一種水性有機(jī)瓷噴涂鋁單板及其制造工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種水性有機(jī)瓷噴涂鋁單板及其制造方法，屬于幕墻裝飾板材【技術(shù)領(lǐng)域】。該水性有機(jī)瓷噴涂鋁單板由上而下依次為鈍化層一、鋁基板、鈍化層二、底漆層和面漆層，鋁基板的底面和表面分別經(jīng)鈍化處理獲得鈍化層一、鈍化層二，所述的底漆層是在鈍化層二上由水性有機(jī)瓷材料噴涂15-20μm的底漆層，所述的面漆層是在底漆層上由水性有機(jī)瓷材料經(jīng)噴涂20-30μm的面漆層。本發(fā)明所得噴涂鋁單板具有光澤度可控范圍、高強(qiáng)度、高硬度、抗劃傷、耐酸蝕、高阻燃、耐老化以及自清潔性能和色彩選擇空間大等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種水性有機(jī)瓷噴涂鋁單板及其制造工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水性有機(jī)瓷噴涂鋁單板及其制造工藝，屬于幕墻裝飾板材技術(shù)領(lǐng) 域。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著涂料工業(yè)的發(fā)展，涂料的花色、品種、功能越來越多，分工也越來越細(xì)。但傳 統(tǒng)溶劑型涂料多以甲苯、二甲苯、醋酸丁酯等有機(jī)溶劑為稀釋劑，其制造和施工過程因有 機(jī)溶劑的大量排放而對環(huán)境造成巨大的污染。為限制有機(jī)溶劑的排放，涂料的高固體化、 無 溶劑化、水性化已呈日趨壯大之勢，即業(yè)內(nèi)人士所謂的"4E"涂料（Economy, Efficiency, Ecology, Energy)。其中，涂料的水性化是近年來發(fā)展十分迅速的一個(gè)領(lǐng)域。
[0003] 在地鐵的災(zāi)害中，火災(zāi)發(fā)生的次數(shù)最多，危害最為嚴(yán)重。由于地鐵的建筑與環(huán)境特 點(diǎn)，在運(yùn)營時(shí)間內(nèi)若隧道、車站、列車等封閉環(huán)境發(fā)生火災(zāi)，高溫伴隨著有毒濃煙，加上被困 在一個(gè)有限空間內(nèi)的恐怖感，從而增加了疏散乘客、救人滅火的難度，往往會(huì)帶來群死群傷 的嚴(yán)重后果。另外在地鐵站、軌道交通運(yùn)行過程中人員流動(dòng)性大，對裝飾材料的磕碰、擦傷 的損傷幾率也大，表面被污染的可能性也增加。在廚電領(lǐng)域，對材料的要求同樣存在著耐高 溫、防擦傷、易清潔的性能要求。
[0004] 現(xiàn)有性能類似的陶瓷或搪瓷涂層板多采用溶劑型涂料，而且在施工過程中對基板 的表面狀態(tài)要求較高，需做噴砂、噴丸處理，工序復(fù)雜。如專利200410014277.6 (耐900 - 1200°C高溫的有機(jī)硅一陶瓷涂料）主要是對涂料耐高溫性能進(jìn)行研究的發(fā)明，對防火、高硬 度、自清潔的等性能以及涂裝產(chǎn)品少有涉及；專利CN 101857772 A(抗劃傷納米無機(jī)-有機(jī) 聚合物涂料及其應(yīng)用）涉及的涂料雖然含水性納米聚硅氧烷，但其只占總量的20~30%，稱不 上水性涂料，而且只是重點(diǎn)對抗劃傷性能的發(fā)明。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明采用一種有機(jī)無機(jī)雜化的高固份水性有機(jī)瓷涂料制作的噴涂鋁板，光澤度 范圍在5~95°之間可調(diào)，顏色不受限制，能夠滿足各種色彩想象力要求。該發(fā)明的噴涂鋁板 具有耐高溫、耐酸蝕、抗劃傷、高硬度、防火性、耐候性和自清潔功能。而且可利用現(xiàn)有溶劑 型涂料生產(chǎn)線稍作工藝調(diào)整和設(shè)備改造即可實(shí)現(xiàn)。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下： 一種水性有機(jī)瓷噴涂鋁單板，由上而下依次為鈍化層一、鋁基板、鈍化層二、底漆層和 面漆層，鋁基板的底面和表面分別經(jīng)鈍化處理獲得鈍化層一、鈍化層二，所述的底漆層是在 鈍化層二上噴涂15-20 ii m的水性有機(jī)瓷底漆，所述的面漆層是在底漆層上噴涂20-30 ii m、 光澤度為5-95°的水性有機(jī)瓷涂層。
