0 前言
铝型材因其加工性能佳、质轻等特点，广泛应用于建筑等各个行业，用量占金属铝型材的80%以上，针对铝型材涂装前表面处理，通常采用除油、铬化、烘干工艺处理，其中铬化处理是用铬化液中的Cr6+等成分与铝型材铝表面产生一系列复杂的化学反应，使铝型材表面生成一层疏松有孔隙的铬酸盐转化膜，从而使铝型材基材能与涂料有良好的附着力，由于传统的铬酸盐钝化所生成的转化膜含有Cr6+和Cr3+，具有很强的毒性，各国政府制定的一系列政策在某些领域限制采用此种工艺，其中最重要的是：2003年2月13日，欧盟通过的"The Restriction of the use of certain Hazardous substances in Electnical and Electronic"，即“在电子电气设备中限制使用某些有害物质的指令”中包括了Cr6+有害物质，国内许多地方政府考虑到传统的铬酸盐钝化中Cr6+和Cr3+的环境危害性，以及治理和监管的困难，纷纷出台了严格限制采用传统的含铬钝化工艺的环保政策。为此公司采用阳极氧化处理后再涂装工艺便可以满足以上环保要求，随着国家鼓励节能、环保产品的推广使用，无铬铝型材的应用范围将不断地扩大。为此本公司决定开发出一种满足无铬生产技术的工艺。
以铝型材铬酸盐转化膜具有孔隙结构为切入点，核心在于铝型材阳极半封孔氧化膜同样具有孔隙结构，用阳极氧化处理铝型材表面，生成5μm以下的半封孔氧化膜，作为涂料与基材的连接层，从而阳极半封孔氧化膜可以替代铬酸盐转化膜，实现铝型材涂装生产无铬工艺。
1 实验部分
1.1 试样的制备
取6m长76mm*25mm的6063铝合金扁管若干为试样，按以下工艺流程和参数进行喷涂若干色号氟碳涂料。
图1氧化后喷涂工艺流程图
表1氧化后喷涂工艺参数
1.2 涂层性能测试
参照铝合金铝型材氟碳喷涂相关国家标准的检测方法，对生产后放置1天、10天、20天、30天后做漆膜性能检测膜层进行附着力（干式、湿式、沸水）、耐冲击和盐雾试验检测，考察和评价其性能特点。
2 结果与讨论
2.1 附着性试验
铝型材涂装的附着性是指漆膜与铝材表面结合在一起的坚牢程度而言的。这种结合力是由漆膜中的聚合物的极性基团（如—F）与铝材表面的极性基相互作用而形成的。铝合金铝型材涂层的附着性试验有干附着性、湿附着性和沸水附着性三种。
干附着性是指划格间距为1mm，将粘着力大于10N/25mm的粘胶带覆盖在划格的涂层上，压紧以排去粘胶带下的空气，然后以垂直于涂层表面的角度快速拉起粘胶带。
湿附着性是指将试样按干附着性要求划格后，置于38℃±5℃，符合GB/T6682规定的三级水中浸泡24h，取出并擦干试样，在5min内按干附着性要求用粘胶带测试。
沸水附着性是指将试样按干附着性要求划格后，置于始终不低于95℃，水质符合GB/T6682规定的三级水的沸水中20min，取出并擦干试样，在5min内按干附着性要求用粘胶带测试。
参照GB/T9286-l998和GB/T8013.3-2007分别对无铬喷涂膜进行干、湿和沸水附着性评级。检测结果见表2
表2 附着性测试结果
试验证明采用阳极半封孔氧化膜的喷涂膜层附着力符合GB/T5237.5-2008的要求。
2.2 耐冲击试验
所谓耐冲击性，是指漆膜在重锤冲击下发生快速形变而不出现开裂或从金属底材上脱落的能力。这种试验方法操作相对简便，也很有实用价值，是漆膜物理性能的一种颇具代表性的表针方法。
操作步骤如下：
将试样漆膜朝上平放在铁砧上，试板受冲击部分距边缘不少于15mm，每个冲击点的边缘相距不得少于15m。重锤借控制装置固定在滑筒的某一高度，按压控制钮，重锤即自由地落于冲头上。提起重锤，取出试板。
同一试样进行三次冲击试验。
用4倍放大镜观察，判断漆膜有无裂纹、皱纹及剥落等现象。
参照GB/T1732-1993对无铬喷涂膜进行耐冲击性试验，结果见表3
表3耐冲击测试结果
试验证明采用阳极半封孔氧化膜的喷涂膜层耐冲击性符合GB/T5237.5-2008受冲击后允许有微小裂纹但不能被粘胶带粘落的要求。
2.3 中性盐雾试验NSS
中性盐雾试验（NSS：Neutral Salt Spray test）是在特定的试验箱内，盐雾箱内温度为35 ℃±2℃，含有（5±0.5）%氯化钠、pH值为6.5~7.2的盐水通过喷雾，让盐雾沉降到待测试验件上，经过一定时间观察其表面腐蚀状态。
由于试验时间较长，设备数量有限，每个色号仅取生产后放置1天的试样进行试验。参照GB/T10125对涂膜进行盐雾验，结果见表4。
表4NSS测试结果
试验证明采用阳极半封孔氧化膜的喷涂膜层耐冲击性符合GB/T5237.5-2008中性盐雾试验4000h后,划线两侧膜下单边渗透腐蚀宽度应不超过2mm,划线两侧2,0mm以外部分的涂层不应有腐蚀现象的要求。
3 结论
用阳极氧化处理铝型材表面，生成5μm以下的半封孔氧化膜，作为涂料与基材的连接层，然后喷氟碳漆的铝型材的附着性、耐冲击性和中性盐雾试验性能均达到了GB/T5237.5-2008的相关要求。因此，阳极半封孔氧化膜可以替代铬酸盐转化膜，实现铝型材涂装生产无铬工艺。
