[發明專利]一種鋁板毛化表面的制備方法及其應用

在審

• 申請號: 201710328948.3
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN107164800A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 馬寧;張基超;潘業俊;趙樹國;單寶峰;李景春;孫菊賀
• 申請（專利權）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: C25F3/04
• 分類號: C25F3/04
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司21109
• 代理人: 劉曉嵐

技術領域

本發明屬于金屬表面處理領域，具體涉及一種鋁板毛化表面的制備方法及其應用。

背景技術

鋁板的毛化是指經過表面處理，使其具有較低的表面粗糙度，表面質感較為均勻細膩，從微觀幾何形貌上來看，應該是許許多多均布的小凹坑。鋁板毛化的一個主要目的是為了滿足噴漆工藝，使產品具有耐腐蝕，抗氧化，美觀等特點，其中影響噴漆性能指標的主要因素有鋁板表面自由能、微觀不平度輪廓平均間距和輪廓單峰間距。毛化后的鋁板表面應具有比涂漆大的表面自由能，這樣涂漆可以在較大自由能的表面平鋪開來；而微觀幾何參數中，微觀不平度輪廓平均間距和輪廓單峰間距應盡可能大，這樣可以增大涂漆的表面接觸面積，改善涂層與基底間的附著力。因此，毛化表面處理廣泛應用于噴漆前的預處理工序，可以改善表面微觀幾何形貌，對于噴涂行業和建材家居領域的發展有著極其重要的意義。

制備鋁板毛化表面一般都需要改變其微觀幾何形貌：對其表面進行粗糙化處理，構建微觀納米粗糙結構，以提高其表面自由能。現有毛化方法主要有手工打磨毛化、電火花毛化和激光毛化三種。手工打磨方法對于復雜形狀的板材來說，毛化不均勻的缺點突出，毛化工藝要求較高，因此這種方法效果不佳；電火花毛化(趙福令,賈振元,郭東明,梁廷德.電火花加工技術的新應用－表面毛化[J].電加工,1995,(01):6-9.)方法中提及的制備方法較為繁瑣，且電火花加工必須采用脈沖電源，對于加工設備要求較高，成本有所增加；激光毛化(賴鵬,張慶茂.激光毛化技術的評述及展望[J].激光與光電子學進展,2009,(04):53-59.)是一個復雜的激光與物質相互作用的冶金物理化學過程，利用高能量、高重復頻率激光脈沖作用在材料表面，所以加工設備復雜，加工過程要求嚴格，對相關人員的專業水平較高電化學刻蝕的方法具有高效、簡單、可控性好等優點。使用電化學方法構造毛化表面所需的微觀納米粗糙結構具有操作簡單方便、加工時間短等優點。此外，相比上述制備鋁板毛化表面的方法，本發明使用中性電解液，避免了加工過程對環境和人員的危害，彰顯了環保、無污染、安全的加工理念。而且本發明對電源的要求不高，電流密度也相對較小，功耗較低。目前，采用中性電解液的電化學刻蝕制備鋁板毛化表面的方法尚無文獻報道。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種簡易、安全、降低加工成本且加工效率高的方法來制備鋁板毛化表面以滿足工廠實際生產需要。為了解決上述技術問題，本發明采用電化學方法，提供了一種鋁板毛化表面的制備工藝方法，并且提供了對制備的鋁板毛化表面進行噴涂應用的方案。本方法使得毛化工藝過程的效率、能耗以及對環境的友好程度都有較大的改善。

本發明的一種鋁板毛化表面的制備方法，包括如下步驟：

步驟1：電極材料準備

將鋁板用砂紙打磨，然后清洗，吹干，得到預處理后的鋁板；

將銅片用砂紙打磨，然后清洗，吹干，得到預處理后的銅片；

步驟2：電化學刻蝕

將預處理后的鋁板作為陽極，將預處理后的銅片作為陰極，用導線分別將陽極同直流電源正極相連，陰極同直流電源負極相連，將陽極和陰極平行對稱放置于電解液中，接通電源進行電化學刻蝕，其中，電化學刻蝕的工藝參數為：電解液為硝酸鈉水溶液，電解液溫度為20～60℃，電流密度為0.007～0.008A/mm²，反應時間為5～10min；

其中，硝酸鈉水溶液的摩爾濃度為0.4～0.5mol/L；

步驟3：后處理

將電化學刻蝕后的鋁板清洗，吹干，得到表面毛化的鋁板。

其中，

所述的步驟1中，所述的清洗采用去離子水超聲清洗一次以上即可。

所述的步驟1中，所述的超聲，功率為50～150W，清洗時間為90～480s。

所述的步驟1中，用砂紙打磨的目的在于去除金屬表面的氧化膜。

所述的步驟2中，所述的陽極和陰極平行對稱放置，陽極和陰極的水平間距為5～10mm。

所述的步驟2中，電化學刻蝕過程中，進行攪拌，攪拌速率為500～2000r/min，攪拌的目的在于均化流場，帶走極間電解產物。

所述的步驟3中，所述的清洗采用去離子水清洗3次以上。

采用上述的表面毛化的鋁板，進行應用，具體步驟為：

將表面毛化的鋁板進行噴漆處理，得到鋁單板的毛化噴漆表面。

其中，所述的噴漆中，采用氟碳噴涂工藝。

本發明的一種鋁板毛化表面的制備方法及其應用，與現有的毛化表面制備技術相比具有以下優點：