CN115011186A - 高耐蚀、附着力优良的环保钝化底漆及其制备方法、环保经济型建筑彩涂板及生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了高耐蚀、附着力优良的环保钝化底漆及其制备方法、环保经济型建筑彩涂板及生产方法，通过水性、无铬的配方设计获得高耐蚀、附着力优良的环保钝化底漆，实现建筑彩涂板的绿色环保化。本发明在钢板表面形成三层涂层，该涂层具有较优异的综合性能，耐蚀性及附着力等均较优异。通过本发明生产的一种耐蚀性和附着力性优良的环保经济型建筑彩涂板，应用该复合环保钝化底漆，在传统的两涂两烘的产线设备上，实现了三涂三烘的产品，其中性盐雾实验至2500小时以上，板面才开始起泡，满足了建筑彩涂板的环保和耐蚀性要求。
Description
技术领域
本发明属于涂镀层钢板深加工技术领域，具体涉及高耐蚀、附着力优良的环保钝化底漆及其制备方法、环保经济型建筑彩涂板及生产方法。
背景技术
彩涂钢板的主要发展趋势是涂料的耐久性提高、特殊颜色、特殊表面和环保以及基板的高强减薄、高耐蚀。彩涂钢板的新品种不断涌现，突出了功能性和用途，以满足不同环境下的建筑需求。
2006年欧盟RoHS指令实施，促进了彩涂钢板环保化的发展。欧洲建筑彩涂钢板已经率先实现无铬化，并限制了重金属等的使用。随着社会及技术进步，我国于2020年颁布的GB/T 30981-2020，明确限定了工业防护涂料中的有害物质的含量，明确要求生产彩涂钢板涂料要达到环保要求，不含铅、铬等重金属。为此采用绿色制造工艺技术生产绿色产品，并且从生命周期角度评价和量化产品绿色程度，指导企业的产品研发设计，贯彻落实绿色发展理念。
一般两涂层建筑氟碳彩涂板正面总膜厚在23μm以上，美观寿命在20年左右，但随着下游用户对彩涂板寿命长周期需求提升，针对高腐蚀性使用环境，常规膜厚的建筑彩涂板无法经受住长期考验，而增加涂膜厚度是增强耐蚀性的有效手段之一，因此三涂层彩涂产品应运而生。三涂层彩涂产品膜厚一般在40μm以上，是一种集长寿命和高成本的产品，主要应用于标志性建筑如体育馆、机场和环境恶劣的大型电厂等国内外重大的工程建设项目。三涂层彩涂板，包括底涂、中涂、面涂，背面也可根据需要涂敷相应层数。实现三涂层产品的工艺路径除了直接利用三涂三烘设备，另一种是在两涂两烘的产线上，重复两次上线。但二次上线，不但增加能耗，还存在板面受污的隐患，对后续的面漆涂覆以及产品的各项性能造成巨大影响。
2021年5月7日公开的公开号为CN 112760629 A的《一种适用于金属表面处理的环保型无铬钝化液》，阐述了为一种适用于金属表面处理的环保型无铬钝化液，由以下成分组成：含氟化合物、硅烷偶联剂、硫酸钛、硝酸钠、硫酸铜、甲酸钠、羟甲基纤维素钠、醋酸、钼酸铵、三聚磷酸钠、稀土负载型多孔石墨烯封闭剂、PMPO接枝改性纳米二氧化硅、乙二醇单丁醚、醇酯十二、苯并三唑、微晶石蜡、氨基羧酸盐类络合剂、配位剂、余量为去离子水，所制备的钝化液有效提高了碳钢钢板耐中性盐雾腐蚀性能。该专利重点阐述环保无铬钝化液的成分，提升碳钢钢板的耐蚀性能，其后续涂装性能如何并未介绍。