[0007] 進(jìn)一步的，作為優(yōu)選： 所述的鋁基板為1系、3系的厚度為1. 5飛_合金鋁單板。
[0008] 所述的鈍化層一的下表面上可選的設(shè)置有防銹背漆層，厚度為6-10 y m，作為優(yōu) 選，所述的防銹背漆層為環(huán)氧涂料防銹背漆層或聚酯涂料防銹背漆層。
[0009] 所述的水性有機(jī)瓷涂料是將含硅、氟元素的無機(jī)鹽、有機(jī)物通過有機(jī)無機(jī)雜化復(fù) 合所得到高分子合金涂料，制造出的具有高硬度、高耐候、耐高溫、高阻燃等性能且應(yīng)用廣 泛的高分子合金涂料。
[0010] 所述的有機(jī)無機(jī)雜化復(fù)合具體工藝是采用溶膠凝膠法將具有高耐候性、耐阻燃、 耐高溫性能的金屬氧化物經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑表面處理，與含氟元素的聚偏二氟乙烯、聚三氟乙 烯等的樹脂、可水解的硅化合物、含仲酰胺含叔酰胺的乙烯基單體及可與其共聚的其他乙 烯基單體在水和乳化劑存在下聚合形成10(T850nm粒徑的多層核殼結(jié)構(gòu)或者互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié) 構(gòu)的分散體，然后再與水分散的二氧化硅膠體混合；其中可水解硅化合物與乙烯基共聚物 比為0. 2~0. 6 ;涂料中金屬氧化物的含量為3~15%。
[0011] 所述的金屬氧化物主要是指具有高的耐高溫、耐候、耐阻燃的二氧化鈦、過渡金屬 氧化物或蒙脫土等；粒徑控制在l~500nm范圍內(nèi)。
[0012] 所述的面漆層上表面上覆有保護(hù)膜層。
[0013] 本發(fā)明的另一目的是提供一種具有上述特征的水性有機(jī)瓷噴涂鋁單板的制造工 藝。
[0014] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下： 一種水性有機(jī)瓷噴涂鋁單板的制造工藝，包括如下工序：（1)前處理：將鋁基板進(jìn) 行鈍化處理，工件經(jīng)脫脂、酸洗、鈍化、水洗、烘干等工序，在鋁基板的底面和表面形成 20(Tl300mg/m2厚度的鈍化層一和鈍化層二；（2)背漆層、底漆層形成：可選的在鈍化層一 上噴涂6~10iim背漆，同時(shí)在鈍化層二上噴涂15-20 iim的水性有機(jī)瓷底漆后，噴涂板在 6(T8(TC溫度環(huán)境下預(yù)加熱、流平1-15分鐘，在鈍化層二的上表面上形成背漆層和底漆層； (3)面漆層形成：待步驟（2)處理后冷卻至室溫，噴涂20-30 y m的光澤度為5-95°的水性 有機(jī)瓷材料后，噴涂板在烘烤溫度150-240°C的烘箱中烘烤時(shí)間20-40分鐘，在底漆層的上 表面上形成面漆層；（4)后處理：烘干固化后，貼覆保護(hù)膜作為保護(hù)膜層。
[0015] 進(jìn)一步的，對噴涂工藝分別進(jìn)行優(yōu)選： 所述的步驟（2)中還包括有防銹背漆層的形成，在鈍化層一的下表面噴涂環(huán)氧涂料或 聚酯涂料，在160-20(TC下烘烤2(T40分鐘，可根據(jù)需要選擇是否噴。
[0016] 所述的步驟（2)中，底漆層采用噴涂方式，噴涂線速度設(shè)定為r3m/min，噴涂完畢 后在60-80°C下預(yù)加熱、流平1-15分鐘形成底漆層. 所述的步驟（3)中，面漆層采用噴涂方式，噴涂線速度為r3m/min，噴涂完畢后在 60-80°C下預(yù)加熱、流平1-15分鐘，形成面漆層；然后底漆層與面漆層一起置于160-200°C 下烘干固化2(T40分鐘。
[0017] 與常規(guī)噴涂鋁單板的制造方式相比，本發(fā)明的工作原理及有益效果如下： (1)本發(fā)明采用有機(jī)無機(jī)雜化的高固份水性有機(jī)瓷涂料制作的噴涂鋁單板光澤度范 圍在5~95°之間，鈍化處理將被涂物表面的油脂、油污、腐蝕產(chǎn)物、殘留雜質(zhì)等清除掉，其 在鋁基板底面和表面形成的鈍化層一和鈍化層二賦予了鋁基板表面良好的涂層附著力，增 加了被涂物保護(hù)性和裝飾性；而底漆層與面漆層所采用的水性有機(jī)瓷涂料將F-C、Si-O等 高鍵能的有機(jī)、無機(jī)物進(jìn)行雜化制得的高分子合金，通過無機(jī)Si-O化物保證涂層的耐高溫 性能、高硬度以及防火性，由覆于表面的鍵能極高的氟-碳原子的高度屏蔽效應(yīng)和空間位 阻作用提升涂層的耐腐蝕和抗老化性，從而賦予所制備的水性有機(jī)瓷噴涂鋁單板具有耐高 溫、耐酸蝕、抗劃傷、高硬度、抗涂鴉、耐火性、優(yōu)異的老化性和自清潔功能。
