烤瓷鋁板及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于裝飾板技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能用于建筑墻面領(lǐng)域的烤瓷鋁板及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，建筑物外墻，地鐵站臺(tái)，地鐵內(nèi)壁、廣告牌等等，越來越多的用到鋁板材料； 使用較多的搪瓷鋁板、陶土板和氟碳鋁板等等;但是上述這些應(yīng)用較多的板材，存在一定的 不足，比如碳的排放量高，不環(huán)保，而且光澤度差，容易損傷;比如其中的搪瓷和陶土板脆性 大，很容易發(fā)生碎裂、掉瓷和開裂現(xiàn)象，嚴(yán)總影響使用效果;而且上述這些材料的加工方法， 還存在溫度高、能耗高等不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種耐撞擊、強(qiáng)度高、不易鼓泡和開裂，且 保溫、隔熱、隔音效果好的烤瓷鋁板。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種烤瓷鋁板，包括鋁板基 層，所述的鋁板基層的上表面噴涂有磨砂層，所述的磨砂層的表面噴涂有烤瓷層;所述的鋁 板基層的厚度為1.5-4mm，磨砂層的凹凸度(粗糙度)為4-11μπι，烤瓷層的厚度為10-40μπι(微 米）；所述的烤瓷層為二氧化硅樹脂層。
[0005] 采用該結(jié)構(gòu)，可以使得烤瓷鋁板的表面硬度達(dá)到6Η以上，在高溫300度中也不會(huì)變 色或涂膜受損，1500度下僅僅發(fā)生稍微的色變而無分解，屬于Α1級(jí)不燃材料;此外，烤瓷鋁 板具有良好的內(nèi)部柔韌性，使得板材吸收塑性變形功和斷裂功的能力，遇到強(qiáng)力沖擊后不 會(huì)變形、開裂和破碎;此外，該烤瓷材料的使用壽命可以達(dá)到50年之久，涂層二氧化硅的結(jié) 構(gòu)有效提高了涂層的抗老化能力和自潔性能;而且涂層為無機(jī)材料，在高溫、燃燒環(huán)境中也 不會(huì)產(chǎn)生或散發(fā)有毒氣體或異味，同時(shí)具有抗菌功能，屬于綠色環(huán)保材料。
[0006] 本發(fā)明還提供一種上述烤瓷鋁板的制備方法，制備步驟包括：
[0007] (1)首先按照如下配方比例：硅0.06-0.08wt %，鐵0.3-0.35wt %，銅0.0002-0.00035wt%，錳0.0002-0.00035wt%，鎂0.15-0.20wt%，Cr0.003-0.004wt%，余量為鋁； 將原料置于加熱爐（電阻坩堝爐）中熔化，待原料完全融化后在650-700°C下澆注成鑄錠，鑄 錠在600-640°C下保溫4-5h;然后冷至450-480°C保溫lh然后進(jìn)行熱乳，乳至厚度為10mm，然 后乳至厚度為1.5-4_得到鋁板；
[0008] (2)在步驟（1)所述的鋁板上進(jìn)行打磨，得到平整表面，然后將噴砂金通過噴砂機(jī) 灑于鋁板的表面，以使得鋁板表面形成凹凸度為4-11μπι的磨砂層；噴砂金由金剛玉30-70%、棕剛玉30-70%混合配比而成;加工時(shí)砂漿的噴砂壓力采用0.5-1.28Mpa;
[0009] (3)步驟(2)噴砂后的鋁板表面砂層清除干凈，然后進(jìn)行二氧化硅無機(jī)樹脂層的噴 涂，然后進(jìn)行固化，得到涂層厚度為10_40μπι的烤瓷鋁板。
[0010]本發(fā)明步驟(2)所述的噴砂壓力優(yōu)選0.8MPa。
[0011] 本發(fā)明步驟(3)所述的二氧化硅無機(jī)樹脂由二氧化硅1-10份、氧化鋁0.5-2份，四 乙氧基甲硅烷30-60份，四異丙氧基甲硅烷（四（2-甲氧基-2-異丙氧基)硅烷)30-60份，異丙 醇50-120份，水50-120份混合而成，然后將上述混合物加熱至70-90°C維持5.5-6h，然后再 加入上述混合料20-50份的異丙醇稀釋進(jìn)行噴涂，室溫下晾干，然后于150-200°C固化5-50min得到烤瓷鋁板。
[0012] 本發(fā)明步驟(3)固化溫度高于220°C時(shí)，面層涂料快速烘干，導(dǎo)致涂層內(nèi)應(yīng)力分布 不均，易產(chǎn)生裂紋，同時(shí)涂層老化發(fā)白易脫落;但固化溫度低于180°C時(shí)，雖然不易產(chǎn)生裂 紋，但涂層不能充分熔化和流平，使得涂層變軟，涂層硬度降低，容易脫落。因此，優(yōu)選的固 化溫度為180-200 °C。
