CN107058876A - 一种门窗用不锈钢材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种门窗用不锈钢材料，所述材料由Fe元素、改性化学元素杂质组成；所述改性化学元素的质量百分比如下：C0.05‑0.11%，Mn0.5‑1%，Si0.21‑0.24%，P0.006‑0.008%，S0.002‑0.004%，Nb0.093‑0.095%，V0.06‑0.08%，Ti2.8‑3.1%，Al 1.5‑1.7%，N0.001‑0.006%，H0.0001‑0.0002%，Cu0.05‑0.07%，Cr7.4‑15.2%，Ni8.1 ‑11.3%，Mo0.23‑0.25%，La0.21‑0.23%，Sr0.04‑0.08%,Th0.05‑0.1%,Be0.02‑0.03%,Zr0.05‑0.08%,B0.0015‑0.0.002%和Re0.06‑0.09%。本发明中对不锈钢中的各元素含量进行合理控制，得到的不锈钢耐腐蚀、耐冲蚀，添加稀土元素镧，从而成功得到用于金属门窗的高强度防腐不锈钢，具有很好的横向屈服强度及高塑性，横向抗拉强度≥450MPa，横向屈服强度≥240MPa，横向延伸率≥30％，厚度方向断面收缩率≥55%。

Description

一种门窗用不锈钢材料
技术领域
本发明涉及门窗材料技术领域，具体涉及一种门窗用不锈钢材料。
背景技术
现有技术中用于制备门窗的材料，主要有铝合金、玻璃纤维复合材料等类型，但是铝合金门窗型材不耐腐蚀，而且其传热系数高，使其保五年性能差、节能效果一般并且重量较重。玻璃纤维复合材料门窗的传热系数虽然低一些，但是玻璃纤维复合材料门窗型材的耐腐蚀性和抗老化性能较差。因材料使用不当，会导致型材结构设计问题，比如：结构复杂、成本高，部件与部件之间容易发生损坏和磨损，且在安装过程中，需要额外的安装工具进行装配，装配过程繁琐，稳固性能不好等问题。还有的门窗采用不锈钢制成，但是不锈钢材料抗腐蚀特性较差，对冲蚀也极其敏感，且其材质对应力腐蚀也极其敏感，这些缺点制约了不锈钢在门窗领域的发展。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的问题，提供一种门窗用不锈钢材料。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种门窗用不锈钢材料，其特征在于，所述材料由Fe元素、改性化学元素杂质组成；
所述改性化学元素的质量百分比如下：
C 0.05-0.11%， Mn 0.5-1%，
Si 0.21-0.24%， P 0.006-0.008%，
S 0.002-0.004%， Nb 0.093-0.095%，
V 0.06-0.08%， Ti 2.8-3.1%，
Al 1.5-1.7%， N 0.001-0.006%，
H 0.0001-0.0002%， Cu 0.05-0.07%，
Cr 7.4-15.2%， Ni 8.1-11.3%，
Mo 0.23-0.25%， La 0.21-0.23%，
Sr 0.04-0.08%, Th 0.05-0.1%,
Be 0.02-0.03%, Zr 0.05-0.08%,
B 0.0015-0.0.002%, Re 0.06-0.09%。
进一步地，所述改性化学元素的质量百分比如下：
C 0.07%， Mn 0.8%，
Si 0.23%， P 0.007%，
S 0.003%， Nb 0.094%，
V 0.07%， Ti 2.9%，
Al 1.6%， N 0.003%，
H 0.00015%， Cu 0.06%，
Cr 11.2%， Ni 9.5%，
Mo 0.24%， La 0.22%，
Sr 0.06%, Th 0.08%,
Be 0.025%, Zr 0.06%,
B 0.0018%, Re 0.08%。
进一步地，所述门窗用不锈钢材料的表面喷涂有抗腐蚀涂层，所述抗腐蚀涂层的厚度为2-5mm。
进一步地，所述抗腐蚀涂层由重量百分比为47-55%的混合物A和重量百分比为45-53%的混合物B组合而成；所述混合物A的组成成分按重量份计为：丙烯酸树脂20-50份，复合聚苯并噁嗪材料20-30份，醛酮树脂KR-80F 10-20份，石蜡0-1份，氯化锆0-0.5份，木质素纤维1-6份，铝锆偶联剂TL-4 1-2份，固化剂1-5份，分散剂0-0.5份，消泡剂1-2份，防霉剂0-2份，颜料1-5份和溶剂50-100份；其中，溶剂是由正丁醇和二甲苯按质量比6:5混合制成；