2018年3月9日公开的公开号为CN 107779853 A的《一种无机表面处理镀锌钢板及其制备方法》一种环保无机表面处理镀锌钢板，其制备方法及其水性无机表面处理剂，能够满足微电机领域级进模快速深冲加工、并同时具有优异零件抗红锈性能和表面导电性能。在敞开环境下通过在镀锌钢板表面涂覆固化含有疏水基团的单有机硅烷偶联剂、体系交联剂、水溶性纳米溶胶、表面改性高密度聚乙烯粒子、正硅酸酯改性氧化石墨烯、水溶性含氟化合物、水溶性含磷化合物和水溶性金属盐类化合物等成份的水性无机表面处理剂，所得到无机表面处理镀锌钢板具有优异的抗红锈性能、表面导电性能、表面润滑性能和抗冲压发黑性能，能够满足级进模快速深冲加工和裸用服役要求，因此特别适用于微电机领域，不适用于建筑彩涂板。
2016年1月30日公开的公开号为CN 105255338 A的《具有优异表面耐磨损性、耐蚀性和耐酸碱性的镀锌钢板及水性表面处理剂》，具有优异表面耐磨损性、耐蚀性和耐酸碱性的镀锌钢板及水性表面处理剂，通过在镀锌钢板表面涂覆固化含有水性阳离子聚氨酯复合树脂、包含双有机硅烷偶联剂和单有机硅烷偶联剂的复配型有机硅烷偶联剂、包含聚四氟乙烯-表面改性高密度聚乙烯粒子的复合润滑粒子、氧化石墨烯、水溶性含氟化合物、水溶性含磷化合物和水溶性稀土盐类化合物等成份的表面处理剂，得到具有优异的表面耐磨损性、耐蚀性和耐酸碱性的表面处理镀锌钢板，同时该表面处理镀锌钢板还具有对各类化学介质的良好抗性如耐溶剂性等。该发明的镀锌板作为终端产品直接面向客户，其附着力如何，是否满足后续彩涂的涂装工艺要求未作阐述。
2021年8月31日公开的公开号为CN 113318947 A《一种三涂层宽幅彩涂板的生产方法》公开了一种宽度超过1500mm的三涂层宽幅彩涂板的生产方法，涂层结构3/1，上表面三涂三烘，背面一涂，包括：生产前，对全线辊系进行清理，包括涂层机转向辊及支撑辊，避免辊面异物对宽幅板边部质量影响；用1～2卷钢作为前导料，观察板面状态，确认表面无压印等缺陷后，正式生产；机组生产线速度为80m/min，分两次涂覆，第一次涂覆在初涂机进行涂层，涂上、下表面底漆，烘烤、冷却；涂完后将上表面底漆料盘清洗，更换中涂涂料，将钢卷倒至入口，关闭清洗段及预处理段，第二次涂覆涂中漆和面漆，在精涂机准备面漆涂料，涂覆完毕后经烘烤、冷却。其三涂层宽幅彩板边部控制良好，板面表面质量及各项涂层性能均满足要求。该专利就是利用两涂两烘的产线设备，进行二次上线，实现了三涂三烘的产品。但该专利的80m/min线速度较正常建筑彩涂板120m/min的线速度慢33.3％，严重制约了产线的效率且极大了增加了能耗等成本，且该专利生产出来的彩涂板的膜厚只比常规一次上线的膜厚高出20％，并不能很好抵御严苛环境的侵蚀。
发明内容
本发明的目的在于提供高耐蚀、附着力优良的环保钝化底漆及其制备方法，通过水性、无铬的配方设计获得高耐蚀、附着力优良的环保钝化底漆，实现建筑彩涂板的绿色环保化。
本发明还有一个目的在于提供环保经济型建筑彩涂板及生产方法，采用上述高耐蚀、附着力优良的环保钝化底漆制备彩涂板，通过优化彩涂工艺、复合环保底漆、基板最优化选择等，生产出一种综合性能(耐蚀性和附着力)优异的环保经济型建筑彩涂板。
本发明具体技术方案如下：
高耐蚀、附着力优良的环保钝化底漆，包括以下浓度的原料：
200-300g/L水性阳离子丙烯酸树脂乳液，170-230g/L硅烷偶联剂水解液，20-30g/L聚乙烯醇水溶胶，2-5g/L改性纳米SiO2分散液，30-50g/L复配的无机缓蚀剂溶液，溶剂为去离子水。
所述高耐蚀、附着力优良的环保钝化底漆固含量在40％～55％。
所述水性阳离子丙烯酸树脂乳液为因泰聚合物水性阳离子丙烯酸乳液
