CN115139586A - 一种抗剐蹭耐磨新型复合板材及其加工工艺 - Google Patents

一种抗剐蹭耐磨新型复合板材及其加工工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN115139586A
CN115139586A CN202210779368.7A CN202210779368A CN115139586A CN 115139586 A CN115139586 A CN 115139586A CN 202210779368 A CN202210779368 A CN 202210779368A CN 115139586 A CN115139586 A CN 115139586A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coating
wear
composite board
metal plate
resistant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210779368.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115139586B (zh
Inventor
徐炀
钱龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhangjiagang Feiteng Composite New Material Co ltd
Original Assignee
Zhangjiagang Feiteng Composite New Material Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhangjiagang Feiteng Composite New Material Co ltd filed Critical Zhangjiagang Feiteng Composite New Material Co ltd
Priority to CN202210779368.7A priority Critical patent/CN115139586B/zh
Publication of CN115139586A publication Critical patent/CN115139586A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115139586B publication Critical patent/CN115139586B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B33/00—Layered products characterised by particular properties or particular surface features, e.g. particular surface coatings; Layered products designed for particular purposes not covered by another single class
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/06—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the heating method
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/10—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the pressing technique, e.g. using action of vacuum or fluid pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/12—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by using adhesives
    • B32B37/1207—Heat-activated adhesive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/0036—Heat treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D163/00—Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04—Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C09D7/62—Additives non-macromolecular inorganic modified by treatment with other compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/65—Additives macromolecular
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/70—Additives characterised by shape, e.g. fibres, flakes or microspheres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/14—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers
    • B32B37/24—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with at least one layer not being coherent before laminating, e.g. made up from granular material sprinkled onto a substrate
    • B32B2037/243—Coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/06—Coating on the layer surface on metal layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/26—Polymeric coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/306—Resistant to heat
    • B32B2307/3065—Flame resistant or retardant, fire resistant or retardant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/554—Wear resistance
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本申请涉及复合板材技术领域，具体公开了一种抗剐蹭耐磨新型复合板材及其加工工艺，其加工工艺包括以下步骤：S1、金属板材处理：将金属板材进行表面处理，然后涂覆含有改性碳纤维、聚丙烯腈纤维、填料和偶联剂的耐磨涂层，进行烤漆，且烤漆进行一阶段烘烤后在辊刷下对金属板材耐磨涂层进行滚刷，涂层形成拉丝，然后继续烘烤进行定型；S2、清洗：将烤漆后的金属板材冷却清洗；S3、将阻燃芯材与清洗后的金属板材远离耐磨涂层一侧通过热熔胶贴合，然后高温滚压热熔，冷却，得到复合板材。本申请还公开了采用上述制备方法制得得到的复合板材，本申请具有实现对于阻燃板的复合板材，同时提高复合板材的耐磨性能的特点。

Description

一种抗剐蹭耐磨新型复合板材及其加工工艺
技术领域
本申请涉及复合板材技术领域，更具体地说，它涉及一种抗剐蹭耐磨新型复合板材及其加工工艺。
背景技术
随着我国经济的飞速发展和人们生活水平的迅猛增长，对生产、经营、居住的新建筑物装饰的要求越来越高，尤其当前对于建筑物的耐火性要求日渐增强，随之而来的是阻燃板的快速发展，但是目前对于阻燃板的研究还集中于如何进一步提升其阻燃性能以及更好的轻质化，阻燃板通常作为单独板材与其它板材配合使用，应用较为受限。
而单一的板材无法满足具体的使用需求和条件，就会通过其他的方法来增强自身的性能。复合板材的原理就是在原有的基础上，大幅度提升自身性能的缺点。复合板材指的是由两种或者两种以上的材料组合而成的板材，经常用到的主要有金属复合板材、木塑复合板材和玻璃钢复合板材为主，如果将阻燃板与金属板材复合作为复合板应用在装饰外墙时，使用时更加方便，而且兼具阻燃性能以及金属板材优异的力学性能，但是金属板材容易被剐蹭，耐磨性较差，因此如何实现阻燃板和金属板的复合，同时提高复合板材的耐磨性能对于复合板材研究具有重要的意义。
发明内容
为了实现对于阻燃板的复合板材，同时提高复合板材的耐磨性能，本申请提供一种抗剐蹭耐磨新型复合板材及其加工工艺。
