CN111155051A - 一种不锈钢、不锈钢表面处理工艺及其在水槽制备中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种不锈钢、不锈钢表面处理工艺及其在水槽制备中的应用，属于金属材料技术领域。本发明的不锈钢依次包括不锈钢坯、不锈钢坯表面的金黄色氧化膜层和亲水涂层；本发明的不锈钢表面处理工艺包括：对不锈钢进行第一次清洁处理；将清洁处理后的不锈钢在200℃～400℃温度下烘烤处理20min～120min；烘烤处理后的不锈钢在冷却后进行第二次清洁处理；在不锈钢表面涂覆亲水涂层；本发明不锈钢及锈钢处理工艺处理的不锈钢具有不掉色、易清洗的优点，可用于水槽的制备。

Description

一种不锈钢、不锈钢表面处理工艺及其在水槽制备中的应用
技术领域
本发明金属材料技术领域，涉及一种不锈钢、不锈钢表面处理工艺及其在水槽制备中的应用。
背景技术
水槽是我们厨房内用于盛装大量水并可用于洗净餐具、食物的容器，其主要制备材质是不锈钢。但不锈钢水槽在使用中具有容易粘附油污，不易清洁，容易被酸碱腐蚀以及表面硬度不够，容易被划伤等缺陷；同时消费者对产品性能的要求也越来越高。为了提高水槽的性能，现有技术中通过采用喷涂技术可将具有特定功能的涂料与不锈钢基体结合起来，形成不锈钢与涂料的复合体，不但能够兼顾不锈钢的高强度，也具有涂料质感与丰富的色彩。
然而，目前采用喷涂技术在不锈钢表面形成涂层时，通常采用磷化或喷砂处理来增加不锈钢基体与涂料的结合强度。但喷砂处理后，不锈钢表面难以清洁干净，且喷砂处理成本较高，有些部位难以进行均匀喷砂处理，使得不锈钢表面的均一性不好，后续喷涂涂料过程中，容易出现涂层掉落现象。不锈钢进行磷化处理时，较难获得像铁材一样均匀、附着力好的磷化膜，磷化膜不够均匀，因而也容易出现涂层脱落现象。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种不掉色、易清洗的不锈钢。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种不锈钢，所述不锈钢依次包括不锈钢坯、不锈钢坯表面的金黄色氧化膜层和亲水涂层。
本发明通过在不锈钢基坯的表面制备金黄色氧化膜层，在赋予不锈钢产品色彩的同时，高温作用生成的氧化膜进一步提高了不锈钢坯的耐腐蚀性，且金黄色氧化膜层不需要使用着色剂等物质，方法更加安全环保。本发明通过在不锈钢坯涂覆亲水涂层，亲水涂层使水槽表层具备超强亲水性，水能够轻松滲入油污与不锈钢产品表层之间，令油污浮起，因此清水一擦就可轻松去除油污，达到易清洁的效果；同时由于亲水涂层的存在，也避免了着色层直接与外界接触容易掉漆露底色的问题，也增加了金黄色的亮度。
作为优选，所述不锈钢坯的厚度为0.6mm～3mm，所述亲水涂层的厚度为1μm～5μm。
本发明通过匹配不锈钢坯和亲水涂层的厚度，避免了因二者材质不同在涂覆后干燥过程中亲水涂层与不锈钢坯结合力弱、长期使用后易起层的情况。
本发明的另一目的在于提供一种不锈钢表面处理工艺，所述不锈钢表面处理工艺包括如下步骤：
S1、对不锈钢坯进行第一次清洁处理；
S2、将第一次清洁处理后的不锈钢坯在200℃～400℃温度下烘烤处理20min～120min；
S3、烘烤处理后的不锈钢坯在冷却后进行第二次清洁处理；
S4、在不锈钢坯表面涂覆亲水涂层。
