建筑装饰铝板表面喷涂与氧化处理工艺特点分析.doc

建筑装饰用氟碳喷涂铝板与阳极氧化铝板特点分析 建筑装饰铝板广泛应用于建筑幕墙及建筑室内装饰领域，常用的铝板表面处理工艺有PVDF氟碳喷涂、阳极氧化等。氟碳喷涂铝板是先通过钣金加工把原片板材加工成含加强筋和挂耳的建筑安装所需结构，然后进行PVDF氟碳喷涂烤漆处理，通常采用“三涂两烤”或“四涂两烤”喷涂工艺。阳极氧化铝板通常采用的工艺是将原铝卷（带）材通过阳极氧化工艺，获得彩色氧化膜，然后再进行开卷校平，将卷材展平成板材，最后进行钣金加工成建筑安装所需的结构；也有先钣金加工，再阳极氧化处理的情形，但不同铝板间氧化色差无法控制，不适合批量应用于建筑立面装饰。现从力学性能、彩色表层耐用性、材料的可加工性和造型表现能力等方面，对氟碳喷涂铝板与阳极氧化铝板的各自工艺特点进行比较分析。一、 铝板力学性能方面 幕墙用氟碳喷涂铝板采用轧制板材作为基材，常用材质有Al一Mn合金(如3003)和Al-Mg合金(5005、5052等)，基材的厚度和合金型号可根据设计需要来选择，不受工艺限制，常用的基材厚度有3mm、4mm、5mm。阳极氧化铝板由于需要对基材进行连续阳极氧化，以保证氧化表面不出现色差，因此通常只能使用卷材作为基材。受卷材加工工艺限制，阳极氧化铝板常用的基材厚度为12mm，最厚不超过2.5mm。下面就常用的3mm厚氟碳喷涂铝板和2mm厚阳极氧化铝板刚性做对比分析：根据我国金属幕墙标准金属与石材幕墙规范JGJ133规定，铝板应有足够强度和刚度，以抵御风荷载及其它荷载作用下产生的变形。反映材料抵抗变形能力的指标为刚度系数，铝板刚度系数计算依据为：刚度系数(D) 式中 D铝板的刚度(Nmm)； E弹性模量，铝为70000(Mpa)； t铝板的厚度(mm)； 泊松比，铝为0.35根据以上公式可知，铝板刚度和材料厚度呈立方正比关系，3mm厚的氟碳喷涂铝板比2mm厚的阳极氧化铝板刚度高3.3倍，5mm氟碳喷涂铝板刚度则更是高出15.6倍。在许多工程尤其是高层建筑和台风频发地区，以及建筑立面分格较大的场合，通常都会选用3mm5mm厚的氟碳喷涂铝板，如深圳华为新科研中心、西安华为全球数据中心项目均选用了5mm厚3003合金氟碳喷涂铝板，北京中国航空集团总部大厦选用了5mm厚5052合金氟碳喷涂铝板。2mm厚的阳极氧化铝板因基材力学性能局限，适用于低风压情况使用，或在没有抗风压要求的室内装饰场合使用。二、彩色表层耐用性方面 氟碳喷涂铝板使用彩色氟碳涂料，采用“三涂两烤”或者“四涂两烤”工艺，在铝板表层形成膜厚达4060um的氟碳保护涂层。氟碳喷涂料是以聚偏二氟乙烯树脂 (PVDF)为基料制成的涂料。氟碳基料的化学结构中以氟-碳化合键结合，这种化学结构的稳定与牢固性使氟碳涂料的化学性质超级稳定，极难被破坏。 氟碳涂料的这一特性，使得氟碳喷涂具有优异的抗盐雾、抗大气污染(酸雨等)的腐蚀性，抗紫外线能力强，抗裂性强，特别是在恶劣气候和环境显示出长久的抗盐雾腐蚀性和抗紫外光性能。1965年美国Pennwalt化学公司首先并以Kynar 500作为商标推出氟碳涂料。由此世界制造商先后开始使用Kynar 500制造出各自的氟碳涂料罩面漆，来满足高档建筑室内外铝合金幕墙涂装需求。涂料制造商对涂层使用寿命的保证开始为10年、15年发展到能保证20年。美国研究机构曾对氟碳涂料及超级涂料、一般涂料做过测试比较，分别将涂层的样件放在美国佛罗里达州灼热阳光照射，以及在潮湿含盐份空气的恶劣环境下暴露12年，实际证明氟碳涂料的稳定性和耐久性比其他两种涂料高30个和80百分点，氟碳涂料保证了在各种恶劣环境下使用。阳极氧化铝板是铝卷（带）基材预处理后，用适当的电解液（常以有机酸为基 ）或着色剂，通过电解阳极氧化过程在铝表面生成带色的氧化膜。常用厚度为1.02.0mm的阳级氧化铝板，装饰性强，硬度适中，可轻易折弯，方便直接加工成产品，无需再进行复杂的表面处理，可大大减短产品生产周期和降低产品生产成本，适合于普通装饰场合。但与氟碳喷涂铝板相比，阳极氧化铝板的氧化膜厚度通常在812um，只有氟碳涂层的四分之一至五分之一。用于着色形成的带色化合物分子结构稳定性也低于PVDF分子结构，在紫外线、风尘、酸雨等室外环境下，彩色表层耐用性方面稍逊于氟碳喷涂铝板。三、材料的可加工性和造型表现能力方面氟碳喷涂铝板由于是先进行钣金加工，后进行喷涂处理，铝基材本身加工性能良好，可以很方便的进行冲剪、折弯、热压成型、焊接、打磨等机械加工，可以实现各种复杂造型工艺，造型表现能力非常强大，可以制成包括自由曲面在内的各种其它材料无法实现的形状。