CN105765105A - 用于家用设备和建筑材料的不可燃彩色钢板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本公开为用于家用设备和建筑材料的不可燃彩色涂层钢板及其制造方法，所述不可燃彩色涂层钢板可以具有超过一定水平的阻燃性能并可以通过使用陶瓷有色涂料的阻燃涂料组合物涂布熔融镀锌钢板或电镀锌钢板而获得如优良的加工性、涂料附着性、抗腐蚀性和硬度的材料性能。

Description

用于家用设备和建筑材料的不可燃彩色钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及不可燃彩色涂层钢板及其制造方法，而且更具体地涉及用于家用设备和建筑材料的不可燃彩色涂层钢板及其制造方法，其中阻燃涂层组合物是经着色的涂层组合物，其涂布在基底钢板上以使得涂层钢板能够具有超过一定水平的阻燃性能并还能表现出极好的物理性能，包括加工性、涂层附着性、抗腐蚀性、硬度等。
背景技术
对于用在建筑材料、家用设备、汽车等中的彩色涂层钢板的需求正在增长。特别地，在生产热浸镀锌钢板和电镀锌钢板的国内外冷轧产品制造商中以及在处理其他钢材的表面处理企业中，产品通过进行例如铬酸盐处理和磷酸盐处理的化学处理过程(作为最终的后处理)来生产。
在此，铬酸盐处理是指通过将钢板浸入包含铬酸盐或重铬酸盐作为主要成分的溶液中而使得钢板覆盖有防锈涂层。该铬酸盐处理是赋予钢板优良的抗腐蚀性和涂层附着性的低廉处理过程。
然而，由于铬是典型的毒性污染物之一，对工人和环境造成严重的损害，所以用于限制使用这种毒性污染物的规定已经在发达国家进行颁布，并且这类规定已在全世界实施。
此外，在铬酸盐处理的钢板情况下，在此过程中废水里产生六价铬(Cr+6)，因此处理该废水花费极高且费时。另外，由于可预料的是铬酸盐处理的使用将在不久的将来通过对铬使用的国际规定而被禁止，所以现在不再进行对铬处理的研究，而在全世界已积极地对可代替铬的材料进行开发研究。
关于迄今为止进行的研究，已经有研究进行通过降低六价铬的数量来开发100％三价铬溶液，这是由于六价铬的毒性大于三价铬。但是，这些研究并没有旨在去除铬，而且鉴于抗腐蚀性和价格，100％三价铬溶液代替现有的铬溶液并没有任何优势。
因此，近年来，已致力于使用水溶型陶瓷涂层以提供优良的硬度和加工性。但是，陶瓷涂层因其不能被加工或要求高的处理温度和极长的处理时间(这导致低的产率及生产力)，所以有劣势。此外，当使用陶瓷涂层时，由于陶瓷涂层仅能被施用于板而存在问题。
与本发明有关的现有技术文件包括公开用于彩色涂层钢板的涂层的韩国公开专利号10-2005-0073790(公开于2005年7月18日)，其示出各种类型的涂层以及制造使用所述涂层的彩色涂层钢板的方法。
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供制造用于家用设备和建筑材料的不可燃彩色涂层钢板的方法，其中不可燃彩色涂层钢板具有优良的物理性能，包括耐溶剂性、耐指纹性、抗腐蚀性、加工性、润滑性、硬度等，这些是涂层的基本性能，而且同时由于使用硅溶胶引入氨基甲酸乙酯，该不可燃彩色涂层钢板具有高硬度和高加工性。
本发明的另一个目的是提供用于家用设备和建筑材料的不可燃彩色涂层钢板，其通过使用具有极少量的挥发性有机化合物(VOC)的水溶性硅溶胶涂布基底钢板来进行制造，由此而具有高阻燃性并能保证耐划伤性、易清洁、耐水性、防水性及耐盐水性，这些是陶瓷的特性。
技术方案
