CN103600526B

CN103600526B - 一种耐磨耐火彩色涂层钢板

Info

Publication number: CN103600526B
Application number: CN201310534690.4A
Authority: CN
Inventors: 杨建仁; 秦昌和; 许曲锋; 周庆艳; 周丹; 张林元
Original assignee: Suzhou Yangtze New Materials Co Ltd
Current assignee: Suzhou Yangtze New Materials Co Ltd
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2015-09-09
Anticipated expiration: 2033-10-31
Also published as: CN103600526A

Abstract

本发明公开了一种耐磨耐火彩色涂层钢板，包括基板、第一纳米金属镀层、第一钝化层、底涂层、面涂层、第二纳米金属镀层、第二钝化层、背涂层；基板上表面从下到上依次设有第一金属镀层、第一钝化层、底涂层及面涂层；基板下表面从上到下依次设有第二金属镀层、第二钝化层、背涂层。本案所公开的一种耐磨耐火彩色涂层钢板，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

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。

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，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。

本发明所提供的一种耐磨耐火彩色涂层钢板，包括：基板、第一纳米金属镀层、第一钝化层、底涂层、面涂层、第二纳米金属镀层、第二钝化层、背涂层；

所述基板上表面从下到上依次设有第一纳米金属镀层、第一钝化层、底涂层及面涂层；所述基板下表面从上到下依次设有第二纳米金属镀层、第二钝化层、背涂层；

所述面涂层材料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1.5wt％～2.5wt％，所述面涂层厚度为18～22μm；

所述第一纳米金属镀层是含纳米金属氧化物及纳米非金属碳化物的铝锌钛合金，所述第一纳米金属镀层厚度为8～12μm；

所述第二纳米金属镀层是含纳米金属氧化物及纳米非金属氧化物的铝锌硅合金，所述第二纳米金属镀层厚度为6～10μm。

优选地，所述的一种耐磨耐火彩色涂层钢板，所述锌铝钛合金的化学组成为0.5wt％～1wt％纳米Al₂O₃、0.2wt％～0.6wt％纳米SiC、92wt％～94wt％Zn、2.4wt％～5wt％Al、1wt％～2wt％Ti，各组分含量总和为100wt％，所述纳米Al₂O₃颗粒粒径为10nm～60nm，所述纳米SiC颗粒粒径为40nm～100nm。

优选地，所述的一种耐磨耐火彩色涂层钢板，所述锌铝硅合金的化学组成为0.5wt％～2wt％纳米Al₂O₃、0.5wt％～1wt％纳米SiO₂、93wt％～95wt％Zn、3.4wt％～5wt％Al、1wt％～2wt％Si，各组分含量总和为100wt％，所述纳米Al₂O₃颗粒粒径为10nm～60nm，所述纳米SiO₂颗粒粒径为20nm～90nm。

优选地，所述的一种耐磨耐火彩色涂层钢板，所述第一钝化层、第二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，所述底涂层为氨基改性环氧树脂或聚氨酯，厚度为4～6μm。

优选地，所述的一种耐磨耐火彩色涂层钢板，所述背涂层为改性聚偏氟乙烯，厚度为5～12μm。

本发明通过对彩色涂层钢板的改进，不仅使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的耐磨损、耐高温、耐火及耐腐蚀的特性。

附图说明

图1为本发明所述的一种耐磨耐火彩色涂层钢板剖面结构示意图。

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。

请参见图1，其说明本发明一实施例的一种耐磨耐火彩色涂层钢板，包括面涂层1、底涂层2、第一钝化层3、第一纳米金属镀层4、基板5、第二纳米金属镀层6、第二钝化层7和背涂层8；

基板5上表面从下到上依次设有第一纳米金属镀层4、第一钝化层3、底涂层2、面涂层1，基板5下表面从上到下顺次设有第二纳米金属镀层6、第二钝化层7和背涂层8。

第一纳米金属镀层4是含纳米金属氧化物及纳米非金属碳化物的铝锌钛合金，镀层厚度优选为8～12μm；锌铝钛合金的化学组成为0.5wt％～1wt％纳米Al₂O₃、0.2wt％～0.6wt％纳米SiC、92wt％～94wt％Zn、2.4wt％～5wt％Al、1wt％～2wt％Ti，各组分含量总和为100wt％，纳米Al₂O₃颗粒粒径为10nm～60nm，纳米SiC颗粒粒径为40nm～100nm。

第二纳米金属镀层6是含纳米金属氧化物及纳米非金属氧化物的铝锌硅合金，镀层厚度优选为6～10μm；锌铝硅合金的化学组成为0.5wt％～2wt％纳米Al₂O₃、0.5wt％～1wt％纳米SiO₂、93wt％～95wt％Zn、3.4wt％～5wt％Al，1wt％～2wt％Si，各组分含量总和为100wt％，纳米Al₂O₃颗粒粒径为10nm～60nm，纳米SiO₂颗粒粒径为20nm～90nm。

第一钝化层3和第二钝化层7材料为六价铬酸盐皮膜，底涂层2材料为氨基改性环氧树脂或聚氨酯，厚度为4～6μm；背涂层8材料为改性聚偏氟乙烯，厚度为5～12μm。面涂层1材料为纳米二氧化锆共混改性的聚酰胺树脂，纳米二氧化锆含量为1.5wt％～2.5wt％，面涂层厚度为18～22μm。

