CN103820776B - 一种建筑用铝型材改性方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铝型材的改性，尤其涉及一种建筑用铝型材改性方法。它包括将铝锭熔炼成液态铝，加入锆包裹的二氧化钛和锆包裹的二氧化硅混合粉末，在熔融温度下保持3-5小时；在1.1-1.5MPa压力下浇注到600℃以上的模具中，进行冷却、保温，脱模出铝型材；改性剂配制：按重量份配制氟化钠20-40份、氟化氢铵30-60份、高锰酸钾10-20份、铬酸钾40-50份、磷酸锌15-25份、硝酸钠8-18份、氯化镨5-12份、乙二胺四乙酸10-16份、苹果酸7-14份、十二烷基苯硫酸钠8-12份、硫酸镍6-13份、三乙醇胺15-25份、含有碱金属的还原剂5-10重量份、7-13份重量的氯化聚丙烯或聚烯烃底材附着力促进剂、水500-900份；控制pH值3-4获得改性剂；进行二浸二干获得改性后的铝型材。本发明制备的铝型材光亮柔和、耐蚀性优越、安全环保。
Description
技术领域
本发明涉及铝型材的改性，尤其涉及一种建筑用铝型材改性方法。
背景技术
建筑用铝合金型材由于要求耐蚀、耐候、耐磨、外观装饰好和使用寿命长等较高的综合性能，因此，铝型材在采用静电粉末喷涂和氟碳树脂漆涂覆等工艺进行表面防护装饰之前，必需进行表面化学转化处理，以提高涂层与基材的结合力和满足高耐蚀性要求。
CN102828073B(2014-1-8)公开了一种粉末喷涂铝合金型材的生产方法，然而该铝合金型材的性能仍然有待改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种光亮柔和的、耐蚀性优越的、安全环保的建筑用铝型材改性方法。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种建筑用铝型材改性方法，其依次包括以下步骤：
（1）铝型材制备：将铝锭熔炼成液态铝，加入锆包裹的二氧化钛和锆包裹的二氧化硅混合粉末，然后在熔融温度下保持3-5小时；然后在1.1-1.5MPa压力下浇注到600℃以上的模具中，再进行冷却、保温，脱模出铝型材；
（2）改性剂配制：按重量份配制氟化钠20-40份、氟化氢铵30-60份、高锰酸钾10-20份、铬酸钾40-50份、磷酸锌15-25份、硝酸钠8-18份、氯化镨5-12份、乙二胺四乙酸10-16份、苹果酸7-14份、十二烷基苯硫酸钠8-12份、硫酸镍6-13份、三乙醇胺15-25份、含有碱金属的还原剂5-10重量份、7-13份重量的氯化聚丙烯或聚烯烃底材附着力促进剂、水500-900份；控制pH值3-4获得改性剂；
（3）利用所述改性剂将铝型材进行二浸二干获得改性后的铝型材。
本发明的优点是：
1.本发明制备的铝型材内部性能稳定、综合性能如拉伸性、硬度和强度好，用于后处理加工的性能好；
2.配制特定组分的改性剂，使其具有防腐和促进光亮的双重改性效果，提高了铝型材的性能；加入附着力促进剂，提高了各组分之间的相容性，使光亮防腐剂久置后不会出现分层，而且在很大程度上提高了其与铝型材的附着力；本发明不同于常规的单一改性，而是调整改性剂配方和含量，获得稳定性和分散性好的双重改性剂；
3.配合双重浸渍和干燥，使其表面光滑、光亮柔和，具有优越的耐腐蚀性；本发明不同于常规浸渍处理改性后直接洗涤干燥，而是在第一次浸渍后直接进行微波干燥，使改性剂不仅牢固粘附在型材表面，而且部分有效成分能够渗入其中，部分成分又能克服抑制另外一些成分对铝型材的过度腐蚀而起到缓蚀作用，从而发挥了相互协调作用，获得优越的耐腐蚀性和柔和的光泽；
4.本发明改性剂中不含传统的酸碱，对铝型材损耗小，安全环保。
作为优选，所述锆包裹的二氧化钛和锆包裹的二氧化硅按质量比1:2-3组成混合粉末，所述混合粉末占所述铝锭质量的0.5-1.2%。
作为优选，所述改性剂中还包括含有碱金属的还原剂5-10重量份。
更优选地，所述含有碱金属的还原剂为硼氢化钠、硼氢化钾、偏磷酸钠或柠檬酸钠中的一种或多种。
发明人发现，加入该助剂后可以增加铝型材改性表面光泽度的柔和性。
