CN105086813B - 高强度高寿命钛银白家电背板 - Google Patents

Abstract

本案涉及高强度高寿命钛银白家电背板，其依次设有钛银白精涂层、衔接层、钛银白预涂层、第一钝化层、镀锌板、第二钝化层和钛银白背涂层；钛银白精涂层包括：聚酰胺树脂、银粉、氧化银、二氧化钛、表面活性剂；钛银白背涂层包括：聚酯树脂、铝粉、氧化锌、二氧化钛、表面活性剂；衔接层包括：丙炔‑丙烯酸丁酯共聚物、聚乙二醇、对甲氧基苯甲酸辛酯。本案通过对家电背板涂层结构和涂层配方的改进，不仅不影响背板自身良好的弯曲加工性能，而且还使背板具有耐酸碱、耐溶剂、抗老化特性，长时间在潮湿环境中或在较大温差时依然能保持较高的涂层结合强度，涂层对基材的附着力好，不失光泽，涂层表面不易积尘，长时间使用不粉化开裂，无起泡现象。

Description

高强度高寿命钛银白家电背板

技术领域

本发明涉及一种家电用背板材料，特别涉及一种高强度高寿命钛银白家电背板。

背景技术

随着科技的迅猛发展，家电的使用寿命也随之延长，以冰箱为例，其内部的核心部件压缩机的正常使用寿命至少为10-15年左右，因此，对于一款冰箱而言，其内部的所有配件的相应使用寿命也应该至少达到10年以上，否则为主要部件的压缩机没坏，其他的小零件却损坏了，而当一款家电进入到其寿命末期时，它的维修成本是非常高的，许多人也不愿意去花费较大金额维修一款老旧的家电，这使得许多旧家电在未完全报废的状态就被丢弃，无形中造成了资源的浪费。因此，对家电零件的研发不应只针对于核心零部件，而应该是所有零部件齐头并进。

家电背板是一种十分常见的板材，主要用于家电的背部，如冰箱的背板，洗衣机的背板，这些背板位于家电设备的背面，不被人所看见，因而容易被人忽视，但这些背板却是靠近家电的心脏区域，用于保护隔绝重要的零部件，若其损坏，当导致家电的核心部件裸露在外面，即不利于零部件自身，也有一定的安全隐患，如发生触电等危险情况。根据现代技术的水平来看，背板的使用寿命也应至少达到10年以上。现有技术的背板一般只能维持3-5年，这主要并不是背板的基材钢板的质量不够好，而是其表面的涂层的结合强度不够高，在经长时间的高低温、潮湿、灰尘腐蚀等影响下涂层表面开始开裂，甚至脱落，并且在涂层脱落后，里面的钢板裸露出来开始生锈，随着背板保护层的损坏，家电内部的核心部件也相应地开始遭受各种侵蚀，从而家电的使用寿命开始下降，由此，背板的重要性不言而喻。如何开发出更加结实耐用的背板也成为了家电板材供应商的研究热点。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种用于冰箱、洗衣机等日常家电的高强度高寿命钛银白家电背板，其能够具有较高的涂层强度，优异的抗刮耐腐性能和超长的使用寿命。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种高强度高寿命钛银白家电背板，从上至下依次设有钛银白精涂层、衔接层、钛银白预涂层、第一钝化层、镀锌板、第二钝化层和钛银白背涂层；

所述钛银白精涂层包括以下重量份的材料：

所述钛银白背涂层包括以下重量份的材料：

所述衔接层包括以下重量份的材料：

丙炔-丙烯酸丁酯共聚物 100重量份；

聚乙二醇 12～14重量份；

对甲氧基苯甲酸辛酯 6～8重量份。

优选的是，所述的高强度高寿命钛银白家电背板，其中，所述钛银白预涂层包括以下重量份的材料：

优选的是，所述的高强度高寿命钛银白家电背板，其中，所述丙炔-丙烯酸丁酯共聚物中，丙炔含量为13～15wt％，所述丙炔-丙烯酸丁酯共聚物的数均分子量为3000～3500g/mol。

