[发明专利]铝合金粉末喷涂除油槽对铬化槽药剂兼容配方设计

说明书

本发明公开了铝合金粉末喷涂除油槽对铬化槽药剂兼容配方设计，彻底解决1#除油槽、4#铬化槽不稳定，槽底容易产生含氟、含铬污泥，需要人工清理剧毒危废的风险。传统除油槽和铬化槽槽液稳定性成分不足，自身容易分解沉淀；除油液成分通过3#水洗槽带入4#铬化槽，消耗4#铬化槽药剂，增加生产成本，槽底沉淀加剧。本发明通过1#除油槽成分对4#铬化槽成分兼容设计，除油液补充铬化液成分，降低生产成本。本发明借助缓蚀剂、螯合剂、和磷化剂的添加，螯合金属阳离子，杜绝槽底污泥产生，实现铝合金粉末喷涂铬化预处理稳定生产。

技术领域

本发明涉及铝合金喷涂铬化预处理技术领域，尤其涉及铝合金粉末喷涂除油槽对铬化槽药剂兼容配方设计。

背景技术

铝及铝合金具有加工性能优良、耐蚀性好、表面美观、回收率高等优点，在建筑、交通运输、机械、电力等行业获得了广泛应用，近年来铝代钢、铝代木、扩大铝应用趋势更加明显。铝加工业是传统产业，更是充满勃勃生机的朝阳产业。据统计，欧美发达国家人均年消费铝材32kg以上，而我国人均只有13kg左右，只是发达国家的三分之一左右，国内铝材消费还有巨大的增长空间。但在经济新常态下，能源消耗高、排污总量大、资源回收利用率低的问题已成为行业发展的瓶颈和障碍。

铝行业生产包括电解、熔铸、压力加工、表面处理等工序，生产时各工序均会不同程度产生废水、废渣。电解及熔铸时产生大量的铝灰，表面处理过程产生各类含有酸、碱、处理药剂及铬、镍重金属离子等成分复杂的废水废渣。

现代铝加工企业，有喷涂预处理废水废渣急需处理，而现行的处理方法过于简单，铬化工艺产生含铬废水废渣，无铬工艺产生含氟废水废渣，均面临处理这些有毒废水废渣的环保压力。喷涂预处理的除油和铬化产生的含铬有毒废渣，占铝加工企业表面处理废渣总量的18％。如何处理这些废渣，社会将为此付出昂贵的环保成本。

粉末喷涂铝型材因具有表面美观、色彩丰富、耐蚀及耐候性好等优点，已成为铝型材的最大表面处理品种，占到总量的60％以上。型材在喷涂前要进行表面预处理，通过化学反应在铝材表面生成一层转化膜，转化膜具有一定的防腐性能，更重要的是可以将基材和喷涂层牢固结合在一起。

喷涂铬化预处理后产生含铬废水，铬属于一类污染物，废水必须单独收集处理，废水达标才可排放。含六价铬的废水一般是利用氧化还原方法进行处理，即用硫酸亚铁、焦亚硫酸钠等还原剂将废水中Cr⁶⁺还原成Cr³⁺，再将废水pH调到7～8，加碱及絮凝剂使Cr³⁺形成Cr(OH)₃沉淀，通过絮凝、沉降、压滤脱水形成氢氧化铬(三价铬)铬渣。铬渣属于危险废物，必须合法转移到有资质的第三方机构规范处置。

总之，含铬废水废渣的处理处置成本高，企业负担重，具有环境危害性，不管是政府还是企业“谈铬色变”。

为解决铬化工艺带来的污染问题，多年来国内外进行了大量的无铬工艺替代研究，并已在铝型材行业得到普遍应用。无铬工艺主要有两条技术路线，一是钛锆体系，二是硅烷体系，中国铝型材厂应用较多的是钛锆体系的氟钛酸、氟锆酸钝化工艺。该工艺钝化膜及喷涂层质量基本可以达到GB/T 5237.4-2017的要求，但在某些指标及整体稳定性方面不如铬化膜，并且未经受过户外的长期检验。而且无铬工艺控制要求严，转化膜没有颜色，现场很难判断膜层质量，稍有不慎，就可能造成产品不合格。为保证产品质量，氟碳漆喷涂型材及幕墙单板仍采用铬化工艺。更为关键的是氟钛酸、氟锆酸无铬药剂含氟，使用毒性很强的无铬化学药剂仍然会带来氟的污染问题。“前门驱狼，后门进虎”，用同样不环保的工艺替代有污染的工艺也不是最佳选择。

在所有化学转化膜中，铬化膜的耐蚀性最佳，且具有“自我修复”功能，这与膜结构中保留六价铬有关，其它化学转化膜的防腐性能还达不到铬化膜的水平。因此，只要解决了铬化工艺的六价铬废水废渣污染问题，铬化工艺仍然有其应用范围。