所述混合物B的组成成分按重量份计为：聚酯树脂：5-7份，环氧树脂：34-37份，二氧化硅：7-9份，氧化镁2-4份、硬脂酸0.5-1.5份、半补强炉黑15-28份、氧化锌4-8份、秋兰姆类促进剂0.3-0.8份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体4-8份、异噻唑啉酮1.5-1.8份、次氯酸钙0.5-0.8份和导电纤维3-5份。
进一步地，所述混合物A的组成成分按重量份计为：丙烯酸树脂35份，复合聚苯并噁嗪材料25份，醛酮树脂KR-80F 15份，石蜡1份，氯化锆0.5份，木质素纤维3份，铝锆偶联剂TL-4 1.5份，固化剂3份，分散剂0.5份，消泡剂1.5份，防霉剂1份，颜料3份和溶剂75份；其中，溶剂是由正丁醇和二甲苯按质量比6:5混合制成；
所述混合物B的组成成分按重量份计为：聚酯树脂6份，环氧树脂35份，二氧化硅8份，氧化镁3份、硬脂酸1份、半补强炉黑23份、氧化锌6份、秋兰姆类促进剂0.5份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体6份、异噻唑啉酮0.7份、次氯酸钙0.6份和导电纤维4份。
进一步地，所述导电纤维为碳纤维。
进一步地，所述碳纤维是连续性碳纤维或者短纤维。
进一步地，所述门窗用不锈钢材料中还包括1-3%的变质元素，所述变质元素为Sc、Gd和Ce。
本发明与现有技术相比，具有如下的有益效果：
本发明中对不锈钢中的各元素含量进行合理控制，得到的不锈钢耐腐蚀、耐冲蚀，添加稀土元素镧，从而成功得到用于金属门窗的高强度防腐不锈钢，具有很好的横向屈服强度及高塑性，横向抗拉强度≥450MPa，横向屈服强度≥240MPa，横向延伸率≥30％，厚度方向断面收缩率≥55%。
本发明不锈钢中添加了Sc、Gd、Ce三种变质元素，可以显著改善不锈钢的金相组织，细化晶粒，减少二次晶间距，减少合金中的有害气体和杂质，减少不锈钢的裂纹源，从而进一步提高不锈钢的强度和韧性，改善不锈钢材料的加工性能。
本发明的抗腐蚀涂层采用丙烯酸树脂、复合聚苯并噁嗪材料、醛酮树脂KR-80F作为成膜物质并加入溶剂，大大提高了强度、附着力和防腐蚀性能，而且增强了本发明的疏水性。同时对表面的细菌具有抗菌作用，延长不锈钢材料的使用时间，减少后期清洁和替换的成本，还通过添加导电纤维使得本发明的不锈钢门窗具有永久抗静电性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种门窗用不锈钢材料，其特征在于，门窗材料由Fe元素、改性化学元素杂质组成；
改性化学元素的质量百分比如下：
C 0.05%， Mn 0.5%，
Si 0.21%， P 0.006%，
S 0.002%， Nb 0.093%，
V 0.06%， Ti 2.8%，
Al 1.5%， N 0.001%，
H 0.0001%， Cu 0.05%，
Cr 7.4%， Ni 8.1%，
Mo 0.23%， La 0.21%，
Sr 0.04%, Th 0.05%,
Be 0.02%, Zr 0.05%,
B 0.0015%, Re 0.06%。
上述门窗用不锈钢材料的表面喷涂有抗腐蚀涂层，抗腐蚀涂层的厚度为2mm。
上述抗腐蚀涂层由重量百分比为47%的混合物A和重量百分比为45%的混合物B组合而成；混合物A的组成成分为：丙烯酸树脂20克，复合聚苯并噁嗪材料20克，醛酮树脂KR-80F 10克，木质素纤维1克，铝锆偶联剂TL-4 1克，固化剂1克，消泡剂1克，颜料1克和溶剂50克；其中，溶剂是由正丁醇和二甲苯按质量比6:5混合制成；
混合物B的组成成分为：聚酯树脂5克，环氧树脂347克，二氧化硅7克，氧化镁2克、硬脂酸0.5克、半补强炉黑15克、氧化锌4克、秋兰姆类促进剂0.3克、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体4克、异噻唑啉酮1.5克、次氯酸钙0.5克和导电纤维3克。
上述导电纤维为碳纤维。
上述碳纤维是连续性碳纤维或者短纤维。
