一種耐高溫抗磨損彩塗板的製備方法
2023-06-03 05:44:01
一種耐高溫抗磨損彩塗板的製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種耐高溫抗磨損彩塗板的製備方法，以鍍鋅或鍍鋁鋅的基板為基材，採用以下步驟製備：1)脫脂；2)毛刷輥研磨；3)輥塗鈍化層，烘乾；4)輥塗底漆；5)輥塗背漆；6)烘箱烘烤I；7)輥塗面漆；8)烘箱烘烤II；在步驟3)中採用三價鉻鈍化劑；步驟7)中面漆置於一設有超聲波攪拌功能的漆槽內；在步驟6)和8)中烘烤揮發出的溶劑可被設置在烘箱頂部的溶劑回收裝置回收。本案所公開的一種耐高溫抗磨損彩塗板的製備方法，用其製造出的鋼板不僅自身具有良好的彎曲加工性能，在高溫條件下塗層不開裂，不剝離，而且鋼板塗層具有顯著的耐高溫、抗磨損及耐腐蝕的特性，同時改進的製備方法環保，便於降低成本。
【專利說明】一種耐高溫抗磨損彩塗板的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種材料【技術領域】，特別涉及一種耐高溫抗磨損彩塗板的製備方法。【背景技術】
[0002]彩色塗層鋼板是一種複合材料，主要由基板和塗料組成，兼有鋼板和有機材料兩者的優點，既有鋼板的機械強度和易成型的性能，又有有機材料良好的裝飾性、耐腐蝕性、美觀等優點，起到了以鋼代木、高效施工、節約能源等良好效果，因而成為建築業、造船業、家具行業、車輛製造業、電氣行業的新型裝飾材料。目前，彩色塗層鋼板主要是以冷軋鋼板、電鍍鋅鋼板或熱鍍鋼板為基板，經表面脫脂、磷化、絡酸鹽處理後，相繼輥塗各種有機塗料經烘烤而製成的產品。塗層可採用聚酯、矽性樹脂、氟樹脂等，彩色塗層鋼板的強度主要取決於基板材料和厚度，耐久性主要取決於鍍層(鍍鋅量318g / m2)和表面塗層。
[0003]鍍鋁鋅鋼板的耐腐蝕能力是鍍鋅鋼板的2?6倍，又由於其具有熱鍍鋅板和熱鍍鋁板無可與其媲美的耐水腐蝕性，還由於其具有拔萃的耐熱抗氧化性而得以在300°C下長期使用不變色並且在500°C左右長期使用仍能表現出良好的耐水、耐土壤腐蝕能力，因而被廣泛用作諸如煙?、輸送高溫介質的管道、高溫爐具、烤箱、汽車尾氣排放管和各類催化換熱器的防熱隔熱罩等的材料。但是，應用於上述未提及產品和場合中的鍍鋁鋅鋼板在溫度達到550°C以上時，漆膜會因冷熱交替而脆化，出現爆漆，龜裂，從而影響產品質量。
[0004]納米二氧化鋯是一類新興崛起的材料，它外觀為白色粉末，在力學、熱學、摩擦學等方面具有優良的性能，納米二氧化鋯是納米塗層材料得以應用的基礎。就目前市場而言，納米二氧化鋯塗料還有很大的市場開發和應用前景。
[0005]近幾年，我國的彩色塗層鋼板行業得到突飛猛進的發展，以熱鍍鋅或鍍鋁鋅鋼板為基材的彩色塗層鋼板產量以每年平均40%的速度增長，儘管如此，隨著工業水平的不斷發展，傳統的生產工藝存在耗能大，汙染重等缺點。因此，設計環保、低能耗、科學合理的工藝路線，用以開發在高溫環境下能夠表現出卓越的防腐蝕、高耐磨效果而藉以滿足在高溫環境下長時間連續工作要求的鍍鋁鋅鋼板具有積極意義和巨大的商業價值。
【發明內容】
[0006]針對上述產品中存在的待改進之處，本發明提供一種耐高溫抗磨損彩塗板的製備方法，旨在生產出既能滿足複雜彎曲加工性能要求，同時漆膜又具有顯著耐高溫、抗磨損、耐腐蝕特性的多用途複合鋼板。
[0007]本發明所提供的一種耐高溫抗磨損彩塗板的製備方法，以鍍鋅或鍍鋁鋅的基板為基材，採用以下步驟製備:1)脫脂；2)毛刷輥研磨；3)輥塗鈍化層，烘乾；4)輥塗底漆；5)輥塗背漆；6)烘箱烘烤I ;7)輥塗面漆；8)烘箱烘烤II ；
