一種錳系黃色無鉻鈍化工藝在鋁材噴涂前處理的應用

　　鋁材噴涂采用環(huán)保型前處理技術是大勢所趨

　　目前，鋁材加工企業(yè)的鋁材噴涂前處理仍在大量使用六價鉻鉻化產(chǎn)品。六價鉻是目前已經(jīng)確定的毒性強的重金屬之一，具有高致癌性，導致血液疾病、骨質(zhì)疾病和引起早脫發(fā),皮膚早衰，而且會在環(huán)境中積,長期危害人類健康。

　　處理含六價鉻的廢水，企業(yè)必須建立復雜的廢水處理設備和工藝，設備運行和處理成本很高。即使完按照嚴格工藝處理，也不易達到國家排放標準，還會產(chǎn)生大量富集鉻的污泥，必須交給有資質(zhì)的公司中處理。而企業(yè)經(jīng)常可能因為操作不夠嚴格，造成廢水超標排放，甚至還有的企業(yè)為了經(jīng)濟利益等原因故意偷排，威脅整個地區(qū)的環(huán)境保護。

　　從長遠看，淘汰鉻化工藝，代之以環(huán)保的無鉻鈍化（詞條“無鉻鈍化”由行業(yè)大百科提供）工藝，這是整個噴涂前處理行業(yè)的大勢所趨。

　　鋁材無鉻鈍化市場的現(xiàn)狀

　　目前的鋁材噴涂前處理的主流工藝仍然是鉻化。但也已經(jīng)有不少噴涂企業(yè)因為對環(huán)保的責任感、政府要求、客戶需要等各種原因，已經(jīng)或者正在嘗試采用無鉻鈍化的工藝。

　　目前，市面流行的無鉻鈍化產(chǎn)品基本上是以鋯系或硅烷系產(chǎn)品為主。從目前應用的情況看，嚴格按照鋯系或硅烷系無鉻鈍化的工藝生產(chǎn)的鋁材噴涂產(chǎn)品，前處理相關的各項性能可以達到國家標準的要求。

　　但是鋯系或硅烷系產(chǎn)品的成膜一般都是無色，或只能在鋁材基材上產(chǎn)生很小的光澤變化，很難從外觀上對成膜狀況做出及時準確的判斷。另外，鋯系或硅烷系無鉻鈍化產(chǎn)品對鋁材清潔度、水質(zhì)、濃度、反應時間等也都有相對更高的要求。因此，雖然鋯系或硅烷系無鉻鈍化工藝在理論上可以替代鉻化工藝，但實際應用時給噴涂生產(chǎn)企業(yè)造成了許多的困難。這也就造成了噴涂行業(yè)對無鉻鈍化工藝的仍然持有一些懷疑和保守的態(tài)度。

　　市場急需一種既能滿足環(huán)保和涂裝質(zhì)量的要求，同時能在鋁材上生成可觀察的有色膜層的無鉻鈍化產(chǎn)品。

　　針對這種情況，本文推薦一項黃色無鉻鈍化工藝。該工藝可以很好地滿足生產(chǎn)企業(yè)對噴涂產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)過程易于操作、工藝穩(wěn)定的要求，同時又解決了消除六價鉻的環(huán)保要求，完美地成為鉻化工藝的替代。目前，該工藝已經(jīng)在某鋁材噴涂企業(yè)穩(wěn)定運行了三年時間，經(jīng)受住了實際生產(chǎn)的嚴格考驗。

　　鋁材黃色無鉻鈍化技術的特點

　　1、經(jīng)過黃色無鉻鈍化的噴涂產(chǎn)品質(zhì)量完全可以滿足國標、歐洲標準以及美國標準對鋁材噴涂前處理膜層的沖擊、劃格、水煮、高壓水煮、耐乙酸鹽霧、耐絲狀腐蝕等一系列的嚴格要求。

　　2、黃色無鉻鈍化在鋁及其合金的表面生成美觀、均勻的黃色轉(zhuǎn)化膜。通過觀察成膜顏色的的深淺、均勻度等來判斷成膜質(zhì)量，以快速判斷生產(chǎn)是否正常，以便調(diào)整槽液濃度或反應時間,工藝操作簡單易行。

