未徹底解決。90年代以來，我國研究工作和工業(yè)實(shí)踐均證明，在冷封孔之后60～70℃純水洗是提高封孔質(zhì)量，加速封孔速度從而縮短檢測周期的好辦法，甚至可以提高氧化膜的延性，防止裂紋出現(xiàn)，因此熱水洗與其說促進(jìn)型材干燥，不如說“冷封孔后處理”更加確切。單純烘干不能代替熱水“后處理”的作用。“冷封孔后處理”是工藝進(jìn)步，也是值得推廣的一項(xiàng)措施。1.5上海鋁型材立式陽極氧化生產(chǎn)線增加：我國的陽極氧化鋁型材生產(chǎn)線，基本上是臥式的。80年代從日本引進(jìn)的2條生產(chǎn)線效果并不理想而幾乎被人否定。1997年西飛鋁業(yè)公司從日本進(jìn)口年產(chǎn)12000t立式陽極氧化電泳涂漆自動(dòng)生產(chǎn)線，技術(shù)水平和產(chǎn)量質(zhì)量較高。20世紀(jì)末和21世紀(jì)初，四川方舟和廣東堅(jiān)美先后投產(chǎn)年產(chǎn)20000t和30000t生產(chǎn)線。一般說來，立式線適于大批量生產(chǎn)，年產(chǎn)量以12000～36000t為佳。此時(shí)化學(xué)藥品和電能消耗均低于臥式線，同時(shí)占地少，易于自動(dòng)化生產(chǎn)。其主要缺點(diǎn)是一次投資的建設(shè)費(fèi)用高，以月產(chǎn)1000t為例，立式線是臥式線建設(shè)費(fèi)用的1.8倍。然而立式陽極氧化生產(chǎn)線，尤其在電泳涂漆情況下，應(yīng)是未來的*佳選擇。1.6鋁型材表面高聚物涂層的市場份額擴(kuò)大：如果說80年代在我國建立了建筑鋁型材陽極氧化工藝，那么在90年代門類多樣的電泳涂層、靜電粉末汾層和液體涂層迅速興起。表面光亮的丙烯酸聚合物膜、色彩豐富的粉末噴涂聚酯層和使用性能更佳的氟碳涂層在我國均已建立生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，大約已占到鋁型材表面處理產(chǎn)品的20%以上，并有不斷擴(kuò)大的趨勢。電泳（ED）涂層是30多年前在日本開發(fā)的，兼有陽極氧化膜和聚合物涂層雙重優(yōu)點(diǎn)。ED膜以其平滑光亮在日本和東亞受到歡迎，雖然已有白色和各種顏色的ED膜問世，但建筑市場當(dāng)前仍以透明膜為主。國外雖在研制開發(fā)ED氟碳涂層，但尚未工業(yè)化生產(chǎn)。ED漆早期均從日本進(jìn)口，現(xiàn)我國基本使用價(jià)格便宜的臺(tái)灣或國產(chǎn)ED漆，其性能雖遜于日本漆，但可以通過 標(biāo)準(zhǔn)的檢測。粉末靜電噴涂聚酯涂層在歐洲倍受歡迎，市場份額已與陽極氧化相當(dāng)，其色彩豐富、重現(xiàn)性好、工藝控制方便、環(huán)境效益好，在我國也有不斷擴(kuò)大之趨勢。聚酯粉末我國已能生產(chǎn)聚酯—TGIC，可滿足建筑業(yè)的需要。歐洲近期開發(fā)的性能更好的新型高壽命粉末，可與碳氟樹脂比美，而這種聚酯—無TGIC粉末在我國尚未使用。性能優(yōu)越的碳氟樹脂涂層在我國已有應(yīng)用。但涂料只能從外國生產(chǎn)廠進(jìn)口。含氟的聚合物是已知在環(huán)境中*穩(wěn)定的化合物，目前所謂的碳氟涂料就是指從聚偏二氟乙烯樹脂（PVDF）為基的涂料。美國PPG公司首創(chuàng)，并以Kynar作為商標(biāo)，世界各地的碳氟涂料廠一般均采用Kynar500或Hylar5000作為基料復(fù)配而成。目前我國的碳氟涂料主要從美國的PPG公司、英國的ICI公司和美國的Valspar公司進(jìn)口，價(jià)格雖高但性能十分優(yōu)異。據(jù)國外介紹其室外使用壽命保證25年以上，高于電泳層和靜電噴涂層。氟碳液體噴涂一般是多層噴涂，以2層（底漆和面漆）或3層（底漆、面漆和清漆）為*常用，個(gè)別也采用4層工藝。每升氟碳涂料一般可噴涂5㎡，據(jù)介紹高壓靜電旋杯霧化槍可以把上漆率提高到7㎡.