虽然油漆和底漆技术发展迅速，但预处理技术的发展在最近几十年在很大程度上是渐进式的。众所周知，传统的磷酸盐预处理难以维护，并会产生危险废物和废水，处理成本很高。物理预处理方法，如喷砂，依赖于表面轮廓的油漆附着力，但遭受不一致的结果和快速降解制备表面。由于表面准备步骤对任何涂层系统的成功至关重要，新的、创新的预处理是使性能最大化的重要步骤。由于新合金和多金属组件变得更加常见，不再是现有预处理技术的最佳衬底，下一代预处理技术的缺乏被放大。随着应用程序寻找简单的解决方案，成本效益高，并提供高性能，可以符合规定的预处理，并适用于广泛的金属将代表着一个巨大的发展进步。

LumiShield公司的新型氧化铝表面制备技术Lumidize^®，代表了一种新型的对环境负责的预处理，同时以低成本最大限度地提高油漆和粉末涂层的性能。Lumidize是电沉积的，使它高度粘附在许多类型的金属，并提出了一个理想的表面油漆。由此产生的涂层堆叠以强化学键附着在金属上。与其他预处理不同，该工艺适用于多金属组件和一系列油漆，需要在许多情况下使用单一的解决方案。一旦应用，氧化铝提供了金属表面的腐蚀保护，允许有足够的时间进行检查和油漆。

一种多金属预处理工艺

一般来说，表面预处理是特定于金属的，使用化学反应在基底上创建一个薄层。表面反应依赖于非常特定的溶液条件，很难控制和变化。LumiShield的电沉积氧化铝涂层平台可以应用于任何金属。由于化学反应是由电流驱动的，所以它可以在环境条件下进行，断电溶液不含活性物质。188金宝搏bet官网LumiShield工艺采用标准电镀线，采用常见的表面清洗和活化步骤，以及多次冲洗。对于低碳钢，清洗步骤一般是水射流清洗和电清洗，这取决于初始表面的清洁度。活化步骤使用普通酸浸活化在电镀前去除表面水垢。Lumidize工艺本身与标准电镀槽一起使用，在环境操作条件下使用液体循环和不溶阳极。一旦完成，Lumidize层被冲洗和干燥，形成最后的涂层。这一工艺主要用于低碳钢上，在表面形成一种具有轻微蓝色的连贯薄膜。 Under magnification, the surface has a ‘cracked glass’ appearance.

一旦使用，氧化铝涂层对钢的表面提供中等的耐腐蚀性能，即使在酸性环境下，至少也能持续96小时(图1)。与砂光或研磨等物理准备方法不同，这意味着涂涂者有足够的时间来评估表面，必要时进行修饰，并涂上油漆层，而不用担心点蚀或降解，从而导致完全重涂。

干燥的氧化铝层形成了一个理想的表面，强大的油漆附着力。薄膜本身的表面结构和组成与涂料形成化学键，牢固地固定在金属表面。初始交叉附着力测试表明，使用氧化铝比磷酸铁的附着力略有改善。然而，一旦表面暴露在加速腐蚀测试条件下，粘附力的差异是巨大的。对于磷酸铁，腐蚀很容易利用涂层的任何损伤部位或缺陷，仅在500小时后，油漆层下就会出现广泛的分层、起泡和腐蚀。由于Lumidize不依赖于油漆保持完整的阻塞层，即使对基础钢有严重的划痕损伤，腐蚀也无法削弱油漆，而且在1500小时的中性盐雾暴露下，几乎没有划痕蠕变(图2)。

除低碳钢外，氧化铝涂层还成功地应用于不锈钢、铝合金、镀镍钢和镀锌钢。每种金属都需要在应用条件上有轻微的变化，但所有的涂层都使用相同的溶液和镀槽。在每一种情况下，一个完整的涂层粘附氧化铝被应用于电沉积。以铝合金为例，该涂层已应用于2024、7075和6061合金，并在2000小时的刻蚀盐雾暴露下显示出与三色基密封方法相同的性能(图3)。