6306-1型水性阳离子丙烯酸树脂乳液，固含量要求≥35％，pH值5～6，成膜温度≤40℃；
所述硅烷偶联剂水解液中；优选硅烷偶联剂KH560；
本发明以阳离子型丙烯酸树脂作为主成膜物质，复合硅烷偶联剂、聚乙烯醇(PVA)等辅助成膜物质，向其中添加自制的无机缓蚀剂、改性纳米SiO2，得环保钝化底漆。
所述改性纳米SiO2分散液为采用工业级原料经改性后得到，方案如下：
首先将0.3-0.7g纳米SiO2溶解于的水和乙醇体积比为1:1-1:3的18.5-19.3g的乙醇水混合溶液中，机械搅拌2-3h后，加入表面活性剂十二烷基苯磺酸钠0.05-0.15g以及分散剂六偏磷酸钠0.05-0.15g，改善其分散性，形成预分散液；将质量浓度10％的硅烷偶联剂KH560的溶液，用草酸调节pH至3-4，水解完全后获得水解液0.3-0.7g；将获得的水解液与预分散液混合，超声振荡4-5h，温度控制在50-60℃，获得改性纳米SiO2分散液，改性后纳米SiO2分散液平均粒径290-1400nm，分散效果好，粒径小。
优选的，所述改性纳米SiO2分散液的制备方法为：
将0.7g纳米SiO2溶解于的水和乙醇体积比为1:2的18.8g的乙醇水混合溶液中，机械搅拌2-3h后，加入表面活性剂十二烷基苯磺酸钠0.1g以及分散剂六偏磷酸钠0.1g，改善其分散性，形成预分散液；将质量浓度10％的硅烷偶联剂KH560的溶液，用草酸调节pH至3-4，水解完全后获得水解液0.3g；将获得的水解液与预分散液混合，超声振荡4-5h，温度控制在50-60℃，获得改性纳米SiO2分散液，改性后纳米SiO2分散液平均粒径299nm，分散效果最好，粒径最小。
普通工业级纳米SiO2表面存在许多不饱和状态的残键以及不同键合状态的羟基，表面因为缺少氧原子而无法形成离子稳态结构，具有很高的反应活性，在水溶液中极易发生团聚，形成二次结构，其与底漆混合后极易发生凝胶反应，故需改性处理。本发明制备过程中，水解液中硅烷偶联剂KH560在酸性条件下水解生成硅羟基，硅羟基与纳米SiO2表面的羟基发生脱水缩合，形成—Si—O—Si—，其另一端的环氧键打开后与有机机体结合，使纳米SiO2不易发生团聚，同时使改性后的纳米SiO2在溶剂中具有更好的分散性，提升钝化底漆层的互穿网状效果。
优选的，所述复配的无机缓蚀剂溶液包括质量百分比的原料：
双氧水 12.5％-20％
偏钒酸铵NH4VO30.585％-1％
氟钛酸H2TiF61.365％-2％
磷酸H3PO40.75％-2％
去离子水 余量。
优选的，所述复配的无机缓蚀剂溶液包括质量百分比的原料：
0.585％NH4VO3、1.365％H2TiF6、12.5％双氧水、0.75％磷酸和84.8％去离子水。
所述复配的无机缓蚀剂溶液的制备方法为：
首先将配方量的加入配方量的去离子水中，再向其中加入配方量的偏钒酸铵NH4VO3及氟钛酸H2TiF6，最后再向其中加入配方量的磷酸H PO；
复配的无机缓蚀剂溶液所用的双氧水为35％浓度的工业级双氧水。
本发明制备的无机缓蚀剂是一类由几种无机盐混合而成溶液，其加入环保钝化底漆后易在金属板材表面形成一层转化膜，可在基板层表面形成由无机金属盐络合而成的抗腐蚀层，其与上层的阳离子丙烯酸树脂乳液协同作用能进一步提高表面的耐腐蚀性及提升涂层附着力。
所述聚乙烯醇水溶胶的制备方法为：
在90℃水浴冷凝回流条件下制备10％聚乙烯醇水溶液，具体：取10g聚乙烯醇固态溶胶，向其中加入90g去离子水，在90℃水浴冷凝回流状态下反应2小时，待其溶解后备用。