根据本发明的实施方案，用于制造不可燃彩色涂层钢板的方法包括以下步骤：(a)将底涂层试剂施用至基底钢板，接着加热干燥，由此形成预处理层；(b)将初级涂层组合物施用至预处理层，接着加热干燥，由此形成初级层；以及(c)将阻燃涂层组合物施用至初级层，接着干燥和固化，由此形成阻燃涂层，所述阻燃涂层组合物包含基于100重量份的15至20重量份的硅溶胶、5至15重量份的聚氨酯树脂、40至70重量份的溶剂、5至15重量份的去离子水(DIW)、1至3重量份的酸性催化剂、0.1至2.0重量份的酸性稳定剂以及5至20重量份的颜料。
根据本发明的实施方案，不可燃彩色涂层钢板包含：基底钢板；涂布于基底钢板上的预处理层；涂布于预处理层上的初级层；以及涂布于初级层上的阻燃涂层，所述阻燃涂层包含基于100重量份的15至20重量份的硅溶胶、5至15重量份的聚氨酯树脂、40至70重量份的溶剂、1至3重量份的酸性催化剂、0.1至2.0重量份的酸性稳定剂以及5至20重量份的颜料。
有益效果
根据本发明的用于家用设备和建筑材料的不可燃彩色涂层钢板具有优良的物理性能，包括耐溶剂性、耐指纹性、抗腐蚀性、加工性、润滑性、硬度等，这些是涂层的基本性能，而且同时由于使用硅溶胶引入氨基甲酸乙酯，该不可燃彩色涂层钢板具有高硬度和高加工性。此外，不可燃彩色涂层钢板通过使用具有极少量的挥发性有机化合物(VOC)的水溶性硅溶胶涂布基底钢板来进行制造，因此而具有高阻燃性并能保证耐划伤性(抗涂鸦)、易清洁、耐水性、防水性及耐盐水性，这些是陶瓷的特性。
此外，根据本发明的用于家用设备和建筑材料的不可燃彩色涂层钢板具有的优势在于阻燃涂层即使其厚度比一般顶涂层的厚度(15至25μm)至少小两倍但仍具有涂层的外观特征，以及还在于阻燃涂层具有优良的阻燃性、抗腐蚀性、耐划伤性、耐溶剂性和润滑性，不含铬，可溶于水并对环境友好。
附图说明
图1是示意性示出根据本发明实施方案的不可燃彩色涂层钢板的横截面图。
图2是示意性示出根据本发明实施方案的用于制造不可燃彩色涂层钢板的方法的过程流程图。
具体实施方式
最佳方式
本发明的优点和特点以及获取它们的方法将参考以下描述的示例性实施方案连同附图而可显而易见。但是，本发明未限定于以下公开的示例性实施方案而且其能够以各种不同的形式来实施；更确切地说，提供这些实施方案以使得该公开是彻底且完整的并向本领域技术人员充分表达本发明的范围。本发明的范围将由所附权利要求来限定。贯穿于说明书和附图的相同附图标记是指相同的元件。
在下文，根据本发明示例性实施方案的用于家用设备和建筑材料的不可燃彩色涂层钢板及其制造方法将参考附图进行详细描述。
不可燃彩色涂层钢板
图1是示意性示出根据本发明实施方案的不可燃彩色涂层钢板的横截面图。
参考图1，根据本发明实施方案的不可燃彩色涂层钢板100包括基底钢板120、预处理层140、初级层160以及阻燃涂层180。
基底钢板120可是选自热浸镀锌钢板、电镀锌钢板等中的任何一种。
预处理层140涂布于基底钢板120上。尽管未在附图中示出，预处理层140可涂布于基底钢板120的两面上。形成该预处理层140是为了在基底钢板120上进行涂布之前提供表面处理层，而且该预处理层140可通过施用底涂层试剂，然后加热干燥来形成。
初级层160涂布于预处理层140上。尽管未在附图中示出，该初级层160可涂布于预处理层140的两面上。该初级层160可通过将初级涂层组合物施用至预处理层140，然后加热干燥而形成。
