一種彩色鋼板的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種結(jié)合力強(qiáng)、工藝步驟簡(jiǎn)單且生產(chǎn)效率高和生產(chǎn)品種多樣化的彩色鋼板的制備方法。a.在清洗潔凈后的薄鋼板表面進(jìn)行純化處理,純化液中混合有納米級(jí)膨潤(rùn)土顆粒,經(jīng)烘干處理后薄鋼板表面化學(xué)生成一層混合有納米級(jí)膨潤(rùn)土顆粒的氧化物純化層;b.在薄鋼板的正面的純化層上涂覆一層混合有納米級(jí)膨潤(rùn)土顆粒的聚氨酯正面漆層;c.在薄鋼板的反面涂覆有背漆層;d.上述的步驟b中的混合有納米級(jí)膨潤(rùn)土顆粒的聚氨酯正面漆層的組成是:聚醚多元醇55~75g、多異氰酸酯10~30g、親水性擴(kuò)鏈劑3.5~7.5g、交聯(lián)劑1.5~3.5g、成鹽劑1.5~5.5g、納米膨潤(rùn)土0.8~3.8g、去離子水170~270g,其中納米膨潤(rùn)土的粒徑為50~100nm,加熱或/和紫外線固化。
【專利說(shuō)明】一種彩色鋼板的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對(duì)薄鋼板表面加工的一種制備方法,特別是指一種可對(duì)薄鋼板表面進(jìn)行彩面加工的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在成卷的金屬板涂覆涂料或?qū)訅荷纤芰媳∧ず?,以成卷或單張出售的有機(jī)材料/金屬?gòu)?fù)合板材已有幾十年的歷史,并且得到了越來(lái)越廣泛的使用。其具有很多優(yōu)點(diǎn),例如可將傳統(tǒng)的薄板材的涂裝變成原料薄鋼板的連續(xù)涂裝,既便于表面處理及涂裝的質(zhì)量控制又不存在易產(chǎn)生涂裝缺陷的棱邊死角,而得到最佳的涂裝質(zhì)量,其二是金屬薄板在涂裝線可以高速行進(jìn),提高了生產(chǎn)效率,且可便于依據(jù)涂料的不同調(diào)節(jié)行進(jìn)速度,其三是可以降低生產(chǎn)成本和簡(jiǎn)化制備的總的生產(chǎn)工藝步驟。雖然有機(jī)材料/金屬?gòu)?fù)合板材具有上述諸多優(yōu)點(diǎn),但其從宏觀上或斷面上看是多層材料構(gòu)成,并由多工藝步驟形成上述的多層材料結(jié)構(gòu),不同層的材料不相同,因此層間的結(jié)合力對(duì)上述的復(fù)合板材的質(zhì)量至關(guān)重要。但由于有機(jī)材料的多樣性,使金屬薄板的表面處理、涂覆的涂料和最后的表面層之間的匹配及制備工藝相當(dāng)復(fù)雜,因此現(xiàn)有的復(fù)合板材或彩色鋼板的質(zhì)量控制有難度,特別是在客戶有多樣性的產(chǎn)品要求時(shí)更是如此。實(shí)質(zhì)上影響彩色鋼板的質(zhì)量主要是在不同層材料之間的界面產(chǎn)生,如材料層之間的結(jié)合力的大小和不同層材料的收縮率的不同會(huì)影響彩色鋼板的質(zhì)量。故現(xiàn)有的彩色鋼板在耐侯性、抗脫落性等方面存在不足,如何解決上述現(xiàn)有產(chǎn)品存在的缺陷是本【技術(shù)領(lǐng)域】面臨的一個(gè)急待解決的問題,尤為是在高端產(chǎn)品上更是如此。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的發(fā)明目的是公開一種結(jié)合力強(qiáng)、工藝步驟簡(jiǎn)單且生產(chǎn)效率高和生產(chǎn)品種多樣化的彩色鋼板的制備方法。