聚乙烯醇在无铬钝化环保底漆中作为一种成膜助剂，能与本发明中阳离子丙烯酸树脂乳液、硅烷水解液及改性的纳米SiO2分散液等形成较好的相容性，显著提高涂膜流平性、封闭性，其对耐蚀性能具有很好协同促进作用。
所述硅烷偶联剂水解液的制备方法为：取等质量的硅烷偶联剂与去离子水混合后，草酸调节pH至3-4，搅拌配制成质量浓度50％的硅烷水解液；
优选的硅烷偶联剂水解液的制备方法为：取5g工业级KH560与5g去离子水混合后，草酸调节pH至3-4，搅拌10min配制成50％的硅烷水解液，备用。
本发明提供的一种高耐蚀、附着力优良的环保钝化底漆的制备方法为：
将配方量的水用磷酸调节pH值为2～3后，再加入配方量水性阳离子丙烯酸树脂乳液、硅烷偶联剂水解液、聚乙烯醇水溶胶和无机缓蚀剂溶液混合在水中，混匀后，加入配方量改性纳米SiO2分散液，搅拌0.5-2h，即得。
本发明提供的环保经济型建筑彩涂板的生产方法，利用上述制备的高耐蚀、附着力优良的环保钝化底漆生产，具体生产方法包括以下工艺流程:
上卷→开卷→缝合→预清洗→矫直→清洗→化涂正面涂覆3～5μm膜厚高耐蚀、附着力优良的环保钝化底漆、化涂背面涂覆1-2μm膜厚高耐蚀、附着力优良的环保钝化底漆→烘干→初涂正面涂覆25μm膜厚氟碳面漆、初涂背面涂覆7～8μm环氧改性聚酯面漆→烘干→冷却→精涂正面涂覆25μm氟碳面漆→烘干→冷却→在线检验→卷曲。
其中涂高耐蚀、附着力优良的环保钝化底漆的工艺采用化学涂覆辊进行涂覆生产，通过控制涂覆辊与取料辊间的压力、取料辊与带钢运行的速度比控制钝化皮膜的厚度。控制皮膜厚度为(3～5)μm，烘干温度80-100℃时，烘干时间10-20秒，可以保证环保钝化建筑彩涂板具有良好的耐腐蚀性能和附着性能。
高耐蚀、附着力优良的环保钝化底漆的膜厚主要与基板类型、基板粗糙度(粗糙度1.0-1.6μm)、高耐蚀、附着力优良的环保钝化底漆的固含量、取液辊与涂覆辊速度比、取液辊与涂覆辊之间的压力等参数有关。
生产中，本发明基板为镀铝锌或高铝锌铝镁钢板中的一种；镀铝锌及高铝锌铝镁镀层质地较软；所述高铝锌铝镁钢板的镀层中，镁含量0.5-4％，铝含量42％-63％，其余为锌，所述镀铝锌钢板的镀层中，铝含量40％-60％，其余为锌；两者主要区别在于其中添加了镁元素，钢板表面粗糙度与镀锌板相比较大，粗糙度达到(1.0-1.6)μm，大的粗糙度易造成钝化液在钢板表面的流平性变差，在钢板表面产生钝化条纹、钝化不均等缺陷。并且该钝化底漆是水性产品，其与上下层的相容性即附着力和流平、固化等与传统药剂区别很大。为解决该问题，主要采取通过在复合环保钝化底漆中添加聚乙烯醇、提高底漆的流平效果，复合低温成膜物质，缩短钝化处理后的烘干时间，得到膜重均匀的带钢表面，保证产品的耐腐蚀性。
优选的，使用双面镀层≥150g/m2的高镀层镀铝锌钢板或高铝锌镁钢板作为基材，其相对常规镀锌产品防腐蚀性能提高2-3倍，优选切边腐蚀性能要求苛刻选用厚镀层锌铝镁基材，经济型选用镀铝锌基材。
若复合环保钝化底漆的固含量较低，取料辊取液较少，膜重偏低，提升膜重较难，耐蚀性难以保证，因此按照本发明方法制备的底漆质量固含量在40％-55％，有利精准控制钝化膜重，提高整体耐蚀性。