[0013] 本發(fā)明步驟(3)固化時(shí)間小于lOmin時(shí)，涂層熔化不充分，致使涂層間結(jié)合力差，涂 層易開裂和脫落；固化時(shí)間大于30min時(shí)，涂層過燒，使得涂層老化無光澤易脫落并且容易 產(chǎn)生裂紋;因此，優(yōu)選的固化時(shí)間為10_30min。
[0014] 本發(fā)明步驟(3)所述10_40μπι的涂層厚度為經(jīng)過2次噴涂形成的底涂層和面涂層疊 加得到的厚度，且底涂層的厚度為5-20μπι，面涂層的厚度為5-20μπι;本發(fā)明之所以采用上述 厚度，這是因?yàn)檫@是由于在底層烘干過程中底層溶劑不能完全揮發(fā)出來，在涂層固化過程 中溶劑逐漸向面層滲透而產(chǎn)生裂紋；當(dāng)?shù)淄繉雍穸刃∮?μπι時(shí)，烤瓷鋁板的面層附著力下 降，涂層容易脫落。涂層面層開裂，這是由于涂層較厚致使涂料的粘稠度相對(duì)增加，使得涂 料的流平性差，導(dǎo)致涂層產(chǎn)生裂紋；當(dāng)面涂層厚度小于5μπι時(shí)，涂層不產(chǎn)生開裂，但涂層硬度 會(huì)下降。所以優(yōu)選的，底涂層的厚度為1〇-15μηι，面涂層的厚度為10-15μηι。
[0015] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
[0016] 1.本發(fā)明上述涂料主要成膜物質(zhì)是純無機(jī)的硅酸鹽;硅酸鹽遇水水解為Si(0H)4 的形式，經(jīng)過分子內(nèi)脫水為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高了附著力和強(qiáng)度。而高溫烘烤使脫水更完全，網(wǎng) 狀結(jié)構(gòu)更致密;運(yùn)用了先進(jìn)的"堿金屬離子的固定化技術(shù)"，加入金屬氧化物使堿金屬被包 裹，形成堅(jiān)固的絡(luò)合結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步改進(jìn)了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的耐水性、耐酸性、耐擦洗以及耐高溫等 性能。硅氧鍵(Si-O)的鍵能為101KCAL/M0L，比一板的搪瓷鋁板性能優(yōu)異，防火性能通過國 家防火建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測(cè)，按國家標(biāo)準(zhǔn)BB/T8624-2006《建筑材料及制品燃燒 性能分級(jí)》的標(biāo)準(zhǔn)得出數(shù)據(jù)，其防火性能A1級(jí)。
[0017] 2.本發(fā)明采用涂層前在鋁板表面進(jìn)行噴砂出來，這是因?yàn)樵诩庸み\(yùn)輸過程中會(huì)殘 留一些氧化物和油污，使得其表面的自由能降低到與涂料相似甚至比涂料自由能還要低， 大幅度降低了涂料在基材表面的潤濕性，影響涂料在基材的附著性能，使得涂層容易脫離 基體;另外在鋁板表面也會(huì)殘留乳制裂紋，這些裂紋在使用過程中，容易成為裂紋擴(kuò)展源， 形成失效，因而對(duì)鋁板表面進(jìn)行噴砂處理或打磨處理從而克服上述缺陷。
【附圖說明】：
[0018] 圖1為本發(fā)明烤瓷鋁板剖視圖結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地說明，但不僅限于以下實(shí) 施例。
[0020] 如附圖1所示:一種烤瓷鋁板，包括鋁板基層1，所述的鋁板基層的上表面噴涂有磨 砂層2(即采用金剛砂在鋁板基層表面高壓噴出磨砂層，方便樹脂層的粘附，附圖為了顯示 效果，將磨砂層單獨(dú)示意出來），所述的磨砂層的表面噴涂有烤瓷層3;所述的鋁板基層的厚 度為1.5-4臟，磨砂層的凹凸度(粗糙度)為4-11μπι，烤瓷層的厚度為10-40μπι(微米）；所述的 烤瓷層為二氧化硅樹脂層。