[0004]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:其制備步驟如下:
a.在清洗潔凈后的薄鋼板表面進(jìn)行純化處理,使用的常規(guī)的純化液中混合有納米級(jí)膨潤(rùn)土顆粒,經(jīng)烘干處理后,在薄鋼板表面化學(xué)生成一層混合有納米級(jí)膨潤(rùn)土顆粒的氧化物純化層;
b.在薄鋼板的正面的純化層上以連續(xù)輥涂的方法涂覆一層混合有納米級(jí)膨潤(rùn)土顆粒的聚氨酯正面漆層;
c.在薄鋼板的反面涂覆有背漆層;
d.上述的步驟b中的混合有納米級(jí)膨潤(rùn)土顆粒的聚氨酯正面漆層的組成是:
聚醚多元醇 55?75g
多異氰酸酯 10?30g 親水性擴(kuò)鏈劑 3.5?7.5g 交聯(lián)劑1.5?3.5g
成鹽劑1.5?5.5g 納米膨潤(rùn)土 0.8?3.8g 去離子水170?270g
其中納米膨潤(rùn)土的粒徑為50?lOOnm,加熱或/和紫外線固化。
[0005]所述的聚醚多元醇為聚氧化丙烯二醇或聚氧化丙烯三醇;多異氰酸酯為4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯,或?yàn)榱鶃喖谆惽杷嶂?;所述的親水性擴(kuò)鏈劑為2,2 二羥甲基丙酸;成鹽劑為三乙胺;交聯(lián)劑為三羥甲基丙烷或1,4' 丁二醇,納米膨潤(rùn)土和去離子水。
[0006]所述的步驟a中的納米膨潤(rùn)土的粒徑為5?50nm。
[0007]所述的步驟b中的聚氨酯正面漆層涂覆完成后,首先加熱至80?100°C,或/和紫外線固化。
[0008]所述的納米級(jí)膨潤(rùn)土顆粒的聚氨酯正面漆層的組成是:
聚氧化丙烯二醇 54g
4,4' 一二苯基甲烷二異氰酸酯 33g 2,2 二羥甲基丙酸 5.3g 三乙胺3.9g
三羥甲基丙烷 2.0g 納米膨潤(rùn)土 3.4g 去離子水227g
所述的步驟d后,在聚氨酯正面漆層表面再涂覆一層面漆。
[0009]本發(fā)明的工藝設(shè)計(jì)相當(dāng)簡(jiǎn)單,關(guān)鍵是在正面漆層中加入納米級(jí)膨潤(rùn)土,同時(shí)在常規(guī)的對(duì)鋼板表面進(jìn)行純化處理時(shí)在純化液中混合有粒徑更小的納米級(jí)膨潤(rùn)土,由于所述的納米級(jí)膨潤(rùn)土是完全無(wú)機(jī)狀態(tài)的膨潤(rùn)土,故該納米級(jí)膨潤(rùn)土具有很大的比表面積(大約在800m2/g),其表面原子數(shù)很多且原子配位嚴(yán)重不足,因此具有很高的活性,很容易與其它原子結(jié)合,其與聚氨酯硬段以氫鍵形成相結(jié)合,加強(qiáng)了分子間的作用力,成膜后,加強(qiáng)了硬段微區(qū)的凝聚力,使聚氨酯具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能。