[0018] (2)本發(fā)明中面漆層和底漆層所采用的涂料均以水為稀釋溶劑，在使用成膜過程 中向外揮發(fā)的物質(zhì)為水，揮發(fā)物對人體無害，固體成分含量高，不含有對人體有害的甲醛、 苯、二甲苯等有害化學(xué)物質(zhì)，因此生產(chǎn)使用過程中既不會(huì)對人體健康產(chǎn)生威脅，大量使用也 不會(huì)對室內(nèi)空氣及大氣空氣質(zhì)量造成污染,安全性好；同時(shí)，由于水性有機(jī)瓷材料中水分極 性高，具有低揮發(fā)速率、高表面張力以及易產(chǎn)生氣泡的特點(diǎn)，加工過程中水分的完全揮發(fā)是 工藝控制的關(guān)鍵點(diǎn)。本發(fā)明中涂料采用噴涂方式，噴涂工藝烘烤溫度為15(T240°C，烘烤時(shí) 間20~40分鐘。為保證水分的充分揮發(fā)，采用如下處理工藝：噴涂時(shí)，底漆層、面漆層需分別 進(jìn)行預(yù)加熱，再一起進(jìn)行高溫烘箱固化處理，從而使獲得固化完全、表面平整，且成品表面 光澤度在5~95°可調(diào)的涂層效果。最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品硬度高、耐腐蝕、耐老化、阻燃、自清潔、鉛 筆硬度可達(dá)5H、耐燃燒等級Al、產(chǎn)煙毒煙分級AQl。
[0019] (3)本發(fā)明的水性有機(jī)瓷噴涂鋁單板具有原材料環(huán)保，施工現(xiàn)場空氣環(huán)境清潔，對 人體健康無危害，所制得的成品具有特別優(yōu)異的高硬度、抗劃傷、耐酸蝕、高阻燃、耐老化和 自清潔性能，且強(qiáng)度高、色彩選擇空間大，其他物理性能相當(dāng)或高于溶劑型涂裝產(chǎn)品，而綜 合成本與溶劑型涂料涂裝產(chǎn)品相當(dāng)，是一種節(jié)能環(huán)保的裝飾材料；與普通溶劑型金屬彩涂 板相比，VOC排放量減少80%以上，無受限排放物品，耐燃燒等級達(dá)到最高級別Al級，光澤 度選取范圍更廣，可廣泛應(yīng)用于高層建筑的外墻裝飾、室內(nèi)建筑裝飾、高檔住宅樓、別墅的 建筑裝飾以及廚電、地鐵站、隧道、機(jī)場、高檔樓宇幕墻的室內(nèi)外裝飾等領(lǐng)域。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1為采用預(yù)輥涂時(shí)的工藝流程圖； 圖2為本發(fā)明采用噴涂時(shí)的工藝流程圖； 圖3為本發(fā)明成品的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖中標(biāo)號：1.錯(cuò)基板；2.鈍化層一；3.鈍化層二；4.底漆層；5.面漆層；6. 保護(hù)膜層；7.背漆層。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 實(shí)施例1 本實(shí)施例是一種水性有機(jī)瓷噴涂鋁單板及其制造工藝，結(jié)合圖1和圖3,選取3. Omm厚 度3003H24牌號的鋁單板作為鋁基板1，經(jīng)酸洗、水洗、前處理分別在鋁基板1的底面和表面 形成鈍化層一 2和鈍化層二3,在鈍化層一 2上噴涂施工粘度按水性涂料特性設(shè)定為20~40 秒，膜厚ClOMffl的聚酯背漆作為防銹層，同時(shí)在鈍化層二3上噴涂施工粘度設(shè)定為1(T30 秒、膜厚l(T20Mm的水性純白漆，噴涂線速設(shè)定為I. 5~2m/min，經(jīng)60°C預(yù)加熱段IOmin流 平、揮發(fā)水分形成背漆層7和底漆層4 ;選取銀色水性有機(jī)瓷面漆，在面噴房噴涂2(T30Mffl 噴涂(施工粘度按水性涂料特性設(shè)定為l(T3〇S，線速設(shè)定為1.5~2m/min)。為使漆面均勻， 水溶劑得以充分的預(yù)揮發(fā)，面漆分兩次噴涂，先進(jìn)行初次較薄的面漆均勻噴涂(初噴)，再進(jìn) 行二次精確控制的面漆噴涂(精噴）后，再經(jīng)60°C預(yù)加熱段15min流平、揮發(fā)水分后形成面 漆層5,經(jīng)流平、預(yù)熱處理過的底漆層和面漆層同時(shí)進(jìn)入高溫烘房經(jīng)16(T200°C烘箱烘干30 分鐘，經(jīng)檢驗(yàn)合格后下架進(jìn)入包裝程序，表面覆高粘度保護(hù)膜作為保護(hù)膜層6。
