1 噴涂前預處理目的
建筑鋁型材或建筑用鋁板在進行有機聚合物噴涂前都進行預處理是為了以下兩點：
1、增加有機涂層與底材之間的附著性，確保涂層與基材牢固粘結；
2、起保護作用，增強噴涂產品的耐腐蝕性能，確保產品在實際使用過程中不容易被腐蝕，提高抗涂層下絲狀腐蝕性能。
2 噴涂前預處理種類與現狀
噴涂前預處理按美國ASTM D1730－2009“噴涂用鋁及鋁合金預處理標準”中列出四類：
A類：溶劑清洗處理，其方法包括人工擦洗或浸漬，溶劑噴淋、蒸汽脫脂處理等；
B類：為化學處理，其方法包括堿洗、硫酸－鉻酸蝕洗、晶態磷化處理、非晶態磷化處理、碳酸鹽－鉻酸鹽處理和鉻化處理；
C類：為陽極氧化處理，其方法包括硫酸陽極氧化處理和鉻酸陽極氧化處理；
D類：為機械處理，其方法包括手動或電動金屬刷或其它的打磨處理、噴砂處理。
作為建筑鋁型材，噴涂預處理大部分屬于B類、C類。
1、鉻酸鹽預處理:
a、鉻酸鹽處理；b、鉻酸鹽－磷酸鹽處理。
2、陽極氧化預處理
3、非六價鉻預處理:
a、鈦－鋯體系；
b、稀土（鈰）體系；
c、硅烷體系；
d、鉬酸鹽轉化處理；
e、鈷鹽轉化處理；
f、鋰鹽轉化處理；
g、高錳酸鹽轉化處理。
目前，在我國有機聚合物預處理最常見的是采用鉻酸鹽預處理，眾所周知，鉻酸鹽是有毒的。在各國，特別是歐洲，在多年前已用非鉻化來逐步替代鉻化預處理。在我國，5～6年前也開始了推動無鉻化預處理工作。廣東省鋁加工專業委員會也在近4年召開了多次無鉻化預處理技術研討會。
廣東省內一些鋁型材聚集地，當地政府將陸續出臺鋁型材及金屬表面處理行業整治提升工作方案，此方案應屬歷年來最嚴厲的方案。
“嚴厲”工作方案的整治目標：
1、關停不能達到提升要求的表面處理生產線、生產設備或生產工序；
2、逐步提高鋁型材及金屬表面處理企業生產水平，采用節能、高效益、低污染的先進工藝，達到安全生產、環保和規劃要求。擬整治提升企業，理順環保審批手續。廢水、廢氣要求全部達標排放，且滿足總量控制要求，固體廢物、危險廢物必須妥善處理。
3、運用智慧環保物聯網技術，在企業端安裝在線監控設備，建設大瀝鎮污染源監控系統，逐步實現全方位、多層次、不間斷的環境監管。
4、建立節能減排的長效工作機制，動員全社會力量扎實做好節能減排工作，采取加強環境基礎設施建設，嚴控新增污染，加大執行監督管理力度等措施，實現節能減排目標 。
以上四點目標，對于推動綠色鋁材、加快鋁型材行業粉末噴涂、氟碳噴漆生產線前處理用非六價鉻處理液進行預處理起到積極作用，廣東省鋁加工專業委員會也會積極推動非六價鉻預處理的技術升級以及應用工作。
3 非六價鉻噴涂前預處理發展歷程和應用情況
非六價鉻預處理在鋁行業經歷了：認識－探討－交流－試驗－實施五個階段；
前三個階段我們鋁加工專業委員會用了3年時間大范圍在企業間進行了探討；
后兩個階段也在一些大型企業進行了試驗和實施：
1、廣亞鋁業從2010年6月開始使用漢高公司的鋯鈦系預處理，累計生產了4萬噸鋁型材，目前產品質量穩定；
2、廣東堅美從2010年11月開始用普德凱密特配方鋯鈦系預處理，累計生產了2萬多噸鋁型材，產品質量穩定；
3、華豪鋁業用美國硅烷系預處理，順利的完成有色工業協會的性能鑒定；
4、沈陽遠大從2003年開始用漢高鈦鋯系預處理累計生產了150萬㎡幕墻鋁板和3萬噸型材；
5、東阿藍天七色建材公司從2009年開始用漢高鈦鋯系預處理生產100萬㎡幕墻鋁板和1萬噸鋁型材。