优选的是，所述的高强度高寿命钛银白家电背板，其中，所述第一钝化层、第二钝化层为三价铬酸盐皮膜。

优选的是，所述的高强度高寿命钛银白家电背板，其中，所述聚乙二醇的数均分子量为2000～2500g/mol。

优选的是，所述的高强度高寿命钛银白家电背板，其中，所述衔接层还包括0.3～0.5重量份的三氧化钼。

优选的是，所述的高强度高寿命钛银白家电背板，其中，所述钛银白精涂层还包括0.3～0.5重量份的二硼化锆。

本发明的有益效果是：通过对家电背板涂层结构和涂层配方的改进，不仅不影响背板自身良好的弯曲加工性能，而且还使背板具有耐酸碱、耐溶剂、抗老化特性，长时间在潮湿环境中或在较大温差时依然能保持较高的涂层结合强度，涂层对基材的附着力好，不失光泽，涂层表面不易积尘，长时间使用不粉化开裂，无起泡现象。

附图说明

图1为本发明所述的高强度高寿命钛银白家电背板的结构示意图。

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，高强度高寿命钛银白家电背板的结构为：从上至下依次设有钛银白精涂层1、衔接层2、钛银白预涂层3、第一钝化层4、镀锌板5、第二钝化层6和钛银白背涂层7；

在现有技术中，大多数背板的结构设计基本为在预涂层上直接再次涂布精涂层，这样做的好处是工序少，成本低，但这样两层改性涂层直接叠加，会造成涂层的表面应力升高，在使用2-3年后，涂层易因热胀冷缩而开始开裂，鼓包。为此，有些厂家开始对这种结构进行改进，在预涂层和精涂层之间增加一个粘结剂层，企图通过粘结剂的强粘性来增加涂层的使用寿命，但这种结构也有缺陷，即粘结剂自身的耐候性较差，在长期使用后粘结剂会干涸硬化，易导致粘结剂层连同整个精涂层一起剥落，这种特性尤其体现在以聚丙烯酸酯为首的压敏胶上。但不可否认的是，粘结剂层的引入至少可以将这种背板的使用寿命增加到5-8年，但距离10年以上的使用要求仍有一段距离。

其实，在两层涂层之间增加粘结剂层这样的思路在宏观上来说是基本正确的，但苦于现有技术的瓶颈，使得我们无法寻求到一种可以稳定使用10年以上的粘结剂，并且，这种粘结剂层必须能够足够的薄，否则它将无法存在非常薄的两层涂层之间。换一种思路去看，其实大可不必非得增设一层粘结剂层来增加涂层的结合强度，增加结合强度的方法可以有很多。涂层在烘干后其自身就已经具有了不错的粘结稳定性，只是当两层涂层简单叠加时，层与层之间的结合还不够牢固，因此，如果我们能够在两层涂层之间架起一座桥梁，使得其作为媒介，能够很好地衔接两层涂层，那就可以起到增加涂层结构稳定性的目的，我们把这种媒介称为衔接层，并且它不是粘结剂，因此它可以涂布的很薄，这在无形中也克服了粘结剂的先天缺陷，即粘结剂层无法被涂布的很薄。当然，虽然衔接层不是粘结剂，但它也具有一定的粘结能力，但更重要的，是它能够通过增加自身粗糙度，降低自身表面应力，来使得涂层与其结合后比涂层与涂层结合更加牢固和稳定。

涂层和衔接层的具体配方如下：

钛银白精涂层1包括以下重量份的材料：

本案所用的表面活性剂均为现有技术中常用的表面活性剂，因此本案不再对它的具体种类做出限定，如常用的聚乙烯吡咯烷酮即可。本案中，钛银白精涂层1、衔接层2和钛银白预涂层3是作为一个有机整体相辅相成的。因为本案并不是针对已有的涂层去开发一个衔接层的配方，也不是针对现有的衔接层的配方去开发精涂层和预涂层的配方，本案是基于本案所要解决的技术问题，全新研发出了三者的配方，因此，三者的配方具有高度的匹配性，若简单的替换掉其中的某个成分(表面活性剂除外)，将导致最终的技术效果大打折扣。巧合的是，涂层配方中的成分组合在一起后，呈现出特有的钛银白色，提高了涂层的美观度。