形成初级层160是为了增加阻燃涂层180的柔韧性和加工性。特别地，初级层160有助于增强诸如抗腐蚀性、加工性、附着性等的性能。初级层160优选具有0.3至1.0μm的厚度。如果初级层160的厚度小于0.3μm，则加工性将增强，但是由于抗腐蚀性和附着性降低而将出现问题。相反，如果初级层160的厚度大于1.0μm，则涂层厚度将增加然而初级层160的效果不再增加，而且涂层厚度所产生的增加会降低加工性并引起裂纹。
在此，初级层160可包含50至60重量％的聚酯树脂，25至30重量％的胶态二氧化硅，0.5至2.0重量％的环氧活化的磷酸化合物，0.5至1.0重量％的硅烷偶联剂，0.1至10重量％的选自钛溶胶、硅溶胶和锆溶胶中的防腐剂，以及0.01至0.20重量％的润湿剂。初级层160的组合物及其组分的比值将在后面详细描述。
阻燃涂层180涂布于初级层160上。该阻燃涂层180可通过将阻燃涂层组合物施用至初级层160，然后加热干燥而形成。该阻燃涂层180优选具有5至10μm的厚度。如果阻燃涂层180的厚度小于5μm，则将难以保证诸如抗腐蚀性、耐划伤性等的性能。相反，如果阻燃涂层180的厚度大于10μm，则由于附着性和加工性降低而将出现问题。
在此，阻燃涂层180可包含基于100重量份的15至20重量份的硅溶胶、5至15重量份的聚氨酯树脂、40至70重量份的溶剂、1至3重量份的酸性催化剂、0.1至2.0重量份的酸性稳定剂以及5至20重量份的颜料。阻燃涂层180的组合物及其组分的比值将在后面详细描述。
特别地，硅溶胶是阻燃涂层180的主要成分，其添加的目的是保证耐溶剂性、耐指纹性、抗腐蚀性、加工性、润滑性、硬度等，这些是涂层的基本性能。特别地，根据本发明，由于使用硅溶胶引入氨基甲酸乙酯而能够保证高硬度和高加工性。此外，阻燃涂层180通过使用含极少量的挥发性有机化合物(VOC)的水溶性硅溶胶涂布基底钢板120而形成，因此其具有高阻燃性并能保证耐划伤性(抗涂鸦)、易清洁、耐水性、防水性及耐盐水性，这些是陶瓷的特性。
如上所描述，根据本发明实施方案的用于家用设备和建筑材料的不可燃彩色涂层钢板具有优良的物理性能，包括耐溶剂性、耐指纹性、抗腐蚀性、加工性、润滑性、硬度等，这些是涂层的基本性能，而且同时由于使用硅溶胶引入氨基甲酸乙酯，该不可燃彩色涂层钢板具有高硬度和高加工性。此外，不可燃彩色涂层钢板通过使用含极少量的挥发性有机化合物(VOC)的水溶性硅溶胶涂布基底钢板来进行制造，由此而具有高阻燃性并能保证耐划伤性(抗涂鸦)、易清洁、耐水性、防水性及耐盐水性，这些是陶瓷的特性。
此外，根据本发明用于家用设备和建筑材料的不可燃彩色涂层钢板具有的优势在于阻燃涂层即使其厚度比一般顶涂层的厚度(15至25μm)至少小两倍但仍具有涂层的外观特征，以及还在于阻燃涂层具有优良的阻燃性、抗腐蚀性、耐擦伤性、耐溶剂型和润滑性，不含铬，可溶于水并对环境友好。
用于制造不可燃彩色涂层钢板的方法
在下文，根据本发明实施方案的制造用于家用设备和建筑材料的不可燃彩色涂层钢板的方法将进行详细描述。
图2是示意性示出根据本发明实施方案的用于制造不可燃彩色涂层钢板的方法的过程流程图。
参考图2，根据本发明实施方案的用于制造不可燃彩色涂层钢板的方法包括以下步骤：(S210)形成预处理层；(S220)形成初级层；以及(S230)形成阻燃涂层。
预处理层的形成
在形成预处理层的步骤(S210)中，将底涂层试剂施用至基底钢板上，接着加热干燥，由此形成预处理层。在此，所用的基底钢板可以选自热浸镀锌钢板、电镀锌钢板等中的任何一种。形成该预处理层是为了在进行涂布之前提供表面处理层，而且该预处理层可通过施用底涂层试剂，然后加热干燥来形成。