由于氟碳涂料價(jià)格極其昂貴并且大批量和小批量供貨價(jià)格差別大，所以上漆率仍應(yīng)是重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。2.二十一世紀(jì)頭10年的技術(shù)展望：我國鋁型材表面處理的技術(shù)與國外相比沒有本質(zhì)的差別，但是從工藝水平、裝備條件、技術(shù)管理、環(huán)保因素、品質(zhì)指標(biāo)和產(chǎn)品質(zhì)量等方面與國外先進(jìn)水平比較仍有不少差距。作者在近期分別實(shí)地考察意大利、德國和日本，并與國外同行面對(duì)面交流中，總結(jié)概括出以下幾個(gè)方面，作為我國建筑鋁型材表面處理工業(yè)在下一個(gè)十年中技術(shù)發(fā)展的借鑒和參考。2.1上海鋁型材清潔陽極氧化工藝更加重視和發(fā)展：隨著我國環(huán)境意識(shí)不斷增加，清潔工藝必然會(huì)不斷發(fā)展。陽極氧化工藝生產(chǎn)各工序廢液采取閉路循環(huán)回收，逐步實(shí)現(xiàn)低排放直至零排放（zero－discharge）工藝已在歐洲和日本采用。陽極氧化槽液用離子交換法除去鋁離子回收硫酸；堿浸蝕槽液利用結(jié)晶器和真空過濾排出氫氧化鋁回收堿；鎳鹽電解槽液及其水洗槽分別選用離子交換法和反滲透法回收硫酸鎳并除去雜質(zhì)；冷封孔槽液用過濾法和離子交換法除去固體沉淀和金屬雜質(zhì)；ED漆槽分別選擇離子交換精制和反滲透法回收。全部清洗水通過中和、絮凝、澄清和壓濾除去料渣，而澄清液經(jīng)過反滲透后回收重用，零排放的清潔工藝無疑是全世界工業(yè)界都在追求的方向。由于技術(shù)和經(jīng)費(fèi)的原因在我國只能分步驟進(jìn)行。在實(shí)際操作和設(shè)計(jì)陽極氧化生產(chǎn)線的時(shí)候，情況要復(fù)雜的多。堿浸蝕槽液如采用結(jié)晶過濾的方法，其氫氧化鈉濃度必然不高，此時(shí)不可能得到十分滿意的啞光表面，那么堿浸蝕的閉路循環(huán)設(shè)計(jì)應(yīng)該重新考慮改進(jìn)，因此實(shí)際上它適于機(jī)械浸蝕法的工藝。同理其他工藝的閉路循環(huán)設(shè)計(jì)也必然要與生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品特征相結(jié)合來考慮。但是無論如何，閉路循環(huán)設(shè)計(jì)不僅具有環(huán)境保護(hù)的特點(diǎn)，而且使陽極氧化各工序的工藝參數(shù)控制更加精 確，從而進(jìn)一步穩(wěn)定和提高了陽極氧化膜的質(zhì)量。2.2靜電粉末噴涂工藝更加受到歡迎：由于色彩豐富，環(huán)境效益好，靜電粉末噴涂在我國發(fā)展更加迅速。涂層粉末也會(huì)朝方向發(fā)展，擺脫單一的聚酯—TGIC粉末的狀態(tài)，涂層外觀也從單色向木紋、大理石和圖案等裝飾性更強(qiáng)的方向發(fā)展。意大利和德國都在我國展出過此類產(chǎn)品。靜電粉末噴涂的鋁型材一般只有均勻單一的顏色，木紋和大理石外觀是在原粉末涂層上進(jìn)行類似絲網(wǎng)印刷工藝，將第二種顏色的粉末加到原粉末涂層上，再進(jìn)行統(tǒng)一的固化處理，這也就是說新工藝只是在原來噴涂設(shè)備的基礎(chǔ)上增補(bǔ)設(shè)備就可以實(shí)現(xiàn)。可用于鋁型材，更適用于鋁板的表面處理。金相鑒定表明粉末涂層與基體之間以及兩種粉末之間有機(jī)結(jié)合。作者參觀意大利NATURALL工藝生產(chǎn)車間后，感覺技術(shù)思路明確，工藝操作簡單，適合在我國推廣使用。另一類獲得本紋和圖案效果的是轉(zhuǎn)印法，即在第1次噴涂層基礎(chǔ)上，將塑料膜或紙上的木紋圖案在加熱下轉(zhuǎn)移到表面，此方法簡單易行，關(guān)鍵在于轉(zhuǎn)印上去花紋的使用壽命。粉末噴涂的化學(xué)預(yù)處理，從環(huán)境考慮，應(yīng)開發(fā)低鉻和無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化處理。從克服絲狀腐蝕出發(fā)，也可以用陽極氧化膜作為粉末噴涂層的底層，兩者都是鉻化處理的*佳替代方法。而無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理的添加劑應(yīng)是我國急待開發(fā)的品種。2.3上海鋁型材電泳涂層可以抵御污染大氣