本发明采用高温烘烤的方式对不锈钢进行着色，在特定温度的高温作用下，不锈钢产品表面变成统一的金黄色，在赋予不锈钢产品色彩的同时，高温作用生成的氧化膜进一步提高了不锈钢的耐腐蚀性，由于不需要使用着色剂等物质，该方法更加安全环保。同时本申请在对不锈钢进行烘烤着色之后，还在不锈钢表面增加了易清洁、不怕油的亲水涂层，亲水涂层使水槽表层具备超强亲水性，水能够轻松滲入油污与不锈钢产品表层之间，令油污浮起，因此清水一擦就可轻松去除油污，达到易清洁的效果；同时由于亲水涂层的存在，也避免了着色层直接与外界接触容易掉漆露底色的问题，也增加了金黄色的亮度。
作为优选，所述不锈钢坯的厚度为0.6mm～3mm，，所述亲水涂层的厚度为1μm～5μm。
本发明中不锈钢坯的厚度对烘烤处理后表面的着色程度具有明显影响，当不锈钢坯厚度较薄时应采用较高的烘烤温度，当不锈钢坯厚度较厚时要采用较高的烘烤温度，才能使着色更加均匀统一。
作为优选，所述第一次清洁处理和第二次清洁处理均包括在脱脂液中进行超声波清洗。
作为优选，所述超声波清洗的超声功率为300w～500w，时间为10min～20min。
本发明对不锈钢坯进行清洁时采用超声波处理，超声波在脱脂液产生空化现象，加速了不锈钢坯表面污染物的分离，并且对脱脂液的乳化效率和皂化反应效率产生一定的促进作用。但是超声波脱脂能耗较高，因此需要与脱脂液兼用。
作为优选，所述脱脂液包括以下重量百分比的组分：氢氧化钠2％～5％、碳酸钠2％～3％、磷酸钠3％～4％、聚乙二醇0.3～1％，水83～92.7％。
本发明脱脂液中的氢氧化钠是强碱，具有很强的皂化反应，不溶于水的油脂，经过皂化后以甘油酯的形式溶入水中；碳酸钠溶于水后，一定程度上能够水解生成氢氧化钠，与油脂发生反应除去油污，同时碳酸钠能起到缓慢润湿和分散油脂的作用；磷酸钠同样具有水解产生氢氧化钠参与除油的皂化反应的作用，以及润湿作用，并且对油脂有乳化作用，对不锈钢坯起到缓蚀作用，还具有使硬水软化的作用，并且硬水中的Ca2+、Mg2+等离子形成不溶于水的长链脂肪酸钙或镁盐，或与脱脂液中的CO3 2～、OH～、PO4 3～等形成不溶性的化合物附着在不锈钢坯表面，影响后期涂层的质量；聚乙二醇则能够与脱脂液中的其他组分配合，提高脱脂液在不锈钢坯表面的渗透、润湿作用，从而提高脱脂液的脱脂效率。
作为优选，所述第一次清洁处理还包括在超声波清洗后用清水清洗2min～5min、然后干燥的步骤；所述第二次清洁处理还包括在超声波清洗后用清水清洗2min～5min、然后纯水清洗2min～5min、再干燥的步骤。
作为优选，所述亲水涂层为纳米亲水涂层。
作为优选，步骤S4所述在不锈钢坯表面涂覆亲水涂层之前还具有预热的步骤，所述预热为将不锈钢坯加热至50℃～150℃。
作为优选，步骤S4所述在不锈钢坯表面涂覆亲水涂层为将亲水涂料涂覆在不锈钢坯表面，然后在200℃～300℃温度下加热固化。
本发明在不锈钢坯的亲水涂层涂覆之前进行预热，并在涂覆后在特定温度下进行加热固化处理，有利于提高亲水涂层与不锈钢坯表面的结合程度。
本发明的第三目的在于提供所述不锈钢及不锈钢表面处理工艺在水槽的制备中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：采用高温烘烤工艺对不锈钢坯进行着色处理，环保安全；着色处理后在不锈钢坯表面涂覆亲水涂层，使得不锈钢及其制品在沾附油污后容易清洗，同时避免了传统采用涂料着色易掉漆露底的问题；本发明的不锈钢表面处理工艺适用于水槽等经常需要与油污接触的不锈钢产品的制备。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
