CN108754512B - 一种门窗制作用不锈钢原料的表面处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种门窗制作用不锈钢原料的表面处理方法，包括如下步骤：（1）清洗处理、（2）活化处理、（3）喷砂处理、（4）专用涂料配制、（5）涂覆干燥处理。本发明优化改善了对不锈钢原料的表面处理方法，明显改善了不锈钢原料的特性，增强了其防腐、耐温、耐磨能力，延长了对应由其制作成的门窗的使用品质和寿命，极具市场竞争力和推广应用价值。

Description

一种门窗制作用不锈钢原料的表面处理方法
技术领域
本发明属于门窗加工制造技术领域，具体涉及一种门窗制作用不锈钢原料的表面处理方法。
背景技术
门窗是建筑物的组成部分，按其所处的位置不同分为围护构件或分隔构件，有不同的设计要求，比如要具有保温、隔热、隔声、防水、防火等功能，更新的设计还要求其具有节能功能，因为寒冷地区由门窗缝隙而损失的热量，占全部采暖耗热量的25%左右。现在门窗的密闭性的要求，是节能设计中的重要内容。门和窗是建筑物围护结构系统中重要的组成部分，它们的形状、尺寸、比例、排列、色彩、造型等也对建筑的整体造型都有很大的影响。
门窗制作的材质有木材、钢材、铝材、铜材等等，其中钢材应用较多，尤其是不锈钢材，增强了门窗的耐腐特性，延长了其使用寿命。但虽然不锈钢材质具有一定的耐腐能力，长期使用仍会被锈蚀，随着人们对于产品性能的不断提升，其品质仍需进一步的增强。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种门窗制作用不锈钢原料的表面处理方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种门窗制作用不锈钢原料的表面处理方法，包括如下步骤：
（1）清洗处理：
先将不锈钢放入到除油脱脂处理液中浸泡处理3~5min，完成后取出用去离子水冲洗一遍后备用；
（2）活化处理：
将步骤（1）处理后的不锈钢放入到体积分数为6~8%的硫酸溶液中浸泡处理2~3min，完成后取出用去离子水冲洗一遍后备用；
（3）喷砂处理：
将步骤（2）处理后的不锈钢放入到喷砂机内进行喷砂处理，完成后取出备用；
（4）专用涂料配制：
a.按对应重量份称取下列物质：37~40份丙烯酸树脂、5~8份萜烯树脂、24~28份正丁醇、7~10份脂肪醇聚氧乙烯醚、15~17份甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂、4~6份功能填料、0.2~0.5份润湿剂、0.6~1份消泡剂、0.4~0.6份流平剂、0.05~0.15份紫外线吸收剂；
b.将操作a称取的所有物质成分共同投入到搅拌罐内，高速搅拌处理8~10h后取出得专用涂料备用；
（5）涂覆干燥处理：
将步骤（4）制得的专用涂料均匀的喷洒涂覆在步骤（3）处理后的不锈钢表面上，在空气中流平1~2min后，再将不锈钢放入到烤箱内保温干燥处理12~15min，最后将不锈钢取出自然冷却至室温即可。
进一步的，步骤（1）中所述的除油脱脂处理液为质量分数为8~10%的水性除油脱脂表面活性剂溶液。
进一步的，步骤（3）中所述的喷砂处理时所用的喷砂介质为金刚砂，金刚砂的颗粒大小为300目。
进一步的，步骤（4）操作a中所述的润湿剂为脂肪酸或脂肪酸酯硫酸盐，所述的消泡剂为有机硅消泡剂，所述的流平剂为流平剂370，所述的紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-531。
进一步的，步骤（4）操作a中所述的功能填料的制备方法包括如下步骤：
1）先将棉花秸秆清洗粉碎后制成颗粒直径不大于2cm的棉花秸秆颗粒备用；