作为优选，所述改性剂中还包括有冠醚8-15份。
加入该物质后的改性剂稳定性和分散性好，存储时间长。
更优选地，所述冠醚为二环己烷并-18-冠-6。
发明人发现，加入该助剂后可以增加铝型材改性表面光泽度的柔和性。
更优选地，浇注至模具后按每小时60-80℃速度冷却至350-450℃后保温2-3小时,接着再按每小时30-40℃速度冷却至80-100℃保温1-2小时；再常温冷却脱模出铝型材。
更优选地，浇注至模具后按每小时30-40℃速度冷却至80-100℃保温1-2小时后得到第一保温品；将所述第一保温品加热至380-440℃，保温0.5-1小时得到第二保温品；然后利用挤压机将所述第二保温品挤出成型；待挤出成型物降至80-100℃，淬火20-40s，然后常温冷却脱模出铝型材。
作为优选，所述步骤（3）二浸二干具体包括：
①第一次浸渍处理：将所述改性剂加热至30-40℃，然后将铝型材浸渍其中2-4min；
②第一次干燥：将第一次浸渍处理后的铝型材在温度在80-95℃下进行热风循环干燥40-50min；
③第二次浸渍处理：在微波真空条件下进行第二次浸渍，具体是抽真空至真空度为-0.02MPa～-0.001MPa，再进行微波处理，微波频率为100MHz～230MHz,将第一次干燥后的铝型材在第一次浸渍处理后的光亮防腐剂中微波处理3～7s；
④第二次洗涤及干燥：流动水洗涤至洗出液pH值为中性，然后在40-48℃烘干。
特定的双重浸渍和干燥，使其表面光滑、光亮柔和，具有优越的耐腐蚀性；本发明不同于常规浸渍处理改性后直接洗涤干燥，而是在第一次浸渍后直接进行微波干燥，使改性剂不仅牢固粘附在型材表面，而且部分有效成分能够渗入其中，部分成分又能克服抑制另外一些成分对铝型材的过度腐蚀而起到缓蚀作用，从而发挥了相互协调作用，获得优越的耐腐蚀性和柔和的光泽。
作为优选，在所述第二次浸渍处理中加入二苄基联苯酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚9-15重量份至第一次浸渍处理后的光亮防腐剂中，然后进行微波处理。
本发明制备的铝型材内部性能稳定、综合性能如拉伸性、硬度和强度好。
具体实施方式
实施例一
铝型材制备：将铝锭熔炼成液态铝，加入按质量比1:2组成的锆包裹的二氧化钛和锆包裹的二氧化硅混合粉末，混合粉末占铝锭质量的0.5%，然后在熔融温度下保持3小时；然后在1.1MPa压力下浇注到600℃以上的模具中，浇注至模具后按每小时60-80℃速度冷却至350℃后保温2小时,接着再按每小时30℃速度冷却至80℃保温1小时；再常温冷却脱模出铝型材。
光亮防腐的铝型材制备：
改性剂配制：按重量份配制氟化钠40份、氟化氢铵60份、高锰酸钾20份、铬酸钾50份、磷酸锌25份、硝酸钠18份、氯化镨12份、乙二胺四乙酸16份、苹果酸14份、十二烷基苯硫酸钠12份、硫酸镍13份、三乙醇胺25份、偏磷酸钠8重量份、10份重量的含氯量为20-40%的氯化聚丙烯、水900份；控制pH值4获得改性剂；
第一次浸渍处理：将改性剂加热至40℃，然后将铝型材浸渍其中4min；
第一次干燥：将第一次浸渍处理后的铝型材在温度在95℃下进行热风循环干燥50min；
第二次浸渍处理：在微波真空条件下进行第二次浸渍，具体是抽真空至真空度为-0.02MPa，再进行微波处理，微波频率为100MHz,将第一次干燥后的铝型材在第一次浸渍处理后的光亮防腐剂中微波处理3s；
第二次洗涤及干燥：流动水洗涤至洗出液pH值为中性，然后在40℃烘干得到光亮防腐的铝型材。产品性能测试见表1。
实施例二
铝型材制备：将铝锭熔炼成液态铝，加入按质量比1:3组成的锆包裹的二氧化钛和锆包裹的二氧化硅混合粉末，混合粉末占铝锭质量的1.2%，然后在熔融温度下保持5小时；然后在1.5MPa压力下浇注到600℃以上的模具中，浇注至模具后按每小时80℃速度冷却至450℃后保温3小时,接着再按每小时40℃速度冷却至100℃保温2小时；再常温冷却脱模出铝型材。
光亮防腐的铝型材制备：
