CN103586179B - 一种耐磨耐火彩色涂层钢板的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐磨耐火彩色涂层钢板的制备方法，以镀锌或镀铝锌的基板为基材，采用以下步骤制备：1)脱脂；2)毛刷辊研磨；3)辊涂钝化层，烘干；4)辊涂底漆；5)辊涂背漆；6)烘烤；7)辊涂面漆，烘烤成型；步骤1)中采用超声波脱脂；在步骤7)中采用红外烘烤。本案所公开的一种耐磨耐火彩色涂层钢板的制备方法，用其制造出的钢板不仅自身具有良好的弯曲加工性能，在复杂操作条件，如高温条件下涂层不开裂，不剥离，而且钢板涂层具有显著的耐磨损、耐高温、耐火及耐腐蚀的特性。

Description

一种耐磨耐火彩色涂层钢板的制备方法

技术领域

本发明涉及一种材料技术领域，特别涉及一种耐磨耐火彩色涂层钢板的制备方法。

背景技术

彩色涂层钢板是一种复合材料，主要由基板和涂料组成，兼有钢板和有机材料两者的优点，既有钢板的机械强度和易成型的性能，又有有机材料良好的装饰性、耐腐蚀性、美观等优点，起到了以钢代木、高效施工、节约能源等良好效果，因而成为建筑业、造船业、家具行业、车辆制造业、电气行业的新型装饰材料。目前，彩色涂层钢板主要是以冷轧钢板、电镀锌钢板或热镀钢板为基板，经表面脱脂、磷化、络酸盐处理后，相继辊涂各种有机涂料经烘烤而制成的产品。涂层可采用聚酯、硅性树脂、氟树脂等，彩色涂层钢板的强度主要取决于基板材料和厚度，耐久性主要取决于镀层(镀锌量318g／m²)和表面涂层。

近几年，我国的彩色涂层钢板行业得到突飞猛进的发展，以热镀锌或镀铝锌钢板为基材的彩色涂层钢板产量以每年平均40％的速度增长，尽管如此，随着工业水平的不断发展，单一的产品型式存在外观单一、性能单一的局限，促使彩色涂层钢板朝着多功能化、无毒环保方向发展，从而满足娱乐场所、船舶、艺术馆等的内装饰以及工厂厂房、部分家电用板等场合的多功能要求。

镀铝锌钢板的耐腐蚀能力是镀锌钢板的2～6倍，又由于其具有热镀锌板和热镀铝板无可与其媲美的耐水腐蚀性，还由于其具有拔萃的耐热抗氧化性而得以在300℃下长期使用不变色并且在500℃左右长期使用仍能表现出良好的耐水、耐土壤腐蚀能力，因而被广泛用作诸如烟囱、输送高温介质的管道、高温炉具、烤箱、汽车尾气排放管和各类催化换热器的防热隔热罩等的材料。但是，应用于上述未提及产品和场合中的镀铝锌钢板在温度达到550℃以上时，漆膜会因冷热交替而脆化，出现爆漆，龟裂，从而影响产品质量。

纳米二氧化锆是一类新兴崛起的材料，它外观为白色粉末，在力学、热学、摩擦学等方面具有优良的性能，纳米二氧化锆是纳米涂层材料得以应用的基础。就目前市场而言，纳米二氧化锆涂料还有很大的市场开发和应用前景。

因此，开发在高温环境下能够表现出卓越的防腐蚀、高耐磨效果而藉以满足在高温环境下长时间连续工作要求的镀铝锌钢板具有积极意义和巨大的商业价值。

发明内容

针对上述产品中存在的待改进之处，本发明提供一种耐磨耐火彩色涂层钢板的制备方法，旨在生产出既能满足复杂弯曲加工性能要求，同时漆膜又具有显著耐磨损、耐高温、耐腐蚀特性的复合钢板。

本发明所提供的一种耐磨耐火彩色涂层钢板的制备方法，以镀锌或镀铝锌的基板为基材，采用以下步骤制备：1)脱脂；2)毛刷辊研磨；3)辊涂钝化层，烘干；4)辊涂底漆；5)辊涂背漆；6)烘烤；7)辊涂面漆，烘烤成型；

在步骤1)中采用超声波脱脂，所述基材被匀速夹送至并经过超声池，所述超声池包括一个不锈钢槽、一个超声波发生器，所述超声池中设有脱脂剂，所述脱脂剂的温度设置在20℃～30℃，所述脱脂剂的化学组成为16wt％硅酸钠、2wt％氢氧化钠、1.5wt％氢氧化钾、2.5wt％乙二醇单甲醚、1.5wt％聚丙三醇、12wt％十二烷基苯磺酸钠、1wt％苯甲酸钠、0.5wt％消泡剂，余量为水；