由于上述的納米級(jí)膨潤(rùn)土本身具有良好紫外線吸收功能,則進(jìn)一步提高聚氨酯涂層的抗紫外線老化性能;更重要的是在純化層中混合有粒徑更小的納米級(jí)膨潤(rùn)土,由于膨潤(rùn)土是晶格結(jié)構(gòu)并呈層狀且具有負(fù)電性,其層間結(jié)構(gòu)可吸附金屬離子或有機(jī)離子或極性分子,因此純化層中的膨潤(rùn)土顆粒一方面與純化層中的離子或極性分子結(jié)合提高了純化層自身的強(qiáng)度,與鋼板表面接觸的部分膨潤(rùn)土顆粒亦會(huì)與鋼板表面產(chǎn)生作用力增強(qiáng)兩者的吸附性能,更重要的是與聚氨酯漆層接觸的表面的微小納米級(jí)膨潤(rùn)土顆粒會(huì)與聚氨酯硬段結(jié)合,加強(qiáng)了分子間的作用力,實(shí)質(zhì)上聚氨酯的某些極性分子亦可嵌入膨潤(rùn)土的層間結(jié)構(gòu),進(jìn)一步提高純化層與聚氨酯漆層之間的結(jié)合力,則漆層更不易脫落。
【具體實(shí)施方式】
[0010]本發(fā)明的具體實(shí)施例,即生產(chǎn)彩色鋼板的制備方法的步驟如下:
a.在清洗潔凈后的薄鋼板表面進(jìn)行純化處理,使用的常規(guī)的純化液中混合有納米級(jí)膨潤(rùn)土顆粒,經(jīng)烘干處理后,在薄鋼板表面化學(xué)生成一層混合有納米級(jí)膨潤(rùn)土顆粒的氧化物純化層;
b.在薄鋼板的正面的純化層上以連續(xù)輥涂的方法涂覆一層混合有納米級(jí)膨潤(rùn)土顆粒的聚氨酯正面漆層;
C.在薄鋼板的反面涂覆有背漆層;
d.上述的步驟b中的混合有納米級(jí)膨潤(rùn)土顆粒的聚氨酯正面漆層的組成是:
聚醚多元醇 55?75g 多異氰酸酯 10?30g 親水性擴(kuò)鏈劑 3.5?7.5g 交聯(lián)劑1.5?3.5g
成鹽劑1.5?5.5g
納米膨潤(rùn)土 0.8?3.8g 去離子水170?270g
其中納米膨潤(rùn)土的粒徑為50?lOOnm,加熱或/和紫外線固化。
[0011]在上述的制備方法中,步驟a中的純化液為常規(guī)的氧化物,例如在常規(guī)使用的氧化物經(jīng)精密輥組涂覆在經(jīng)清洗干凈后的薄鋼板表面,烘干后,化學(xué)生成一層氧化物薄層,該純化液只需選取與鋼板有較高吸附性能的純化液即可,關(guān)鍵是在上述的純化液中混合有納米級(jí)膨潤(rùn)土顆粒,由于納米級(jí)膨潤(rùn)土具有很大的比表面積、很高的活性和自身具有層間結(jié)構(gòu),很容易與原子或極性分子或離子結(jié)合,故膨潤(rùn)土顆粒與氧化物或金屬離子結(jié)合(置于層間結(jié)構(gòu)的晶格內(nèi)),或和鋼板表面結(jié)合,增加了純化層內(nèi)部和純化層與鋼板表面的結(jié)合力,提高了純化層自身的強(qiáng)度和純化層與鋼板之間的結(jié)合強(qiáng)度而不易脫落;步驟b的鋼板正面的純化層上以連續(xù)輥涂的方法涂覆一層混合有納米級(jí)膨潤(rùn)土顆粒的聚氨酯正面漆層,該正面漆層的組成是:聚醚多元醇55?75g、多異氰酸酯10?30g、親水性擴(kuò)鏈劑3.5?7.5g、交聯(lián)劑1.5?3.5g、成鹽劑1.5?5.5g、納米膨潤(rùn)土 0.8?3.8g和去離子水170?270g,其中納米膨潤(rùn)土的粒徑為50?10nm ;上述的聚氨酯正面漆層的更具體的組成還可以是:聚醚多元醇為聚氧化丙烯二醇54g或聚氧化丙烯三醇54g,多異氰酸酯為4,4' 一二苯基甲烷二異氰酸酯33g或?yàn)榱鶃喖谆惽杷嶂?3g,親水性擴(kuò)鏈劑為2,2 二羥甲基丙酸5.3g,成鹽劑為三乙胺3.9g,交聯(lián)劑為三羥甲基丙烷2g或I,4' 丁二醇2g,納米膨潤(rùn)土 3.4g和去離子水227g ;上述的聚氨酯正面漆層材料的制備方法是:將55?75g的聚醚多元醇脫水后加入10?30g的多異氰酸酯,反應(yīng)I?1.5小時(shí),升溫到85?90°C,反應(yīng)I?3小時(shí),加入