改性剂配制：按重量份配制氟化钠40份、氟化氢铵60份、高锰酸钾20份、铬酸钾40-50份、磷酸锌25份、硝酸钠18份、氯化镨12份、乙二胺四乙酸16份、苹果酸14份、十二烷基苯硫酸钠12份、硫酸镍13份、三乙醇胺25份、硼氢化钾10重量份、13份重量的聚烯烃底材附着力促进剂、水900份；控制pH值4获得改性剂；
第一次浸渍处理：将改性剂加热至40℃，然后将铝型材浸渍其中4min；
第一次干燥：将第一次浸渍处理后的铝型材在温度在95℃下进行热风循环干燥50min；
第二次浸渍处理：在微波真空条件下进行第二次浸渍，具体是抽真空至真空度为-0.001MPa，再进行微波处理，微波频率为230MHz,将第一次干燥后的铝型材在第一次浸渍处理后的光亮防腐剂中微波处理7s；
第二次洗涤及干燥：流动水洗涤至洗出液pH值为中性，然后在48℃烘干得到光亮防腐的铝型材。
实施例三
铝型材制备：将铝锭熔炼成液态铝，加入按质量比1:2-3组成的锆包裹的二氧化钛和锆包裹的二氧化硅混合粉末，混合粉末占铝锭质量的0.9%，然后在熔融温度下保持4小时；然后在1.3MPa压力下浇注到600℃以上的模具中，浇注至模具后按每小时70℃速度冷却至390℃后保温2.5小时,接着再按每小时38℃速度冷却至90℃保温1.5小时；再常温冷却脱模出铝型材。
光亮防腐的铝型材制备：
改性剂配制：按重量份配制氟化钠26份、氟化氢铵40份、高锰酸钾18份、铬酸钾46份、磷酸锌19份、硝酸钠12份、氯化镨9份、乙二胺四乙酸13份、苹果酸9份、十二烷基苯硫酸钠10份、硫酸镍11份、三乙醇胺21份、硼氢化钠5重量份、7份重量的氯化聚丙烯底材附着力促进剂、水600份；控制pH值4获得改性剂；
第一次浸渍处理：将改性剂加热至35℃，然后将铝型材浸渍其中3min；
第一次干燥：将第一次浸渍处理后的铝型材在温度在85℃下进行热风循环干燥45min；
第二次浸渍处理：在微波真空条件下进行第二次浸渍，具体是抽真空至真空度为-0.01MPa，再进行微波处理，微波频率为130MHz,将第一次干燥后的铝型材在第一次浸渍处理后的光亮防腐剂中微波处理5s；
第二次洗涤及干燥：流动水洗涤至洗出液pH值为中性，然后在45℃烘干得到光亮防腐的铝型材。
实施例四
同实施例一，不同的是铝型材制备时浇注至模具后按每小时30℃速度冷却至80℃保温1小时后得到第一保温品；将第一保温品加热至380℃，保温0.5小时得到第二保温品；然后利用挤压机将第二保温品挤出成型；待挤出成型物降至80℃，淬火20s，然后常温冷却脱模出铝型材。
改性剂中还包括二环己烷并-18-冠-6冠醚15份。
在第二次浸渍处理中加入二苄基联苯酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚15重量份至第一次浸渍处理后的光亮防腐剂中，然后进行微波处理。
实施例五
同实施例一，不同的是铝型材制备时浇注至模具后按每小时40℃速度冷却至100℃保温2小时后得到第一保温品；将第一保温品加热至440℃，保温1小时得到第二保温品；然后利用挤压机将第二保温品挤出成型；待挤出成型物降至100℃，淬火40s，然后常温冷却脱模出铝型材。
改性剂中还包括二环己烷并-18-冠-6冠醚8份。
在第二次浸渍处理中加入二苄基联苯酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚9重量份至第一次浸渍处理后的光亮防腐剂中，然后进行微波处理。
实施例六
同实施例一，不同的是铝型材制备时浇注至模具后按每小时30-40℃速度冷却至90℃保温1.5小时后得到第一保温品；将第一保温品加热至400℃，保温0.8小时得到第二保温品；然后利用挤压机将第二保温品挤出成型；待挤出成型物降至90℃，淬火30s，然后常温冷却脱模出铝型材。
改性剂中还包括二环己烷并-18-冠-6冠醚11份。
在第二次浸渍处理中加入二苄基联苯酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚13重量份至第一次浸渍处理后的光亮防腐剂中，然后进行微波处理。
对比实施例一