在步骤7)中采用红外烘烤，所述红外烘烤是在烘箱内完成，所述烘箱水平两端设有夹送钢板进出的开口，底部和顶部均设有若干个能斯特灯，所述能斯特灯设置为可上下浮动结构，其可用于调节与所需烘烤钢板的距离，所述距离可在2cm～40cm范围内自由调节，所述能斯特灯的照射宽度宽于所需烘烤的钢板宽度，所述能斯特灯四周及中间位置共设有五个温控探头。

优选地，所述的一种耐磨耐火彩色涂层钢板的制备方法，所述毛刷辊研磨是将毛刷辊置于超声波脱脂处理后的镀锌或镀铝锌的钢板的表面，驱动且驱动方向与钢板运动方向相反，进行研磨，直至完全去除镀锌或镀铝锌表面的氧化层及板面油污，并对锌层最外表面层轻微研磨，以至露出初生态锌层或铝锌层。

优选地，所述的一种耐磨耐火彩色涂层钢板的制备方法，在所述步骤2)之后，所述步骤3)之前，还包括喷淋脱脂、水洗。

优选地，所述的一种耐磨耐火彩色涂层钢板的制备方法，其特征在于，所述毛刷辊选用尼龙丝作为毛刷材料。

优选地，所述的一种耐磨耐火彩色涂层钢板的制备方法，其特征在于，所述钝化层为六价铬酸盐皮膜。

优选地，所述的一种耐磨耐火彩色涂层钢板的制备方法，其特征在于，所述底漆为氨基改性环氧树脂或聚氨酯，厚度为4～6um，烘烤温度为224℃～232℃。

优选地，所述的一种耐磨耐火彩色涂层钢板的制备方法，其特征在于，所述背漆为改性聚偏氟乙烯，厚度为5～12um，烘烤温度为216℃～224℃。

优选地，所述的一种耐磨耐火彩色涂层钢板的制备方法，其特征在于，所述面漆为纳米二氧化锆共混改性的聚酰胺树脂，所述纳米二氧化锆颗粒粒径为50nm～100nm，所述聚酰胺树脂中纳米二氧化锆的含量为0.5wt％～1.5wt％，所述面漆厚度为20～25um。

本发明通过对彩色涂层钢板制备方法的改进，不仅使制作出的钢板自身具有良好的弯曲加工性能，在复杂操作条件，如高温条件下涂层不开裂，不剥离，而且使得钢板表面具有显著卓越的耐磨损、耐高温、耐火及耐腐蚀的特性。

附图说明

图1为按本发明方法所制造出的一种耐磨耐火彩色涂层钢板剖面结构示意图：面漆1；底漆2；第一钝化层3；第一镀锌或镀铝锌层4；基板5；第二镀锌或镀铝锌层6；第二钝化层7；背漆8。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

实施例1

采用镀锌或镀铝锌基板为基材，耐磨耐火彩色涂层钢板自动化生产工艺流程如下：开卷→脱脂I→毛刷辊研磨→脱脂II→水洗→辊涂钝化层→烘干→辊涂底漆→辊涂背漆→烘烤I→冷却I→辊涂面漆→烘烤II→冷却II→检验→收卷。

脱脂I采用超声波脱脂，基材被匀速夹送至并经过超声池，超声池包括一个不锈钢槽、一个超声波发生器，超声池中设有脱脂剂，脱脂剂的温度设置在20℃～30℃。一般在生产中脱脂剂的温度需在50℃以上才能达到脱脂的效果，而采用超声波脱脂，可利用超声波的振动频率，使得脱脂剂在室温下也能发挥极佳的脱脂效果。脱脂剂的化学组成为16wt％硅酸钠、2wt％氢氧化钠、1.5wt％氢氧化钾、2.5wt％乙二醇单甲醚、1.5wt％聚丙三醇、12wt％十二烷基苯磺酸钠、1wt％苯甲酸钠、0.5wt％消泡剂，余量为水。

毛刷辊研磨是将毛刷辊置于超声波脱脂处理后的镀锌或镀铝锌的钢板的表面，驱动且驱动方向与钢板运动方向相反，进行研磨，直至完全去除镀锌或镀铝锌表面的氧化层及板面油污，并对锌层最外表面层轻微研磨，以至露出初生态锌层或铝锌层。毛刷辊选用尼龙丝作为毛刷材料，尼龙丝与钢板轻微接触，接触力以不破坏锌层为标准。

脱脂II采用喷淋脱脂，脱脂剂主要成分是氢氧化钠、碳酸钠等碱性物质，脱脂剂温度控制在50℃～60℃，喷淋压力为2.0kg／cm²，喷淋时间为10～20秒。

水洗分为三道水洗，第一、二道采用软化水，第三道水洗采用去离子水以保证基板表面的清洁度。

钝化层成分为六价铬酸盐皮膜，烘干在普通电热烘箱内完成，温度为90℃～110℃。

辊涂氨基改性环氧树脂或聚氨酯作为底漆，厚度为4～6um。

辊涂改性聚偏氟乙烯作为背漆，厚度为5～12μm。

烘烤I的温度为216℃～232℃，烘烤时间可根据夹送辊转速改变，本实施例中烘烤时间优选为10～20秒。

冷却I采用鼓风机鼓冷风冷却，冷却II采用向基板底部喷淋去离子水冷却，喷淋压力为3.0kg／cm²，喷淋时间为15～30秒。

辊涂纳米二氧化锆共混改性的聚酰胺树脂作为面漆，纳米二氧化锆颗粒粒径为50nm～100nm，优选为70nm～80nm，聚酰胺树脂中纳米二氧化锆的含量为0.5wt％～1.5wt％，面漆厚度为20～25μm。