初级层的形成
在形成初级层的步骤(S220)中，将初级涂层组合物涂布到预处理层上，接着加热干燥，由此形成初级层。该初级层可通过将初级涂层组合物施用至预处理层，然后加热干燥而形成。
在此，涂布过程可通过选自喷射挤压法、辊式涂布法及浸渍法中的至少一种方法来进行。
该初级层优选在120至200℃下的第一加热干燥温度(最高金属板温(PMT))进行干燥。如果第一加热干燥温度低于120℃，则将不能彻底地完成干燥，而由此会降低可加工性。相反，如果第一加热干燥温度高于200℃，则初级层对预处理层和基底钢层的附着性会由于异常的干燥而降低，导致整体的表面性能降低。
同时，初级层可包含50至60重量％的聚酯树脂，25至30重量％的胶态二氧化硅，0.5至2.0重量％的环氧活化磷酸化合物，0.5至1.0重量％的硅烷偶联剂，0.1至10重量％的选自钛溶胶、硅溶胶和锆溶胶中的防腐剂，以及0.01至0.20重量％的润湿剂。
用于形成初级层的组合物除了以上组分外可包含水，还可包含在制备过程中不可避免会引入的极少量的杂质。
聚酯树脂是用于形成初级层的主要成分。如果所加的聚酯树脂的量小于50重量％，则会使得应用的组合物稀释，并且该组合物不易于干燥和使用。相反，如果所加的聚酯树脂的量大于60重量％，则将由于组合物的固化性能降低或组合物不能均匀地施用至预处理层上而出现问题。
胶态二氧化硅有助于增加硬度和抗腐蚀性。所用的胶态二氧化硅优选具有5-15nm的平均粒子大小，在该情况下，胶态二氧化硅能够以细小及稳定的胶态粒子出现在溶剂中。如果所加的胶态二氧化硅的量小于25重量％，则对于胶态二氧化硅将难以适当地呈现增加的硬度和抗腐蚀性的效果。相反，如果所加的胶态二氧化硅的量大于30重量％，则将难以形成初级层，或者会降低初级层的附着性。
特别地，优选以1.5：1至2.5：1的重量比添加聚酯树脂和胶态二氧化硅。
环氧活化磷化合物有助于增强表面蚀刻速率并且因此活化环氧基团增加初级层的附着性。在本发明中使用的环氧活化磷酸化合物可为选自1-羟基乙烯基-1,1-二磷酸、磷酸铵、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钠和磷酸锌中的任一者。
如果以小于0.5重量％的量添加环氧活化磷酸化合物，则添加环氧活化磷酸化合物的效果将达不到。相反，如果以大于2.0重量％的量添加环氧活化磷酸化合物，则将增加生产成本而其效果不再增加。
硅烷偶联剂有助于增加交联以由此增加初级层对预处理层的附着性。如果硅烷偶联剂的含量小于0.5重量％，则会降低初级层的附着性，而如果硅烷偶联剂的含量大于1.0重量％，则初级层组合物将由于其粘度增加而在钢板表面上不均匀，并且其表面处理性能会降低。
在本发明中使用的硅烷偶联剂可为选自3-氨基丙基三环氧硅烷、N,N-双[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺、N-(β-氨乙基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-[2-(乙烯苄氨基)乙烷基]-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(1,3-二甲基亚丁基)-3-(三环氧硅烷)-1-丙胺、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧三甲基二甲氧基硅烷等中的任一者。