ED膜和粉末涂層都是高聚物涂層，可以有效地抵御污染大氣和海洋大氣的腐蝕。而ED膜下有陽極氧化膜，不存在膜下絲狀腐蝕的危險(xiǎn)，可望成為污染大氣中理想的表面處理手段。長期以來我們印象中的電泳漆只是透明的聚丙烯樹脂，近年來日本的電泳漆不論品種還是質(zhì)量都發(fā)生明顯變化。除了我們熟悉的透明有光漆外，還有啞光漆以及白色電泳漆等，都已用在建筑鋁合金門窗上。至于電泳漆的質(zhì)量也已經(jīng)可以和粉末涂層相媲美。西班牙SIDASA公司曾檢測了Honnystone的耐光性，并與粉末靜電噴涂聚酯—TGIC涂層作了比較，結(jié)果表明顏色變化基本相同，涂層都不起泡，但光澤保持率Honnystone明顯優(yōu)于粉末涂層。443h暴露實(shí)驗(yàn)，Honnystone光澤保持率仍有79%～81%，而粉末涂層只剩下49～43%，這說明電泳涂層的性能有了明顯提高。日本的建筑鋁型材陽極氧化膜的90%用電泳涂漆封孔的，另外10%也選擇高溫沸水封孔工藝。據(jù)日方介紹這與日本是個(gè)島國，沿海地區(qū)大氣鹽份較高，并經(jīng)過大氣污染的工業(yè)發(fā)展階段有關(guān)。而電泳涂漆層比封孔的陽極氧化膜具有更好的抗海洋大氣和污染大氣的能力。作者估計(jì)在我國南方沿海各省和酸雨嚴(yán)重地區(qū)電泳涂層具有明顯的優(yōu)勢，參照日本ED膜的市場份額，我國在下一個(gè)10年中有相當(dāng)大的發(fā)展空間。2.4陽極氧化技術(shù)之進(jìn)步以節(jié)能為目的：眾所周知，陽極氧化的工藝參數(shù)已數(shù)十年未變化，溶液的硫酸濃度和鋁離子范圍、溫度和電流密度均已列入各國標(biāo)準(zhǔn)。為了提高陽極氧化效率，加快成膜速度，必然要求在保證氧化膜性能的前提下盡量加大電流密度，并想方設(shè)法提高成膜系數(shù)。氧化膜厚度是與通過的電量（即電流乘以時(shí)間）庫侖值成正比，并因合金不同而異。例如，對(duì)于鋁合金1100、5005、5052和6063，生成25μm氧化膜需要4700庫倉/d㎡；而6061、6082和6300鋁合金則需要5500庫倉/d㎡.此時(shí)若外加電流密度為1.5A/d㎡，則生成20μm氧化膜需要時(shí)間為44min，則成膜速度為0.46μm/min.而意大利新近開發(fā)的高速陽極氧化技術(shù)（HEA）成膜速度可提高到1.2μm/min以上，據(jù)說可在25℃下電流密度達(dá)3A/d㎡穩(wěn)定地操作。HEA技術(shù)是一個(gè)整體設(shè)計(jì)，包括化學(xué)、物理和機(jī)械三方面配合而成。化學(xué)因素有溶液成分和添加劑引入；物理因素有攪拌方法、冷卻系統(tǒng)以及溶液溫度與電流密度的組合等；機(jī)械因素指多功能電腦控制整流器，其中陽極氧化工藝過程計(jì)算機(jī)（APC）裝置是很有用的。2.5多色彩一直是著色的追求目標(biāo)：鋁陽極氧化膜的電解著色，色彩是單調(diào)的古銅色，尋求多色彩一直是陽極氧化工作者的目標(biāo)。染色雖可獲得豐富多彩的顏色，但耐光性差不適于戶外使用，而且一種顏色要一個(gè)槽子十分麻煩，復(fù)合著色仍擺脫不了上述困難，也未在歐洲實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。利用光干涉原理得到藍(lán)、灰、綠、黃和紫色的各種干涉色已有大量文獻(xiàn)報(bào)道，但一直被人們認(rèn)為難于工業(yè)控制而視為實(shí)驗(yàn)室工藝。