2）将步骤1）所得的棉花秸秆颗粒放入到蒸汽爆破罐内进行蒸汽爆破处理，完成后取出备用；
3）将步骤2）处理后的棉花秸秆颗粒浸入到混合溶液中，然后超声震荡处理8~10h后进行过滤，用清水对过滤后的棉花秸秆颗粒冲洗一遍后备用；所述的混合溶液是由如下重量份的物质组成：3~5份正硅酸乙酯、20~24份去离子水、42~46份无水乙醇、0.2~0.3份氨水；
4）将步骤3）处理后的棉花秸秆颗粒放入到碳化炉内进行碳化处理，取出后粉碎过600目即得功能填料。
进一步的，步骤2）中所述的蒸汽爆破处理的具体操作是：先向蒸汽爆破罐内通入温度为103~108℃的水蒸气，同时将蒸汽爆破罐内的压力增至0.38~0.42MPa，保温保压处理8~10min后再于35s内将蒸汽爆破罐卸至常温常压。
进一步的，步骤3）中所述的棉花秸秆颗粒和混合溶液的重量比为1:5~6；所述的超声震荡处理时超声波的频率为480~520kHz。
进一步的，步骤4）中所述的碳化处理时控制碳化炉内的温度为460~500℃，碳化的时长为2~3h。
进一步的，步骤（4）操作b中所述的高速搅拌处理时的搅拌转速为2500~2800转/分钟。
进一步的，步骤（5）中所述的保温干燥处理时控制烤箱内的温度为160~180℃。
对不锈钢进行表面处理的方法较多，其中涂料涂覆处理较为常见和简单，但现有涂料处理存在着涂层易龟裂、脱落、粉化的问题，导致对不锈钢原料的防护效果不持久，不稳定。对此，本发明对处理的方法进行了优化改进处理，很好的改善了不锈钢的使用品质。其中，先进行了清洗处理，去除了油污杂质成分，然后进行了活化处理，去除了表面氧化膜层等，提升了表面活性为后续的处理奠定了基础，接着进行了喷砂处理，利用喷砂在不锈钢原料的表面上形成了大量的微坑，适度的提高了其表面粗糙度，便于提升后续的处理效果，随后独特配制了一种专用涂料，采用丙烯酸树脂、萜烯树脂和甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂共同复合使用，明显的提升了树脂基整体的耐温性、铺展性、粘结性、耐水性等，为了进一步改善涂料的品质，又添加了一种特制的功能填料成分，其是以棉花秸秆为主体物质加工处理而成，棉花秸秆是棉花采收后的秸秆，通常人们对其进行焚烧，但随着环境保护意识的加强，人们多不再对其焚烧处理，但由此也产生了大量闲置的棉花秸秆，虽然可将其用于饲料、肥料等的再利用制作中，但仍不能全部消化理由，需要开发多种有效的再利用方向。本发明将棉花秸秆用于功能填料的制作中，为废料的再利用提供了一个新的方向，在制备时先进行了粉碎处理，然后进行了蒸汽爆破处理，松散了棉花秸秆的内部纤维结构，扩大了木质纤维间的间隙，打开了纹孔膜通道，提升了整体的比表面积和吸附能力，为后续的处理奠定了基础，之后用混合溶液进行浸泡处理，混合溶液在对棉花秸秆颗粒浸泡时可生成大量的纳米二氧化硅颗粒，辅以超声波的作用，很好的渗入固定在棉花秸秆颗粒内外部的纤维表面上，最后对处理后的棉花秸秆颗粒进行了碳化处理，使其发生碳化形成生物碳，事先固定的纳米二氧化硅颗粒则变成了对生物碳的修饰改性，提升了颗粒稳定性，比表面积，与树脂基体间的结合强度等，增强了整体的使用效果，最后进行粉碎得到功能填料，其用于涂料中，与树脂基体间的相容分散性好，且稳定性高，不仅能很好提升涂料的致密度，又能对渗入的水分、氧气等进一步阻隔吸附，避免其对内部不锈钢原料的侵蚀，提升了涂料的防护效果；最终配制的专用涂料具有很好的耐温、耐腐、耐磨特性，与不锈钢间的附着结合能力强，明显的延长了不锈钢门窗的使用寿命。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明优化改善了对不锈钢原料的表面处理方法，明显改善了不锈钢原料的特性，增强了其防腐、耐温、耐磨能力，延长了对应由其制作成的门窗的使用品质和寿命，极具市场竞争力和推广应用价值。