上述不锈钢门窗材料中还包括1-3%的变质元素，变质元素为Sc、Gd和Ce。
实施例2
一种门窗用不锈钢材料，其特征在于，门窗材料由Fe元素、改性化学元素杂质组成；
改性化学元素的质量百分比如下：
C 0.11%， Mn 1%，
Si 0.24%， P 0.008%，
S 0.004%， Nb 0.095%，
V 0.08%， Ti 3.1%，
Al 1.7%， N 0.006%，
H 0.0002%， Cu 0.07%，
Cr 15.2%， Ni 11.3%，
Mo 0.25%， La 0.23%，
Sr 0.08%, Th 0.1%,
Be 0.03%, Zr 0.08%,
B 0.0.002%, Re 0.09%。
上述门窗用不锈钢材料的表面喷涂有抗腐蚀涂层，抗腐蚀涂层的厚度为5mm。
上述抗腐蚀涂层由重量百分比为55%的混合物A和重量百分比为53%的混合物B组合而成；混合物A的组成成分为：丙烯酸树脂50克，复合聚苯并噁嗪材料30克，醛酮树脂KR-80F 20克，石蜡1克，氯化锆0.5克，木质素纤维6克，铝锆偶联剂TL-4 2克，固化剂5克，分散剂0.5克，消泡剂2克，防霉剂2克，颜料5克和溶剂100克；其中，溶剂是由正丁醇和二甲苯按质量比6:5混合制成；
混合物B的组成成分为：聚酯树脂7克，环氧树脂37克，二氧化硅9克，氧化镁4克、硬脂酸1.5克、半补强炉黑28克、氧化锌8克、秋兰姆类促进剂0.8克、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体8克、异噻唑啉酮1.8克、次氯酸钙0.8克和导电纤维5克。
上述导电纤维为碳纤维。
上述碳纤维是连续性碳纤维或者短纤维。
上述门窗用不锈钢材料中还包括3%的变质元素，变质元素为Sc、Gd和Ce。
实施例3
一种门窗用不锈钢材料，其特征在于，门窗材料由Fe元素、改性化学元素杂质组成；
改性化学元素的质量百分比如下：
C 0.07%， Mn 0.8%，
Si 0.23%， P 0.007%，
S 0.003%， Nb 0.094%，
V 0.07%， Ti 2.9%，
Al 1.6%， N 0.003%，
H 0.00015%， Cu 0.06%，
Cr 11.2%， Ni 9.5%，
Mo 0.24%， La 0.22%，
Sr 0.06%, Th 0.08%,
Be 0.025%, Zr 0.06%,
B 0.0018%, Re 0.08%。
上述门窗用不锈钢材料的表面喷涂有抗腐蚀涂层，抗腐蚀涂层的厚度为4mm。
上述抗腐蚀涂层由重量百分比为50%的混合物A和重量百分比为50%的混合物B组合而成；混合物A的组成成分为：丙烯酸树脂35克，复合聚苯并噁嗪材料25克，醛酮树脂KR-80F15克，石蜡0.5克，氯化锆0.3克，木质素纤维3克，铝锆偶联剂TL-4 1.5克，固化剂3克，分散剂0.3克，消泡剂1.5克，防霉剂1克，颜料3克和溶剂75克；其中，溶剂是由正丁醇和二甲苯按质量比6:5混合制成；
混合物B的组成成分为：聚酯树脂6克，环氧树脂35克，二氧化硅8克，氧化镁3克、硬脂酸1克、半补强炉黑23克、氧化锌6克、秋兰姆类促进剂0.5克、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体6克、异噻唑啉酮0.7克、次氯酸钙0.6克和导电纤维4克。
上述导电纤维为碳纤维。
上述碳纤维是连续性碳纤维或者短纤维。
上述门窗用不锈钢材料中还包括2%的变质元素，变质元素为Sc、Gd和Ce。
本发明中对不锈钢中的各元素含量进行合理控制，得到的不锈钢耐腐蚀、耐冲蚀，添加稀土元素镧，从而成功得到用于金属门窗的高强度防腐不锈钢，具有很好的横向屈服强度及高塑性，横向抗拉强度≥450MPa，横向屈服强度≥240MPa，横向延伸率≥30％，厚度方向断面收缩率≥55%。
本发明不锈钢中添加了Sc、Gd、Ce三种变质元素，可以显著改善不锈钢的金相组织，细化晶粒，减少二次晶间距，减少合金中的有害气体和杂质，减少不锈钢的裂纹源，从而进一步提高不锈钢的强度和韧性，改善不锈钢材料的加工性能。