第一方面，本申请提供的一种抗剐蹭耐磨新型复合板材的加工工艺，采用如下的技术方案：
一种抗剐蹭耐磨新型复合板材的加工工艺，该复合板材包括阻燃芯材和处于阻燃芯材两侧的金属板材，该复合板材的加工工艺包括以下步骤：
S1、金属板材处理：将金属板材进行表面处理，然后涂覆含有改性碳纤维、聚丙烯腈纤维、填料和偶联剂的耐磨涂层，进行烤漆，且烤漆进行一阶段烘烤后在辊刷下对金属板材耐磨涂层进行滚刷，涂层形成拉丝，然后继续烘烤进行定型，其中改性碳纤维为碳纤维经过氧等离子体处理后在N,N-二甲基甲酰胺和氯化亚砜以及1,6-己二胺改性后制得；
S2、清洗：将烤漆后的金属板材冷却清洗；
S3、将阻燃芯材与清洗后的金属板材远离耐磨涂层一侧通过热熔胶贴合，然后高温滚压热熔，冷却，得到复合板材。
通过采用上述技术方案，本申请中首先对金属板材进行处理，涂覆耐磨涂层后烤漆过程中对涂层进行滚刷，使得金属板材上的耐磨涂层形成拉丝，得到凹凸面的表面，而且是在刷漆后一阶段烘烤后，耐磨涂层处于半凝固状态时进行滚刷，可以形成更好的凹凸表面，然后再继续进行烘烤，实现对于凹凸表面的定型，最终将金属板材与阻燃芯板复合后，复合板材的外层金属板表面形成具有凹凸面的耐磨层，复合板材受剐蹭时，耐磨层的凹凸面可以起到保护作用，进一步提高复合板材的耐磨性能。
将金属板材与阻燃芯板通过热熔胶热熔滚压在一起，实现了金属板材与阻燃芯板的复合，形成复合板材，而且经过滚压之后金属板材与阻燃芯板结合力强。本申请中先对金属板材进行耐磨处理然后再与阻燃芯板进行热熔贴合，防止阻燃芯板在与金属板材烤漆时温度过高对阻燃芯板造成损伤。
可选的，步骤S1中的耐磨涂层由涂料经过三涂三烘后得到，所述涂料由包括以下重量份原料制得：
150-200份树脂基体，60-80份钛白粉，15-20份硅烷偶联剂，20-30份气相二氧化硅、8-15份铝酸酯偶联剂、6-10份有机溶剂、7-12份聚丙烯腈短切纤维和15-20份改性短切碳纤维。
通过采用上述技术方案，本申请涂料中添加有钛白粉以及气相二氧化硅作为填料，得到耐磨涂料，气相二氧化硅不仅可以作为填料同时还可以作为触变剂，使得涂料在不受力情况下流动性差，而在一阶段烘烤后滚刷的时候受力流动，然后二阶段烘烤定型的时候流动性差，最终表面凹凸面形成效果更好，耐磨性能更好；而且本申请中还添加有改性短切碳纤维，短切碳纤维可以提高涂料的耐磨性而且还可以提高涂料的抗裂性能，短切碳纤维经过氧等离子体处理后，不仅可以引入羧基含氧官能团，而且还可以提高碳纤维表面粗糙度，使得具有孔隙结构且粗糙表面在偶联剂的作用下，偶联剂一端与羧基官能团连接，另一端连接有钛白粉，使得改性短切碳纤维相互交织形成网络结构的同时，钛白粉分布在网络结构中，显著提高涂料的耐磨性能，而且改善钛白粉与树脂基体的亲和力和结合力，从而可以产生防沉效果，此外，本申请中引入含氧官能团后还经过胺基化改性，可以直接改善碳纤维与树脂基体的相容性，而且还有部分偶联剂可以将聚丙烯腈短切纤维与改性短切碳纤维无官能团部分偶联，使得聚丙烯腈短切纤维与改性短切碳纤维之间也相互交织，形成网络结构，还进一步改善改性短切碳纤维与树脂基体的相容性。
可选的，所述涂料还包括20-30重量份聚四氟乙烯蜡。
通过采用上述技术方案，聚四氟乙烯蜡的添加随着涂料后续膜干燥的进行，聚四氟乙烯蜡在涂膜中迁移到表面，降低涂膜表面张力，改善涂膜表面摩擦力，从而达到抗剐蹭的效果。
可选的，所述改性碳纤维通过以下步骤制得：
将氧等离子体处理后的预处理碳纤维与N,N-二甲基甲酰胺和氯化亚砜在氮气气氛下反应20-24h，反应温度为75-80℃；
然后将反应后的碳纤维采用无水四氢呋喃清洗，然后与1,6-己二胺和无水甲苯在氮气气氛下反应50-60h，反应温度为65-70℃，反应完成后采用无水丙酮清洗，清洗后得到改性碳纤维。
通过采用上述技术方案，首先在氯化亚砜的作用下，将碳纤维酸处理产生的羧基转化为酰氯，然后与1,6-己二胺发生取代反应，在碳纤维表面上接枝胺基，得到胺基化碳纤维，提高与树脂基体的相容性。
可选的，所述N,N-二甲基甲酰胺与预处理碳纤维的质量比为1：(2-3)，所述预处理碳纤维与氯化亚砜的质量与体积比为1g：(100-120ml)，所述预处理碳纤维与1,6-己二胺的质量比为1：(20-25)，所述无水甲苯与1,6-己二胺的体积比为1：(0.5-0.8)。
可选的，所述树脂基体为质量比为1：(0.8-1)：(0.5-0.8)的聚氨酯树脂、环氧树脂和丙烯酸树脂混合树脂。
可选的，步骤S1中，烤漆的具体参数为：第一阶段：250-260℃下1-1.5h；然后滚刷后继续烘烤，第二阶段250-260℃下0.5-1h；第三阶段：240-250℃下1.5-2h；第四阶段：230-240℃下0.5-1h；第五阶段：230-240℃下1.5-2h。