具体实施方式
实施例1
一种门窗制作用不锈钢原料的表面处理方法，包括如下步骤：
（1）清洗处理：
先将不锈钢放入到除油脱脂处理液中浸泡处理3min，完成后取出用去离子水冲洗一遍后备用；
（2）活化处理：
将步骤（1）处理后的不锈钢放入到体积分数为6%的硫酸溶液中浸泡处理2min，完成后取出用去离子水冲洗一遍后备用；
（3）喷砂处理：
将步骤（2）处理后的不锈钢放入到喷砂机内进行喷砂处理，完成后取出备用；
（4）专用涂料配制：
a.按对应重量份称取下列物质：37份丙烯酸树脂、5份萜烯树脂、24份正丁醇、7份脂肪醇聚氧乙烯醚、15份甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂、4份功能填料、0.2份润湿剂、0.6份消泡剂、0.4份流平剂、0.05份紫外线吸收剂；
b.将操作a称取的所有物质成分共同投入到搅拌罐内，高速搅拌处理8h后取出得专用涂料备用；
（5）涂覆干燥处理：
将步骤（4）制得的专用涂料均匀的喷洒涂覆在步骤（3）处理后的不锈钢表面上，在空气中流平1min后，再将不锈钢放入到烤箱内保温干燥处理12min，最后将不锈钢取出自然冷却至室温即可。
进一步的，步骤（1）中所述的除油脱脂处理液为质量分数为8%的水性除油脱脂表面活性剂溶液。
进一步的，步骤（3）中所述的喷砂处理时所用的喷砂介质为金刚砂，金刚砂的颗粒大小为300目。
进一步的，步骤（4）操作a中所述的润湿剂为脂肪酸或脂肪酸酯硫酸盐，所述的消泡剂为有机硅消泡剂，所述的流平剂为流平剂370，所述的紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-531。
进一步的，步骤（4）操作a中所述的功能填料的制备方法包括如下步骤：
1）先将棉花秸秆清洗粉碎后制成颗粒直径不大于2cm的棉花秸秆颗粒备用；
2）将步骤1）所得的棉花秸秆颗粒放入到蒸汽爆破罐内进行蒸汽爆破处理，完成后取出备用；
3）将步骤2）处理后的棉花秸秆颗粒浸入到混合溶液中，然后超声震荡处理8h后进行过滤，用清水对过滤后的棉花秸秆颗粒冲洗一遍后备用；所述的混合溶液是由如下重量份的物质组成：3份正硅酸乙酯、20份去离子水、42份无水乙醇、0.2份氨水；
4）将步骤3）处理后的棉花秸秆颗粒放入到碳化炉内进行碳化处理，取出后粉碎过600目即得功能填料。
进一步的，步骤2）中所述的蒸汽爆破处理的具体操作是：先向蒸汽爆破罐内通入温度为103℃的水蒸气，同时将蒸汽爆破罐内的压力增至0.38MPa，保温保压处理8min后再于35s内将蒸汽爆破罐卸至常温常压。
进一步的，步骤3）中所述的棉花秸秆颗粒和混合溶液的重量比为1:5；所述的超声震荡处理时超声波的频率为480kHz。
进一步的，步骤4）中所述的碳化处理时控制碳化炉内的温度为460℃，碳化的时长为2h。
进一步的，步骤（4）操作b中所述的高速搅拌处理时的搅拌转速为2500转/分钟。
进一步的，步骤（5）中所述的保温干燥处理时控制烤箱内的温度为160℃。
实施例2
一种门窗制作用不锈钢原料的表面处理方法，包括如下步骤：
（1）清洗处理：
先将不锈钢放入到除油脱脂处理液中浸泡处理4min，完成后取出用去离子水冲洗一遍后备用；
（2）活化处理：
将步骤（1）处理后的不锈钢放入到体积分数为7%的硫酸溶液中浸泡处理2.5min，完成后取出用去离子水冲洗一遍后备用；
（3）喷砂处理：
将步骤（2）处理后的不锈钢放入到喷砂机内进行喷砂处理，完成后取出备用；
（4）专用涂料配制：