[0008]在步驟3)中採用三價鉻鈍化劑，所述三價鉻鈍化劑的化學組成為lwt%? 3wt%酒石酸鉀、6wt %?IOwt %硝酸鉻、15wt %?20wt %硝酸鈉、1.5wt %?3wt %氟娃酸鈉、2wt % ?5wt % 硝酸、0.5wt % ?Iwt % 鹽酸、0.1wt % ?0.5wt % 三氯化鈷、0.2wt % ?0.6wt%消泡劑，餘量為水；
[0009]在步驟7)中面漆置於設有超聲波攪拌功能的漆槽內，所述漆槽底部設有超聲波發生器，所述超聲波的頻率可自由調節，超聲波頻率範圍在20KHz?40KHz ；
[0010]在步驟6)和8)中烘烤揮發出的溶劑可被設置在烘箱頂部的溶劑回收裝置回收，所述溶劑回收裝置包括抽風機、冷凝器和溶劑收集器，所述抽風機進風端連接所述烘箱，出風端連接所述冷凝器，所述冷凝器連接所述溶劑收集器；其中，所述抽風機用於抽離烘箱內的溶劑蒸汽，所述冷凝器用於將所述溶劑蒸汽冷卻為液態溶劑，所述溶劑收集器用於收集所述液態溶劑。
[0011]優選地，所述的一種耐高溫抗磨損彩塗板的製備方法，所述毛刷輥研磨是將毛刷輥置於超聲波脫脂處理後的鍍鋅或鍍鋁鋅的鋼板的表面，驅動且驅動方向與鋼板運動方向相反，進行研磨，直至完全去除鍍鋅或鍍鋁鋅表面的氧化層及板面油汙，並對鋅層最外表面層輕微研磨，以至露出初生態鋅層或鋁鋅層。
[0012]優選地，所述的一種耐高溫抗磨損彩塗板的製備方法，在所述步驟2)之後，所述步驟3)之前，還包括噴淋脫脂、水洗。
[0013]優選地，所述的一種耐高溫抗磨損彩塗板的製備方法，所述毛刷輥選用尼龍絲作為毛刷材料。
[0014]優選地，所述的一種耐高溫抗磨損彩塗板的製備方法，所述底漆為氨基改性環氧樹脂或聚氨酯，厚度為4?6 μ m。
[0015]優選地，所述的一種耐高溫抗磨損彩塗板的製備方法，所述背漆為納米二氧化鋯共混改性的聚酯樹脂，所述納米二氧化錯顆粒粒徑為50nm?IOOnm,厚度為5?12 μ m。
[0016]優選地，所述的一種耐高溫抗磨損彩塗板的製備方法，所述面漆為納米二氧化鈦和三氧化二鑭共混改性的聚醯胺樹脂，所述納米二氧化鋯顆粒粒徑為50nm?lOOnm，所述聚醯胺樹脂中納米二氧化鋯的含量為0.5wt%? 1.5wt%，所述三氧化二鑭的含量為lwt%? 2wt%,所述面漆厚度為17?22μηι。
[0017]優選地，所述的一種耐高溫抗磨損彩塗板的製備方法，在步驟6)中，所述烘箱烘烤I的溫度為220°C?230°C。
[0018]優選地，所述的一種耐高溫抗磨損彩塗板的製備方法，在步驟8)中，所述烘箱烘烤II的溫度為214°C?218°C。
[0019]本發明通過對彩色塗層鋼板製備方法的改進，不僅使製作出的鋼板自身具有良好的彎曲加工性能，在複雜操作條件，如高溫條件下塗層不開裂，不剝離，而且使得鋼板表面具有顯著卓越的耐高溫、抗磨損及耐腐蝕的特性，同時由於在製備工藝上的優化，回收了部分可循環利用的溶劑，節約能耗，大大降低了成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為按本發明方法所製造出的一種耐高溫抗磨損彩塗板的製備方法剖面結構示意圖:面漆I ;底漆2 ;第一鈍化層3 ;第一鍍鋅或鍍鋁鋅層4 ;基板5 ;第二鍍鋅或鍍鋁鋅層6;第二鈍化層7;背漆8。
【具體實施方式】[0021]下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
[0022]實施例1
[0023]採用鍍鋅或鍍鋁鋅基板為基材，耐高溫抗磨損彩色塗層鋼板自動化生產工藝流程如下:開卷一脫脂I —毛刷輥研磨一脫脂II —水洗一輥塗鈍化層一烘乾一輥塗底漆一輥塗背漆一烘箱烘烤I —冷卻I —輥塗面漆一烘箱烘烤II —冷卻II —檢驗一收卷。