钛银白背涂层7包括以下重量份的材料：

背涂层因为和预涂层、精涂层的作用有所区别，因此其自身的配方也存在一定的区别，最主要的是配方主体材料的差异，即采用了表面强度和耐腐蚀性能更加优异的聚酯树脂。配方中的金属和金属氧化物用于改善背涂层的抗刮性、耐磨性、耐腐性、表面强度和表面积尘度。这里的背涂层一般是家电背板的外表面，其朝向外部，精涂层为家电背板的内表面，其朝向家电内部的核心零部件。

衔接层2包括以下重量份的材料：

丙炔-丙烯酸丁酯共聚物 100重量份；

聚乙二醇 12～14重量份；

对甲氧基苯甲酸辛酯 6～8重量份。

其中，丙炔对聚丙烯酸丁酯的改性，可以提高聚丙烯酸丁酯的耐候性，降低聚丙烯酸丁酯的粘性，减小聚丙烯酸丁酯的内部应力，增加聚丙烯酸丁酯的抗断裂性能和结构强度，聚乙二醇主要用于协同提高衔接层的表面结合强度，同时具有保湿作用，以防止衔接层在长期使用后断裂。对甲氧基苯甲酸辛酯主要用于改善丙炔-丙烯酸丁酯共聚物对金属粉末和金属化合物的结合强度，以保证衔接层能与涂层紧密结合，长时间不松动。并且，需要强调的是，对甲氧基苯甲酸辛酯对丙炔-丙烯酸丁酯共聚物的改性效果仅限于预涂层和精涂层中提及的金属粉末和金属化合物，而非所有的金属粉末和金属化合物。

钛银白预涂层3包括以下重量份的材料：

其中，氧化镍不仅可以增加其与衔接层的结合强度，还能增加与第一钝化层4的结合强度，从而能够进一步增加背板的结构稳定性。但这种提升效果的前提是氧化镍存在于环氧树脂体系中，若存在于其他的如聚氨酯、聚酰胺或聚酯树脂中，则这种效果将受到影响。锌粉的作用是调节预涂层的韧性，增加与丙炔-丙烯酸丁酯共聚物的结合强度。氧化镁比较容易被含聚乙二醇的丙炔-丙烯酸丁酯共聚物所包裹，因此这里氧化镁的作用实际也是增加与衔接层2的结合强度。

作为本案另一实施例，其中，丙炔-丙烯酸丁酯共聚物中，丙炔含量为13～15wt％，丙炔-丙烯酸丁酯共聚物的数均分子量为3000～3500g/mol。实验发现，丙炔的含量对丙炔-丙烯酸丁酯共聚物的性能发挥起主要作用，而共聚物的分子量其次要作用，因此，从获得最优性能的角度去看，丙炔的含量和共聚物的分子量都应被限定。若偏离优选的范围，都将导致衔接层2的性能下降。若丙炔含量小于13wt％，则导致共聚物的粘性升高，耐候性变差，长期使用后易干裂，并使衔接层2硬度降低，在水平方向的抗冲击强度减弱；若丙炔含量大于15wt％，则导致共聚物的表面摩擦系数降低，其内部应力变大，在遇到较大温差或湿度差时，共聚物自身易出现细小的暗纹，待时间一长，易造成衔接层2的松动或断裂。

作为本案另一实施例，其中，第一钝化层4、第二钝化层6为三价铬酸盐皮膜。三价铬酸盐皮膜为环保型钝化层，对环境无污染。

作为本案另一实施例，其中，聚乙二醇的数均分子量为2000～2500g/mol。研究发现，聚乙二醇的数均分子量也能在一定程度上影响衔接层2的性能。若其数均分子量小于2000g/mol，则导致其自身的流动性增强，使衔接层2的结构稳定性下降；若其数均分子量大于2500g/mol，则会导致衔接层2的粘性增大，使部分聚乙二醇因互溶速率的差异游离于整个共聚物体系之外，造成衔接层2的最终性能偏离预定效果。