取料辊的主要功能是通过辊子旋转将复合环保底漆带到涂覆辊上，转速快，带上的底漆自然多，一般涂覆辊的转速控制在带钢速度的100％～180％。涂覆辊转速与膜厚成正比，一般取料辊转速控制在带钢速度的45％～95％。涂覆辊与取液辊间的压力与膜厚呈反比关系，压力越大，则膜的厚度越薄，控制取料辊与涂覆辊压力1.0～4.0KN。涂覆辊与带钢之间的压力对膜厚影响较小。控制钝化后热风干燥温度80℃～100℃，固化时间10-20秒，低于80℃时钝化皮膜不能完全固化，温度太高易造成皮膜粉化，均会造成耐蚀性及附着力等性能变差。
本发明提供的环保经济型建筑彩涂板，采用上述方法制备得到。
本发明在钢板表面形成3/2涂层，该涂层具有较优异的综合性能，耐蚀性及附着力等均较优异。通过本发明生产的一种耐蚀性和附着力性优良的环保经济型建筑彩涂板，应用该复合环保钝化底漆，在传统的两涂两烘的产线设备上，实现了三涂三烘的产品，其中性盐雾实验至2500小时以上，板面才开始起泡，满足了建筑彩涂板的环保和耐蚀性要求。
附图说明
图1是采用实施例1底漆的环保经济型建筑彩涂板3000h中性盐雾试验结果；
图2是采用实施例2底漆的环保经济型建筑彩涂板3000h中性盐雾试验结果；
图3是采用实施例3底漆的环保经济型建筑彩涂板3000h中性盐雾试验结果；
图4是采用实施例4底漆的环保经济型建筑彩涂板3000h中性盐雾试验结果；
图5是采用实施例5底漆的环保经济型建筑彩涂板3000h中性盐雾试验结果；
图6是采用实施例6底漆的环保经济型建筑彩涂板3000h中性盐雾试验结果；
图7是采用对比例1底漆的环保经济型建筑彩涂板1500h中性盐雾试验结果；
图8是采用实施例1底漆的环保经济型建筑彩涂板1mm百格+6mm杯突试验结果；
图9是采用实施例2底漆的环保经济型建筑彩涂板1mm百格+6mm杯突试验结果；
图10是采用实施例3底漆的环保经济型建筑彩涂板1mm百格+6mm杯突试验结果；
图11是采用实施例4底漆的环保经济型建筑彩涂板1mm百格+6mm杯突试验结果；
图12是采用实施例5底漆的环保经济型建筑彩涂板1mm百格+6mm杯突试验结；
图13是采用实施例6底漆的环保经济型建筑彩涂板1mm百格+6mm杯突试验结果；
图14是采用对比例1底漆的环保经济型建筑彩涂板1mm百格+6mm杯突试验结果；
图15是采用实施例1的1T折弯情况；
图16是采用对比例1的1T折弯情况；
图17为实施例7制备的二氧化硅粒径分布情况；
图18未改性纳米SiO2表征图；
图19方案8改性后纳米SiO2表征图。
具体实施方式
实施例1-实施例2
高耐蚀、附着力优良的环保钝化底漆，包括以下浓度的原料：
200g/L水性阳离子丙烯酸树脂乳液，180g/L KH560水解液，20g/L聚乙烯醇水溶胶，纳米SiO2分散液5g/L，复配的无机缓蚀剂溶液30g/L；溶剂为去离子水。
制备方法为：将配方量的水用磷酸调节pH值为2～3后，再加入配方量水性阳离子丙烯酸树脂乳液、KH560水解液、聚乙烯醇水溶胶和复配的无机缓蚀剂溶液混合在水中，混匀后，加入配方量改性纳米SiO2分散液，搅拌1h，即得环保钝化底漆。
实施例3-实施例4
高耐蚀、附着力优良的环保钝化底漆，包括以下浓度的原料：
250g/L水性阳离子丙烯酸树脂，200g/L KH560水解液，25g/L聚乙烯醇水溶胶，纳米SiO2分散液5g/L，复配的无机缓蚀剂溶液40g/L,去离子水为溶剂。
制备方法为：将配方量的水用磷酸调节pH值为2～3后，再加入配方量水性阳离子丙烯酸树脂乳液、KH560水解液、聚乙烯醇水溶胶和复配的无机缓蚀剂溶液混合在水中，混匀后，加入配方量改性纳米SiO2分散液，搅拌1.5h，即得环保钝化底漆。