a.按对应重量份称取下列物质：39份丙烯酸树脂、7份萜烯树脂、26份正丁醇、9份脂肪醇聚氧乙烯醚、16份甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂、5份功能填料、0.4份润湿剂、0.8份消泡剂、0.5份流平剂、0.10份紫外线吸收剂；
b.将操作a称取的所有物质成分共同投入到搅拌罐内，高速搅拌处理9h后取出得专用涂料备用；
（5）涂覆干燥处理：
将步骤（4）制得的专用涂料均匀的喷洒涂覆在步骤（3）处理后的不锈钢表面上，在空气中流平1.5min后，再将不锈钢放入到烤箱内保温干燥处理14min，最后将不锈钢取出自然冷却至室温即可。
进一步的，步骤（1）中所述的除油脱脂处理液为质量分数为9%的水性除油脱脂表面活性剂溶液。
进一步的，步骤（3）中所述的喷砂处理时所用的喷砂介质为金刚砂，金刚砂的颗粒大小为300目。
进一步的，步骤（4）操作a中所述的润湿剂为脂肪酸或脂肪酸酯硫酸盐，所述的消泡剂为有机硅消泡剂，所述的流平剂为流平剂370，所述的紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-531。
进一步的，步骤（4）操作a中所述的功能填料的制备方法包括如下步骤：
1）先将棉花秸秆清洗粉碎后制成颗粒直径不大于2cm的棉花秸秆颗粒备用；
2）将步骤1）所得的棉花秸秆颗粒放入到蒸汽爆破罐内进行蒸汽爆破处理，完成后取出备用；
3）将步骤2）处理后的棉花秸秆颗粒浸入到混合溶液中，然后超声震荡处理9h后进行过滤，用清水对过滤后的棉花秸秆颗粒冲洗一遍后备用；所述的混合溶液是由如下重量份的物质组成：4份正硅酸乙酯、22份去离子水、44份无水乙醇、0.25份氨水；
4）将步骤3）处理后的棉花秸秆颗粒放入到碳化炉内进行碳化处理，取出后粉碎过600目即得功能填料。
进一步的，步骤2）中所述的蒸汽爆破处理的具体操作是：先向蒸汽爆破罐内通入温度为105℃的水蒸气，同时将蒸汽爆破罐内的压力增至0.40MPa，保温保压处理9min后再于35s内将蒸汽爆破罐卸至常温常压。
进一步的，步骤3）中所述的棉花秸秆颗粒和混合溶液的重量比为1:5.6；所述的超声震荡处理时超声波的频率为500kHz。
进一步的，步骤4）中所述的碳化处理时控制碳化炉内的温度为480℃，碳化的时长为2.5h。
进一步的，步骤（4）操作b中所述的高速搅拌处理时的搅拌转速为2700转/分钟。
进一步的，步骤（5）中所述的保温干燥处理时控制烤箱内的温度为170℃。
实施例3
一种门窗制作用不锈钢原料的表面处理方法，包括如下步骤：
（1）清洗处理：
先将不锈钢放入到除油脱脂处理液中浸泡处理5min，完成后取出用去离子水冲洗一遍后备用；
（2）活化处理：
将步骤（1）处理后的不锈钢放入到体积分数为8%的硫酸溶液中浸泡处理3min，完成后取出用去离子水冲洗一遍后备用；
（3）喷砂处理：
将步骤（2）处理后的不锈钢放入到喷砂机内进行喷砂处理，完成后取出备用；
（4）专用涂料配制：
a.按对应重量份称取下列物质：40份丙烯酸树脂、8份萜烯树脂、28份正丁醇、10份脂肪醇聚氧乙烯醚、17份甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂、6份功能填料、0.5份润湿剂、1份消泡剂、0.6份流平剂、0.15份紫外线吸收剂；
b.将操作a称取的所有物质成分共同投入到搅拌罐内，高速搅拌处理10h后取出得专用涂料备用；
（5）涂覆干燥处理：
将步骤（4）制得的专用涂料均匀的喷洒涂覆在步骤（3）处理后的不锈钢表面上，在空气中流平2min后，再将不锈钢放入到烤箱内保温干燥处理15min，最后将不锈钢取出自然冷却至室温即可。