通过采用上述技术方案，通过对于上述烤漆参数的控制，尤其是第一阶段和第二阶段参数的控制，使得耐磨涂层处于半凝固状态是进行滚刷后再快速高温定型，形成凹凸涂层表面，起到更好的耐磨性能。
可选的，步骤S3中，金属板材与阻燃芯材通过热熔胶贴合后在130-150℃下滚压。
第二方面，本申请提供一种抗剐蹭耐磨新型复合板材，采用如下的技术方案：一种抗剐蹭耐磨新型复合板材，通过所述制备方法制得。
通过采用上述技术方案，通过本申请提供制备方法制得的复合板材实现了阻燃芯板与金属板材的复合，而且金属板材外表面经过处理形成一层凹凸形状的耐磨层，可以起到很好的抗剐蹭耐磨性能。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请中首先对金属板材涂覆耐磨涂层，刷漆后一阶段烘烤后，耐磨涂层处于半凝固状态时进行滚刷，然后再继续进行烘烤，实现对于凹凸表面涂层的定型，金属板材外表面经过处理形成凹凸形状的耐磨层，然后将金属板材与阻燃芯板复合，复合板材的外层金属板表面形成具有凹凸面的耐磨层，复合板材受剐蹭时，耐磨层的凹凸面可以起到保护作用，进一步提高复合板材的耐磨性能；
2、本申请涂料中添加有聚丙烯腈短切纤维和改性短切碳纤维，碳纤维经过氧等离子体处理后引入含氧官能团，然后进行酰胺化处理，得到的改性短切碳纤维表面含有含氧官能团和胺基，胺基引入提高改性碳纤维与树脂基团的相容性，改性碳纤维与聚丙烯腈短切纤维在偶联剂偶联作用下形成网络结构，而且改性碳纤维含氧官能团在偶联剂作用下也与钛白粉实现了偶联，从而使得钛白粉分布在网络结构中，显著提升涂料的耐磨性能；
3、本申请涂料中聚四氟乙烯蜡的添加随着涂料后续膜干燥的进行，聚四氟乙烯蜡在涂膜中迁移到表面，降低涂膜表面张力，改善涂膜表面摩擦力，从而达到抗剐蹭的效果。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明，予以特别说明的是：以下实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行，以下实施例中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
以下实施例中，硅烷偶联剂选用HK-550；
聚氨酯树脂选用Huntsman亨斯迈聚氨酯树脂；
环氧树脂为双酚A型液体环氧树脂，牌号为E-51；
丙烯酸树脂选用BR-113丙烯酸树脂。
短切碳纤维的粗细为6-7um，长度为1-3mm。
短切聚丙烯腈纤维长度为1-2mm。
本申请中的金属板材为铝板、钢板、钛板或钢板，以下实施例中以铝板为例进行阐述。
制备例
以下制备例为改性碳纤维的制备例
制备例1
改性碳纤维的制备方法，包括以下步骤：
氧等离子体处理：将碳纤维先在氧等离子体箱中处理5min，氧等离子体箱真空度为0.3mbar，得到预处理碳纤维；
胺基化改性：将氧等离子体处理后的预处理碳纤维与N,N-二甲基甲酰胺和氯化亚砜在氮气气氛下反应20h，反应温度为80℃，N,N-二甲基甲酰胺与预处理碳纤维的质量比为1：2，预处理碳纤维与氯化亚砜的质量与体积比为1g：100ml；
然后将反应后的碳纤维采用无水四氢呋喃清洗，然后与1,6-己二胺和无水甲苯在氮气气氛下反应50h，反应温度为70℃，反应完成后采用无水丙酮清洗，清洗后得到改性碳纤维。
其中，预处理碳纤维与1,6-己二胺的质量比为1：20，无水甲苯与1,6-己二胺的体积比为1：0.5。
制备例2
改性碳纤维的制备方法，按照制备例1中的方法进行，不同之处在于，
胺基化改性步骤中，将氧等离子体处理后的预处理碳纤维与N,N-二甲基甲酰胺和氯化亚砜在氮气气氛下反应22h，反应温度为75℃，N,N-二甲基甲酰胺与预处理碳纤维的质量比为1：2，预处理碳纤维与氯化亚砜的质量与体积比为1g：110ml；
然后将反应后的碳纤维采用无水四氢呋喃清洗，然后与1,6-己二胺和无水甲苯在氮气气氛下反应55h，反应温度为70℃，反应完成后采用无水丙酮清洗，清洗后得到改性碳纤维。
其中，预处理碳纤维与1,6-己二胺的质量比为1：22，无水甲苯与1,6-己二胺的体积比为1：0.6。
制备例3
改性碳纤维的制备方法，按照制备例2中的方法进行，不同之处在于，
改性碳纤维的制备方法，按照制备例1中的方法进行，不同之处在于，
胺基化改性步骤中，将氧等离子体处理后的预处理碳纤维与N,N-二甲基甲酰胺和氯化亚砜在氮气气氛下反应24h，反应温度为75℃，N,N-二甲基甲酰胺与预处理碳纤维的质量比为1：3，预处理碳纤维与氯化亚砜的质量与体积比为1g：120ml；
