CN105238216A - 一种在基板上获得隔离剂层的方法以及含有基板与隔离剂层的复合材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及隔离剂领域，具体地，涉及一种在基板上获得隔离剂层的方法以及由该方法制得的含有基板与隔离剂层的复合材料。所述在基板上获得隔离剂层的方法包括向基板上涂覆隔离剂并进行干燥以在基板上形成隔离剂层，其特征在于，所述隔离剂含有水、酒精、环氧树脂和Al2O3粉，其中相对于100g的Al2O3粉，所述水的用量为300-600mL，所述酒精的用量为300-600mL，所述环氧树脂的用量为5-15mL。本发明的隔离剂能够在线直接喷涂在复合钛板表面，能迅速固化，形成自干型涂层从而起到隔离的作用，使钛钢复合板在800℃～1000℃恒温4～6h过程中和轧制过程中，钛-钛界面不会出现粘连和表面粗糙度增大现象，提高钛钢复合板加工的成材率和生产效率。

Description

一种在基板上获得隔离剂层的方法以及含有基板与隔离剂层的复合材料
技术领域
本发明涉及隔离剂领域，具体地，涉及一种在基板上获得隔离剂层的方法以及由该方法制得的含有基板与隔离剂层的复合材料。
背景技术
目前国内外厂家在生产钛钢复合板过程中没有报道使用隔离剂涂层，现在对中国处于保密状态。攀钢钛钢复合板为了省时、省轧程和表面处理工艺，通常采用如图1所示的“三明治”轧制方式。在“三明治”轧制方式中必须使用钛-钛界面隔离剂，隔离剂在轧制过程中起到钛-钛界面隔离作用，防止钛-钛界面发生粘连；同时，隔离剂配方中物质不能在高温下发生分解反应等，或出现挥发性气体物质，导致钢-钛界面结合不好，使钛钢复合板生产失败，故生产质量合格的钛钢复合板，隔离剂的配方开发和使用是十分重要的，隔离剂使用不当会严重影响钛材的成本及成材率。
发明内容
本发明的目的是为了防止制备钛钢复合板时钛-钛界面在1000摄氏度恒温加热时出现表面氧化层裂缝及粘连现象，为钛钢复合板生产过程减少缺陷损失，提高钛-钛界面表面质量，以及节约生产成本，提供一种在基板上获得隔离剂层的方法以及由该方法制得的含有基板与隔离剂层的复合材料。
本发明提供了一种在基板上获得隔离剂层的方法，该方法包括向基板上涂覆隔离剂并进行干燥以在基板上形成隔离剂层，所述隔离剂含有水、酒精、环氧树脂和Al2O3粉，其中相对于100g的Al2O3粉，所述水的用量为300-600mL，所述酒精的用量为300-600mL，所述环氧树脂的用量为5-15mL。
本发明还提供了根据本发明的方法得到的含有基板与隔离剂层的复合材料。
本发明通过将一定量的水、酒精和Al2O3粉配制得到一种隔离剂，将该隔离剂在线直接涂覆在复合钛板表面，能迅速固化，形成自干型涂层，该隔离剂的作用原理主要在于：当温度达到800℃～1000℃时，微量的有机涂层开始缓慢被燃烧掉，而只剩下Al2O3粉薄涂层，Al2O3粉是耐高温材料，在加热过程中非常稳定，不与钛和钢发生反应，同时，在轧制过程中，粉末会随着板带的延展过程均匀分散在钛-钛界面上，同时起到隔离作用，防止钛-钛界面发生粘连现象。
本发明的隔离剂的优势主要在于：
(1)使钛钢复合板在800℃～1000℃恒温4～6h过程中和轧制过程中，钛-钛界面不会出现粘连和表面粗糙度增大现象，提高钛钢复合板加工的成材率和生产效率；
(2)配制和使用方法简单、易操作，可以在装有气压喷涂、真空喷涂和刷涂设备的生产线上使用；
(3)为水性环保隔离剂涂料，涂料中不含有RoHS质量中限制的有害元素，同时在空气中没有有毒物质挥发，不影响施工环境等的环保功效；隔离剂可以使用时现场配制，配制时间短，简单可行；也可以配制生产后，室温下隔离剂稳定放置稳定性可达到6个月以上，虽然会出现沉淀、分层现象但是使用时摇匀或重新进行搅拌即可使用。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是背景技术中所提及的攀钢钛钢复合板的“三明治”轧制方式的示意图。
附图标记说明
1隔离剂2钛钢复合板3复合钢板4外接焊钢
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指参考附图所示的上、下。
本发明提供了一种在基板上获得隔离剂层的方法，该方法包括向基板上涂覆隔离剂并进行干燥以在基板上形成隔离剂层，所述隔离剂含有水、酒精、环氧树脂和Al2O3粉，其中相对于100g的Al2O3粉，所述水的用量为300-600mL，所述酒精的用量为300-600mL，所述环氧树脂的用量为5-15mL。