进一步的，步骤（1）中所述的除油脱脂处理液为质量分数为10%的水性除油脱脂表面活性剂溶液。
进一步的，步骤（3）中所述的喷砂处理时所用的喷砂介质为金刚砂，金刚砂的颗粒大小为300目。
进一步的，步骤（4）操作a中所述的润湿剂为脂肪酸或脂肪酸酯硫酸盐，所述的消泡剂为有机硅消泡剂，所述的流平剂为流平剂370，所述的紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-531。
进一步的，步骤（4）操作a中所述的功能填料的制备方法包括如下步骤：
1）先将棉花秸秆清洗粉碎后制成颗粒直径不大于2cm的棉花秸秆颗粒备用；
2）将步骤1）所得的棉花秸秆颗粒放入到蒸汽爆破罐内进行蒸汽爆破处理，完成后取出备用；
3）将步骤2）处理后的棉花秸秆颗粒浸入到混合溶液中，然后超声震荡处理10h后进行过滤，用清水对过滤后的棉花秸秆颗粒冲洗一遍后备用；所述的混合溶液是由如下重量份的物质组成：5份正硅酸乙酯、24份去离子水、46份无水乙醇、0.3份氨水；
4）将步骤3）处理后的棉花秸秆颗粒放入到碳化炉内进行碳化处理，取出后粉碎过600目即得功能填料。
进一步的，步骤2）中所述的蒸汽爆破处理的具体操作是：先向蒸汽爆破罐内通入温度为108℃的水蒸气，同时将蒸汽爆破罐内的压力增至0.42MPa，保温保压处理10min后再于35s内将蒸汽爆破罐卸至常温常压。
进一步的，步骤3）中所述的棉花秸秆颗粒和混合溶液的重量比为1:6；所述的超声震荡处理时超声波的频率为520kHz。
进一步的，步骤4）中所述的碳化处理时控制碳化炉内的温度为500℃，碳化的时长为3h。
进一步的，步骤（4）操作b中所述的高速搅拌处理时的搅拌转速为2800转/分钟。
进一步的，步骤（5）中所述的保温干燥处理时控制烤箱内的温度为180℃。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例2相比，省去了步骤（3）喷砂处理，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，在步骤（4）专用涂料配制操作a中，在其功能填料成分的制备过程中，将步骤3）和步骤4）的工序对调，也即先对棉花秸秆颗粒进行碳化处理，然后再用混合溶液对碳化后的棉花秸秆颗粒进行浸泡改性处理，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例3与实施例2相比，在步骤（4）专用涂料配制操作a中，用等质量份的市售生物碳粉取代功能填料成分，除此外的方法步骤均相同。
对照组
现有的不锈钢原料表面涂料涂覆处理方法。
为了对比本发明效果，选用同一批制成的430不锈钢板材作为实验对象，分别用上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3、对照组对应的方法进行处理，所用的430不锈钢板材的组成见下表1：
表1
Figure 352627DEST_PATH_IMAGE002
完成后对各组处理后的不锈钢进行性能测试，具体对比数据如下表2所示：
表2
Figure 456718DEST_PATH_IMAGE004
注：上表1中所述的耐应力腐蚀时长参照GB/T17898-1999进行测试；所述的模拟海水浸泡中模拟海水中的各成分及含量为：氯化钠28.2g/L，氯化钾0.9 g/L，氯化钙1.5g/L，碳酸氢钠0.3 g/L，氯化镁2.3 g/L，硫酸镁3.2 g/L，余量为水，且模拟海水的pH值为6.5~7.2，温度为常温。
由上表1可以看出，本发明方法处理后的不锈钢原料的耐腐特性显著提升，很好的延长了使用的寿命，综合品质改善明显，极具市场竞争力和推广应用价值。

Claims (6)