3.5?7.5g的親水性擴(kuò)鏈劑,在85?95°C反應(yīng)I?3小時(shí),降溫到65?75°C加入一定量的丙酮帶回流反應(yīng)1.5?2.5小時(shí),降溫到25?35°C加入1.5?3.5g成鹽劑反應(yīng)10?20分鐘制得聚氨酯預(yù)聚體;取0.8?3.8g的納米膨潤(rùn)土和170?270g的去離子水混合加熱至45?60°C并攪拌制得納米膨潤(rùn)土水分散液,這時(shí)的納米膨潤(rùn)土的PH值應(yīng)在7?8之間;將上述的聚氨酯預(yù)聚體緩慢加入到納米膨潤(rùn)土水分散液中,進(jìn)行復(fù)合乳化20?40分鐘;減壓脫去丙酮,制得納米膨潤(rùn)土聚氨酯材料。上述的丙酮是聚氨酯預(yù)聚體制備中常用的溶劑,所需的使用量只需夠用或略多即可,最后可以回收循環(huán)利用,最終所述的涂料中會(huì)有殘量的丙酮。
[0012]上述的聚醚多元醇選自聚氧化丙烯二醇或聚氧化丙烯三醇,多異氰酸酯選自4,4/ 一二苯基甲烷二異氰酸酯或六亞甲基二異氰酸酯,親水性擴(kuò)鏈劑為2,2 二羥甲基丙酸,成鹽劑為三乙胺,交聯(lián)劑選自三羥甲基丙烷或1,4' 丁二醇。此時(shí)的聚氨酯正面漆層材料的制備是:將聚氧化丙烯二醇54g,100°C脫水后加入4,V —二苯基甲烷二異氰酸酯33g,75°C反應(yīng)I小時(shí),升溫到90°C反應(yīng)2小時(shí),加入2,2 二羥甲基丙酸5.3g和三羥甲基丙烷2g,90°C反應(yīng)2小時(shí),降溫到70°C加入10g丙酮帶回流反應(yīng)2小時(shí),降溫到30°C加入三乙胺3.9g反應(yīng)10分鐘,制得聚氨酯預(yù)聚體;取納米膨潤(rùn)土 3.4g和227g去離子水加熱至50°C并攪拌納米膨潤(rùn)土水分散液;將上述的聚氨酯預(yù)聚體緩慢加入到納米膨潤(rùn)土水分散液中,進(jìn)行復(fù)合乳化30分鐘,減壓脫去丙酮,制得納米膨潤(rùn)土聚氨酯材料。將上述的聚氨酯正面漆材料以連續(xù)輥涂的方法涂覆在薄鋼板的正面,經(jīng)加熱至80?100°C后固化,或/和經(jīng)紫外線照射固化,上述的固化方法的選擇完全視工藝設(shè)備的情況而定,先加熱再紫外線照射固化則固化時(shí)間可以較短,如只用加熱固化則時(shí)間較長(zhǎng),但固化后的性能更佳一些。經(jīng)大量試驗(yàn)與檢測(cè)表明,上述的添加納米膨潤(rùn)土的正面漆層的拉伸強(qiáng)度提高30?50%,撕裂強(qiáng)度提高50?100%,100%模量提高40?80%,300%模量提高70?100%,伸長(zhǎng)率下降10?15%,抗紫外線老化性能亦提高;更重要的是在上述的聚氨酯材料經(jīng)輥涂后加熱時(shí),聚氨酯的分子亦與純化層內(nèi)和表面的納米膨潤(rùn)土顆粒結(jié)合,即純化層內(nèi)和表面的納米膨潤(rùn)土顆粒的晶體層間與聚氨酯分子極性端結(jié)合,也就是有機(jī)極性分子可插入膨潤(rùn)土的層間形成化學(xué)結(jié)合,則大幅增加了純化層與聚氨酯正面漆層之間的結(jié)合力,該結(jié)合力不僅是傳統(tǒng)意義上的二層之間的附著力還具有分子間的作用力。由于純化層主要是氧化物分子,故所述的步驟a中的納米級(jí)的膨潤(rùn)土顆粒的粒徑為50?lOOnm,較小的膨潤(rùn)土顆粒既便于其在純化液中的均勻分布又有利于膨潤(rùn)土顆粒的層間結(jié)構(gòu)與較小的氧化物分子的充分結(jié)合,使純化層自身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、純化層與鋼板表面的結(jié)合強(qiáng)度和純化層與正面漆層的結(jié)合強(qiáng)度均大幅提高,還須進(jìn)一步指出的是上述的正面漆層的伸縮率的下降使正面漆層的伸縮變形率與純化層或鋼板的伸縮變形率更為一致或更為接近,可進(jìn)一步提高本發(fā)明的彩色鋼板的質(zhì)量。