作为本案另一实施例，其中，衔接层2还包括0.3～0.5重量份的三氧化钼。钼与铬属于同族金属，因此，三氧化钼的作用是增加衔接层2与三价铬酸盐皮膜(钝化层)的结合强度和耐久度，以进一步夯实基底，从内部延长背板的结构稳定性，从而才能够有效保证背板的使用寿命。但三氧化钼的添加量应被限制，且不宜过多，若其添加量过少，则将无法产生协效改进作用；若添加量过多，则将破坏衔接层2原有的粒子分散结构，使得衔接层2更像是精涂层或预涂层，而非起到真正的“衔接”作用，如此一来，三层涂层的堆叠反而是画蛇添足，使背板结构更加不稳定；况且，添加的三氧化钼也易在固化途中发生部分沉降，使得更多的三氧化钼积聚在靠近预涂层的一侧，给背板性能带来负面影响。

作为本案另一实施例，其中，钛银白精涂层1还包括0.3～0.5重量份的二硼化锆。对家用的背板材料而言，其主要面对的腐蚀因素是灰尘、油烟、温差、湿度差，而二硼化锆的作用是：1)增加精涂层的韧性，以提高其对较大温差和较大湿度差的抗撕裂性能，防止在涂层内部有暗纹的生成；2)通过抑制灰尘或油烟在涂层表面形成微小原电池的几率来达到提高精涂层对灰尘和油烟的抗腐蚀性能的目的。当然，出于对整个精涂层体系中各组分平衡共存的保护，二硼化锆的添加量应被限定，0.3～0.5重量份是二硼化锆能够被添加且能正常发挥改进作用的最优范围。涂层的配方原本就十分讲究“君臣佐使”，一个组分的量变往往能够引起质变，在本实施例里，二硼化锆尤其能够体现这一点。

在实际生产时，镀锌板先经洗涤再钝化，将各层组分按比例称取好，以乙酸乙酯或甲苯做溶剂，溶解混匀，随后以辊涂或刷涂的方式按设计结构进行分次涂布，每次涂布后在110～130℃下烘干即形成稳定的单层涂层结构。

本案制得的家电背板铅笔硬度＞2H，弯曲试验＜1T，涂层粘结强度大于3.5MPa/20℃；分别经5wt％盐酸和5wt％氢氧化钠试验72小时不起泡，不生锈，不剥落；经30W紫外照射72小时表面颜色无变化，涂层未变硬或开裂；经灰尘沉积(0.1mg/cm²)后放置30天，涂层表面未出现腐蚀现象；以-20～80℃/小时的速率反复变换温度，72小时后涂层表面未凹陷、未出现裂纹、未脱落；以30％～100％/小时的速率反复变换湿度，72小时后涂层表面未出现腐蚀痕迹、未软化、未出现色差。

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 (5)

1.一种高强度高寿命钛银白家电背板，其特征在于，从上至下依次设有钛银白精涂层、衔接层、钛银白预涂层、第一钝化层、镀锌板、第二钝化层和钛银白背涂层；

所述钛银白精涂层包括以下重量份的材料：

所述钛银白背涂层包括以下重量份的材料：

所述衔接层包括以下重量份的材料：

丙炔-丙烯酸丁酯共聚物 100重量份；

聚乙二醇 12～14重量份；

对甲氧基苯甲酸辛酯 6～8重量份；

所述钛银白预涂层包括以下重量份的材料：

所述丙炔-丙烯酸丁酯共聚物中，丙炔含量为13～15wt％，所述丙炔-丙烯酸丁酯共聚物的数均分子量为3000～3500g/mol。

2.根据权利要求1所述的高强度高寿命钛银白家电背板，其特征在于，所述第一钝化层、第二钝化层为三价铬酸盐皮膜。

3.根据权利要求1所述的高强度高寿命钛银白家电背板，其特征在于，所述聚乙二醇的数均分子量为2000～2500g/mol。

4.根据权利要求1所述的高强度高寿命钛银白家电背板，其特征在于，所述衔接层还包括0.3～0.5重量份的三氧化钼。

5.根据权利要求1所述的高强度高寿命钛银白家电背板，其特征在于，所述钛银白精涂层还包括0.3～0.5重量份的二硼化锆。