防腐剂有助于增加硬度和抗腐蚀性。在本发明中使用的防腐剂可为选自钛溶胶、硅溶胶和锆溶胶等中的一种或多种。如果以小于0.1重量％的量添加防腐剂，则对于防腐剂来说将难以充分呈现增加的硬度和抗腐蚀性的效果。相反，如果以大于10重量％的量添加防腐剂，则将难以形成初级层，或者会降低初级层的附着性。
添加润湿剂是为了提供良好的外观或可加工性。在本发明中使用的润湿剂可为硅氧烷基润湿剂或非硅氧烷基润湿剂。如果以小于0.01重量％的量添加润湿剂，则对于润湿剂来说将难以充分呈现以上的效果。相反，如果以大于0.2重量％的量添加润湿剂，则将由于初级层的附着性降低而存在问题。
阻燃涂层的形成
在形成阻燃涂层的步骤(S230)中，将阻燃涂层组合物施用至初级层，接着干燥和固化，由此形成阻燃涂层。
在此，涂布过程可通过选自喷射挤压法、辊式涂布法及浸渍法中的一种或多种方法来进行。
该阻燃涂层优选在200至250℃的第二加热干燥温度(最高金属板温(PMT))下进行干燥和固化。如果第二加热干燥温度低于200℃，则将不会发生充分的固化反应，而导致物理性能下降。相反，如果第二加热干燥温度高于250℃，则涂层的附着性将由于异常的干燥而降低，导致表面质量下降。在此，干燥和固化优选通过选自热空气加热、感应加热和近红外加热中的一种或多种来进行。
同时，阻燃涂层组合物可包含基于100重量份的15至20重量份的硅溶胶、5至15重量份的聚氨酯树脂、40至70重量份的溶剂、1至3重量份的酸性催化剂、0.1至2.0重量份的酸性稳定剂以及5至20重量份的颜料。
阻燃涂层组合物包含除了以上组分外还包含去离子水，还可包含在制备过程中不可避免会被引入的微量杂质。在此，基于100重量份的阻燃涂层组合物，优选含有5至15重量份的去离子水(DIW)。
硅溶胶是阻燃涂层的主要成分，其添加的目的是保证耐溶剂性、耐指纹性、抗腐蚀性、加工性、润滑性、硬度等，这些是涂层的基本物理性能。特别地，根据本发明，通过使用硅溶胶引入氨基甲酸乙酯而能够同时保证高硬度和高加工性。此外，具有极低量挥发性有机化合物(VOC)的水溶性硅溶胶涂布于基底钢板上，由此彩色涂层钢板能够具有高阻燃性并能够保证耐划伤性(抗涂鸦)、易清洁、耐水性、防水性及耐盐水性，这些是陶瓷的特性。
在本发明中使用的硅溶胶优选为通过以下方法获得的溶胶：用水在弱酸环境(pH4-5)中水解选自烷氧基硅烷(包含四乙氧基硅烷(TEOS)和四甲氧基硅烷(TMOS))的化合物，将20重量份或更少的固态氨基甲酸乙酯固体添加至100重量份的水解产物，然后在60至80℃的温度下进行反应。在此，可添加环氧硅烷用于表面改性，并可进一步使用金属(例如锆或钛)的醇盐来增加抗腐蚀性。在本发明中使用的氨基甲酸乙酯优选为阳离子氨基甲酸乙酯，因为具有硅氧烷(Si-O)结构的硅氧烷基陶瓷聚合物易于在酸中稳定。以该氨基甲酸乙酯含量，涂层的柔韧性能够增加或减少。因为钢板在其用于家用设备时需要具有高加工性，所以优选以多达20重量份的量添加固态氨基甲酸乙酯。如果以大于20重量份的量添加固态氨基甲酸乙酯，则由于阻燃性和硬度降低而会出现问题。
添加聚氨酯树脂以保证强度和抗腐蚀性。如果基于100重量份的阻燃涂层组合物以小于5重量份的量添加聚氨酯树脂，则添加该聚氨酯树脂的效果将达不到。相反，如果基于100重量份的阻燃涂层组合物以大于15重量份的量添加聚氨酯树脂，则由于耐热性降低和涂层脱色而会出现问题。
溶剂有助于使得组合物的成分均匀地混合。在本发明中使用的溶剂为选自异丙醇、二氯甲烷、甲醇、乙醇、2-丙醇、2-甲氧基丙醇、2-丁氧基乙醇等中的一者或多者。