然后将反应后的碳纤维采用无水四氢呋喃清洗，然后与1,6-己二胺和无水甲苯在氮气气氛下反应60h，反应温度为65℃，反应完成后采用无水丙酮清洗，清洗后得到改性碳纤维。
其中，预处理碳纤维与1,6-己二胺的质量比为1：25，无水甲苯与1,6-己二胺的体积比为1：0.8。
对比制备例1
改性碳纤维的制备方法，按照制备例2中的方法进行，不同之处在于，只进行氧等离子体处理，未进行胺基化改性，得到改性碳纤维。
实施例
实施例1
一种抗剐蹭耐磨新型复合板材的加工工艺，包括以下步骤：
S1、金属板材处理：将金属板材进行表面处理，表面处理包括采用砂纸抛光后采用丙酮清洗，然后涂覆钝化液后在180℃下烘干30min；
按照质量比为1：0.8：0.5的聚氨酯树脂、环氧树脂和丙烯酸树脂混合量取150kg树脂基体，然后加入6kg无水乙醇，然后加入60kg钛白粉和20kg气相二氧化硅，搅拌混合后加入7kg聚丙烯腈短切纤维和15kg制备例1中制得的改性短切碳纤维，搅拌分散，最后加入15kg硅烷偶联剂和8kg铝酸酯偶联剂，搅拌后得到涂料；
将上述得到的涂料先在金属板材上涂覆一层底涂层，然后在50℃下烘烤40min后，底涂层再在底涂层上涂覆一层面涂层，底涂层厚度为2mm，面图层厚度为4mm，然后进行烤漆定型，烤漆的具体操作为：第一阶段：250℃下1.5h；然后对耐磨涂层进行滚刷后继续烘烤，第二阶段250℃下1h；第三阶段：240℃下2h；第四阶段：230℃下1h；第五阶段：230℃下2h。
S2、清洗：将烤漆后的金属板材自然冷却至室温，然后清洗，自然干燥；
S3、将阻燃芯材与清洗后的金属板材远离耐磨涂层一侧通过热熔胶贴合，然后在130℃下高温滚压，实现金属板材和阻燃芯材的热熔复合，冷却，得到复合板材，该复合板材中间层为阻燃芯材，阻燃芯材两侧为金属板材，且金属板材外表面也就是远离阻燃芯材一侧具有凹凸条纹的耐磨层。
实施例2
一种抗剐蹭耐磨新型复合板材的加工工艺，包括以下步骤：
S1、金属板材处理：将金属板材进行表面处理，表面处理包括采用砂纸抛光后采用丙酮清洗，然后涂覆钝化液后在180℃下烘干30-40min；
按照质量比为1：0.8：0.6的聚氨酯树脂、环氧树脂和丙烯酸树脂混合量取180kg树脂基体，然后加入8kg无水乙醇，然后加入70kg钛白粉和25kg气相二氧化硅，搅拌混合后加入10kg聚丙烯腈短切纤维和18kg制备例2中制得的改性短切碳纤维，搅拌分散，最后加入18kg硅烷偶联剂和10kg铝酸酯偶联剂，搅拌后得到涂料；
将上述得到的涂料先在金属板材上涂覆一层底涂层，然后在55℃下烘烤40min后，底涂层再在底涂层上涂覆一层面涂层，底涂层厚度为2mm，面图层厚度为5mm，然后进行烤漆定型，烤漆的具体操作为：第一阶段：255℃下1.5h；然后对耐磨涂层进行滚刷后继续烘烤，第二阶段255℃下1h；第三阶段：245℃下1.5h；第四阶段：235℃下1h；第五阶段：235℃下1.5h。
S2、清洗：将烤漆后的金属板材自然冷却至室温，然后清洗，自然干燥；
S3、将阻燃芯材与清洗后的金属板材远离耐磨涂层一侧通过热熔胶贴合，然后在140℃下高温滚压，实现金属板材和阻燃芯材的热熔复合，冷却，得到复合板材，该复合板材中间层为阻燃芯材，阻燃芯材两侧为金属板材，且金属板材外表面也就是远离阻燃芯材一侧具有凹凸条纹的耐磨层。
实施例3
一种抗剐蹭耐磨新型复合板材的加工工艺，包括以下步骤：
S1、金属板材处理：将金属板材进行表面处理，表面处理包括采用砂纸抛光后采用丙酮清洗，然后涂覆钝化液后在180℃下烘干440min；
按照质量比为1：1：0.8的聚氨酯树脂、环氧树脂和丙烯酸树脂混合量取200kg树脂基体，然后加入10kg无水乙醇，然后加入80kg钛白粉和30kg气相二氧化硅，搅拌混合后加入12kg聚丙烯腈短切纤维和20kg制备例3中制得的改性短切碳纤维，搅拌分散，最后加入20kg硅烷偶联剂和15kg铝酸酯偶联剂，搅拌后得到涂料；
将上述得到的涂料先在金属板材上涂覆一层底涂层，然后在60℃下烘烤30min后，底涂层再在底涂层上涂覆一层面涂层，底涂层厚度为3mm，面图层厚度为5mm，然后进行烤漆定型，烤漆的具体操作为：第一阶段：260℃下1h；然后对耐磨涂层进行滚刷后继续烘烤，第二阶段260℃下0.5h；第三阶段：250℃下1.5h；第四阶段：240℃下0.5h；第五阶段：240℃下1.5h。
S2、清洗：将烤漆后的金属板材自然冷却至室温，然后清洗，自然干燥；
S3、将阻燃芯材与清洗后的金属板材远离耐磨涂层一侧通过热熔胶贴合，然后在150℃下高温滚压，实现金属板材和阻燃芯材的热熔复合，冷却，得到复合板材，该复合板材中间层为阻燃芯材，阻燃芯材两侧为金属板材，且金属板材外表面也就是远离阻燃芯材一侧具有凹凸条纹的耐磨层。
实施例4
