涂料科普：铝材涂漆常识

无论是飞机仪表盘还是普通外部用途，预处理对于涂料的成功附着都是至关重要的。
　　
　　因其极佳的抗腐蚀性，铝是最受欢迎的工业与建筑基材。同时，它也是最难于成功涂漆的基材。自然形成的肉眼看不见、在显微镜下可见的氧化铝薄层覆盖在表面上， 了对大气腐蚀的惰性。然而，因为这种惰性，油漆与涂料往往不能粘附牢靠。获得良好附着性的窍门是把氧化物清除掉，并马上涂上钝化层，防止氧化物再次形成。这是说起来比做起来容易呀。
　　
　　铝材的工业化涂漆
　　
　　建筑上的铝质栏杆、窗户、壁板、车轮和暴露于户外的其它产品必须应用由一系列化学品组成的复杂工艺进行预处理。
　　
　　在这个5步至7步工艺的第一步中，碱溶液对表面进行脱脂，清除掉油脂。接着的第二步至少用一个水龙头进行冲洗，清除掉携带的污染物。第三步含有强酸性溶液（还原剂），将顽固性氧化物去除。接着又是用水冲洗的冲洗步骤（第四步）。在第五步中，在铝材上涂上转化涂料。最为普通的商品名是Alodine(Henkel汉高公司出品)和Iridite(McDermid公司出品)，也应用了化学膜。此工艺常常以化学镀膜而被提及。
　　
　　在涂敷上转化涂料之后，铝材表面在一个或更多的有水步骤中被冲洗和封闭。在需要有高品质的地方，最后的冲洗步骤包含了脱离子水或反渗透水。
　　
　　最后，清洁的预处理过的铝材进入一个烤炉中，水被蒸发而使表面干燥。铝材现在为涂漆而准备好了。因为涂料易于分解，所以炉温不应上升到60°C以上。幸运地是，进入烤炉之前的工艺用化学品常被加热，从而当产品离开最后的冲洗步骤时，金属热水槽促进了快速的蒸发。在裂缝、通道等位置，应当用干燥、不含油的压缩空气将停滞水分吹走。
　　
　　在末道漆常常为装饰性的电镀工业中，转化涂装工艺经常由达到10个的步骤所组成。
　　
　　抗腐蚀性很重要的军事用和高档商业场合应用的转化涂料必须符合MIL-C-55411A标准或“铝材与铝合金的化学转化涂料”3级标准。1A级标准要求转化涂料含有六价铬；但是，因为这种化学品是一种致癌物质，所以在过去几年里行业已大力推行不含铬涂料来预处理铝材。
　　
　　市场上有几种新产品，一些基于硅氧烷技术。应用它们的清洗步骤可能较少，许多在合适地方被干燥。换句话说，它们不需要在进入烤炉之前作清洗。
　　
　　许多不同种的有机油漆可以被涂刷在已预处理过的铝材上。在需要长期暴露在外部环境中的建筑业，在铝板与型材和上涂上聚偏氟乙烯(PVDF)层是常见的。美国建筑制造商协会（AAMA）2605-05规定“铝型材与铝板上高性能有机涂料的自主规范、性能要求和测试步骤”，与AAMA620-02“被涂装建筑铝卷材上高性能有机涂料的自主规范”是两个例子。针对不算苛刻的应用，例如室内，涂装上环氧或聚酯涂料就是常见的。
　　
　　军队在飞机、坦克和其它由铝材构成的材料上涂漆。例如，在美国空军，经常涂刷一层铬酸锶环氧底漆，再是一层聚氨脂面漆。
　　
　　军队有着不同的要求。在外表面上它应用环氧底漆，再用抗化学 剂的涂料。
　　
　　在商用领域，环氧树脂底漆经常与双组分的聚氨脂面漆一起使用。多数油漆制造商为这些市场供应产品。
　　
　　也有可能在预处理过的铝材上涂烤瓷漆。一些涂料被直接涂到被钝化过的表面上，而另一些则在涂上底漆这后再涂上色漆层。烤瓷漆通过在120℃的温度下固化，但它们具有极佳的耐久性和不褪色性。
　　
　　25年以来，粉末涂料已经被应用于预处理过的铝材上。在多数情况下，常为环氧树脂、聚酯、TGIC或聚氨脂的粉末涂料被直接涂敷到预处理过的表面上，开始时没有涂底漆。
　　
　　当铝板或挤出铝型材要用于户外场合，特别是暴露在海洋附近时，建议首先涂上抗腐蚀的底漆。多数用于扶手、长椅、告示牌等的铝板材和型材是以这种方式进行粉末涂装的。令人遗憾的是，在我的经历当中，专业涂装人士并不会总是告诉粉末涂装承包人做出的产品会暴露在户外，特别是靠近海洋。在铝板材和型材被安装好不久，腐蚀就开始了，大片的粉末涂料脱落（见图2）.暴露的金属接着就被腐蚀了。
　　
　　铝质船舶的涂漆与自助涂漆
　　
　　存在争论的是，房屋业主和现场刷漆承包人最常问起的问题跟铝材表面的上漆有关。因为没有简单的方法可把铝材上的天然氧化物清除掉，所以这真的是有问题的。自助（DIY）狂热分子和现场刷漆者不能应用刺激性且经常有害的化学品，而这在工业情形下是可以得到控制与应用的。
　　
　　在水龙头清洗之后，可以用含有肥皂液的强力清洗液对铝材进行脱脂。对于量小的工作来讲，可以通过不含油的抹布和海绵涂敷上化学脱脂剂。水清洗也是相对容易的。尽管表面现在不含油脂了，但顽固又看不见的氧化物仍然存在，工业中应用的化学转化涂料附着不上。
　　
　　用非金属磨砂纸来磨擦表面也是可能的。对于厚铝板和型材，可以用非金属研磨剂例如粗砂和石榴石，对表面进行喷砂，但这是费时和费钱的。而且，必须尽可能快地涂上底漆，以防止天然氧化物再次形成。用砂纸手工或喷砂对表面进行研磨，为表面带来如图3和图4所示的形状。现在主要是通过机械附着而不是化学粘接来附着上底漆层。在两种附着原理中，化学粘接通常被认为是更好的，但最好的附着来自于两种方法的结合。
　　
　　如果你需要对铝材作喷砂，就不要应用钢丸；一些研磨剂会在铝材内部残留下来，并会在生锈变色之后形成锈迹。这可能不会导致任何明显的油漆问题，但它至少会损害表面质量。
　　
　　符合DOD-P-15328“底漆(耐洗),预处理(金属用第117号配方)”规范的乙烯基耐洗底漆是最早于二战期间或之后确定下来的，今天仍然在使用。这种双组分底漆含水少，而所含异丙基醇的量大，以至于美国多数州的空气污染控制机构不再允许其被使用。例如，这种高挥发性有机化合物产品在加利福尼亚被禁止；但从历史来说，它对于为了上漆而预处理铝基材是非常有用的。在上世纪80年代初，当电脑用轻质金属生产在加州硅谷蓬勃兴起时，成千上万加仑的耐洗底漆被用在转化涂料不易于处理的基材中。到80年代中期，该产品被禁止，油漆供应商努力调配水基的同类产品。尽管我从未试过它们，但我相信一些产品确实是满足了DOD-P-15328规范的性能要求的。
　　
　　要认识到在现有转化涂料之上，都不可以涂上溶剂型或水基耐洗底漆。耐洗底漆必须与铝基材直接接触，否则它们会脱落。而且，涂漆数据单提醒你，干膜厚度必须在8