如果基于100重量份的阻燃涂层组合物以小于40重量份的量添加溶剂，则将由于组合物的成分没有均匀混合而存在问题。相反，如果基于100重量份的阻燃涂层组合物以大于70重量份的量添加溶剂，则干燥时间将增加并由此将降低生产过程的效率。
在本发明中使用的酸性催化剂可为磷酸铵、磷酸盐等。基于100重量份的阻燃涂层组合物，该酸性催化剂优选以1至3重量份的量添加。
添加酸性稳定剂是为了防止组合物通过缩合反应而胶化或者延迟组合物胶化。在本发明中使用的酸性稳定剂优选为稀释的强酸，例如稀释的硝酸或盐酸。如果基于100重量份的阻燃涂层组合物以小于0.1重量份的量添加酸性稳定剂，则添加该酸性稳定剂的效果将达不到。相反，如果基于100重量份的阻燃涂层组合物以大于2.0重量份的量添加酸性稳定剂，则其效果将不再增加，而仅仅是增加生产成本，导致成本无效。
颜料有助于赋予颜色及提高抗锈蚀性。在本发明中使用的颜料可为选自TiO2、P2O5、Al2O3、CaO、炭黑、无机陶瓷颜料等中的一者或多者。如果基于100重量份的阻燃涂层组合物以小于5重量份的量添加颜料，则会降低涂层的抗锈蚀性。相反，如果基于100重量份的阻燃涂层组合物以大于20重量份的量添加颜料，则彩色涂层钢板的颜色性能将会降低而不是增加。
通过上述过程(S210至S230)制造的用于家用设备和建筑材料的不可燃彩色涂层钢板具有优良的物理性能，例如耐溶剂性、耐指纹性、抗腐蚀性、加工性、润滑性、硬度等，这些是涂层的基本性能，而且同时由于使用硅溶胶引入氨基甲酸乙酯，该不可燃彩色涂层钢板具有高硬度和高加工性。此外，根据本发明的不可燃彩色涂层钢板通过在基底钢板上涂布含极少量的挥发性有机化合物(VOC)的水溶性硅溶胶来进行制造，其具有高阻燃性并能保证耐划伤性(抗涂鸦)、易清洁、耐水性、防水性及耐盐水性，这些是陶瓷的特性。
此外，根据本发明用于家用设备和建筑材料的不可燃彩色涂层钢板具有的优势在于阻燃涂层即使其厚度比一般顶涂层的厚度(15至25μm)至少小两倍但仍具有涂层的外观特征，以及在于阻燃涂层还具有优良的阻燃性、抗腐蚀性、耐划伤性、耐溶剂型和润滑性，不含铬，可溶于水并对环境友好。
实施例
在下文中，将参考优选的实施例对本发明进行进一步详细地描述。但是，可以理解的是提供这些实施例是为更好地理解本发明，而并非旨在限定本发明的范围。
未在此公开的内容能够被任一本领域技术人员所充分理解，因此其说明被省略。
1.彩色涂层钢板的制造
实施例1
在热镀浸锌钢板上形成预处理层，厚度达3μm。然后，将包含52重量％的聚酯树脂、27重量％的胶态二氧化硅、1.0重量％的磷酸锌、0.7重量％的3-氨丙基三环氧基硅烷、5重量％的钛溶胶、0.1重量％的硅氧烷基润湿剂和剩下为水的初级组合物施用至预处理层，厚度达0.5μm，然后在160℃下加热干燥，由此形成初级层。
接下来，将包含17重量份的硅溶胶、8重量份的聚氨酯树脂、50重量份的异丙醇、12重量份的去离子水(DIW)、2重量份的磷酸铵、1.0重量份的硝酸和10重量份的TiO2的阻燃涂层组合物施用至初级层，厚度达8μm，然后在210℃下加热干燥由此形成阻燃涂层，从而制成彩色涂层钢板样本。
实施例2
用如在实施例1中所描述的相同方法制造彩色涂层钢板样本，不同之处在于施用包含16重量份的硅溶胶、7重量份的聚氨酯树脂、51重量份的异丙醇、10重量份的去离子水(DIW)、3重量份的磷酸盐、1.0重量份的盐酸和12重量份的炭黑的阻燃涂层组合物，厚度达7μm，然后在250℃下加热干燥由此形成阻燃涂层。
实施例3
