一種抗刮耐磨彩色塗層鋼板的製作方法

2023-05-16 06:34:56

專利名稱：：一種抗刮耐磨彩色塗層鋼板的製作方法
技術領域：
：本發明涉及材料
技術領域：
，具體的說，涉及一種抗刮耐磨彩色塗層鋼板。
背景技術：
：彩色塗層鋼板是指在基板上帶有有機塗層的鋼板，一般簡稱為彩塗板，其常用的基板為冷軋基板，熱鍍鋅基板和電鍍鋅基板；常用的塗層有聚脂、矽改性聚脂，偏聚二氟乙烯和塑料溶膠等。彩色塗層鋼板具有耐蝕性好，色彩鮮豔，外觀美觀，加工成型方便，強度高，成本較低等優點，廣泛用於建築家電和交通運輸等行業，特別是建築業，主要用做鋼結構廠房、機場、庫房和冷庫等工業及商業建築的屋頂牆面和門等。經過二十多年的發展歷史，彩色塗層鋼板行業在我國得到極大發展，其產量以每年平均40%的速度增長，我國已成為世界彩色塗層鋼板生產大國。但我國的彩鋼產品的質量還處於低端，其耐久性、表觀性以及功能性與國外同類產品還有一定的差距。傳統彩色塗層鋼板是以鍍鋅或鍍鋁鋅基板為基材，經預處理脫脂、塗化學轉化膜、塗底背漆、塗面漆後二次烘烤而成。普通彩色塗層鋼板以環氧或聚酯或聚氨酯樹脂作為底漆的主要成膜物質，以聚酯或矽改性樹脂或其他樹脂作為面漆的主要成膜物質。根據產品用途的不同對底面漆塗料成分相應搭配以滿足不同使用場合對塗膜的性能要求。建築廠房用彩色塗層鋼板要求漆膜具有良好的耐候性即長期使用性能，較高的硬度以避免加工使用過程中的劃傷，常用的物理性能指標為鉛筆硬度》2H;T彎《3T;MEK》100次；耐鹽霧性能符合相應國家標準；而家電板使用的塗層鋼板要求漆膜具有良好的折彎加3工性能和柔軔性、良好的漆膜附著力，常用的物理性能指標為T彎<1T;附著力(劃格法)0級；鉛筆硬度F級以上；MEK》50次。此兩類彩色塗層鋼板為目前最常用和典型的應用實例，前者即建築用彩色塗層鋼板，當其用於需要彎曲加工產品時，因其T彎性能較差，漆膜硬度較高而易發生漆膜的開裂和爆漆；後者即家電用彩色塗層鋼板，當其用於需要防摩擦、防刮傷產品時，因其漆膜較軟而在加工或使用過程中極易損壞。隨著經濟的發展和生活水平的提高，彩色塗層鋼板的應用領域不斷擴大，目前高檔彩色塗層鋼板已越來越被建材行業如高潔淨廠房、冷庫、立體車庫等採用；也被用於部分電器如機頂盒、部分家電用板如冰箱冷櫃背側板、太陽能熱水器集水箱等，以及船舶裝飾、室內裝飾和家具行業等。在這些應用場合，不但要求彩色塗層鋼板具有良好的彎曲加工性能，同時要求其具有優良的抗刮耐磨性能、優良的長期使用性能以及美麗的外觀。因此，有必要提供一種抗刮耐磨的彩色塗層鋼板。
發明內容本發明的目的在於克服上述彩色塗層鋼板的不足，提供一種既能滿足複雜彎曲加工性能要求同時漆膜又具有顯著抗刮耐磨特性，以及具有優良的長期使用性能和美麗外觀的彩色塗層鋼板。本發明所述的抗刮耐磨的彩色塗層鋼板，是以鍍鋅或鍍鋁鋅基板為基材，從其芯部到外部，依次包括基材層、鍍鋅或鍍鋁鋅層、化學轉化層和彩塗層，其中，所述鍍鋅或鍍鋁鋅層和所述化學轉化層為粗糙面接觸。所述粗糙面接觸是指在鍍鋅或鍍鉬鋅基板的表面為粗糙表面，然後將化學轉化層塗覆在該粗糙表面，以提高所述鍍鋅或鍍鋁鋅層、與所述化學轉化層之間的結合力。