在本发明中，所述环氧树脂的固含量可以大于50重量％，优选80重量％，更优选大于90重量％，更优选大于95重量％。在本发明中，所述环氧树脂的固含量指的是配制隔离剂时使用的环氧树脂的固含量。在本领域中通常来说，所商购的环氧树脂均为流体状态，其中含有水，其中至少部分水为与环氧树脂相结合的结合态水，在干燥时并不会完全蒸发。环氧树脂的固含量是影响其性质的重要参数之一。
在本发明中，所述隔离剂中各成分的含量应当在恰当的范围内，以使得Al2O3粉的浓度不能太浓或太稀，否则会影响涂覆的效果和/或隔离的效果，本发明的发明人发现，当相对于100g的Al2O3粉，所述水的用量为300-600mL，所述酒精的用量为300-600mL，所述环氧树脂的用量为5-15mL时所得的隔离剂中Al2O3粉的浓度较为合适，在优选的情况下，相对于100g的Al2O3粉，所述水的用量为400-500mL，更优选为430-470mL，所述酒精的用量为400-500mL，更优选为430-470mL，所述环氧树脂的用量为8-12mL。
在本发明中，所述Al2O3粉的粒径为20-90μm时即可以解决本发明的技术问题，本发明的发明人发现的当所述Al2O3粉的粒径为40-60μm时能够起到更好的隔离效果。本发明的Al2O3粉的粒径的控制方式没有特别的限定，例如可以采用筛选法，当使用筛选法时可以控制粒径不大于170目(90μm)，优选为400目(37.4μm)～200目(75μm)，进一步优选为325目(45μm)～270目(53μm)。
在本发明中，所述隔离剂由水、酒精、环氧树脂和Al2O3粉混合得到，混合方法没有特别的限定。优选地，先向容器中加入环氧树脂，然后依次加入水和酒精，搅拌混合后所得混合物中缓慢加入Al2O3粉，并在加入完毕后搅拌均匀得到隔离剂。本发明的隔离剂配置方法简单，适合现用现配。
在本发明中，所述基板没有特别的限定，例如可以为攀钢的“三明治”轧制方式中的钛钢复合板。
在本发明中，所述隔离剂层由本发明的隔离剂经过涂覆和干燥得到，所述隔离剂层的厚度优选为0.2-0.4mm。本发明的发明人发现，当膜层附着量不到0.2mm时，隔离效果得不到保证；若膜层附着量超过0.4mm时，会导致成本升高并且对轧制不利。更优选地，所述隔离剂层的厚度为0.28-0.32mm。
在本发明中，所述隔离剂层的固含量可以大于90重量％，优选大于95重量％，更优选大于98重量％。所述隔离剂层中的水主要来自于所述环氧树脂中所结合的水。
在本发明中，所述涂覆的方式没有特别的限定，例如可以为气压喷涂、真空喷涂或刷涂。所述气压喷涂、真空喷涂或刷涂的操作方式没有特别的限定，按照本领域常规的操作方式即可，能够涂覆均匀即可。
在本发明中，所述干燥的过程没有特别的限定，由于所述隔离剂中含有酒精因此能够在较短时间内自然干燥从而固化，例如所述固化的温度可以为15-50℃，时间可以为1-10min。一般地，本发明的隔离剂在室温下(一般为15-35℃)即可以在5分钟内自然干燥。另外也可以使用热风干燥和/或感应加热等方法进行固化。本发明的隔离剂固化后，不会出现掉粉和龟裂的现象。
本发明还提供了根据本发明的方法得到的含有基板与隔离剂层的复合材料。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。下面的实施例将有助于说明本发明，但不局限其范围。
实施例1-5和对比例1-3
分别根据表1所示的用量配比依次向容器中加入水、酒精和Al2O3粉(粒径如表1所示)，加入完毕后搅拌均匀，得到隔离剂。
表1
实施例6-10和对比例4-8
根据表2所示的方式，实施例6-10和对比例4-8分别取实施例1-5和对比例1-3所制得的隔离剂，并将其均匀地涂覆在复合钛板上然后在室温下约5分钟自然干燥得到隔离剂层。
表2
隔离剂来源 隔离剂层厚度/mm 隔离剂层的固含量/重量％
实施例6 实施例1 0.20 97
实施例7 实施例2 0.28 98
实施例8 实施例3 0.30 99
实施例9 实施例4 0.32 99
实施例10 实施例5 0.40 95
对比例4 对比例1 0.30 85
对比例5 对比例2 0.15 99
对比例6 对比例3 0.30 99
对比例7 实施例3 0.15 99
