CN104294974A - 一种水性氟硅仿石纹喷涂铝单板及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水性氟硅仿石纹喷涂铝单板及其制造工艺，属于装饰板材技术领域。该水性氟硅仿石纹喷涂铝单板由下而上依次由钝化层一、铝基板、钝化层二、底漆层、撒点层、清漆层和保护膜层构成，钝化层一和钝化层二分别位于铝基板的底面和表面，在钝化层二上依次喷涂加工底漆层、撒点层和清漆层，最后在清漆层上贴敷可撕裂的保护膜层。本发明所获得的氟硅喷涂铝单板不仅具有质量轻，防火，易安装的特点，而且附着力、硬度、耐冲击性以及耐化学腐蚀性等耐候性均可达到产品标准，兼具了的天然石材与铝单板的优势。
Description
技术领域
本发明涉及一种水性氟硅仿石纹喷涂铝单板及其制造工艺，属于幕墙装饰板材技术领域。
背景技术
天然石材和氟碳喷涂铝单板作为建筑物幕墙的两大重要装饰材料已得到市场的认可，现在市场上的应用已是司空见怪。两类装饰材料的优势明显：天然石材色彩丰富、图案庄重厚实典雅；氟碳喷涂铝单板涂层均匀、色彩多样、耐酸碱、耐沾污性、耐候性、耐化学腐蚀性等性能优异，而且铝单板本身重量轻、刚性好、强度高、加工性能好、工厂成型现场施工便利、回收率高。
但是随着两类产品使用的愈加广泛和认识的深入，其缺点也日渐暴露。天然石材过于厚重，施工难度增加；石材抗风压、耐酸碱侵蚀较差、吸水率高易渗污褪色、过度的石材开发造成环境的破坏甚至资源的枯竭，甚至还存在隐形的高空坠落和放射性元素辐射的危害。而氟碳喷涂铝单板如专利CN102673044 A（立体石纹铝板）、CN 101745494 A（一种高仿真仿石纹氟碳喷涂铝单板生产工艺及检测方法）、CN 201573480 U（氟碳喷涂石纹金属板），其缺点主要是来至于施工过程中有机溶剂挥发造成对喷涂操作人员的健康危害，同时，由于氟碳固化所需烘烤温度较高，生产线速度较低，需消耗大量的能源。
如何做到使建筑物幕墙的装饰既具有天然石材的厚重典雅的装饰效果，又具有喷涂铝单板优异的理化、施工便利性能，并克服两者所存在的缺陷，是建材涂装行业的热门研究课题，本申请案由此产生。
发明内容
为了解决现有技术中石材施工难度大、氟碳喷涂铝单板生产中有害有毒污染环境、能耗大等缺陷，本发明提供一种低能耗、环保性好、性能稳定、耐候性和耐沾污性好的水性氟硅仿石纹喷涂铝单板。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种水性氟硅仿石纹喷涂铝单板，由下而上依次由钝化层一、铝基板、钝化层二、底漆层、撒点层、清漆层和保护膜层构成，钝化层一和钝化层二分别位于铝基板的底面和表面，所述的底漆层为氟硅系列水性涂料喷涂在钝化层二上所形成的厚度为5~15μm的涂层，所述的撒点层为合成树脂乳液、彩色悬浮粒子和助剂配制形成涂料，在底漆层上形成依照真石漆纹路颗粒颜色、大小、方向分布的具有凹凸手感的涂层，所述的清漆层为耐候性涂料形成的厚度为8 ~12μm的透明涂层，所述的保护膜层为防紫外黑白保护膜。
进一步的，作为优选：
所述的铝基板为厚度2-5mm的1系、、、3系、5系等合金铝基板牌号中的一种。
所述的底漆层中，氟硅系列水性涂料是以水溶性氟硅改性聚乙烯醇、醇酸、丙烯酸、环氧树脂、水溶性无机高分子体系中的一种或其组合为基体树脂。
所述的撒点层中，合成树脂乳液为水溶性氟硅改性聚乙烯醇、醇酸、丙烯酸、环氧树脂、水溶性无机高分子体系中的一种，再以水为溶剂；彩色悬浮粒子为高分子聚合物复合或者天然彩砂中的一种；助剂为非离子助剂、分散剂、消泡剂中的一种或多种。合成树脂乳液、水、彩色悬浮粒子、助剂之间的配比约为4:3:2:1。