烘烤II采用红外烘烤，红外烘烤是在烘箱内完成，烘箱水平两端设有夹送钢板进出的开口，底部和顶部均设有若干个能斯特灯，所述能斯特灯设置为可上下浮动结构，其可用于调节与所需烘烤钢板的距离，该距离可在2cm～40cm范围内自由调节，能斯特灯的照射宽度宽于所需烘烤的钢板宽度，能斯特灯四周及中间位置共设有五个温控探头，其中四个角落各设有一个，中心处设有一个。红外烘烤温度优选为190℃～210℃，烘烤时间优选为25～40秒。采用红外烘烤的方式，比一般采用燃烧天然气的烘箱烘烤更节能环保，而且相较于高温快速烘烤，在该温度范围、该时间范围内烘烤，对漆膜成型更有利，所获漆膜质量更高。

由上述实施例获得的一种耐磨耐火彩色涂层钢板可耐850℃以上的高温，铅笔硬度>3H，弯曲试验<1T，耐磨耗实验结果：200转时，磨耗量≤10mg，2500转时漆膜下钢板未露；经5wt％氯化钠中性盐雾试验550小时不生锈，不剥落。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种耐磨耐火彩色涂层钢板的制备方法，以镀锌或镀铝锌的基板为基材，采用以下步骤制备：1)脱脂；2)毛刷辊研磨；3)辊涂钝化层，烘干；4)辊涂底漆；5)辊涂背漆；6)烘烤；7)辊涂面漆，烘烤成型；其特征在于：

在步骤1)中采用超声波脱脂，所述基材被匀速夹送至并经过超声池，所述超声池包括一个不锈钢槽、一个超声波发生器，所述超声池中设有脱脂剂，所述脱脂剂的温度设置在20℃～30℃，所述脱脂剂的化学组成为16wt％硅酸钠、2wt％氢氧化钠、1.5wt％氢氧化钾、2.5wt％乙二醇单甲醚、1.5wt％聚丙三醇、12wt％十二烷基苯磺酸钠、1wt％苯甲酸钠、0.5wt％消泡剂，余量为水；

在步骤7)中采用红外烘烤，所述红外烘烤是在烘箱内完成，所述烘箱水平两端设有夹送钢板进出的开口，底部和顶部均设有若干个能斯特灯，所述能斯特灯设置为可上下浮动结构，其可用于调节与所需烘烤钢板的距离，所述距离可在2cm～40cm范围内自由调节，所述能斯特灯的照射宽度宽于所需烘烤的钢板宽度，所述能斯特灯四周及中间位置共设有五个温控探头；

所述面漆为纳米二氧化锆共混改性的聚酰胺树脂，所述纳米二氧化锆颗粒粒径为50nm～100nm，所述聚酰胺树脂中纳米二氧化锆的含量为0.5wt％～1.5wt％，所述面漆厚度为20～25μm。

2.根据权利要求1所述的一种耐磨耐火彩色涂层钢板的制备方法，其特征在于，所述毛刷辊研磨是将毛刷辊置于超声波脱脂处理后的镀锌或镀铝锌的钢板的表面，驱动且驱动方向与钢板运动方向相反，进行研磨，直至完全去除镀锌或镀铝锌表面的氧化层及板面油污，并对锌层最外表面层轻微研磨，以至露出初生态锌层或铝锌层。

3.根据权利要求1所述的一种耐磨耐火彩色涂层钢板的制备方法，其特征在于，在所述步骤2)之后，所述步骤3)之前，还包括喷淋脱脂、水洗。

4.根据权利要求1所述的一种耐磨耐火彩色涂层钢板的制备方法，其特征在于，所述毛刷辊选用尼龙丝作为毛刷材料。

5.根据权利要求1所述的一种耐磨耐火彩色涂层钢板的制备方法，其特征在于，所述钝化层为六价铬酸盐皮膜。

6.根据权利要求1所述的一种耐磨耐火彩色涂层钢板的制备方法，其特征在于，所述底漆为氨基改性环氧树脂或聚氨酯，厚度为4～6μm，烘烤温度为224℃～232℃。

7.根据权利要求1所述的一种耐磨耐火彩色涂层钢板的制备方法，其特征在于，所述背漆为改性聚偏氟乙烯，厚度为5～12μm，烘烤温度为216℃～224℃。