对比例8 实施例3 0.45 99
测试及结果
将实施例6-10和对比例4-8所得的隔离剂层的钛钢复合板按照图1所示的轧制方式进行轧制，在轧制过程中发现：实施例6-10的钛钢复合板没有出现粘连和表面粗糙度增大的现象，并且钢钛界面结合牢固，制得的钛钢复合板符合质量要求；实施例所得钛钢复合板的质量按照从好到坏依次为：实施例3>实施例2～实施例4>实施例1～实施例5。对比例4由于隔离剂中环氧树脂的固含量过低导致隔离剂层的固含量过低，从而导致氧化物渗入层增厚，达不到真正意义的耐高温氧化，所制得的钛钢复合板不符合要求；对比例5的隔离剂由于Al2O3的浓度过稀导致隔离剂层的厚度难以达到要求，钛-钛界面出现了一定程度的粘连，制得的钛钢复合板不符合要求；对比例6的隔离剂由于Al2O3的浓度过浓导致在涂覆时难以涂覆均匀从而所得隔离剂层的厚度不均匀，影响隔离效果，制得的钛钢复合板不符合要求；对比例7的隔离剂由于隔离剂层厚度太薄，钛-钛界面出现了一定程度的粘连，制得的钛钢复合板不符合要求；对比例8的隔离剂由于隔离剂层厚度太厚，对轧制过程带来一定困难。
另外，使用本发明的隔离剂还可以实现显著的经济效益。
首先进行如下假设：攀钢自2010年开始轧制钛材产品，设计年产1万吨产能，如果每年能生产3000吨钛钢复合板，以每个热轧钛板坯0.5吨计算，每年要生产6300个的钛板坯，每个钛板坯尺寸长度：7.5m，宽度：1.25m；每个钛锭全面积≈9.5m2，每年大约生产56250m2，本技术喷涂的涂层每平方米达到200～400μm；每平米大约200～400g，累计全年使用涂料约11吨～22吨之间。
由此，本技术的新增效益(万元)的计算方法见下式所示：
Y-每年使用隔离剂涂料产生的效益；
A-每年使用外购隔离剂单价成本：120元/Kg；
B-每年使用自主开发的隔离剂单价成本：60元/Kg；
T-每年使用隔离剂的总吨数：15吨；
则：
Y＝(A-B)×T
＝(120-60)×15×1000
＝90(万元)
因此，通过使用本发明的隔离剂，可以每年为公司实现约90万元的经济效益。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种在基板上获得隔离剂层的方法，该方法包括向基板上涂覆隔离剂并进行干燥以在基板上形成隔离剂层，其特征在于，所述隔离剂含有水、酒精、环氧树脂和Al2O3粉，其中相对于100g的Al2O3粉，所述水的用量为300-600mL，所述酒精的用量为300-600mL，所述环氧树脂的用量为5-15mL。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，相对于100g的Al2O3粉，所述水的用量为400-500mL，所述酒精的用量为400-500mL，所述环氧树脂的用量为8-12mL。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述Al2O3粉的粒径为20-90μm，优选为40-60μm。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述环氧树脂的固含量大于80重量％，优选大于90重量％。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基板为钛钢复合板。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述隔离剂层的厚度为0.2-0.4mm，优选为0.28-0.32mm。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述隔离剂层的固含量大于90重量％，优选大于95重量％。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述涂覆的方式为气压喷涂、真空喷涂或刷涂。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述干燥的温度为15-80℃，时间为1-10min。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的方法得到的含有基板与隔离层的复合材料。
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