本发明的抗腐蚀涂层采用丙烯酸树脂、复合聚苯并噁嗪材料、醛酮树脂KR-80F作为成膜物质并加入溶剂，大大提高了强度、附着力和防腐蚀性能，而且增强了本发明的疏水性。同时对表面的细菌具有抗菌作用，延长不锈钢材料的使用时间，减少后期清洁和替换的成本，还通过添加导电纤维使得本发明的不锈钢门窗具有永久抗静电性。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种门窗用不锈钢材料，其特征在于，所述材料由Fe元素、改性化学元素杂质组成；
所述改性化学元素的质量百分比如下：
C 0.05-0.11%， Mn 0.5-1%，
Si 0.21-0.24%， P 0.006-0.008%，
S 0.002-0.004%， Nb 0.093-0.095%，
V 0.06-0.08%， Ti 2.8-3.1%，
Al 1.5-1.7%， N 0.001-0.006%，
H 0.0001-0.0002%， Cu 0.05-0.07%，
Cr 7.4-15.2%， Ni 8.1-11.3%，
Mo 0.23-0.25%， La 0.21-0.23%，
Sr 0.04-0.08%, Th 0.05-0.1%,
Be 0.02-0.03%, Zr 0.05-0.08%,
B 0.0015-0.0.002%, Re 0.06-0.09%。
2.根据权利要求1所述的一种门窗用不锈钢材料，其特征在于，所述改性化学元素的质量百分比如下：
C 0.07%， Mn 0.8%，
Si 0.23%， P 0.007%，
S 0.003%， Nb 0.094%，
V 0.07%， Ti 2.9%，
Al 1.6%， N 0.003%，
H 0.00015%， Cu 0.06%，
Cr 11.2%， Ni 9.5%，
Mo 0.24%， La 0.22%，
Sr 0.06%, Th 0.08%,
Be 0.025%, Zr 0.06%,
B 0.0018%, Re 0.08%。
3.根据权利要求1所述的一种门窗用不锈钢材料，其特征在于，所述不锈钢门窗材料的表面喷涂有抗腐蚀涂层，所述抗腐蚀涂层的厚度为2-5mm。
4.根据权利要求3所述的一种门窗用不锈钢材料，其特征在于，所述抗腐蚀涂层由重量百分比为47-55%的混合物A和重量百分比为45-53%的混合物B组合而成；所述混合物A的组成成分按重量份计为：丙烯酸树脂20-50份，复合聚苯并噁嗪材料20-30份，醛酮树脂KR-80F10-20份，石蜡0-1份，氯化锆0-0.5份，木质素纤维1-6份，铝锆偶联剂TL-41-2份，固化剂1-5份，分散剂0-0.5份，消泡剂1-2份，防霉剂0-2份，颜料1-5份和溶剂50-100份；其中，溶剂是由正丁醇和二甲苯按质量比6:5混合制成；
所述混合物B的组成成分按重量份计为：聚酯树脂5-7份，环氧树脂34-37份，二氧化硅7-9份，氧化镁2-4份、硬脂酸0.5-1.5份、半补强炉黑15-28份、氧化锌4-8份、秋兰姆类促进剂0.3-0.8份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体4-8份、异噻唑啉酮1.5-1.8份、次氯酸钙0.5-0.8份和导电纤维3-5份。
5.根据权利要求4所述的一种门窗用不锈钢材料，其特征在于，所述混合物A的组成成分按重量份计为：丙烯酸树脂35份，复合聚苯并噁嗪材料25份，醛酮树脂KR-80F 15份，石蜡1份，氯化锆0.5份，木质素纤维3份，铝锆偶联剂TL-4 1.5份，固化剂3份，分散剂0.5份，消泡剂1.5份，防霉剂1份，颜料3份和溶剂75份；其中，溶剂是由正丁醇和二甲苯按质量比6:5混合制成；
所述混合物B的组成成分按重量份计为：聚酯树脂6份，环氧树脂35份，二氧化硅8份，氧化镁3份、硬脂酸1份、半补强炉黑23份、氧化锌6份、秋兰姆类促进剂0.5份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体6份、异噻唑啉酮0.7份、次氯酸钙0.6份和导电纤维4份。
6.根据权利要求4所述的一种门窗用不锈钢材料，其特征在于，所述导电纤维为碳纤维。
7.根据权利要求5所述的一种门窗用不锈钢材料，其特征在于，所述碳纤维是连续性碳纤维或者短纤维。
8.根据权利要求1所述的一种门窗用不锈钢材料，其特征在于，所述不锈钢门窗材料中还包括1-3%的变质元素，所述变质元素为Sc、Gd和Ce。
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