本实施例中可用于水槽的不锈钢包括不锈钢坯、涂覆在不锈钢坯的亲水涂层，不锈钢坯的表面还具有金黄色氧化膜层；不锈钢坯的厚度为1mm，亲水涂层的厚度为3μm。
实施例2
本实施例中可用于水槽的不锈钢包括不锈钢坯、涂覆在不锈钢坯的亲水涂层，不锈钢坯的表面还具有金黄色氧化膜层；不锈钢坯的厚度为3mm，亲水涂层的厚度为2μm。
实施例3
本实施例中可用于水槽的不锈钢包括不锈钢坯、涂覆在不锈钢坯的亲水涂层，不锈钢坯的表面还具有金黄色氧化膜层；不锈钢坯的厚度为2mm，亲水涂层的厚度为4μm。
实施例4
本实施例中可用于水槽的不锈钢包括不锈钢坯、涂覆在不锈钢坯的亲水涂层，不锈钢坯的表面还具有金黄色氧化膜层；不锈钢坯的厚度为2mm，亲水涂层的厚度为1μm。
实施例5
本实施例中不锈钢的表面处理工艺如下：
(1)将厚度为1.0mm的不锈钢坯置于含有脱脂液的脱脂槽中进行超声波清洗，超声功率为400w，时间为15min，超声波清洗后用清水清洗3.5min，然后自然晾干；
(2)将步骤(1)中处理后的不锈钢坯在300℃温度下烘烤处理50min；
(3)步骤(2)中烘烤处理后的不锈钢坯自然冷却后置于含有脱脂液的脱脂槽中进行超声波清洗，超声功率为400w，时间为15min，然后依次用清水清洗3.5min、纯水清洗3.5min，再置于风淋室中将水吹干；
(4)将纳米亲水涂料涂覆在水槽表面，形成厚度为3μm的纳米亲水涂层；
其中，步骤(1)和(3)中的脱脂液具有以下重量百分比的组分：氢氧化钠3％、碳酸钠2.5％、磷酸钠3.5％、聚乙二醇0.5％，余量为水。
实施例6
本实施例中不锈钢的表面处理工艺如下：
(1)将厚度为3.0mm的不锈钢坯置于含有脱脂液的脱脂槽中进行超声波清洗，超声功率为300w，时间为20min，超声波清洗后用清水清洗2min，然后自然晾干；
(2)将步骤(1)中处理后的不锈钢坯在200℃温度下烘烤处理80min；
(3)步骤(2)中烘烤处理后的不锈钢坯自然冷却后置于含有脱脂液的脱脂槽中进行超声波清洗，超声功率为300w，时间为20min，然后依次用清水清洗2min、纯水清洗2min，再置于风淋室中将水吹干；
(4)将纳米亲水涂料涂覆在不锈钢坯表面，形成厚度为2μm纳米亲水涂层；
其中，步骤(1)和(3)中的脱脂液具有以下重量百分比的组分：氢氧化钠2％、碳酸钠3％、磷酸钠4％、聚乙二醇0.3，余量为水。
实施例7
本实施例中不锈钢坯的表面处理工艺如下：
(1)将厚度为2.0mm的不锈钢坯置于含有脱脂液的脱脂槽中进行超声波清洗，超声功率为500w，时间为10min，超声波清洗后用清水清洗5min，然后自然晾干；
(2)将步骤(1)中处理后的不锈钢坯在400℃温度下烘烤处理60min；
(3)步骤(2)中烘烤处理后的不锈钢坯自然冷却后置于含有脱脂液的脱脂槽中进行超声波清洗，超声功率为500w，时间为10min，然后依次用清水清洗5min、纯水清洗5min，再置于风淋室中将水吹干；
(4)将纳米亲水涂料涂覆在不锈钢坯表面，形成厚度为4μm的纳米亲水涂层；
其中，步骤(1)和(3)中的脱脂液具有以下重量百分比的组分：氢氧化钠5％、碳酸钠2％、磷酸钠3％、聚乙二醇0.8％，余量为水。
实施例8
本实施例中不锈钢的表面处理工艺如下：