1.一种门窗制作用不锈钢原料的表面处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）清洗处理：
先将不锈钢放入到除油脱脂处理液中浸泡处理3~5min，完成后取出用去离子水冲洗一遍后备用；
（2）活化处理：
将步骤（1）处理后的不锈钢放入到体积分数为6~8%的硫酸溶液中浸泡处理2~3min，完成后取出用去离子水冲洗一遍后备用；
（3）喷砂处理：
将步骤（2）处理后的不锈钢放入到喷砂机内进行喷砂处理，完成后取出备用；
（4）专用涂料配制：
a.按对应重量份称取下列物质：37~40份丙烯酸树脂、5~8份萜烯树脂、24~28份正丁醇、7~10份脂肪醇聚氧乙烯醚、15~17份甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂、4~6份功能填料、0.2~0.5份润湿剂、0.6~1份消泡剂、0.4~0.6份流平剂、0.05~0.15份紫外线吸收剂；
所述的功能填料的制备方法包括如下步骤：
1）先将棉花秸秆清洗粉碎后制成颗粒直径不大于2cm的棉花秸秆颗粒备用；
2）将步骤1）所得的棉花秸秆颗粒放入到蒸汽爆破罐内进行蒸汽爆破处理，完成后取出备用；所述的蒸汽爆破处理的具体操作是：先向蒸汽爆破罐内通入温度为103~108℃的水蒸气，同时将蒸汽爆破罐内的压力增至0.38~0.42MPa，保温保压处理8~10min后再于35s内将蒸汽爆破罐卸至常温常压；
3）将步骤2）处理后的棉花秸秆颗粒浸入到混合溶液中，然后超声震荡处理8~10h后进行过滤，用清水对过滤后的棉花秸秆颗粒冲洗一遍后备用；所述的混合溶液是由如下重量份的物质组成：3~5份正硅酸乙酯、20~24份去离子水、42~46份无水乙醇、0.2~0.3份氨水；所述的棉花秸秆颗粒和混合溶液的重量比为1:5~6；所述的超声震荡处理时超声波的频率为480~520kHz；
4）将步骤3）处理后的棉花秸秆颗粒放入到碳化炉内进行碳化处理，取出后粉碎过600目即得功能填料；所述的碳化处理时控制碳化炉内的温度为460~500℃，碳化的时长为2~3h；
b.将操作a称取的所有物质成分共同投入到搅拌罐内，高速搅拌处理8~10h后取出得专用涂料备用；
（5）涂覆干燥处理：
将步骤（4）制得的专用涂料均匀的喷洒涂覆在步骤（3）处理后的不锈钢表面上，在空气中流平1~2min后，再将不锈钢放入到烤箱内保温干燥处理12~15min，最后将不锈钢取出自然冷却至室温即可。
2.根据权利要求1所述的一种门窗制作用不锈钢原料的表面处理方法，其特征在于，步骤（1）中所述的除油脱脂处理液为质量分数为8~10%的水性除油脱脂表面活性剂溶液。
3.根据权利要求1所述的一种门窗制作用不锈钢原料的表面处理方法，其特征在于，步骤（3）中所述的喷砂处理时所用的喷砂介质为金刚砂，金刚砂的颗粒大小为300目。
4.根据权利要求1所述的一种门窗制作用不锈钢原料的表面处理方法，其特征在于，步骤（4）操作a中所述的润湿剂为脂肪酸或脂肪酸酯硫酸盐，所述的消泡剂为有机硅消泡剂，所述的流平剂为流平剂370，所述的紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-531。
5.根据权利要求1所述的一种门窗制作用不锈钢原料的表面处理方法，其特征在于，步骤（4）操作b中所述的高速搅拌处理时的搅拌转速为2500~2800转/分钟。
6.根据权利要求1所述的一种门窗制作用不锈钢原料的表面处理方法，其特征在于，步骤（5）中所述的保温干燥处理时控制烤箱内的温度为160~180℃。
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