所述的彩色悬浮粒子是现今技术领先、性能优异的水包水型悬浮粒子，即在水性漆中加入可凝胶化的彩色水溶性涂料制成的烘烤型的多彩涂料，分散剂主要是硅烷偶联剂，消泡剂是有机硅化合物与表面活性剂的复配、聚醚与有机硅的复配、水溶性或油溶性聚醚与含硅聚醚的复配等复配型消泡剂中的一种或组合。
所述的清漆层中，所述的耐候性涂料为硅改性聚酯、氟碳或含氟涂料中的一种，更为优选的，所述的硅改性聚酯是由苯基氯硅烷、甲基氯硅烷或特制有机硅单体与聚酯树脂缩聚而成，具有优异的耐热、耐候、耐油、耐溶剂性、绝缘性能。
本发明的另一目的是提供一种具有上述特征的铝单板的制造工艺。
一种水性氟硅仿石纹喷涂铝单板的制造工艺，包括如下工序：（1）前处理：对铝基板的双面进行钝化预处理，在基板表面形成200~1300mg/m2厚度的钝化层；（2）底漆层制备：经钝化处理后的铝基板表面上喷涂氟硅系列水性涂料，喷涂完毕后，在60-80℃下预热5-10分钟，形成底漆层；整个喷涂流程线速度设定为1.5~2.5m/min。（3）撒点层制备：在预热处理后的底漆层上进行撒点处理，撒点层的成分为合成树脂乳液、水溶剂、彩色悬浮粒子和助剂按照4：3：2：1所形成的混合物，散点喷涂压力为0.1~0.5MPa，撒点处理后在60-80℃下预热5-10分钟后形成撒点层，再将底漆层与撒点层一起升温至100-160℃烘烤15-40分钟进一步烘干固化；（4）清漆层制备：在经工序（3）处理后，再在撒点层上喷涂耐候性涂料，在60-80℃温度下预热5-10分钟后升温至100-160℃烘烤15-30分钟进一步烘干固化；（5）后处理：待后续（4）完成后，温度降至室温，在清漆层上贴覆保护膜。
本发明所提供的水性氟硅仿石纹喷涂铝单板改变了常规喷涂铝单板的色彩单一的缺陷，具有氟碳喷涂铝单板所具有的一切理化性能和优势，同时，其在应用过程中又实现了天然石材独特的庄重、典雅、凹凸手感的装饰效果，丰富了幕墙设计师对石纹图案个性化选择。
（1）本发明所提供的铝单板中，将真石的纹路反影到铝单板上，使铝单板有逼真石材的装饰效果。前处理中，在铝基板的底面和表面分别进行钝化形成钝化层一和钝化层二，不仅清除了铝基板表面的油脂、油污、腐蚀产物、残留杂质等，钝化层一和钝化层二的存在还赋予铝基板良好的理化特性，有利于增加涂层的附着力、被涂物的保护性和装饰性；水性底漆确保了实现低温烘烤固化的可能性，而撒点漆采用合成树脂乳液、彩色悬浮粒子以及多种助剂，并按照真石截面斑点分布，通过控制喷涂压力使颗粒炸裂以获得逼真的石纹效果；最后在撒点层上罩清漆层，保留了板面的凹凸效果，又确保了面漆的耐候性。本案获得的产品既具有真石的装饰效果，又具备铝单板基板的易成型性，可进行各种平板、折弯、双曲面等各种形状的加工，改变了干挂石材硬直的装饰现象，给予城市建筑以丰富的想象空间，满足不同客户的设计要求。
（2）本发明中，底漆层所采用的氟硅系列水性涂料以氟硅树脂与其他助剂进行共混改性。在有机硅存在的碳链中，树脂的整体结构更加稳定，其主要成分中，含硅聚合物为水分散体，含氟聚合物水分散体为成膜物，涂膜是硅氧烷键交联，具有高强度的涂料附着性能和高耐候性能，大幅度提高了水性涂料的耐候性与耐玷污性，本案产品完全适合内外墙的建材装饰用板；一方面，该涂料结合了有机硅和有机氟聚合物的优点，以水为溶剂，避免了有机挥发溶剂的使用，这在很大程度上减少了对操作工人的身体健康的伤害，而且水性溶剂的使用，减少了涂层中有害有机小分子的残留，大大提高了涂层产品的环保性能；另一方面，这种涂料的使用只需要较低的烘干温度就可以固化，能耗较低。
（3）本发明所获得的氟硅喷涂铝单板具有质量轻，防火，易安装的特点，而且不易脱落，可回收利用，是一种节能环保的建筑装饰产品；与单色铝单板相比，更有一种回归自然的建筑装饰风格，可广泛应用于轨道交通站台、地铁站的立面和围护的建筑装饰以及各种高层建筑外立面幕墙装饰、室内建筑装饰、高档住宅楼以及别墅的建筑装饰。