实施例5-实施例6
高耐蚀、附着力优良的环保钝化底漆，包括以下浓度的原料：
300g/L水性阳离子丙烯酸树脂，220g/L KH560水解液，30g/L聚乙烯醇水溶胶，纳米SiO2分散液5g/L，复配的无机缓蚀剂溶液50g/L,去离子水为溶剂，即得到所要求环保钝化底漆。
制备方法为：将配方量的水用磷酸调节pH值为2～3后，再加入配方量水性阳离子丙烯酸树脂乳液、KH560水解液、聚乙烯醇水溶胶和复配的无机缓蚀剂溶液混合在水中，混匀后，加入配方量改性纳米SiO2分散液，搅拌2h，即得环保钝化底漆。
实施例1-实施例6中所用的水性阳离子丙烯酸树脂乳液为因泰聚合物水性阳离子丙烯酸乳液
6306-1型水性阳离子丙烯酸树脂乳液，固含量要求≥35％，pH值5～6，成膜温度≤40℃；
所用的改性纳米SiO2分散液的制备方法为：
将0.7g纳米SiO2溶解于的水和乙醇体积比为1:2的18.8g的乙醇水混合溶液中，机械搅拌2-3h后，加入表面活性剂十二烷基苯磺酸钠0.1g以及分散剂六偏磷酸钠0.1g，改善其分散性，形成预分散液；将质量浓度10％的硅烷偶联剂KH560的溶液，用草酸调节pH至3-4，水解完全后获得水解液0.3g；将获得的水解液与预分散液混合，超声振荡4-5h，温度控制在50-60℃，获得改性纳米SiO2分散液，改性后纳米SiO2分散液平均粒径299nm，分散效果最好，粒径最小。
所用的复配的无机缓蚀剂溶液包括质量百分比的原料：0.585％NH4VO3、1.365％H2TiF6、12.5％双氧水、0.75％磷酸和84.8％去离子水。
所述复配的无机缓蚀剂溶液的制备方法为：首先将配方量的加入配方量的去离子水中，再向其中加入配方量的偏钒酸铵NH4VO3及氟钛酸H2TiF6，最后再向其中加入配方量的磷酸H3PO4；
所用的聚乙烯醇水溶胶的制备方法为：取10g聚乙烯醇固态溶胶，向其中加入90g去离子水，在90℃水浴冷凝回流状态下反应2小时，待其溶解后备用。
所述硅烷偶联剂水解液的制备方法为：取5g工业级KH560与5g去离子水混合后，草酸调节pH至3-4，搅拌10min配制成50％的硅烷水解液，备用。
上述实施例1-实施例6的高耐蚀、附着力优良的环保钝化底漆的制备方法为：将配方量水性阳离子丙烯酸树脂乳液、硅烷偶联剂水解液、聚乙烯醇水溶胶和无机缓蚀剂溶液混合在水中，混匀后，加入配方量改性纳米SiO2分散液，搅拌0.5-2h，即得。按照上述方法制备的底漆质量固含量在40％-55％。
对比例1
纯树脂钝化液，其组成为250g/L水性阳离子丙烯酸树脂，用磷酸调节pH值为2～3，去离子水为溶剂。
对比例2
钝化底漆，包括以下浓度的原料：
300g/L水性阳离子丙烯酸树脂，220g/L KH560水解液，30g/L聚乙烯醇水溶胶，未改性纳米SiO2分散液5g/L，无机缓蚀剂50g/L，溶剂去离子水，
制备方法为：将配方量的水用磷酸调节pH值为2～3后，再加入配方量水性阳离子丙烯酸树脂乳液、KH560水解液、聚乙烯醇水溶胶和复配的无机缓蚀剂溶液混合在水中，混匀后，加入配方量未改性纳米SiO2分散液，制备中因硅溶胶与乳液在搅拌过程即发生暴聚反应，实验无法进行。
针对对比例1采用一次上线三烘三途工艺生产对照组彩涂板，具体工艺：