铝型材购自上海鸿叠铝业生产的HDHD-8-4080C铝型材。
改性剂配制：按重量份配制氟化钠30份、高锰酸钾15份、铬酸钾45份、硝酸钠12份、氯化镨8份、苹果酸9份、硫酸镍8份、水500-900份；控制pH值3-4获得改性剂；
光亮防腐的铝型材制备工艺同实施例一。
对比实施例二
铝型材购自上海鸿叠铝业生产的HDHD-8-4080C铝型材。
改性剂配制同实施例一。
光亮防腐的铝型材制备工艺包括浸渍处理和干燥，具体是将改性剂加热至35℃，然后将铝型材浸渍其中3min；流动水洗涤至洗出液pH值为中性，然后在45℃烘干。
表1实施例和对比实施例制品性能数据对比
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种建筑用铝型材改性方法，其特征在于依次包括以下步骤：
（1）铝型材制备：将铝锭熔炼成液态铝，加入锆包裹的二氧化钛和锆包裹的二氧化硅混合粉末，然后在熔融温度下保持3-5小时；然后在1.1-1.5MPa压力下浇注到600℃以上的模具中，再进行冷却、保温，脱模出铝型材；
（2）改性剂配制：按重量份配制氟化钠20-40份、氟化氢铵30-60份、高锰酸钾10-20份、铬酸钾40-50份、磷酸锌15-25份、硝酸钠8-18份、氯化镨5-12份、乙二胺四乙酸10-16份、苹果酸7-14份、十二烷基苯硫酸钠8-12份、硫酸镍6-13份、三乙醇胺15-25份、含有碱金属的还原剂5-10重量份、7-13份重量的氯化聚丙烯或聚烯烃底材附着力促进剂、水500-900份；控制pH值3-4获得改性剂；
（3）利用所述改性剂将铝型材进行二浸二干获得改性后的铝型材；
所述二浸二干具体包括：
①第一次浸渍处理：将所述改性剂加热至30-40℃，然后将铝型材浸渍其中2-4min；
②第一次干燥：将第一次浸渍处理后的铝型材在温度在80-95℃下进行热风循环干燥40-50min；
③第二次浸渍处理：在微波真空条件下进行第二次浸渍，具体是抽真空至真空度为-0.02MPa～-0.001MPa，再进行微波处理，微波频率为100MHz～230MHz,将第一次干燥后的铝型材在第一次浸渍处理后的光亮防腐剂中微波处理3～7s；
④第二次洗涤及干燥：流动水洗涤至洗出液pH值为中性，然后在40-48℃烘干。
2.根据权利要求1所述的一种建筑用铝型材改性方法，其特征在于：所述锆包裹的二氧化钛和锆包裹的二氧化硅按质量比1:2-3组成混合粉末，所述混合粉末占所述铝锭质量的0.5-1.2%。
3.根据权利要求2所述的一种建筑用铝型材改性方法，其特征在于：所述含有碱金属的还原剂为硼氢化钠、硼氢化钾、偏磷酸钠或柠檬酸钠中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的一种建筑用铝型材改性方法，其特征在于：所述改性剂中还包括有冠醚8-15份。
5.根据权利要求4所述的一种建筑用铝型材改性方法，其特征在于：所述冠醚为二环己烷并-18-冠-6。
6.根据权利要求4所述的一种建筑用铝型材改性方法，其特征在于：浇注至模具后按每小时60-80℃速度冷却至350-450℃后保温2-3小时,接着再按每小时30-40℃速度冷却至80-100℃保温1-2小时；再常温冷却脱模出铝型材。
7.根据权利要求4所述的一种建筑用铝型材改性方法，其特征在于：浇注至模具后按每小时30-40℃速度冷却至80-100℃保温1-2小时后得到第一保温品；将所述第一保温品加热至380-440℃，保温0.5-1小时得到第二保温品；然后利用挤压机将所述第二保温品挤出成型；待挤出成型物降至80-100℃，淬火20-40s，然后常温冷却脱模出铝型材。
8.根据权利要求7所述的一种建筑用铝型材改性方法，其特征在于：在所述第二次浸渍处理中加入二苄基联苯酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚9-15重量份至第一次浸渍处理后的光亮防腐剂中，然后进行微波处理。
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