附图说明
图1为本发明水性氟硅仿石纹喷涂铝单板生产工艺流程示意图；
图2为本发明水性氟硅仿石纹喷涂铝单板的结构示意图；
图3为本发明水性氟硅仿石纹喷涂铝单板的外部表面形态图。
图中标号：1. 铝基板；2. 钝化层一；3. 钝化层二；4. 底漆层；5. 撒点层；6. 清漆层；7. 保护膜层。
具体实施方式
实施例1
本实施例水性氟硅仿石纹喷涂铝单板及其制造工艺，结合图1和图2，选取2.5mm厚度1100H24牌号的铝基板1，经酸洗、水洗、前处理后分别在铝基板1的底面和表面上形成钝化层一2和钝化层二3，采用喷枪在钝化层二3上喷涂氟硅水性纯白涂料形成底漆层4，喷涂线速度设定为1.5m/min，经75℃预热10min流平、初步挥发水分后，在底漆层4上一次性完成撒点漆喷涂后，经75℃预加热段15min流平、初步挥发水分，形成撒点层5，然后经120℃烘箱35min将底漆层4和撒点层5一起烘烤、固化；在清漆喷房中，撒点层5上罩高耐候性清漆，经80℃预热10min，形成清漆层6，并进入120℃烘箱烘烤35min烘干、固化；经检验合格后下架进入包装程序，并在清漆层6的表面覆高粘度保护膜作为保护膜层7。
表1 本实施例产品各项指标检测结果
。
实施例2
本实施例水性氟硅仿石纹喷涂铝单板及其制造工艺，结合图1和图2，选取2.5mm厚度3003H24牌号的铝单板为铝基板1，经酸洗、水洗、前处理分别在铝基板1的底面和表面上形成钝化层一2和钝化层二3，采用喷枪在钝化层二3上喷氟硅水性月白色涂料形成底漆层4，喷涂线速设定为2m/min，经70℃预加热段8min流平、初步挥发水分；在底漆层4上一次性完成撒点漆喷涂，经70℃预热12min流平、初步挥发水分，在底漆层上形成撒点层5，底漆层4和撒点层5一起在120℃烘箱中烘干固化30分钟，再在清漆喷房中，将撒点层5上罩高耐候性清漆，经70℃预热10min，进入120℃烘箱烘烤30min烘干、固化，形成清漆层6经检验合格后下架进入包装程序，表面覆高粘度保护膜作为保护膜层7。
表2 本实施例产品各项指标检测结果
。
实施例3
本实施例水性氟硅仿石纹喷涂铝单板及其制造工艺，结合图1和图2，选取3.0mm厚度3003H24牌号的铝单板为铝基板1，经酸洗、水洗、前处理分别在铝基板1的底面和表面上形成钝化层一2和钝化层二3，采用喷枪在钝化层二3上喷氟硅水性纯白背景漆，喷涂线速设定为1.5m/min，经80℃预加热段10min流平、初步挥发水分，形成底漆层4，在面喷房一次性完成撒点漆喷涂，经80℃预加热段15min流平、初步挥发水分，在底漆层4上形成撒点层5，底漆层4与撒点层5再经130℃烘箱35min烘干固化后，在清漆喷房中，将撒点层5上罩高耐候性清漆，经80℃预热10min，进入130℃烘箱烘烤35min烘干、固化形成清漆层6，经检验合格后下架进入包装程序，清漆层6表面覆高粘度保护膜作为保护膜层7。
表3 本实施例产品各项指标检测结果
。
结合上述表1、表2和表3的检测结果可以看出，本发明所获得的氟硅喷涂铝单板不仅具有质量轻，防火，易安装的特点，而且附着力、硬度、耐冲击性以及耐化学腐蚀性等耐候性均可达到产品标准，所形成的各层之间附着力和固着力较好，不易脱落，其在加工过程中不会有毒害的有机溶剂挥发，烘干、固化温度较低，并可根据不同的产品要求进行不同参数的更改，从而获得不同的表面效果。图3所展示的即为其中的一种表面效果，不仅纹理清晰，而且分布均一、自然，实现了天然石材所独特的庄重、典雅、凹凸手感的装饰效果，丰富了幕墙设计师对石纹图案个性化选择；与单色铝单板相比，更有一种回归自然的建筑装饰风格，改变了常规喷涂铝单板的色彩单一的缺陷，可广泛应用于轨道交通站台、地铁站的立面和围护的建筑装饰以及各种高层建筑外立面幕墙装饰、室内建筑装饰、高档住宅楼以及别墅的建筑装饰。