[0021] 采用該結(jié)構(gòu)，可以使得烤瓷鋁板的表面擁堵達(dá)到6Η以上，在高溫300度中也不會(huì)變 色或涂膜受損，1500度下僅僅發(fā)生稍微的色變而無分解，屬于Α1級(jí)不燃材料;此外，烤瓷鋁 板具有良好的內(nèi)部柔韌性，使得板材吸收塑性變形功和斷裂功的能力，遇到強(qiáng)力沖擊后不 會(huì)變形、開裂和破碎;此外，該烤瓷材料的使用壽命可以達(dá)到50年之久，涂層二氧化硅的結(jié) 構(gòu)有效提高了涂層的抗老化能力和自潔性能;而且涂層為無機(jī)材料，在高溫、燃燒環(huán)境中也 不會(huì)產(chǎn)生或散發(fā)有毒氣體或異味，同時(shí)具有抗菌功能，屬于綠色環(huán)保材料。
[0022] 本發(fā)明還提供一種上述烤瓷鋁板的制備方法，制備步驟包括：
[0023] (1)首先按照如下配方比例：娃0.07wt %，鐵0.32wt %，銅0.0003wt %，猛 0 · 0003wt %，鎂0 · 18wt %，CrO · 0035wt %，余量為鋁；將原料置于加熱爐（電阻坩堝爐）中熔 化，待原料完全融化后在680 °C下澆注成鑄錠，鑄錠在640 °C下保溫5h;然后冷至470 °C保溫 lh然后進(jìn)行熱乳，乳至厚度為10_，然后乳至厚度為3_得到鋁板；
[0024] (2)在步驟（1)所述的鋁板上進(jìn)行打磨，得到平整表面，然后將噴砂金通過噴砂機(jī) 灑于鋁板的表面，以使得鋁板表面形成凹凸度為8μπι的磨砂層;噴砂金由金剛玉50%、棕剛 玉50 %混合配比而成;加工時(shí)砂漿的噴砂壓力采用0.8Mpa;
[0025] (3)步驟(2)噴砂后的鋁板表面砂層清除干凈，然后進(jìn)行二氧化硅無機(jī)樹脂層的噴 涂，得到涂層厚度為20-24μπι的烤瓷鋁板。步驟（3)所述的二氧化硅無機(jī)樹脂由二氧化硅2 份、氧化鋁0.5份，四乙氧基甲硅烷55份，四異丙氧基甲硅烷（四（2-甲氧基-2-異丙氧基)硅 烷)55份，異丙醇100份，水100份混合而成，然后將上述混合物加熱至75°C維持6h，然后再加 入上述混合料40倍的異丙醇稀釋進(jìn)行噴涂，室溫下晾干，然后于180-185Γ固化20min得到 烤瓷鋁板。
[0026]本發(fā)明對(duì)未經(jīng)噴砂處理的鋁板1、經(jīng)噴砂處理的鋁板2及打磨處理的鋁板3分別測(cè) 試其拉伸剪切強(qiáng)度，檢測(cè)涂層在基體表面附著情況，測(cè)試結(jié)果如表1所示。
[0027] 表1噴涂后試樣拉伸剪切強(qiáng)度的測(cè)試結(jié)果
[0028]

[0029] 從表1可知，未經(jīng)噴砂處理的鋁板拉伸剪切強(qiáng)度平均值為2.33MPa，經(jīng)噴砂處理與 打磨處理試樣拉伸剪切強(qiáng)度顯著提高。其中噴砂處理的試樣拉伸剪切強(qiáng)度平均值為 15.16MPa，相比提高了550.6%，明顯高于打磨處理的試樣。從上面可知，與未經(jīng)噴砂處理及 打磨處理相比，噴砂處理明顯提高了鋁板表面的粗糙度，改善了表面清潔狀況，減少了乳制 裂紋的數(shù)量，改變了微觀幾何形狀，增大了與涂料接觸的相對(duì)表面積，有利于提高鋁板與涂 料的結(jié)合強(qiáng)度。
[0030]以本發(fā)明烤瓷鋁板的性能和其它板材性能對(duì)比，如下表2所示：
[0031 ]表2實(shí)施例樣品烤瓷鋁板性能和其它板材性能對(duì)比
[0032]

[0033] 因此，本發(fā)明的烤瓷鋁板具有:烤瓷鋁板表面涂層為無機(jī)涂層，相對(duì)于其他涂層， 具有更高的鉛筆硬度，從而具有優(yōu)越的抗劃傷性能與抗沖擊性能?？敬射X板表面的無機(jī)涂 層在300°C高溫中不變色與分解，在1500Γ高溫中不分解，防火性能達(dá)到A1級(jí)，且在火災(zāi)中 不會(huì)因燃燒產(chǎn)生有毒氣體，具有有機(jī)涂層無可比擬的防火性能。涂層的微觀結(jié)構(gòu)為以高鍵 能的硅氧鍵為主體的無機(jī)元素三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能夠長期抵制紫外線、酸堿及其他化學(xué)溶劑 的侵蝕，耐候性能優(yōu)良，使用壽命可達(dá)30年以上。陶瓷鋁板的涂層不易產(chǎn)生靜電而吸附大氣 中的污染物質(zhì)，并且該涂層具有親水特性，容易被污水清洗，從而具有良好的耐污染性能。 