用如在实施例1中所描述的相同方法制造彩色涂层钢板样本，不同之处在于使用的是包含15重量份的硅溶胶、6重量份的聚氨酯树脂、50重量份的异丙醇、12重量份的去离子水(DIW)、1重量份的磷酸铵、1.0重量份的硝酸和15重量份的TiO2的阻燃涂层组合物。
实施例4
用如在实施例1中所描述的相同方法制造彩色涂层钢板样本，不同之处在于施用阻燃涂层组合物的厚度为5μm，然后在240℃下加热干燥。
实施例5
用如在实施例1中所描述的相同方法制造彩色涂层钢板样本，不同之处在于施用阻燃涂层组合物的厚度为6μm，然后在250℃下加热干燥。
对比实施例1
用如在实施例1中所描述的相同方法制造彩色涂层钢板样本，不同之处在于施用阻燃涂层组合物的厚度为4μm，然后在180℃下加热干燥。
2.用于评价物理性能的方法
用于评价实施例1至5和对比实施例1中制出的彩色涂层钢板样本的方法如下。
(1)光泽
对于光泽的评价，借助于Tri-Microgloss-20-60-85(SheenInstrumentsLtd.,England)以60°的入射角测量每个样本的光泽。
(2)抗腐蚀性
对于抗腐蚀性的评价，对每个样本进行48小时的中性盐雾试验，然后检查涂层的剥落、松弛、腐蚀、锈的产生等。评价标准如下：
好(O)：没有出现涂层的剥落、松弛、腐蚀和锈的产生；
不好(X)：出现涂层的剥落、松弛、腐蚀和锈的产生。
(3)抗冲击性
对于抗冲击性的评价，在条件下将冲击施加于样本表面，然后检查表面是否破裂。评价标准如下：
好(O)：未破裂；
不好(X)：破裂。
(4)加工性
对于加工性的评价，对每个样本进行T-弯曲试验，然后检查在弯曲半径为0mm下样本是否破裂。评价标准如下：
好(O)：未破裂；
不好(X)：破裂。
(5)耐指纹性
对于耐指纹性的评价，使得每个样本在温度60℃和相对湿度95％下位于恒温和恒湿的室中240小时，然后使用色度仪测量样本的颜色变化(ΔE)。评价标准如下：
好(O)：ΔE＝2；
不好(X)：ΔE>2。
(6)耐溶剂性
对于耐溶剂性的评价，将甲基乙基酮(MEK)添加至纱布，然后使用1kgf的力用纱布擦每个样本100次，之后检查是否发生树脂剥落和膨胀。评价标准如下：
好(O)：没有出现树脂剥落和膨胀；
不好(X)：出现树脂剥落和膨胀。
(7)铅笔硬度
使用单笔(日本三菱铅笔株式会社)测量每个样本的铅笔硬度。
3.物理性能的评价
以下表1示出实施例1至5及对比实施例1中制出的样本的物理性能评价的结果。
表1
如在上表1中可见，实施例1至5中所制造的样本的抗腐蚀性、抗冲击性、加工性、耐指纹性和耐溶剂性都满足所期望的值。特别是，实施例1至5的样本都显示出4H的铅笔硬度及32至34的光泽。
但是，在对比实施例1的样本情况中，其没有在本发明规定的阻燃涂层厚度范围以及第二加热干燥温度范围中，抗腐蚀性、抗冲击性、加工性和铅笔硬度满足所期望的值，但是光泽仅为30。
此外，结果表明对比实施例1的样本具有不好的耐指纹性和耐溶剂性。
本公开已经参考附图和实施方案进行了描述。本领域技术人员会理解在本申请中公开的实施方案能够被修饰和改变，而不脱离如在所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神。

Claims (13)

1.一种用于制造不可燃彩色涂层钢板的方法，其包括以下步骤：
(a)将底涂层试剂施用至基底钢板，接着加热干燥，由此形成预处理层；
(b)将初级涂层组合物施用至所述预处理层，接着加热干燥，由此形成初级层；以及