　　3、槽液體系穩(wěn)定，可以保證長期連續(xù)生產(chǎn)。一般自來水水質(zhì)可以達到使用要求。當然，如果使用去離子水來生產(chǎn)，效果能得到更多保證。

　　4、室溫處理，節(jié)約能源。鈍化反應時間短，提高了生產(chǎn)效率。

　　5、完全利用鉻化工藝原有的設備，無需投入設備改造費用。

　　6、完全不含鉻元素，消除重金屬的污染。鈍化后水洗的溢流廢水只需簡單處理即可滿足國標要求。

　　7、鉻化槽含大量六價鉻，嚴重威脅現(xiàn)場操作員工的健康。而無鉻鈍化工藝對人基本上無害。

　　8、無鉻鈍化劑有效濃度高、消耗低，而且比鉻化工藝大大降低了廢水處理成本，使得綜合生產(chǎn)成本可以和傳統(tǒng)的鉻化工藝持平。

　　黃色無鉻鈍化典型工藝流程

　　黃色無鉻鈍化工藝流程完全和傳統(tǒng)鉻化一樣。該產(chǎn)品適合于浸泡和噴淋工藝。

　　黃色無鉻鈍化工藝參數(shù)和反應機理：

　　1、工藝參數(shù):

　　基于本工藝的黃色無鉻鈍化劑產(chǎn)品KCD-61是單組分（詞條“單組分”由行業(yè)大百科提供）的產(chǎn)品，可以在鋁及其合金表面生成一層均勻的黃色轉(zhuǎn)化膜。KCD-61轉(zhuǎn)化膜可以提高與涂料的結合力，有很好的耐腐蝕性能。

　　開槽濃度：　　1.0 %-1.5 %

　　PH　　　　　　3.5-6.5

　　溫度　　　　　常溫

　　時間　　　　　30-150秒

　　消耗量　　　　1.5-2.5 Kg/噸鋁材

　　2、黃色無鉻鈍化反應機理：

　　黃色無鉻鈍化是基于錳系的無鉻鈍化技術。真實的鈍化反應原理并不是很清晰，可以大致描述如下：

　　腐蝕反應：

　　2 Al + 6 H+ ==> 2 Al3+ + 6 H (游離氫)

　　成膜反應：

　　MnO4- + H+ + 3H (游離氫) ==> MnO(OH)2 + H2O

　　膜層結構： 錳的氫氧化（詞條“氧化”由行業(yè)大百科提供）物

　　膜層顏色： 均勻的黃色鈍化膜

　　膜重： 100 ~ 300 mg/m2

　　3、黃色無鉻鈍化的應用效果.

　　4、廢水處理:

　　黃色無鉻鈍化劑不含鉻元素，溢流廢水含很少量的高錳酸根離子，且PH呈中性，只需與除油水洗廢水混合后做還原褪色、中和、絮凝處理。

　　鉻化工藝與黃色無鉻鈍化工藝的綜合比較：

　　結語：

　　1、對比鋯系或硅烷系的無色無鉻鈍化技術，黃色無鉻鈍化技術在膜重、膜的顏色、裸膜性能、涂裝性能、生產(chǎn)操作方便性、槽液維護習慣等各方面和鉻化工藝更接近。黃色無鉻鈍化技術可能最適合作為對鉻化工藝的替代。現(xiàn)在，該工藝已經(jīng)處于工業(yè)化應用階段，預計對噴涂前處理行業(yè)將會有深遠的意義。

　　2、黃色無鉻鈍化技術不能在所有的鋁材涂裝領域完全取代流行的無色無鉻鈍化技術。比如，在鋁輪轂涂裝、鋁卷涂裝和目前正在方興未艾的晶泳涂裝等行業(yè)，無色無鉻鈍化技術恰恰因為沒有成膜底色的干擾，更加勝任這些涂裝前處理的要求。

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