甚至已经证明可以将该涂层应用到多材料组件上，该组件主要由低碳钢和焊接的不锈钢配件构成。在这种情况下，所有的表面，包括焊接，都被完全和同时涂覆，消除了掩蔽的负担和每个金属单独所需的预处理的变化。在图4中，一个不锈钢的遮罩部分显示了同时应用于不锈钢和低碳钢上的涂层，遮罩线清晰可见。

LumiShield公司与Epiphany Water Solutions公司合作，首次在工业规模上进行了多材料组件测试。在这次演示中，LumiShield的工艺成功地从实验室控制环境移植到小型工业试验环境，容量为100加仑。使用定制设计的阳极，LumiShield的涂层成功地应用于低碳钢和低碳钢与不锈钢结合的部件的测试，这些部件在喷涂前放置3天，没有降解。这些部件随后涂上环氧涂层，目前正在进行实地测试评估。该工艺在电镀前采用工业标准的浸泡、清洗和酸活化。

未来直接金属涂料的完美预处理助剂

对下一代直接到金属(DTM)应用的需求正在增长。DTM涂层被许多人视为耐腐蚀涂料的未来，它具有单一有机涂层的应用时间和成本，以及在轻量化方面具有巨大的潜在优势。近年来，新型功能性单涂层涂料取得了长足的发展，具有增强的物理和防腐性能。有效的预处理是释放这些涂层全部潜力的关键之一。作为DTM涂料的一部分，LumiShield的氧化铝预处理技术可以成为理想的合作伙伴，为工业用功能性涂料提供强大的附着力。

LumiShield已经开始在这一领域显示出前景，它将一种商用聚氨酯面漆直接应用于Lumidize。传统的聚氨酯涂料被认为金属附着力差，需要一种或多种环氧底漆才能达到最佳性能。通过这种新的氧化铝预处理，表面可以直接化学结合聚氨酯，增强附着力，在这一点上，它能够超过传统的环氧树脂，聚氨酯涂层堆叠磷酸盐预处理。

所示的聚氨酯是一种标准的聚氨酯家具粉末涂料，没有防腐性能，但在刻刻面板上经过500小时的盐雾暴露后，聚氨酯显示出的分层少得多，使用ASTM D1654。这表明，即使使用未优化的涂料，在氧化铝上使用单一的DTM聚氨酯涂料也可以获得优异的耐腐蚀性能。通过在Lumidize处理后加入化学密封和白色聚氨酯，DTM的附着力进一步提高，在1500小时的盐雾暴露后没有明显的划痕蠕变(图5)。这表明，随着下一代单层涂料的开发，通过化学方法优化氧化铝涂层，有可能获得更好的涂层堆栈性能。

总结

总的来说，LumiShield提供了一种新的电镀氧化铝涂层预处理技术，提高了性能，符合当前和未来的监管指导，并以更低的成本。使用现有的电镀设备和技术，这种涂层可以很容易地涂上，是一个零hap和零voc的过程。镀层的电镀特性大大提高了附着力，对任何金属表面的应用都没有技术障碍，包括新的合金和复杂的多金属部件。一旦应用，Lumidize形成一个理想的表面的化学油漆附着力，创造一个强大的粘合剂从油漆到金属的一系列油漆类。这种氧化铝涂层的一个理想的潜在用途是作为下一代DTM涂料的补充。标准聚氨酯面漆已经被证明可以直接在Lumidize系统上使用底漆，这可能代表着涂料制造商在未来的一个巨大的市场机会。

LumiShield总部位于匹兹堡，正在寻找合作伙伴，希望使用新颖的预处理技术创建差异化的高性能产品。我们有兴趣与那些希望为客户提供可持续解决方案的金属加工和油漆喷涂商合作。我们对环境负责的展望确保了未来的监管合规，即使限制仍在继续。当与可持续涂料和粉末涂料结合使用时，LumiShield的预处理技术可以帮助许多行业的涂料系统的未来。

详情请联系LumiShield info@lumishieldtech.com。