[0024]脫脂I和脫脂II採用噴淋脫脂，脫脂劑的溫度一般設置在50°C?60°C。脫脂劑可選自矽酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉或其組合；噴淋壓力為2.5kg / cm2,噴淋時間為10?20秒。
[0025]毛刷輥研磨是將毛刷輥置於超聲波脫脂處理後的鍍鋅或鍍鋁鋅的鋼板的表面，驅動且驅動方向與鋼板運動方向相反，進行研磨，直至完全去除鍍鋅或鍍鋁鋅表面的氧化層及板面油汙，並對鋅層最外表面層輕微研磨，以至露出初生態鋅層或鋁鋅層。毛刷輥選用尼龍絲作為毛刷材料，尼龍絲與鋼板輕微接觸，接觸力以不破壞鋅層為標準。
[0026]水洗可分為三道水洗,第一、二道採用軟化水,第三道水洗採用去離子水以保證基板表面的清潔度。
[0027]輥塗鈍化層採用三價鉻鈍化劑，相較於六價鉻鈍化劑，三價鉻鈍化劑低毒，更加環保，且性能優於六價鉻鈍化劑，與金屬結合力優異，適用工藝廣泛。三價鉻鈍化劑的化學組成為lwt%?3wt%酒石酸鉀、6wt%?10wt%硝酸絡、15wt%?20wt%硝酸鈉、1.5wt%?3wt%氟娃酸鈉、2wt%?5wt%硝酸、0.5wt%?lwt%鹽酸、0.lwt%?0.5wt%三氯化鈷、
0.2wt%? 0.6wt%消泡劑，餘量為水；烘乾在普通電熱烘箱內完成，溫度為90°C?110°C。
[0028]輥塗氨基改性環氧樹脂或聚氨酯作為底漆，厚度為4?6 μ m。
[0029]輥塗納米二氧化鋯共混改性的聚酯樹脂作為背漆，納米二氧化鋯顆粒粒徑優選為50nm?IOOnm,厚度優選為5?12 μ m。
[0030]在工業生產中，在輥塗塗料時經常會加入甲苯等芳香烴溶劑作為稀釋劑，但在後期的烘烤工藝中，這些溶劑往往因高溫揮發都被抽風機抽走，這在無形中造成了資源浪費，其實在生產工藝中，這些溶劑是可以重複使用的，為此本發明人對現有工藝進行了改進。在烘箱烘烤I和烘箱烘烤II中烘烤揮發出的溶劑可被設置在烘箱頂部的溶劑回收裝置回收，溶劑回收裝置包括抽風機、冷凝器和溶劑收集器，抽風機進風端連接烘箱，出風端連接冷凝器，冷凝器連接溶劑收集器；其中，抽風機用於抽離烘箱內的溶劑蒸汽，冷凝器用於將溶劑蒸汽冷卻為液態溶劑，溶劑收集器用於收集液態溶劑。冷凝器可以是水冷管殼式，有時為了增加冷凝效果，冷卻液可以是工業酒精。通過溶劑回收裝置回收的溶劑可以重複循環利用，即可用於再次稀釋塗料。
[0031]烘箱烘烤I的溫度為220°C?230°C，烘烤時間可根據夾送輥轉速改變，本實施例中烘烤時間優選為10?20秒；烘箱烘烤II的溫度為214°C?218°C，烘烤時間亦可根據夾送輥轉速改變，本實施例中烘烤時間優選為10?20秒。
[0032]冷卻I採用鼓風機鼓冷風冷卻，冷卻II採用向基板底部噴淋去離子水冷卻，噴淋壓力為3.0kg / cm2,噴淋時間為15?30秒。
[0033]輥塗納米二氧化鈦和三氧化二鑭共混改性的聚醯胺樹脂作為面漆，納米二氧化鋯顆粒粒徑為50nm?IOOnm,聚醯胺樹脂中納米二氧化錯的含量為0.5wt%?1.5wt%,三氧化二鑭的含量為lwt%? 2wt%，面漆厚度為17?22 μ m。在實際生產中，由於在面漆中添加了密度較大的金屬氧化物，如二氧化鈦和三氧化二鑭，金屬氧化物易沉降於漆槽底部，導致塗覆不均，為此，本發明改進了現有工藝。將面漆置於設有超聲波攪拌功能的漆槽內，漆槽底部設有超聲波發生器，超聲波的頻率可自由調節，超聲波頻率範圍在20KHz?40KHz ；利用超聲波的振動頻率，可以起到極佳的攪拌作用，使面漆中各組分混合均勻，塗覆效果顯著提高。
[0034]由上述實施例獲得的一種耐高溫抗磨損彩塗板可耐800°C以上的高溫，鉛筆硬度>3H，彎曲試驗〈1T，耐磨耗實驗結果:300轉時，磨耗量< 5mg，2500轉時漆膜下鋼板未露；經5wt%氯化鈉中性鹽霧試驗500小時不生鏽,不剝落。
[0035]儘管本發明的實施方案已公開如上，但其並不僅僅限於說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用於各種適合本發明的領域，對於熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同範圍所限定的一般概念下，本發明並不限於特定的細節和這裡示出與描述的圖例。
【權利要求】
1.一種耐高溫抗磨損彩塗板的製備方法，以鍍鋅或鍍鋁鋅的基板為基材，採用以下步驟製備:1)脫脂；2)毛刷輥研磨；3)輥塗鈍化層，烘乾；4)輥塗底漆；5)輥塗背漆；6)烘箱烘烤I ;7)輥塗面漆；8)烘箱烘烤II ;其特徵在於: 在步驟3)中採用三價鉻鈍化劑，所述三價鉻鈍化劑的化學組成為lwt%?3wt%酒石酸鉀、6wt%?10wt%硝酸絡、15wt%?20wt%硝酸鈉、1.5wt%?3wt%氟娃酸鈉、2wt%?5wt % 硝酸、0.5wt % ?Iwt % 鹽酸、0.1wt % ?0.5wt %三氯化鈷、0.2wt % ?0.6wt % 消泡齊U，餘量為水； 在步驟7)中面漆置於設有超聲波攪拌功能的漆槽內，所述漆槽底部設有超聲波發生器，所述超聲波的頻率可自由調節，超聲波頻率範圍在20KHz?40KHz ； 在步驟6)和8)中烘烤揮發出的溶劑可被設置在烘箱頂部的溶劑回收裝置回收，所述溶劑回收裝置包括抽風機、冷凝器和溶劑收集器，所述抽風機進風端連接所述烘箱，出風端連接所述冷凝器，所述冷凝器連接所述溶劑收集器；其中，所述抽風機用於抽離烘箱內的溶劑蒸汽，所述冷凝器用於將所述溶劑蒸汽冷卻為液態溶劑，所述溶劑收集器用於收集所述液態溶劑。
2.根據權利要求1所述的一種耐高溫抗磨損彩塗板的製備方法，其特徵在於，所述毛刷輥研磨是將毛刷輥置於超聲波脫脂處理後的鍍鋅或鍍鋁鋅的鋼板的表面，驅動且驅動方向與鋼板運動方向相反，進行研磨，直至完全去除鍍鋅或鍍鋁鋅表面的氧化層及板面油汙，並對鋅層最外表面層輕微研磨，以至露出初生態鋅層或鋁鋅層。
3.根據權利要求1所述的一種耐高溫抗磨損彩塗板的製備方法，其特徵在於，在所述步驟2)之後，所述步驟3)之前，還包括噴淋脫脂、水洗。
4.根據權利要求1所述的一種耐高溫抗磨損彩塗板的製備方法，其特徵在於，所述毛刷輥選用尼龍絲作為毛刷材料。
5.根據權利要求1所述的一種耐高溫抗磨損彩塗板的製備方法，其特徵在於，所述底漆為氨基改性環氧樹脂或聚氨酯，厚度為4?6 μ m。
6.根據權利要求1所述的一種耐高溫抗磨損彩塗板的製備方法，其特徵在於，所述背漆為納米二氧化錯共混改性的聚酯樹脂，所述納米二氧化錯顆粒粒徑為50nm?IOOnm,厚度為5?12 μ m。
7.根據權利要求1所述的一種耐高溫抗磨損彩塗板的製備方法，其特徵在於，所述面漆為納米二氧化鈦和三氧化二鑭共混改性的聚醯胺樹脂，所述納米二氧化鋯顆粒粒徑為50nm?IOOnm,所述聚醯胺樹脂中納米二氧化錯的含量為0.5wt%?1.5wt%,所述三氧化二鑭的含量為Iwt %?2wt%，所述面漆厚度為17?22μπι。
8.根據權利要求1所述的一種耐高溫抗磨損彩塗板的製備方法，其特徵在於，在步驟6)中，所述烘箱烘烤I的溫度為220°C?230°C。
9.根據權利要求1所述的一種耐高溫抗磨損彩塗板的製備方法，其特徵在於，在步驟8)中，所述烘箱烘烤II的溫度為214°C?218°C。
【文檔編號】C09D177/00GK103586180SQ201310534260
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月31日 優先權日:2013年10月31日
【發明者】楊建仁, 秦昌和, 許曲鋒, 周慶豔, 周丹, 張林元 申請人:蘇州揚子江新型材料股份有限公司