陶瓷鋁板所用的納米無機(jī)涂料以水作為分散劑，不含有機(jī)溶劑，揮發(fā)性有機(jī)化合物只有少 量的乙醇，對(duì)環(huán)境無危害;另外，所用的基材為鋁材，可進(jìn)行重復(fù)回收利用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種烤瓷鋁板，包括鋁板基層，其特征在于：所述的鋁板基層的上表面噴涂有磨砂 層，所述的磨砂層的表面噴涂有烤瓷層;所述的鋁板基層的厚度為1.5-4mm，磨砂層的凹凸 度為4-1 Ιμπι，烤瓷層的厚度為20-40μπι;所述的烤瓷層為二氧化硅樹脂層。2. -種制備權(quán)利要求1所述的烤瓷鋁板的制備方法，其特征在于:制備步驟包括： (1) 首先按照如下配方比例：硅0.06-0.08￥七％，鐵0.3-0.35￥七％，銅0.0002- 0.00035wt%，錳0.0002-0.00035wt%，鎂0.15-0.20wt%，Cr0.003-0.004wt%，余量為鋁； 將原料置于加熱爐中熔化，待原料完全融化后在650-700 °C下澆注成鑄錠，鑄錠在600-640 。(:下保溫4-5h;然后冷至450-480°C保溫lh然后進(jìn)行熱乳，乳至厚度為10mm，然后乳至厚度 為1.5_4mm得到錯(cuò)板； (2) 在步驟（1)所述的鋁板上進(jìn)行打磨，得到平整表面，然后將噴砂金通過噴砂機(jī)噴灑 于鋁板的表面，以使得鋁板表面形成凹凸度為4-11μπι的磨砂層;噴砂金由金剛玉30-70%、 棕剛玉30-70%混合配比而成;加工時(shí)砂漿的噴砂壓力采用0.5-1.28MPa; (3) 步驟（2)噴砂后的鋁板表面清掃干凈噴砂金，然后進(jìn)行二氧化硅無機(jī)樹脂層的噴 涂，然后進(jìn)行固化，得到涂層厚度為10_40μπι的烤瓷鋁板。3. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的烤瓷鋁板的制備方法，其特征在于：步驟(2)所述的噴砂壓力 為0.8MPa。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的烤瓷鋁板的制備方法，其特征在于：步驟(3)所述的二氧化硅 無機(jī)樹脂由二氧化硅1-10份、氧化鋁0.5-2份，四乙氧基甲硅烷30-60份，四異丙氧基甲硅烷 30-60份，異丙醇50-120份，水50-120份混合而成，然后將上述混合物加熱至70-90°C維持 5.5-6h，然后再加入上述混合料20-50份的異丙醇稀釋進(jìn)行噴涂，室溫下晾干，然后于150-200°C固化5-50min得到烤瓷鋁板。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的烤瓷鋁板的制備方法，其特征在于:步驟(3)固化溫度為180- 200。。。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的烤瓷鋁板的制備方法，其特征在于：步驟（3)固化時(shí)間為10-30min〇7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的烤瓷鋁板的制備方法，其特征在于:步驟(3)所述10-40μπι的涂 層厚度為經(jīng)過2次噴涂形成的底涂層和面涂層疊加得到的厚度，且底涂層的厚度為5-20μπι， 面涂層的厚度為5-20μπι。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的烤瓷鋁板的制備方法，其特征在于：所述的底涂層的厚度為 10-15μπι，面涂層的厚度為10-15μπι。
【專利摘要】一種烤瓷鋁板及其制備方法，包括鋁板基層，所述的鋁板基層的上表面噴涂有磨砂層，所述的磨砂層的表面噴涂有烤瓷層；所述的鋁板基層的厚度為1.5?4mm，磨砂層的凹凸度為4?11μm，烤瓷層的厚度為10?40μm；所述的烤瓷層為二氧化硅樹脂層。本發(fā)明具有耐撞擊、強(qiáng)度高、不易鼓泡和開裂，且保溫、隔熱、隔音效果好的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】C09D1/00, E04F13/075, C22C21/00, C09D7/12
【公開號(hào)】CN105715003
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610035767
【發(fā)明人】鄭瑜, 鄭興山, 蔣善江, 舒文兵, 施濤
【申請(qǐng)人】寧波紅杉高新板業(yè)有限公司