(c)将阻燃涂层组合物施用至所述初级层，接着干燥和固化，由此形成阻燃涂层，所述阻燃涂层组合物包含基于100重量份的15至20重量份的硅溶胶、5至15重量份的聚氨酯树脂、40至70重量份的溶剂、5至15重量份的去离子水(DIW)、1至3重量份的酸性催化剂、0.1至2.0重量份的酸性稳定剂以及5至20重量份的颜料。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(b)中的所述初级层包含50至60重量％的聚酯树脂，25至30重量％的胶态二氧化硅，0.5至2.0重量％的环氧活化磷酸化合物，0.5至1.0重量％的硅烷偶联剂，0.1至10重量％的选自钛溶胶、硅溶胶和锆溶胶中的至少一种防腐剂，以及0.01至0.20重量％的润湿剂。
3.根据权利要求2所述的方法，其中以1.5：1至2.5：1的重量比添加聚酯树脂和胶态二氧化硅。
4.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(b)中的所述初级层在120至200℃的第一加热干燥温度(最高金属板温(PMT))下进行干燥。
5.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(c)中的硅溶胶通过以下方法获得：用水在弱酸环境(pH4-5)中水解选自包含四乙氧基硅烷(TEOS)和四甲氧基硅烷(TMOS)的烷氧基硅烷的化合物，将20重量份或更少的固态氨基甲酸乙酯固体添加至100重量份的水解产物，然后在60至80℃的温度下进行反应。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述颜料为选自TiO2、P2O5、Al2O3、CaO、炭黑和无机陶瓷颜料中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(d)中的所述阻燃涂层在200至250℃的第二加热干燥温度(最高金属板温(PMT))下进行干燥和固化。
8.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(c)中的加热干燥通过选自热空气加热、感应加热和近红外加热中的一种或多种来进行。
9.一种不可燃彩色涂层钢板，其包含：
基底钢板；
涂布于所述基底钢板上的预处理层；
涂布于所述预处理层上的初级层；以及
涂布于所述初级层上的阻燃涂层，所述阻燃涂层包含基于100重量份的15至20重量份的硅溶胶、5至15重量份的聚氨酯树脂、40至70重量份的溶剂、1至3重量份的酸性催化剂、0.1至2.0重量份的酸性稳定剂和5至20重量份的颜料。
10.根据权利要求9所述的不可燃彩色涂层钢板，其中所述颜料为选自TiO2、P2O5、Al2O3、CaO、炭黑和无机陶瓷颜料中的至少一种。
11.根据权利要求9所述的不可燃彩色涂层钢板，其中所述初级层包含50至60重量％的聚酯树脂，25至30重量％的胶态二氧化硅，0.5至2.0重量％的环氧活化磷酸化合物，0.5至1.0重量％的硅烷偶联剂，0.1至10重量％的选自钛溶胶、硅溶胶和锆溶胶中的至少一种防腐剂，以及0.01至0.20重量％的润湿剂。
12.根据权利要求9所述的不可燃彩色涂层钢板，其中所述初级层具有0.3至1.0μm的厚度。
13.根据权利要求9所述的不可燃彩色涂层钢板，其中所述阻燃涂层具有5至10μm的厚度。
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