一种抗剐蹭耐磨新型复合板材的加工工艺，按照实施例2中的方法进行，不同之处在于，步骤S1中制备涂料时，加入钛白粉和气相二氧化硅后还添加有20kg聚四氟乙烯蜡，搅拌后加入聚丙烯短切纤维和改性短切碳纤维。
实施例5
一种抗剐蹭耐磨新型复合板材的加工工艺，按照实施例2中的方法进行，不同之处在于，步骤S1中制备涂料时，加入钛白粉和气相二氧化硅后还添加有30kg聚四氟乙烯蜡，搅拌后加入聚丙烯短切纤维和改性短切碳纤维。
实施例6
一种抗剐蹭耐磨新型复合板材的加工工艺，按照实施例2中的方法进行，不同之处在于，步骤S1中树脂基体包括质量比为1:1的聚氨酯树脂和环氧树脂。
实施例7
一种抗剐蹭耐磨新型复合板材的加工工艺，按照实施例2中的方法进行，不同之处在于，步骤S1中树脂基体包括质量比为1:0.8的环氧树脂和丙烯酸树脂。
实施例8
一种抗剐蹭耐磨新型复合板材的加工工艺，按照实施例2中的方法进行，不同之处在于，步骤S1涂料中铝酸酯偶联剂等量替换为硅烷偶联剂。
实施例9
一种抗剐蹭耐磨新型复合板材的加工工艺，按照实施例2中的方法进行，不同之处在于，步骤S1涂料中硅烷偶联剂等量替换为铝酸酯偶联剂。
对比例
对比例1
一种抗剐蹭耐磨新型复合板材的加工工艺，按照实施例2中的方法进行，不同之处在于，步骤S1中金属板材处理中，涂覆有耐磨层后直接进行烤漆，未进行滚刷操作。
对比例2
一种抗剐蹭耐磨新型复合板材的加工工艺，按照实施例2中的方法进行，不同之处在于，步骤S1中金属板材处理中，涂覆有耐磨层后直接先进行滚刷形成拉丝，然后再进行烤漆操作，具体进行第一阶段至第五阶段操作。
对比例3
一种抗剐蹭耐磨新型复合板材的加工工艺，按照实施例2中的方法进行，不同之处在于，步骤S1中金属板材处理步骤涂料中添加的改性短切碳纤维选用对比制备例1中制得的改性碳纤维。
对比例4
一种抗剐蹭耐磨新型复合板材的加工工艺，按照实施例2中的方法进行，不同之处在于，步骤S1涂料中将聚丙烯腈短切纤维等量替换为改性短切碳纤维。
对比例5
一种抗剐蹭耐磨新型复合板材的加工工艺，按照实施例2中的方法进行，不同之处在于，步骤S1涂料中未添加硅烷偶联剂和铝酸酯偶联剂。
性能检测
对实施例和对比例中制得的复合板材进行落砂试验检测漆膜的耐磨性，检测结果如下表1所示。
表1：
Figure BDA0003726564690000091
结合上表1，可以看出，实施例中制得复合板材的耐磨性远大于对比例中复合板材的耐磨性，而且参照实施例2和实施例4-5的检测结果，可以看出，聚四氟乙烯蜡的添加可以进一步提升最终涂层的耐磨性能；再参照实施例6和实施例7中的检测结果，可以看出，树脂基体的种类对于最终涂层的耐磨性能具有一定的影响，选用聚氨酯树脂、环氧树脂和丙烯酸树脂复合的时候耐磨性能更优，可能与偶联剂作用偶联作用影响最终三维网络结构有关；再结合实施例8和实施例9的检测结果，可以看出体系中添加偶联剂种类也会影响最终体系的耐磨性，同时选用硅烷偶联剂和铝酸酯偶联剂时效果更优，可能是与不同偶联剂对于不同官能团的偶联作用效果不同有关。
再参照实施例2与对比例1和对比例1的检测结果，可以看出，对比例1中未进行滚刷操作得到复合板材的耐磨性能相较于实施例2中显著降低，而对比例2中涂刷完涂层就进行滚刷然后进行烤漆，其耐磨性能也大幅度降低，而且与对比例1中耐磨性能相近，而且可以看到对比例2中耐磨层的凹凸条纹外形几乎观察不到，这可能是由于刚涂刷完就进行滚刷，涂层流动性较大，滚刷后涂层由于流动性无法定型。
再参照对比例3和实施例2中的检测结果，对比例3相较于实施例2中，选用只进行氧等离子体处理的改性碳纤维时，最终耐磨性能大幅度降低，本申请选用氧等离子体处理后再进行胺基化处理后进行接枝，最终可以形成更大的网络结构，最终耐磨性能更优。
再参照对比例4与对比例5和实施例2中的检测结果，可以看出，体系中只添加聚丙烯腈短切纤维或改性短切纤维时，其耐磨性能远低于两者同时添加。
另外，对本申请实施例中耐磨层进行百割测试检测耐磨层与金属层的结合强度，均达到5A标准，结合力强。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种抗剐蹭耐磨新型复合板材的加工工艺，其特征在于，该复合板材包括阻燃芯材和处于阻燃芯材两侧的金属板材，该复合板材的加工工艺包括以下步骤：
S1、金属板材处理：将金属板材进行表面处理，然后涂覆含有改性碳纤维、聚丙烯腈纤维、填料和偶联剂的耐磨涂层，进行烤漆，且烤漆进行一阶段烘烤后在辊刷下对金属板材耐磨涂层进行滚刷，涂层形成拉丝，然后继续烘烤进行定型，其中改性碳纤维为碳纤维经过氧等离子体处理后在N,N-二甲基甲酰胺和氯化亚砜以及1,6-己二胺改性后制得；
S2、清洗：将烤漆后的金属板材冷却清洗；
S3、将阻燃芯材与清洗后的金属板材远离耐磨涂层一侧通过热熔胶贴合，然后高温滚压热熔，冷却，得到复合板材。