近年來意大利和日本在世界各地約有10余條多色化生產(chǎn)線問世，日本稱之為三次電解法。作者等曾在意大利的Italtecno公司的中試線上，在DrStrazz指導(dǎo)下操作，并參觀位于丹麥哥本哈根市附近的生產(chǎn)線和日本昭和鋼機(jī)一工場三次電解車間，又考察了日本西武百貨大樓和哥本哈根機(jī)場三號(hào)門的應(yīng)用現(xiàn)場，證明顏色一致，無明顯色差，突破古銅色框框，具有獨(dú)特的裝飾效果。我國浙江棟梁鋁業(yè)引進(jìn)意大利技術(shù)和設(shè)備，在該廠原有陽極氧化和電解著色的基礎(chǔ)上，增加意大利設(shè)備于2001年4月 次生產(chǎn)出多色化鋁材，顏色均勻，重復(fù)性好，控制方便，已達(dá)到批量生產(chǎn)之要求。雖然該技術(shù)對(duì)原材料和陽極氧化工藝控制要求甚嚴(yán)，但也不是高不可攀和不可企及的技術(shù)。棟梁鋁業(yè)多色化的開工和今后的推廣可以改變傳統(tǒng)古銅色的單調(diào)局面，使建筑業(yè)獲得更多的鋁型材的顏色選擇。2.6改善生態(tài)環(huán)境是封孔工藝的發(fā)展方向：鋁氧化膜的封孔方法很多，我國對(duì)于熱封孔、ED膜和冷封孔都比較熟悉，尤其是冷封孔用的比較普遍，但是Ni2＋和F的污染不可輕視。歐洲出于生態(tài)之考慮，進(jìn)行了一系列研究，首先開發(fā)鎳基無氟中溫封孔，再發(fā)展到無鎳無氟中溫封孔，甚至無金屬離子中溫封孔，這條發(fā)展道路值得我們借鑒，可能也會(huì)成為我國今后的發(fā)展方向，現(xiàn)簡介如下：2.6.1鎳基無氟中溫封孔鎳基（醋酸鎳為宜）有利于提高封孔質(zhì)量，可以穩(wěn)定膜孔中有機(jī)染料分子，其典型溶液為：NiAC3～4g/L（無氟）、抑灰劑100mg/L、溫度75～85℃、封孔時(shí)間1～2min/μm、或Ni2＋0.4～1.1g/L、F－30～90mg/L（低氟）、潤濕劑0.2～0.6mg/L、抑灰劑10～40mg/L、溫度75℃、封孔時(shí)間0.5min/μm。2.6.2無鎳無氟封孔：用堿金屬或堿土金屬替代鎳離子，如鎂、鋰和鉀等。封孔溫度75℃，pH6.3，封孔時(shí)間按1～2min/μm操作。工業(yè)實(shí)踐表明封孔質(zhì)量可以通過國際標(biāo)準(zhǔn)的檢測，槽液壽命和節(jié)能效果都比較滿意。另外也鈦和鋯鹽的冷封孔，由于沒有毒性，封孔質(zhì)量達(dá)到磷鉻酸失重10mg/d㎡而引起廣泛興趣，操作條件如下：鈦或鋯氟化絡(luò)合物3～10g/L硅酸鹽＞0.5g/L硫脲＞5g/L溫度25～35℃封孔時(shí)間0.5～1.0min/μm 2.6.3無金屬離子中溫封孔。2.7新技術(shù)的發(fā)展：研究中的新技術(shù)很多，有些可能已接近商品化階段，而有些只停留在實(shí)驗(yàn)室階段，在此只能略舉一二。新技術(shù)的發(fā)展一是日本曾用周期反向電流技術(shù)，在陽極氧化的硫酸溶液中，完成電解浸蝕除去擠壓條紋。該技術(shù)雖仍處于實(shí)驗(yàn)階段，但一旦成功，則具有十分重要技術(shù)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，并可以從根本上改變鋁材的預(yù)處理方法。二是新西蘭開發(fā)的電腦設(shè)計(jì)，通過兩次著色陽極氧化，獲得兩種顏色的圖案裝飾效果，作為室內(nèi)裝飾的鋁板十分別致，富有創(chuàng)意，新西蘭稱之為Aluart，展示鋁的藝術(shù)效果之內(nèi)涵。此外，隨著噴涂的迅速推廣，生態(tài)預(yù)處理技術(shù)和無鉻添加劑必然會(huì)發(fā)展。相對(duì)于國外，我國比較滯后，在未來10年中我國一定會(huì)得到重視和迅速開發(fā)。
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