上卷→开卷→缝合→预清洗→矫直→清洗→化涂正面涂覆(3～5)μm膜厚树脂混合液、化涂背面涂覆1-2μm树脂混合液→烘干→初涂正面涂覆10μm膜厚氟碳面漆、初涂背面涂覆(7～8)μm环氧改性聚酯面漆→烘干→冷却→精涂正面涂覆10μm氟碳面漆→烘干→冷却→在线检验→卷曲。
上述实施例1-6制备的高耐蚀、附着力优良的环保钝化底漆生产环保经济型建筑彩涂板，采用一次上线三烘三途工艺，具体工艺流程如下：
上卷→开卷→缝合→预清洗→矫直→清洗→化涂正面涂覆(3～5)μm膜厚高耐蚀、附着力优良的环保钝化底漆，化涂背面涂覆(1-2)μm膜厚高耐蚀、附着力优良的环保钝化底漆→烘干→初涂正面涂覆25μm膜厚氟碳面漆、初涂背面涂覆(7～8)μm环氧改性聚酯面漆→烘干→冷却→精涂正面涂覆25μm氟碳面漆→烘干→冷却→在线检验→卷曲。
具体参数为：将经过光整拉矫后的表面无油且无其他脏污、杂质的镀铝锌或高铝锌铝镁钢板，控制基板粗糙度Ra在(1.0-1.6)μm，锌层≥150g/m2采用发明中的复合环保钝化底漆，利用辊涂机对基板进行环保涂覆工艺处理：涂覆辊速比100％～180％，取料辊速比45％～95％，取料辊与涂覆辊压力1.0KN～4.0KN，热风干燥温度80℃～100℃,固化时间10-20s。各实施例的生产工艺参数如表1所示。
表1实施例底漆生产工艺参数
表2对比例生产工艺参数
实施例和对比例中的样板耐蚀性能通过中性盐雾试验(NSS)来检验，实验条件：试验温度，35℃±2℃，pH值6.5-7.2；降雾量，80cm2每小时降雾量1.0-2.0ml；环保建筑板氟碳彩涂板实验一般采用1960h盐雾时间出现平板起泡来评价耐蚀性能。对比例在1500h出现平板起泡情况，无法达到。
本发明实施例及对比例中性盐雾试验结果见表3所示。
表3中性盐雾试验结果
注：0SO代表1960h平板无起泡。
本发明实施例及对比例1mm百格+6mm杯突试验试验结果见表4所示。
表4 1mm百格+6mm杯突试验结果(附着力良好)
本发明实施例1及对比例1T折弯试验试验结果见表5所示。
表5 1T折弯情况
| 项目 | T弯 |
| 实施例1 | 图15 |
| 对比例1 | 图16 |
通过本发明生产的环保经济型建筑彩涂钢板，中性盐雾实验3000h后板面才开始出现点状起泡，满足0SO标准，具有良好的耐腐蚀性能、满足环保要求，与采用单一树脂作为底漆的对比例相比，其折弯后附着力显著提升。
实施例7
本发明提供的改性纳米SiO2分散液的制备方法为：
将0.3-0.7g纳米SiO2溶解于的水和乙醇体积比为1:1-1:3的18.5-19.3g的乙醇水混合溶液中，机械搅拌2-3h后，加入表面活性剂十二烷基苯磺酸钠0.05-0.15g以及分散剂六偏磷酸钠0.05-0.15g，改善其分散性，形成预分散液；将质量浓度10％的硅烷偶联剂KH560的溶液，用草酸调节pH至3-4，水解完全后获得水解液0.3-0.7g；将获得的水解液与预分散液混合，共20g，超声振荡4-5h，温度控制在50～60℃，获得改性纳米SiO2分散液，改性后纳米SiO2分散液平均粒径290-1400nm，分散效果好，粒径小。
按照上述方法进行9个实验，具体每个实验方案的原料用量如表6所示，每个实验方案制备的水解液与预分散液混合共20g。
表6纳米SiO2改性实验方案(实验量设定为20g)
上述9个方案获得的纳米SiO2粒径分布图如图17所示。按照本发明方法制备的纳米SiO2分散均匀，粒径小，有利于提高钝化底漆层的互穿网状效果，提高耐腐蚀性。