[0023] 該實(shí)施例產(chǎn)品可用于沿?；驖駳廨^重等區(qū)域?qū)Ωg性要求較高的軌道交通地鐵 站、隧道或建筑物幕墻裝飾，經(jīng)檢測主要指標(biāo)如表1所示。
[0024] 表1實(shí)施例1的成品檢測結(jié)果匯總表

【權(quán)利要求】
1. 一種水性有機(jī)瓷噴涂鋁單板，其特征在于：由上而下依次為鈍化層一、鋁基板、鈍化 層二、底漆層和面漆層，鋁基板的底面和表面分別經(jīng)鈍化處理獲得鈍化層一、鈍化層二，所 述的底漆層是在鈍化層二上由水性有機(jī)瓷底漆材料噴涂15-20i!m的涂層，所述的面漆層 是在底漆層上由水性有機(jī)瓷材料噴涂20-30 y m、光澤度為5-95°的涂層。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種水性有機(jī)瓷噴涂鋁單板，其特征在于：所述的鋁基板為1 系、3系的厚度為1. 5飛mm的合金鋁單板。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種水性有機(jī)瓷噴涂鋁單板，其特征在于：所述的鈍化層一的 下表面上可選的設(shè)置有防銹背漆層，厚度為6-10 y m。
4. 如權(quán)利要求3所述的一種水性有機(jī)瓷噴涂鋁單板，其特征在于：所述的防銹背漆層 為環(huán)氧涂料防銹背漆層或聚酯涂料防銹背漆層。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種水性有機(jī)瓷噴涂鋁單板，其特征在于：所述的水性有機(jī)瓷 材料為是含硅、氟元素的無機(jī)鹽或有機(jī)物有機(jī)無機(jī)雜化復(fù)合所得到高分子合金涂料。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種水性有機(jī)瓷噴涂鋁單板，其特征在于：所述的面漆層上表 面上設(shè)置有保護(hù)膜層。
7. 如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的水性有機(jī)瓷噴涂鋁單板的制造工藝，其特征在于包括 如下步驟： (1) 前處理：將鋁基板進(jìn)行鈍化處理，在鋁基板的底面和表面形成20(n300mg/m2厚度 的鈍化層一和鈍化層二； (2) 底漆層形成：在鈍化層二上噴涂15-20 y m的水性有機(jī)瓷底漆材料后，控制噴涂烘 烤溫度150-220°C、烘烤時(shí)間20-40分鐘，在鈍化層二的上表面上形成底漆層； (3) 面漆層形成：待步驟（2)處理后冷卻至室溫，噴涂20-30 y m的水性有機(jī)瓷面漆材料 后，控制噴涂烘烤溫度150-220°C、烘烤時(shí)間20-40分鐘，在底漆層的上表面上形成光澤度 為5-95°的面漆層； (4) 后處理：流平、烘干固化后，貼覆保護(hù)膜作為保護(hù)膜層。
8. 如權(quán)利要求7所述的一種水性有機(jī)瓷噴涂鋁單板的制造工藝，其特征在于：所述的 步驟（2)中，底漆層采用噴涂方式，噴涂線速度為l~3m/min，噴涂完畢后在60-80°C下預(yù)加 熱1-15分鐘，流平形成底漆層；再進(jìn)入步驟（3)，面漆層采用噴涂方式，分兩次進(jìn)行，噴涂速 度線速度為l~3m/min，噴涂完畢后在60-80°C下預(yù)加熱1-15分鐘，流平形成面漆層；將獲得 的底漆層與面漆層一起置于150-220°C下烘干固化20~40分鐘。
9. 如權(quán)利要求7所述的一種水性有機(jī)瓷噴涂鋁單板的制造工藝，其特征在于：所述的 步驟（2)中噴涂底漆層的同時(shí)還包括有防銹背漆層的形成，在鈍化層一的下表面噴涂環(huán)氧 涂料或聚酯涂料后，在150-220°C下烘烤2(T40分鐘。
【文檔編號】E04C2/08GK104358343SQ201410524255
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】丁旭東, 蔣學(xué)文, 方宏 申請人:浙江墻煌建材有限公司