[0013]在所述的步驟d后,在聚氨酯正面漆層表面可再涂覆一層面漆,該面漆的主要作用是使鋼板表面精度更高,該面漆可加入所需的顏料,然后烘干,該面漆可使用本【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員均了解的具有保護(hù)作用的常規(guī)面漆就可,因此不作進(jìn)一步限定。
【權(quán)利要求】
1.一種彩色鋼板的制備方法,其制備步驟如下: a.在清洗潔凈后的薄鋼板表面進(jìn)行純化處理,使用的常規(guī)的純化液中混合有納米級(jí)膨潤(rùn)土顆粒,經(jīng)烘干處理后,在薄鋼板表面化學(xué)生成一層混合有納米級(jí)膨潤(rùn)土顆粒的氧化物純化層; b.在薄鋼板的正面的純化層上以連續(xù)輥涂的方法涂覆一層混合有納米級(jí)膨潤(rùn)土顆粒的聚氨酯正面漆層; c.在薄鋼板的反面涂覆有背漆層; d.上述的步驟b中的混合有納米級(jí)膨潤(rùn)土顆粒的聚氨酯正面漆層的組成是: 聚醚多元醇 55?75g 多異氰酸酯 10?30g 親水性擴(kuò)鏈劑 3.5?7.5g 交聯(lián)劑1.5?3.5g 成鹽劑1.5?5.5g 納米膨潤(rùn)土 0.8?3.8g 去離子水170?270g 其中納米膨潤(rùn)土的粒徑為50?lOOnm,加熱或/和紫外線固化。
2.按權(quán)利要求1所述的彩色鋼板的制備方法,其特征在于所述的聚醚多元醇為聚氧化丙烯二醇或聚氧化丙烯三醇;多異氰酸酯為4,4' 一二苯基甲烷二異氰酸酯,或?yàn)榱鶃喖谆惽杷嶂?;所述的親水性擴(kuò)鏈劑為2,2 二羥甲基丙酸;成鹽劑為三乙胺;交聯(lián)劑為三羥甲基丙烷或1,4' 丁二醇,納米膨潤(rùn)土和去離子水。
3.按權(quán)利要求1或2所述的彩色鋼板的制備方法,其特征在于所述的步驟a中的納米膨潤(rùn)土的粒徑為5?50nm。
4.按權(quán)利要求3所述的彩色鋼板的制備方法,其特征在于所述的步驟b中的聚氨酯正面漆層涂覆完成后,首先加熱至80?100°C,或/和紫外線固化。
5.按權(quán)利要求4所述的彩色鋼板的制備方法,其特征在于所述的納米級(jí)膨潤(rùn)土顆粒的聚氨酯正面漆層的組成是: 聚氧化丙烯二醇 54g .4,4' 一二苯基甲烷二異氰酸酯 33g .2,2 二羥甲基丙酸 5.3g 三乙胺3.9g 三羥甲基丙烷 2.0g 納米膨潤(rùn)土 3.4g 去離子水227g 按權(quán)利要求5所述的彩色鋼板的制備方法,其特征在于所述的步驟d后,在聚氨酯正面漆層表面再涂覆一層面漆。
【文檔編號(hào)】C09D7/12GK104174575SQ201310198518
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2013年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月27日
【發(fā)明者】李銳波 申請(qǐng)人:佛山市順德區(qū)鐵業(yè)實(shí)業(yè)有限公司