上述说明仅对本发明进行了具体的示例性描述，需要说明的是本发明具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的技术构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的技术构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.高耐蚀、附着力优良的环保钝化底漆，其特征在于，所述底漆包括浓度的原料：
200-300g/L水性阳离子丙烯酸树脂乳液，170-230g/L硅烷偶联剂水解液，20-30g/L聚乙烯醇水溶胶，2-5g/L改性纳米SiO2分散液，30-50g/L复配的无机缓蚀剂溶液，溶剂为去离子水。
2.根据权利要求1所述的底漆，其特征在于，所述纳米SiO2的改性的制备方法为：
将0.3-0.7g纳米SiO2溶解于的水和乙醇体积比为1:1-1:3的18.5-19.3g的乙醇水混合溶液中，机械搅拌2-3h后，加入表面活性剂十二烷基苯磺酸钠0.05-0.15g以及分散剂六偏磷酸钠0.05-0.15g，改善其分散性，形成预分散液；将质量浓度10％的硅烷偶联剂KH560的溶液，用草酸调节pH至3-4，水解完全后获得水解液0.3-0.7g；将获得的水解液与预分散液混合，超声振荡4-5h，温度控制在50～60℃，获得改性纳米SiO2分散液。
3.根据权利要求1所述的底漆，其特征在于，所述复配的无机缓蚀剂溶液包括质量百分比的原料：
4.根据权利要求1所述的底漆，其特征在于，聚乙烯醇水溶胶的制备方法为：
在90℃水浴冷凝回流条件下制备10％聚乙烯醇水溶液。
5.根据权利要求1所述的底漆，其特征在于，硅烷偶联剂水解液的制备方法为：配制50％的硅烷水解液，用草酸调节pH至3-4，备用。
6.一种权利要求1-5任一项所述高耐蚀、附着力优良的环保钝化底漆的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将配方量的水用磷酸调节pH值为2～3后，再加入配方量水性阳离子丙烯酸树脂乳液、硅烷偶联剂水解液、聚乙烯醇水溶胶和无机缓蚀剂溶液混合在水中，混匀后，加入配方量改性纳米SiO2分散液，搅拌0.5-2h，即得。
7.一种环保经济型建筑彩涂板的生产方法，其特征在于，采用权利要求1-5任一项所述高耐蚀、附着力优良的环保钝化底漆进行生产，生产工艺流程如下：上卷→开卷→缝合→预清洗→矫直→清洗→化涂正面涂覆3～5μm膜厚高耐蚀、附着力优良的环保钝化底漆、化涂背面涂覆1-2μm膜厚高耐蚀、附着力优良的环保钝化底漆→烘干→初涂正面涂覆25μm膜厚氟碳面漆、初涂背面涂覆7～8μm环氧改性聚酯面漆→烘干→冷却→精涂正面涂覆25μm氟碳面漆→烘干→冷却→在线检验→卷曲。
8.根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于，涂覆辊的转速控制在带钢速度的100％～180％，取料辊转速控制在带钢速度的45％～95％。
9.根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于，控制取料辊与涂覆辊压力1.0～4.0KN，控制钝化后热风干燥温度80℃～100℃。
10.一种权利要求7-9任一项所述生产方法生产的环保经济型建筑彩涂板。
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