目前，一些企業在應用非六價鉻預處理問題上還存在猶豫、擔心和舉棋不定，這種對產品最終質量負責的心境是可以理解的。
根據廣亞鋁業有限公司委托中國電器科學研究院對 3 種鋁合金涂層板樣品進行自然大氣腐蝕試驗，試驗時間為2011年4月10日～2012年4月9日，總共開展為期 1年的自然大氣腐蝕試驗，分別考察無鉻鈍化前處理和鉻化轉化前處理鋁合金涂層板試樣的耐絲狀腐蝕性能。
A.絲狀腐蝕
1）在廣州和瓊海兩個自然暴曬站經過12 個月的暴曬試驗后，用肉眼觀察試樣宏觀形貌，未發現絲狀腐蝕。
2）在廣州和瓊海兩個自然暴曬站經過12 個月的暴曬試驗后，使用體式顯微鏡觀察試樣微觀形貌，無鉻鈍化前處理和鉻鈍化前處理鋁合金涂層板試樣均未發現明顯絲狀腐蝕現象。
B.附著力
在廣州和瓊海兩個自然暴曬站經過 12 個月暴曬試驗后，3 種鋁合金涂層板試樣的附著力均為0 級（0 級為最高級），相對原始試樣附著力沒有明顯下降。
Qualicoat實驗室的試驗結果：馬丘和1000h鹽霧試驗：劃線處無滲透發生，合格。
從試驗檢測中，我們看到非六價鉻處理液的噴粉、噴漆結果，那么工程實例又是怎樣的呢？
迪拜風中蠟燭：始建于2009年
迪拜船帆酒店：建于1999年 國家大劇院：建于2001年
北京鳥巢體育館：建于2007年 北京3號航站樓：建于2007年
通過以上兩方面的資料顯示，用非六價鉻中的鈦－鋯系來作預處理是可行的。
但是，由于商業的原因，一些不具備制作非六價鉻預處理的化學供應商也提供一些據說是非六價鉻液，一些企業也用了它，結果不可避免的出現問題，而影響了非六價鉻預處理的實際推廣。所以，就目前來言，采用鈦－鋯系預處理液應用在有機聚合物噴涂生產中應選擇有品牌、有實力的供應商。如德國漢高、凱密特或有機硅烷等供應商。
我們用非六價鉻鈦－鋯系預處理液的關鍵還要掌握它們的反應機理、成膜機理以及正確的工藝操作方法。
4 鈦鋯系無鉻鈍化的注意事項
4.1 鈦鋯系鈍化液的基本成份及其作用：
1、鈦酸鹽、鋯酸鹽：是主鹽，是轉化膜的主成份，參與成膜；
2、有機聚合物：是轉化膜的主要成份，提高轉化膜與有機涂層的附著力；
3、緩沖劑：提高轉化膜的耐腐蝕、緩沖槽液pH值；
4、羧基酸、單寧酸：參與成膜，提高膜的耐蝕性；
5、氟化物：加快反應速度，并促進鈦鹽、鋯鹽與鋁的反應，提高耐腐性。
4.2 鋁的反應，提高耐腐性。
金屬鋁氧化物的形成：
2Al+6H+→2Al3+H2↑→〖2Al0(0H)〗+H2↑
Al+3F-→〖AlF3〗
鋁在弱酸性槽液中形成鋁的氧化物以及氟化鋁；
鋁氟化合物的形成：
Al3+TiF62-→AlF63-+Ti4+
氟鋯酸和氟鈦酸與基材鋁反應形成氟氧化鋯和氟氧化鈦；
鋯和鈦鹽的形成：
2Al+6H++3TiF62-+5H2O→〖2AlOF.3TiOF2〗+ 10HF↑+3H2↑
2Al+6H+3ZrF62-+5H2O→〖2AlOF.3ZrOF2〗+ 10HF↑+3H2↑
〖AlF3〗、〖Al00H〗、〖TiOF2〗、〖ZrOF2〗鑲嵌于有機聚合物中,形成了無鉻鈍化膜。
4.3 影響轉化膜成膜的因素
4.3.1 轉化膜槽液的控制:
（1）PH值；
（2）電導率；
（3）鋯酸鹽濃度；
（4）鈦酸鹽濃度；
（5）緩沖劑含量；
（6）氟化物含量；
（7）羧基酸、單寧酸含量；
（8）有機聚合物