Claims (10)
1.一种水性氟硅仿石纹喷涂铝单板，其特征在于：由下而上依次由钝化层一、铝基板、钝化层二、底漆层、撒点层、清漆层和保护膜层构成，钝化层一和钝化层二分别位于铝基板的底面和表面，所述的底漆层为氟硅系列水性涂料喷涂在钝化层二上所形成的厚度为5~15μm的涂层；所述的撒点层为合成树脂乳液、彩色悬浮粒子和助剂配制形成涂料，在底漆层上形成具有凹凸手感的仿真石纹涂层；所述的清漆层为耐候性涂料形成的厚度为8 ~12μm的透明涂层；所述的保护膜层为防紫外黑白保护膜。
2.如权利要求1所述的一种水性氟硅仿石纹喷涂铝单板，其特征在于：所述的铝基板为厚度为2-5mm的1系、3系、5系中合金铝板的一种。
3.如权利要求1所述的一种水性氟硅仿石纹喷涂铝单板，其特征在于：所述的底漆层中，氟硅系列水性涂料是以水溶性氟硅改性聚乙烯醇、醇酸、丙烯酸、环氧树脂、水溶性无机高分子体系中的一种或其组合为基体树脂。
4.如权利要求1所述的一种水性氟硅仿石纹喷涂铝单板，其特征在于：所述的撒点层中，合成树脂乳液为水溶性氟硅改性聚乙烯醇、醇酸、丙烯酸、环氧树脂、水溶性无机高分子体系中的一种，再以水为溶剂，彩色悬浮粒子为高分子聚合物复合或者天然彩砂中的一种，助剂为非离子助剂、分散剂、消泡剂中的一种或多种，合成树脂乳液、水、彩色悬浮粒子、助剂之间的配比约为4:3:2:1。
5.如权利要求1所述的一种水性氟硅仿石纹喷涂铝单板，其特征在于：所述的清漆层中，所述的耐候性涂料为硅改性聚酯、氟碳或含氟涂料中的一种。
6.如权利要求5所述的一种水性氟硅仿石纹喷涂铝单板，其特征在于：所述的硅改性聚酯是由苯基氯硅烷、甲基氯硅烷或特制有机硅单体与聚酯树脂缩聚而成。
7.一种如权利要求1-6任一项所述水性氟硅仿石纹喷涂铝单板的制造工艺，其特征在于包括如下工序：（1）前处理：对铝基板的双面进行钝化预处理，在基板两面形成200~1300mg/m2厚度的钝化层；（2）底漆层制备：经钝化处理后的铝基板表面上喷涂氟硅系列水性涂料，喷涂完毕后，在60-80℃下预热5-10分钟，形成底漆层；（3）撒点层制备：在预热处理后的底漆层上进行撒点处理，撒点层为合成树脂乳液、水、彩色悬浮粒子和助剂按照4：3：2：1所形成的混合物，喷涂压力为0.1~0.5MPa ，撒点处理后在60-80℃下预热5-10分钟后形成撒点层，再将底漆层与撒点层一起升温至100-160℃烘烤15-40分钟进一步烘干固化；（4）清漆层制备：在经工序（3）处理后，再在撒点层上喷涂耐候性涂料，在60-80℃温度下预热5-10分钟后，再在撒点层上喷涂耐候性涂料，并升温至100-160℃烘烤15-30分钟进一步烘干固化；（5）后处理：待后续（4）完成后，温度降至室温，在清漆层上贴覆保护膜层。
8.如权利要求7所述的一种水性氟硅仿石纹喷涂铝单板的制造工艺，其特征在于：步骤（2）中，喷涂线速度为1.5-2.5m/min，预热温度为70-80℃，预热时间为12-15分钟。
9.如权利要求7所述的一种水性氟硅仿石纹喷涂铝单板的制造工艺，其特征在于：步骤（3）中，预热温度为70-80℃，预热时间12-15分钟，烘烤温度为120-130℃，烘烤时间30-35分钟。
10.如权利要求7所述的一种水性氟硅仿石纹喷涂铝单板的制造工艺，其特征在于：步骤（4）中，预热温度为70-80℃，预热时间12-15分钟，烘烤温度为120-130℃，烘烤时间30-35分钟。
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