本发明所述的一种耐磨耐火彩色涂层钢板，以镀锌或镀铝锌基板为基材，采用以下步骤制备：1)喷淋脱脂；2)涂敷化学转化膜，烘干；3)辊涂氨基改性环氧树脂或聚氨酯作为底涂层，辊涂改性聚偏氟乙烯作为背涂层，烘烤；4)辊涂纳米二氧化锆共混改性的聚酰胺树脂作为面涂层，烘烤成型。

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

(1)含纳米金属合金的镀层钢板的制备：(I)基板5清洗，选择表面完好无暇的冷轧钢板，对其进行碱洗、电解清洗，以去除表面油污和氧化层，随后烘干进行涂覆；(II)涂覆，采用浸渍提拉法将第一镀层材料涂覆到基板一侧，形成第一纳米金属镀层4，而后采用浸渍提拉法将第二镀层材料涂覆到基板另一侧，形成第二纳米金属镀层6，在本实施例中，第一纳米金属镀层4的厚度为10μm，第二纳米金属镀层6的厚度为8μm；其中，第一纳米金属镀层4是含纳米金属氧化物及纳米非金属碳化物的铝锌钛合金，化学组成为0.75wt％纳米Al₂O₃、0.4wt％纳米SiC、93wt％Zn、4wt％Al、1.85wt％Ti，纳米Al₂O₃颗粒粒径为10nm～60nm，纳米SiC颗粒粒径为40nm～100nm；第二纳米金属镀层6是含纳米金属氧化物及纳米非金属氧化物的铝锌硅合金，化学组成为1wt％纳米Al₂O₃、0.5wt％纳米SiO₂、94wt％Zn、3.5wt％Al，1wt％Si，纳米Al₂O₃颗粒粒径为10nm～60nm，纳米SiO₂颗粒粒径为20nm～90nm。

(2)采用上述制得的镀层钢板为基材，一种耐磨耐火彩色涂层钢板采用以下步骤制备：

(I)喷淋脱脂；(II)涂敷六价铬酸盐皮膜形成第一钝化膜和第二钝化膜，烘干温度为80℃；(III)辊涂氨基改性环氧树脂作为底涂层，辊涂改性聚偏氟乙烯作为背涂层，控制底涂层／背涂层的烘烤温度为PMT224～232℃，底涂层厚度为4μm，背涂层厚度为5μm；(Ⅳ)将1.5wt％的纳米二氧化锆加入到聚酰胺树脂作为面涂层，烘烤温度为PMT216～224℃，面涂层厚度为18μm。

实施例2

(1)含纳米金属合金的镀层钢板的制备同实施例1；

(I)喷淋脱脂；(II)涂敷六价铬酸盐皮膜形成第一钝化膜和第二钝化膜，烘干温度为100℃；(III)辊涂聚氨酯树脂作为底涂层，辊涂改性聚偏氟乙烯作为背涂层，控制底涂层／背涂层的烘烤温度为PMT224～232℃，底涂层厚度为6μm，背涂层厚度为12μm；(Ⅳ)将2.5wt％的纳米二氧化锆加入到聚酰胺树脂作为面涂层，烘烤温度为PMT216～224℃，面涂层厚度为22μm。

由上述实施例1或2获得的一种耐磨耐火彩色涂层钢板可耐900℃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≤5mg，2500转时漆膜下钢板未露；经5wt％氯化钠中性盐雾试验600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

1.一种耐磨耐火彩色涂层钢板，其特征在于，包括：基板、第一纳米金属镀层、第一钝化层、底涂层、面涂层、第二纳米金属镀层、第二钝化层、背涂层；

所述第二纳米金属镀层是含纳米金属氧化物及纳米非金属氧化物的铝锌硅合金，所述第二纳米金属镀层厚度为6～10μm；

所述锌铝钛合金的化学组成为0.5wt％～1wt％纳米Al₂O₃、0.2wt％～0.6wt％纳米SiC、92wt％～94wt％Zn、2.4wt％～5wt％Al、1wt％～2wt％Ti，各组分含量总和为100wt％，所述纳米Al₂O₃颗粒粒径为10nm～60nm，所述纳米SiC颗粒粒径为40nm～100nm。

2.根据权利要求1所述的一种耐磨耐火彩色涂层钢板，其特征在于，所述锌铝硅合金的化学组成为0.5wt％～2wt％纳米Al₂O₃、0.5wt％～1wt％纳米SiO₂、93wt％～95wt％Zn、3.4wt％～5wt％Al、1wt％～2wt％Si，各组分含量总和为100wt％，所述纳米Al₂O₃颗粒粒径为10nm～60nm，所述纳米SiO₂颗粒粒径为20nm～90nm。

3.根据权利要求1所述的一种耐磨耐火彩色涂层钢板，其特征在于，所述第一钝化层、第二钝化层为六价铬酸盐皮膜。

4.根据权利要求1所述的一种耐磨耐火彩色涂层钢板，其特征在于，所述底涂层为氨基改性环氧树脂或聚氨酯，厚度为4～6μm。

5.根据权利要求1所述的一种耐磨耐火彩色涂层钢板，其特征在于，所述背涂层为改性聚偏氟乙烯，厚度为5～12μm。