(1)将厚度为1.0mm的不锈钢坯置于含有脱脂液的脱脂槽中进行超声波清洗，超声功率为400w，时间为15min，超声波清洗后用清水清洗3.5min，然后自然晾干；
(2)将步骤(1)中处理后的不锈钢坯在300℃温度下烘烤处理50min；
(3)步骤(2)中烘烤处理后的不锈钢坯自然冷却后置于含有脱脂液的脱脂槽中进行超声波清洗，超声功率为400w，时间为15min，然后依次用清水清洗3.5min、纯水清洗3.5min，再置于风淋室中将水吹干；
(4)将步骤(3)的水槽预热至90℃，将纳米亲水涂料涂覆在水槽表面，然后在250℃温度下加热固化，形成厚度为3μm的纳米亲水涂层；
其中，步骤(1)和(3)中的脱脂液具有以下重量百分比的组分：氢氧化钠3％、碳酸钠2.5％、磷酸钠3.5％、聚乙二醇0.5％，余量为水。
实施例9
本实施例中不锈钢的表面处理工艺如下：
(1)将厚度为3.0mm的不锈钢坯置于含有脱脂液的脱脂槽中进行超声波清洗，超声功率为300w，时间为20min，超声波清洗后用清水清洗2min，然后自然晾干；
(2)将步骤(1)中处理后的不锈钢坯在200℃温度下烘烤处理80min；
(3)步骤(2)中烘烤处理后的不锈钢坯自然冷却后置于含有脱脂液的脱脂槽中进行超声波清洗，超声功率为300w，时间为20min，然后依次用清水清洗2min、纯水清洗2min，再置于风淋室中将水吹干；
(4)将步骤(3)的水槽预热至60℃，将纳米亲水涂料涂覆在水槽表面，然后在200℃温度下加热固化，形成厚度为2μm的纳米亲水涂层；
其中，步骤(1)和(3)中的脱脂液具有以下重量百分比的组分：氢氧化钠2％、碳酸钠3％、磷酸钠4％、聚乙二醇0.3，余量为水。
实施例10
本实施例中不锈钢坯的表面处理工艺如下：
(1)将厚度为2.0mm的不锈钢坯置于含有脱脂液的脱脂槽中进行超声波清洗，超声功率为500w，时间为10min，超声波清洗后用清水清洗5min，然后自然晾干；
(2)将步骤(1)中处理后的不锈钢坯在400℃温度下烘烤处理60min；
(3)步骤(2)中烘烤处理后的不锈钢坯自然冷却后置于含有脱脂液的脱脂槽中进行超声波清洗，超声功率为500w，时间为10min，然后依次用清水清洗5min、纯水清洗5min，再置于风淋室中将水吹干；
(4)将步骤(3)的水槽预热至120℃，将纳米亲水涂料涂覆在水槽表面，然后在300℃温度下加热固化，形成厚度为4μm的纳米亲水涂层；
其中，步骤(1)和(3)中的脱脂液具有以下重量百分比的组分：氢氧化钠5％、碳酸钠2％、磷酸钠3％、聚乙二醇0.8％，余量为水。
实施例11
采用实施例1中的不锈钢通过拉伸工艺制成水槽。
实施例12
采用实施例2中的不锈钢通过拉伸工艺制成水槽。
实施例13
采用实施例3中的不锈钢通过拉伸工艺制成水槽。
实施例14
采用实施例4中的不锈钢通过拉伸工艺制成水槽。
实施例15
将厚度为1.0mm的不锈钢坯采用拉伸工艺制成水槽，然后采用实施例5或实施例8的表面处理工艺对水槽进行表面处理，制成具有金黄色氧化膜层和纳米亲水涂层的水槽。
实施例16
将厚度为3.0mm的不锈钢坯采用拉伸工艺制成水槽，然后采用实施例6或实施例9的表面处理工艺对水槽进行表面处理，制成具有金黄色氧化膜层和纳米亲水涂层的水槽。
实施例17
将厚度为2.0mm的不锈钢坯采用拉伸工艺制成水槽，然后采用实施例7或实施例10的表面处理工艺对水槽进行表面处理，制成具有金黄色氧化膜层和纳米亲水涂层的水槽。
对比例1
没有步骤(1)和(2)，其他与实施例5相同。