對產量比較大的線：
①由于鋁/鋅/鎂的溶解速率比較高，可能需要提高槽液中鈦的濃度（但鈦的濃度過高 à 會導致膜重過高 à 附著力降低）；
②若游離氟的濃度偏低，也會導致膜層轉化反應不充分。
③對產量比較大的線，根據生產線的情況采用合適的添加劑是必要的。
4.3.2 槽液的抗污染：
（1）鐵的影響：即使是在低濃度下，鐵離子也會與聚合物絮凝，該凝聚物會沉降到工件上。因此生產線上應排除一切鐵的來源；鐵的最大濃度為 10 mg/l。
（2）磷酸鹽的影響：磷酸鹽會抑制轉化膜生成，當使用酸性清洗劑時，推薦使用不含磷酸根的清洗劑；磷酸根的最大濃度為 100 mg/l。
（3）鋁的影響：鋁離子濃度過高，會讓鈍化膜過厚，影響附著力；鋁的最大濃度為500 mg/L。
（4）硫酸根的影響：少量SO42-（＜1.2g/l）可以加快處理速度，過多則出現點蝕或影響成膜；
（5）硝酸根的影響：當NO3-≥0.05g/l，就會影響成膜；
（6）氯根的影響：少量Cl-（＜0.3g/l）可以加快鈍化處理速度，過多則出現點蝕或不出現處理膜；
4.4 無鉻鈍化使用過程中注意的關鍵問題
（1）水洗：在脫脂以后，金屬必須徹底用水漂洗。漂洗將用一定速率的水不斷溢流，這將保持水洗水干凈并無雜質。
（2）由于轉化膜溶液有羧基酸、單寧酸和一些有機聚合物，因此進入轉化膜槽液前的水洗需要用純水洗（≤80us/cm）這樣使轉化膜液的使用壽命延長！否則轉化膜液的使用壽命會縮短。
（3）由于鈦-鋯系預處理槽液對PH值敏感，所以在進入轉化膜槽前水洗槽的pH值也要高度調整，以免中性水洗槽帶入大量的水，升高轉化膜pH值，而影響成膜質量。
4.5 加強轉化膜槽液控制的建議
（1）自動化在線檢測槽液（見下圖1）
（2）立式噴涂生產線建議采用自動控制檢測系統（見下圖2）
5 市場對無鉻化產品的要求
5.1 房地產商的動向
（1）2013年中國萬科集團內部文件：（見下圖3）
（2）保利、中海、綠城以及江河幕墻也將采用同樣的框架協議。
5.2 達到歐洲REACH要求
歐洲REACH法規要求2014年11月將適用于所有行業。（見下圖4）
REACH法規
化學品的注冊、評估、授權和限制；
歐盟法規；
由歐洲化學品局來執行管理。
REACH法規第57條－高度關注物質（SVHCs）
致癌，致突變或有毒的物質等可被認定為高度關注物質（SVHCs）
物質SVHCs候選清單
如果物品中含有“候選清單”中所列物質，并且含量超過0.1%，則物品的供應商需要向客戶和消費者提供物品的安全使用信息；
包括三氧化鉻及其各種鉻酸鹽、重鉻酸鹽。
REACH法規附錄14（見下圖5）
歐盟委員會可能將高度關注物質(SVHCs)候選清單中的物質納入到附錄14；
每個公司使用附錄14中的物質必須申請授權后才能使用；
對于附錄14中的每個物質，從“日落之日”（歐盟設定了每種物質授權規定的最遲申請日，從該日起18個月后即為日落之日）起，除獲得授權外不得用于REACH管制范圍內所有用途的營銷和使用；
如果風險得到充分的控制或以社會－經濟為由，物質使用可以被授權；
但是必須提交替代方案旨在淘汰高度關注物質(SVHCs)。
如果委員會決定將三氧化鉻納入到附錄14，那么將導致三氧化鉻最早的“日落之日” 為2016年5月。
6 最后重申：
使用無鉻化槽液，要選用有品牌、有實力、已有項目驗證的供應商。