2.根据权利要求1所述的一种抗剐蹭耐磨新型复合板材的加工工艺，其特征在于：步骤S1中的耐磨涂层由涂料涂覆后后得到，所述涂料由包括以下重量份原料制得：
150-200份树脂基体，60-80份钛白粉，15-20份硅烷偶联剂，20-30份气相二氧化硅、8-15份铝酸酯偶联剂、6-10份有机溶剂、7-12份聚丙烯腈短切纤维和15-20份改性短切碳纤维。
3.根据权利要求2所述的一种抗剐蹭耐磨新型复合板材的加工工艺，其特征在于：所述涂料还包括20-30重量份聚四氟乙烯蜡。
4.根据权利要求2所述的一种抗剐蹭耐磨新型复合板材的加工工艺，其特征在于：所述改性碳纤维通过以下步骤制得：
将氧等离子体处理后的预处理碳纤维与N,N-二甲基甲酰胺和氯化亚砜在氮气气氛下反应20-24h，反应温度为75-80℃；
然后将反应后的碳纤维采用无水四氢呋喃清洗，然后与1,6-己二胺和无水甲苯在氮气气氛下反应50-60h，反应温度为65-70℃，反应完成后采用无水丙酮清洗，清洗后得到改性碳纤维。
5.根据权利要求4所述的一种抗剐蹭耐磨新型复合板材的加工工艺，其特征在于：所述N,N-二甲基甲酰胺与预处理碳纤维的质量比为1：（2-3），所述预处理碳纤维与氯化亚砜的质量与体积比为1g：（100-120ml），所述预处理碳纤维与1,6-己二胺的质量比为1：（20-25），所述无水甲苯与1,6-己二胺的体积比为1：（0.5-0.8）。
6.根据权利要求2所述的一种抗剐蹭耐磨新型复合板材的加工工艺，其特征在于：所述树脂基体为质量比为1：（0.8-1）：（0.5-0.8）的聚氨酯树脂、环氧树脂和丙烯酸树脂的混合树脂。
7.根据权利要求1所述的一种抗剐蹭耐磨新型复合板材的加工工艺，其特征在于：步骤S1中，烤漆的具体参数为：第一阶段：250-260℃下1-1.5h；然后滚刷后继续烘烤，第二阶段250-260℃下0.5-1h；第三阶段：240-250℃下1.5-2h；第四阶段：230-240℃下0.5-1h；第五阶段：230-240℃下1.5-2h。
8.根据权利要求1所述的一种抗剐蹭耐磨新型复合板材的加工工艺，其特征在于：步骤S3中，金属板材与阻燃芯材通过热熔胶贴合后在130-150℃下滚压。
9.一种抗剐蹭耐磨新型复合板材，其特征在于：通过如权利要求1-8任意一项所述制备方法制得。
CN202210779368.7A 2022-07-01 2022-07-01 一种抗剐蹭耐磨复合板材及其加工工艺 Active CN115139586B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210779368.7A CN115139586B (zh) 2022-07-01 2022-07-01 一种抗剐蹭耐磨复合板材及其加工工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210779368.7A CN115139586B (zh) 2022-07-01 2022-07-01 一种抗剐蹭耐磨复合板材及其加工工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115139586A true CN115139586A (zh) 2022-10-04
CN115139586B CN115139586B (zh) 2023-10-24

Family

ID=83410558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210779368.7A Active CN115139586B (zh) 2022-07-01 2022-07-01 一种抗剐蹭耐磨复合板材及其加工工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115139586B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01190738A (ja) * 1988-01-26 1989-07-31 Dainippon Ink & Chem Inc 樹脂用機能性付与剤
CN102181155A (zh) * 2011-03-30 2011-09-14 同济大学 聚四氟乙烯及功能化碳纤维改性聚酰亚胺树脂复合材料的制备方法
CN110592927A (zh) * 2019-08-28 2019-12-20 大同新成新材料股份有限公司 一种碳纤维的表面处理方法
CN110654077A (zh) * 2018-07-01 2020-01-07 高仁丽 一种防火泡沫复合板材及制作方法