对比例2
没有步骤(3)和(4)，即没有亲水涂层，其他与实施例5相同。
对比例3
脱脂液中没有聚乙二醇，其他与实施例5相同。
将本发明实施例和对比例中的不锈钢或水槽样品分别进行耐酸性试验、耐碱性试验和盐雾试验，耐酸性试验为将样品在36％的盐酸溶液中浸泡24h，耐碱性试验为将样品在5％的氢氧化钠溶液中浸泡24h，盐雾试验条件为在35±2℃密闭环境中(盐雾箱)，湿度大于85％，PH在6.5-7.2之间，用5％的氯化钠盐水溶液进行连续喷雾测试。本发明各实施例不锈钢或水槽样品在耐酸性试验、耐碱性试验结束时和盐雾试验600h时均无异常，样品表面无起泡、无锈蚀；表明本发明的不锈钢及水槽产品具有优异的耐腐蚀性能。对比例1的样品在耐酸性试验、耐碱性试验结束时和盐雾试验600h时样品表面有轻微起泡、且有少量锈斑；对比例2的样品在耐酸性试验、耐碱性试验结束时和盐雾试验600h时均无异常，样品表面无起泡、无锈蚀；对比例3的样品在耐酸性试验、耐碱性试验结束时无异常，在盐雾试验600h样品表面有极轻微起泡、无锈蚀。
本处实施例对本发明要求保护的技术范围中点值未穷尽之处以及在实施例技术方案中对单个或者多个技术特征的同等替换所形成的新的技术方案，同样都在本发明要求保护的范围内；同时本发明方案所有列举或者未列举的实施例中，在同一实施例中的各个参数仅仅表示其技术方案的一个实例(即一种可行性方案)，而各个参数之间并不存在严格的配合与限定关系，其中各参数在不违背公理以及本发明述求时可以相互替换，特别声明的除外。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种不锈钢，其特征在于，所述不锈钢依次包括不锈钢坯、不锈钢坯表面的金黄色氧化膜层和亲水涂层。
2.根据权利要求1所述的不锈钢，其特征在于，所述不锈钢坯的厚度为0.6mm～3mm，所述亲水涂层的厚度为1μm～5μm。
3.一种不锈钢表面处理工艺，其特征在于，所述不锈钢表面处理工艺包括如下步骤：
S1、对不锈钢坯进行第一次清洁处理；
S2、将第一次清洁处理后的不锈钢坯在200℃～400℃温度下烘烤处理20min～120min；
S3、烘烤处理后的不锈钢坯在冷却后进行第二次清洁处理；
S4、在不锈钢坯表面涂覆亲水涂层。
4.根据权利要求3所述的不锈钢表面处理工艺，其特征在于，所述不锈钢坯的厚度为0.6mm～3mm，所述亲水涂层的厚度为1μm～5μm。
5.根据权利要求3所述的不锈钢表面处理工艺，其特征在于，所述第一次清洁处理和第二次清洁处理均包括将不锈钢坯在脱脂液中进行超声波清洗。
6.根据权利要求5所述的不锈钢表面处理工艺，其特征在于，所述脱脂液包括以下重量百分比的组分：氢氧化钠2％～5％、碳酸钠2％～3％、磷酸钠3％～4％、聚乙二醇0.3～1％，水83～92.7％。
7.根据权利要求3所述的不锈钢表面处理工艺，其特征在于，步骤S4所述在不锈钢坯表面涂覆亲水涂层之前还具有预热的步骤，所述预热为将不锈钢坯加热至50℃～150℃。
8.根据权利要求3所述的不锈钢表面处理工艺，其特征在于，步骤S4所述在不锈钢坯表面涂覆亲水涂层为将亲水涂料涂覆在不锈钢坯表面，然后在200℃～300℃温度下加热固化。
9.如权利要求1或2所述的不锈钢或权利要求3～8任一权利要求所述的不锈钢表面处理工艺在水槽的制备中的应用。
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