所述彩塗層包括底塗層和背塗層，是由氨基改性環氧樹脂構成的塗層，所述底塗層和背塗層分別位於彩色塗層鋼板的外表面和內表面；所述背塗層的厚度為5-12pm，其組成了彩色塗層鋼板內表面的彩塗層；所述底塗層的厚度為46pm;所述彩塗層還包括面塗層，其位於所述底塗層的外表面；所述面塗層是由聚醯胺改性聚酯樹脂構成的塗層，其與所述底塗層共同組成彩色塗層鋼板外表面的所述彩塗層。所述面塗層的厚度為15~2(Him;所述粗糙表面可通過本領域常用的製備方法製得，如腐蝕、磨砂處理等，優選釆用毛刷輥研磨的方式，完全去除鍍鋅或鍍鋁鋅層表面的鈍化層及板面油汙斑，並對鋅層最外表層輕微研磨，以至露出初生態鋅層或鋁鋅層；從表觀上看，完全去除黃色鈍化層,露出鋅白色(初生態鋅層或鋁鋅層)，大大提高化學轉化層的附著力。具體的說，選用尼龍絲作為毛刷材料，刷輥由電機驅動與鋼板運行方向作反向轉動，尼龍絲與鋼板輕微接觸，接觸力以不破壞鍍鋅或鍍鋁鋅層為準，直至完全去除鍍鋅或鍍鋁鋅層表面的鈍化層及板面油汙斑，並對鋅層最外表層輕微研磨，以至露出初生態鋅層或鍋鋅層。本發明所述的抗刮耐磨的彩色塗層鋼板，以鍍鋅或鍍鋁鋅基板為基材,釆用以下步驟製備l)噴淋脫脂；2)毛刷輥研磨；3)塗敷化學轉化膜，烘乾；4)輥塗底漆、背漆，烘烤；5)輥塗面漆，烘烤成型。在所述步驟2)之後，所述步驟3)之前，還包括ii)脫脂；步驟ii)所述脫脂是為了將基板上可能在處理過程中引入的油脂完全清洗乾淨，可釆用本領域常用的方法進行，也可採用噴淋法。為保證基板的清潔，在所述步驟ii)之後，所述步驟3)之前，還包括iii)水洗；步驟iii)所述水洗可進行多次，優選3-4次。所述毛刷輥研磨是將毛刷輥置於噴淋脫脂處理後的鍍鋅或鍍鋁鋅基板的表面，驅動且驅動方向與基板運動方向相反，進行研磨，直至完全去除鍍鋅或鍍鋁鋅層表面的鈍化層及板面油汙斑，並對鋅層最外表層輕微研磨，以至露出初生態鋅層或鋁鋅層；從表觀上看，完全去除黃色鈍化層，露出鋅白色(初生態鋅層或鋁鋅層)，然後塗覆化學轉化層，大大提高化學轉化層的附著力。釆用毛刷輥研磨，一是能夠清除殘存油汙達到清潔基材表面的目的，二是可以破壞鍍鋅基板表面的鈍化層露出初始態鋅層，因為鈍化層的存在將大大降低化學轉化膜及底漆與基材的附著力。經過毛刷輥輕微研磨後塗覆一層化學轉化膜再塗一層底漆，底漆與基材的結合力將得到極大提高。所述毛刷輥可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。需要注意當毛刷輥壓力過大或尼龍絲因老化變硬時會出現"過度研磨"現象，即鍍鋅基板表面會出現線狀劃痕。此時應及時調節毛刷輥壓力或更換毛刷輥。所述底漆和背漆採用氨基改性環氧樹脂，烘烤溫度為PMT224232°C,漆膜厚度為底漆46pm,背漆512pm，既保留了環氧樹脂良好的封閉特性以及優良的附著力，又具有釆用氨基改性後樹脂的柔韌性；所述面漆釆用聚醯胺改性聚酯樹脂，面塗烘烤溫度為PMT216224。C,漆膜厚度為1520nm,此樹脂具有較高的硬度以及砂面效果，因此面漆塗層具有良好的抗刮耐磨效果。步驟l)所述噴淋脫脂的噴淋壓力可根據過板長度和流量不同選擇，優選1.5-2.5kg/cm二，有效噴淋時間為812秒；所用槽液溫度控制在55士5。C;所述化學轉化膜釆用本領域常用的鉻酸鹽皮膜(鉻酸鹽與鋅形成金屬螯合物)，其烘乾溫度為8010(TC;本發明通過對彩色塗層鋼板的結構改進，大大提高了塗層的附著力；結合對面漆和底漆的配合使用，製備得到所述的抗刮耐磨彩色塗層鋼板，其優點主要有1.具有優良的抗刮耐磨特性。釆用此彩板製成的產品在反覆摺疊、互相摩擦的使用環境下，其使用壽命顯著高於普通彩色塗層鋼板;2.具有良好的彎曲加工性能。在各種複雜加工條件下，塗層不開裂、不剝離；3.表面具有良好的砂面視覺效果。而且，本發明的製備方法簡單有效，設備投入少，成本低，非常適合於大工業生產。圖l抗刮耐磨彩色塗層鋼板剖面結構示意圖，1:基板；2、2':鍍鋅或鍍鋁鋅層；3、3':化學轉化層；4:底塗層；5:背塗層；6:面塗層。圖2毛刷輥研磨示意圖。具體實施例方式以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。實施例l釆用鍍鋁鋅基板為基材，抗刮耐磨彩色塗層鋼板的連續自動化生產工藝流程如下所示開卷—噴淋脫脂I—毛刷輥研磨—脫脂II—三道水洗—化學轉化膜—烘乾—底塗/背塗—烘烤—冷卻i—面塗—烘烤—冷卻n—檢驗—收卷。噴淋脫脂I釆用鹼性脫脂法，主要成分為氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸三鈉、矽酸鈉等以及表面活性劑組成，槽液溫度控制在55士5。C;噴淋壓力2.0kg/cm^有效噴淋時間為10秒；脫脂II是將上述鹼液衝洗板材；三道水洗中，第一、二道釆用軟化水，第三道水洗釆用去離子水以保證基板表面清潔度；毛刷輥研磨是將毛刷輥置於噴淋脫脂處理後的鍍鋅或鍍鋁鋅基板的表面，驅動且驅動方向與基板運動方向相反，進行研磨，直至完全去除黃色鈍化層及板面油汙斑，並對鋅層最外表層輕微研磨，以至露出鋅白色，過程見圖2所示。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(鍍鋅基板表面不會出現線狀劃痕)。化學轉化膜採用鉻酸鹽皮膜，烘乾溫度為10(TC;控制底塗/背塗的烘烤溫度為PMT224-232'C，漆膜厚度為底塗5士lnm，背塗厚度為8土lnm;面塗烘烤溫度為PMT216~224°C，漆膜厚度為18士lpm，其結構示意圖見圖l所示，從其芯部到外部，得到包括基板l;鍍鋅或鍍鋁鋅層2、2';化學轉化層3、3';底塗層4;背塗層5;面塗層6的抗刮耐磨彩塗層鋼板。以表l所列項目對該抗刮耐磨彩色塗層鋼板進行性能指標檢測表l彩色塗層鋼板性能指標檢測tableseeoriginaldocumentpage8結果見表2:顯然，經過毛刷輥的粗糙處理後，塗層的附著力大大增加。表2抗刮耐磨彩色塗層鋼板性能測試結果序號檢驗項目技術要求實測結果備註1塗層厚度試驗方法GB/T13448—2006260°光澤度，353鉛筆硬度幼4H4彎曲試驗OT反向衝擊9J，塗層無脫落OK6附著力1級o級劃格法7耐磨耗試驗1、200轉時，磨耗量SlOmg2、2000轉時漆膜下鋼板未露符合要求試驗方法JM—I型磨耗儀，參考GB/T1768—79(89)，砝碼重量500gx2釆用同樣的方法測定未經毛刷輥研磨的重塗油或鈍化後的鍍鋅基板製備的彩鋼板的相關性能，與毛刷研磨後的彩鋼板指標相比，其附著力和T彎性能明顯較差，具體結果見表3:表3經毛刷輥研磨與未研磨彩塗產品性能對比序號檢驗項目技術要求實測結果備註研磨未研磨1塗層厚度21nm試驗方法GB/T13448一2006260°光澤度54035353鉛筆硬度4H4H4彎曲試驗^1TOT3T反向衝擊9J,塗層無脫落OKOK6附著力1級o級2級劃格法採用氨基改性環氧樹脂塗料作底漆及聚醯胺改性聚酯樹脂塗料作面漆製成的抗刮耐磨彩鋼板，其各項性能指標與普通環氧樹脂塗料作底漆、聚酯樹脂塗料作面漆或以聚酯(或聚氨酯)塗料為底漆、聚酯塗料為面漆製成的彩鋼板進行性能對比，結果見表4:表4不同塗料彩鋼板性能對比tableseeoriginaldocumentpage10注(1)氨基改性環氧底漆、聚醯胺改性聚酯面漆(2)環氧底漆、聚酯面漆(3)聚酯(聚氨酯)底漆、聚酯面漆從表4可看出，當底面漆採用上表(2)組合時，彩板T彎性能較差，硬度不夠高；當釆用(3)組合時，漆膜附著力較差，硬度同樣偏低，顯然，釆用氨基改性環氧樹脂塗料作底漆及聚醯胺改性聚酯樹脂塗料作面漆製成的抗刮耐磨彩鋼板，其各項性能指標更為優越。權利要求1、一種抗刮耐磨的彩色塗層鋼板，以鍍鋅或鍍鋁鋅基板為基材，從其芯部到外部，依次包括基材層、鍍鋅或鍍鋁鋅層、化學轉化層和彩塗層，其中，所述鍍鋅或鍍鋁鋅層和所述化學轉化層為粗糙面接觸。2、如權利要求1所述的彩色塗層鋼板，其特徵在於，所述粗糙面接觸是指在鍍鋅或鍍鋁鋅層的外表面為粗糙表面，然後將化學轉化層塗覆在該粗糙表面。3、如權利要求l所述的彩色塗層鋼板，其特徵在於，所述彩塗層包括底塗層和背塗層，所述底塗層和背塗層分別位於彩色塗層鋼板的外表面和內表面，是由氨基改性環氧樹脂構成的塗層；4、如權利要求3所述的彩色塗層鋼板，其特徵在於，所述背塗層的厚度為512pm。5、如權利要求3所述的彩色塗層鋼板，其特徵在於，所述底塗層的厚度為4~6pm。6、如權利要求3所述的彩色塗層鋼板，其特徵在於，所述彩塗層還包括面塗層，其位於所述底塗層的外表面；所述面塗層是由聚醯胺改性聚酯樹脂構成的塗層，其與所述底塗層共同組成彩色塗層鋼板外表面的所述彩塗層。7、如權利要求6所述的彩色塗層鋼板，其特徵在於，所述面塗層的厚度為15~20|iim。8、如權利要求2所述的彩色塗層鋼板，其特徵在於，所述粗糙表面釆用毛刷輥研磨的方式製得。9、如權利要求8所述的彩色塗層鋼板，其特徵在於，所述毛刷輥研磨是將毛刷輥置於噴淋脫脂處理後的鍍鋅或鍍鋁鋅基板的表面，驅動且驅動方向與基板運動方向相反，進行研磨，直至完全去除黃色鈍化層並露出初生態鋅層或鋁鋅層。全文摘要本發明涉及一種抗刮耐磨的彩色塗層鋼板。本發明所述的彩色塗層鋼板以鍍鋅或鍍鋁鋅基板為基材，從其芯部到外部，依次包括基材層、鍍鋅或鍍鋁鋅層、化學轉化層和彩塗層，其中，所述鍍鋅或鍍鋁鋅層和所述化學轉化層為粗糙面接觸。本發明通過對彩色塗層鋼板的結構改進，大大提高了塗層的附著力，所述的抗刮耐磨彩色塗層鋼板，其優點主要有1.具有優良的抗刮耐磨特性採用此彩板製成的產品在反覆摺疊、互相摩擦的使用環境下，其使用壽命顯著高於普通彩色塗層鋼板；2.具有良好的彎曲加工性能在各種複雜加工條件下，塗層不開裂、不剝離；3.表面具有良好的砂面視覺效果。文檔編號B44C5/00GK101659175SQ20091009197公開日2010年3月3日申請日期2009年9月2日優先權日2009年9月2日發明者楊建仁申請人:蘇州揚子江新型材料股份有限公司