CN112521644A (zh) * 2020-11-20 2021-03-19 广东工业大学 一种界面改性的碳纤维/环氧树脂基复合材料及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01190738A (ja) * 1988-01-26 1989-07-31 Dainippon Ink & Chem Inc 樹脂用機能性付与剤
CN102181155A (zh) * 2011-03-30 2011-09-14 同济大学 聚四氟乙烯及功能化碳纤维改性聚酰亚胺树脂复合材料的制备方法
CN110654077A (zh) * 2018-07-01 2020-01-07 高仁丽 一种防火泡沫复合板材及制作方法
CN110592927A (zh) * 2019-08-28 2019-12-20 大同新成新材料股份有限公司 一种碳纤维的表面处理方法
CN112521644A (zh) * 2020-11-20 2021-03-19 广东工业大学 一种界面改性的碳纤维/环氧树脂基复合材料及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HUINA GUO等: "Polyacrylonitrile/Carbon Nanotube Composite Films", ASC APPLIED MATERIALS & INTERFACES, vol. 2, no. 5, pages 1331 - 1342 *
田心平;王澜;: "聚合物／碳纳米管复合材料的研究进展", 塑料制造, no. 07, pages 68 - 72 *
陈旭;李丽;王浩;丁若男;温福山;刘东;宋贤妮;: "环氧涂料与碳纤维复合材料涂覆性能研究", 涂料工业, no. 02, pages 15 - 21 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN115139586B (zh) 2023-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20100048772A1 (en) Synthetic quartz composition and production process therefor
CN102431104A (zh) 玻璃钢压制模具制作方法
CN111534132B (zh) 一种纯无机水性面漆、其制备方法及纯无机水性建筑涂料
CN112679154B (zh) 一种利用碳纤维加固的高延性混凝土及其制备方法
CN115139586A (zh) 一种抗剐蹭耐磨新型复合板材及其加工工艺
CN106751799A (zh) 一种玄武岩纤维增强聚酰胺复合材料及其制备方法
CN107298832A (zh) 一种玄武岩纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料及其制备方法
CN107829535B (zh) 一种环保复合覆膜板
CN114958143B (zh) 节能模压耐腐蚀高强电缆桥架
CN116749610A (zh) 一种耐高温改性沥青防水卷材及其制备方法
CN114481644B (zh) 一种水性聚氨酯合成革及其制备方法
CN110712140A (zh) 一种高效能双面研磨砂盘
CN104962193A (zh) 一种耐蚀性聚酯-聚氨酯粉末涂料
CN106854409A (zh) 一种添加稻壳氮化硅基多孔陶瓷粉的水性多彩岩片涂料
CN102503543A (zh) 一种建筑用表面装饰板及其制备方法
CN116285551A (zh) 烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料及其制备方法
CN111777928A (zh) 一种家电彩板低光耐碱银色涂料及其制备方法
CN110358417A (zh) 一种不锈钢pcm板及其生产工艺
JPH10151410A (ja) 電子機器筐体及びその製造方法
JPS627711A (ja) 硬化性樹脂組成物
CN112322165B (zh) 一种抗羊毛毡耐磨哑光pu涂料及其制备方法与应用
CN1203211C (zh) 铁氧体音频磁头光亮镀镍工艺
CN117139115B (zh) 一种高强度铝单板及其加工工艺
CN108797095B (zh) 一种多功能涂层整理剂的制备方法及应用
CN107858060A (zh) 一种耐磨不锈钢复合板及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant