专利名称：一种隔热、耐候的环保彩板及其制备方法
技术领域：
本发明涉及彩色涂层钢板，尤其涉及一种隔热、耐候的环保彩板及其制备方法。
背景技术：
随着彩涂板的广泛普及，其使用寿命和具备的功能越来越成为用户关注的焦 点。影响彩涂板使用寿命的因素主要有阳光(紫外线)、高温及潮湿三个环境因素。在 使用的涂料系统方面，目前彩板主要包括氟碳、硅改聚酯、高耐久聚酯、家电聚酯及普 通聚酯彩板等5个品种，目前国内生产的彩板90%以上为普通聚酯彩涂板，品种单一， 缺乏特殊的功能型彩板，并且存在以下几方面问题(1)存在环保问题，彩涂前处理药剂普遍采用含Cr(VI)处理剂。虽然该工艺在 产品的耐腐蚀性能存在较大优势，但由于Cr(VI)具有较大毒性，欧盟07年通过R0HS指 令提出了禁入要求。少量的彩板前处理工艺中使用无铬环保钝化液，该产品一般采用水 溶性环氧或丙烯酸树脂与硅溶胶复配而成，在耐蚀性能方面普遍达不到铬酸盐钝化工艺 的耐蚀效果。(2)彩板涂层的耐划伤性能不好，不利于加工、运输和安装。虽然其中氟碳、家 电聚酯和高耐久聚酯彩板具有优良的T-弯、反向冲击性能和耐候性能，但由于其涂层的 硬度较低，一般为F H，耐划伤性能不好，并且氟碳彩板的成本偏高。(3)耐候性能差，使用年限短。由于大多数彩板使用的涂料为普通聚酯型涂料， 涂层耐紫外光光解能力不好，在使用过程中涂层易发生降解和粉化。例如宝钢股份公 司的“一种环保彩涂钢板的生产工艺” CN200610027073.5，介绍了一种环保彩涂钢板的 生产工艺，其面漆采用的是普通聚酯涂料，在耐候和耐蚀性能方面与氟碳彩板、高耐久 或硅改性聚酯彩板存在较大差距。(4)彩板使用的涂料为普通常温型，涂层不具有保温隔热功能。综上所述，目前的彩涂板在环保性、耐候性、耐划伤性和保温隔热性等方面均 存在这样或那样的问题和不足，需要一种既具有较好的耐候性能又同时满足T-弯、反向 冲击和耐划伤性能要求的隔热、环保型彩涂板。
发明内容
针对上述问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种隔热、耐候的环保彩板 及其制备方法，该彩涂板不但具有保温隔热功能，还具有较好的耐候、耐划伤性能。为了实现上述目的，本发明的技术方案是该隔热、耐候的环保彩板包括基板、 钝化层、正面涂层和背面涂层，其特征在于所述的正面涂层中的面漆为硅改性聚酯涂 料与高强空心微珠形成的复合涂层。所述的面漆复合涂层干膜厚度为8 35 μ m。所述的高强空心微珠是玻璃微珠或陶瓷微珠的一种或两种混合，抗压强度1.7 5.2MPa,粒径范围30 120 μ m，其中90 110 μ m所占体积比>90%。所述的钝化层为硅烷改性纳米硅溶胶钝化层。所述的钝化层单面重量在5 15mg/m2。所述的钝化层单面重量在8 10mg/m2。基板可以是热镀锌板、热镀锌铝板、热镀铝锌板和锌铁合金镀层板等。底漆与背 面涂层可以使用现有技术中的聚酯、环氧改性聚酯或环氧树脂等。所述的涂层，其涂料中的颜料为钛白粉、氧化铁红、氧化铁棕、氧化铁黄、酞 菁蓝、酞菁绿、耐晒黄、群青中的一种或几种。本发明的隔热、耐候的环保彩板制备方法包括下列步骤a基板的脱脂+漂洗b基板的表调+漂洗C基板的钝化+干燥d正面面漆预混e涂正面底漆+烘烤固化f涂正面面漆和背面面漆+烘烤固化g冷却、卷取、包装并检验入库在c过程中，钝化剂为硅烷改性纳米硅溶胶与钼酸盐复配而成，其溶液中 硅烷、硅溶胶(3:102计)与钼酸盐质量百分比分别为1.0%-10.0%、1.0%-12.0%和 0.5% -8.0%,其余为水。所述的硅烷为长链烷基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷或Υ_(2，3-环氧丙 氧)丙基三甲氧基硅烷的一类或几类的混合。在d过程中，微珠占与之混合的硅改性聚酯涂料(未固化)的质量百分比为 1.0% 8.0%，高强空心微珠与硅改性聚酯涂料充分混合并搅拌均勻。搅拌转速控制在200 300rpm之间，搅拌时间30min，然后使用稀释剂调节混 合物至粘度为涂IV杯35 55s后备用。在d步骤中，所述的高强空心微珠表面经过活化处理，活化处理剂为5%改性纳 米硅溶胶溶液，处理后浙干并热风干燥30min，烘干温度为90 130°C。在e过程中，调整炉温，使烘烤板温控制在200 280°C。本发明与现有技术相比，在提高彩板耐候性能的同时，还改善了涂层的反向冲 击和T-弯等机械性能。由于彩板的前处理钝化采用有机硅烷钝化处理，使涂层与基板间 的结合力更强，有效提高了彩涂板的耐腐蚀性能。在涂料中加入的高强度空心玻璃(陶 瓷)微珠有效提高了彩板的隔热和耐划伤能力。由于前处理钝化使用无铬钝化工艺，同 时涂料中的颜料采用了无铬、镉、铅的颜料，减少了现有生产工艺中六价铬及其它有害 元素对环境的污染，具有现实的环保意义。
具体实施例方式实施例1 基板采用热镀锌板；钝化液，其溶液中十八烷基三甲氧基硅烷、硅溶胶(SiO2 计)与钼酸盐质量百分比分别为5.0%、3.0%和1.5%，其余为水；底漆采用聚氨酯底漆；正面漆采用深褐棕硅改性聚酯面漆；背面漆采用灰白环氧改性聚酯面漆；高强空心微珠为玻璃微珠；主要颜料成份为氧化铁系颜料，氧化铁红、氧化铁棕的混合。将基板按常规的工艺要求进行脱脂、表调、漂洗和钝化，使钝化层重控制在 8mg/m2 ；涂正面底漆，控制干膜厚度6 8μιη，烘烤板温为232 241°C ；将玻璃微 珠浸入5%改性纳米硅溶胶溶液进行表面活化处理，后浙干并热风干燥30min，烘干温度 90 130°C，然后将经过表面活化处理的玻璃微珠按占涂料质量百分比1.0%加入，充分 混合并搅拌均勻，搅拌转速控制在200 300rpm之间，搅拌时间30min，然后使用稀释 剂调节混合物至粘度为涂IV杯35 55s后备用；涂正面面漆和背面漆，分别控制干膜厚 度(16 18 μ m)和(7 9 μ m)，烘烤板温为224 232°C;冷却、卷取、包装并检验入 库。实施例2 基板采用热镀铝锌板；钝化液，其溶液中十八烷基三甲氧基硅烷、硅溶胶(SiO2 计)与钼酸盐质量百分比分别为5.0%、3.0%和1.5%，其余为水；底漆采用聚氨酯底 漆；正面漆采用深褐棕硅改性聚酯面漆；背面漆采用灰白环氧改性聚酯面漆；高强空心 微珠为玻璃微珠；主要颜料成份为氧化铁系颜料，氧化铁红、氧化铁棕的混合。将基板按常规的工艺要求进行脱脂、表调、漂洗和钝化，使钝化层重控制在 10mg/m2 ；涂正面底漆，控制干膜厚度6 8μιη，烘烤板温为232 241°C ；将玻璃微 珠浸入5%改性纳米硅溶胶溶液进行表面活化处理，后浙干并热风干燥30min，烘干温度 90 130°C，然后将经过表面活化处理的微珠按占涂料质量百分比4.0%加入，充分混合 并搅拌均勻，搅拌转速控制在200 300rpm之间，搅拌时间30min，然后使用稀释剂调 节混合物至粘度为涂IV杯35 55s后备用；涂正面面漆和背面漆，分别控制干膜厚度为 16 18ym和7 9ym，烘烤板温为224 232°C ；冷却、卷取、包装并检验入库。实施例3 基板采用热镀锌铝板；钝化液，其溶液中十八烷基三甲氧基硅烷、硅溶胶(SiO2 计)与钼酸盐质量百分比分别为5.0%、3.0%和1.5%，其余为水；底漆采用聚氨酯底 漆；正面漆采用深褐棕硅改性聚酯面漆；背面漆采用灰白环氧改性聚酯面漆；高强空心 微珠为玻璃微珠与陶瓷微珠按2 1混合；主要颜料成份为氧化铁系颜料，氧化铁红、氧 化铁棕的混合。将基板按常规的工艺要求进行脱脂、表调、漂洗和钝化，使钝化层重控制在 6mg/m2 ；涂正面底漆，控制干膜厚度6 8μιη，烘烤板温为232 241°C ；将高强微 珠浸入5%改性纳米硅溶胶溶液进行表面活化处理，后浙干并热风干燥30min，烘干温度 90 130°C，然后将经过表面活化处理的微珠按占涂料质量百分比8.0%加入，充分混合 并搅拌均勻，搅拌转速控制在200 300rpm之间，搅拌时间30min，然后使用稀释剂调 节混合物至粘度为涂IV杯35 55s后备用；涂正面面漆和背面漆，分别控制干膜厚度为 32 34ym和7 9ym，烘烤板温为232 241 °C ；冷却、卷取、包装并检验入库。实施例4 基板采用热镀锌板；钝化液，其溶液中甲基三甲氧基硅烷、硅溶胶(SiO2计)与 钼酸盐质量百分比分别为5.0%、3.0%和1.5%，其余为水；底漆采用聚氨酯底漆；正面 漆采用深褐棕硅改性聚酯面漆；背面漆采用灰白环氧改性聚酯面漆；高强空心微珠为陶瓷微珠；主要颜料成份为氧化铁系颜料，氧化铁红、氧化铁棕的混合。将基 板按常规的工艺要求进行脱脂、表调、漂洗和钝化，使钝化层重控制在 12mg/m2 ；涂正面底漆，控制干膜厚度6 8μιη，烘烤板温为232 241°C ；将陶瓷微 珠浸入5%改性纳米硅溶胶溶液进行表面活化处理，后浙干并热风干燥30min，烘干温度 90 130°C，然后将经过表面活化处理的陶瓷微珠按占涂料质量百分比2.5%加入，充分 混合并搅拌均勻，搅拌转速控制在200 300rpm之间，搅拌时间30min，然后使用稀释 剂调节混合物至粘度为涂IV杯35 55s后备用；涂正面面漆和背面漆，分别控制干膜厚 度为10 12ym和7 9ym，烘烤板温为241 249°C ；冷却、卷取、包装并检验入 库。实施例5 基板采用热镀锌板；钝化液，其溶液中十八烷基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基 硅烷、硅溶胶(SiO2计)与钼酸盐质量百分比分别为2.5%、2.5%, 3.0%和1.5%，其余 为水；底漆采用聚氨酯底漆；正面漆采用深褐棕硅改性聚酯面漆；背面漆采用灰白环氧 改性聚酯面漆；高强空心微珠为玻璃微珠；主要颜料成份为氧化铁系颜料，氧化铁红、 氧化铁棕的混合。将基板按常规的工艺要求进行脱脂、表调、漂洗和钝化，使钝化层重控制在 14mg/m2 ；涂正面底漆，控制干膜厚度6 8μιη，烘烤板温为232 241°C ；将玻璃微 珠浸入5%改性纳米硅溶胶溶液进行表面活化处理，后浙干并热风干燥30min，烘干温度 90 130°C，然后将经过表面活化处理的玻璃微珠按占涂料质量百分比8.0%加入，充分 混合并搅拌均勻，搅拌转速控制在200 300rpm之间，搅拌时间30min，然后使用稀释 剂调节混合物至粘度为涂IV杯35 55s后备用；涂正面面漆和背面漆，分别控制干膜厚 度(16 18 μ m)和(7 9 μ m)，烘烤板温为232 241°C;冷却、卷取、包装并检验入 库。对比例采用铬酸盐钝化，钝化层重控制为25mg/m2 ；涂料中不添加玻璃微珠；面漆烘 烤板温232 241°C ；其余与实施例1相同。各实施例与对比例性能指标检测结果见表1 各项性能指标检测结果
性能反向冲击 硬涂层隔热效果光泽耐划伤性耐候性能②
XvT-弯
实施项\^/J度M-C/min度能/kgf色差ΔΕ
实施例 1IT12H7.5322.52.45
实施例 2 2T93H5.8213.01.56--------
实施例 33T94H2.3173.51.28
实施例 4 3T92H8.2283.01.98
实施例 53T94H3.2163.51.26
对比例3T9H8.3452.02.54
注①涂层隔热效果的测试方法在试样表面涂覆规定涂层，然后加热到某一固 定温度(300°C )，保温1小时，取出放置在无空气对流的室温(25°C )环境中，检测单位 时间(5min)试样的温降。②涂 层的耐候性能的测试方法将试样放置在UV老化试验箱中，在规定强度 的紫外光照射下，经1500小时的老化实验，测定试样表面的色差变化。从上表的数据分析，本发明的各实施例，前处理钝化能够明显改善彩板的T-弯 和反向冲击性能，尤其是钝化膜重在8 lOmg/m2时，涂层的T-弯和反向冲击性能最 优；同时，加入一定量的玻璃微珠对彩板的表面硬度、耐划伤性能、耐候性能和隔热性 能均有不同程度的提高。
权利要求
1.一种隔热、耐候的环保彩板，包括基板、钝化层、正面涂层和背面涂层，其特征 在于所述的正面涂层中的面漆为硅改性聚酯涂料与高强空心微珠形成的复合涂层。
2.根据权利要求1所述的彩板，其特征在于所述的面漆复合涂层干膜厚度为8 35 μ m。
3.根据权利要求1所述的彩板，其特征在于所述的高强空心微珠是玻璃微珠或陶 瓷微珠的一种或两种混合，抗压强度1.7 5.2MPa，粒径范围30 120 μ m，其中90 110 μ m所占体积比>90 %。
4.根据权利要求1所述的彩板，其特征在于所述的钝化层为硅烷改性纳米硅溶胶 钝化层。
5.根据权利要求1或4所述的彩板，其特征在于所述的钝化层单面重量在5 15mg/m2。
6.根据权利要求5所述的彩板，其特征在于所述的钝化层单面重量在8 IOmg/
7.—种权利要求1所述彩板的制备方法，包括基板的钝化和干燥，涂正面面漆和烘烤 固化，其特征在于涂正面面漆过程中，高强空心微珠与硅改性聚酯涂料充分混合并搅 拌均勻，高强空心微珠占与之混合的硅改性聚酯涂料的质量百分比为1.0% 8.0%。
8.根据权利要求7所述彩板的制备方法，其特征在于所述的高强空心微珠表面 经过活化处理，所用的活化处理剂为5%改性纳米硅溶胶溶液，处理后浙干并热风干燥 30min,烘干温度为90 130°C。
9.根据权利要求7所述彩板的制备方法，其特征在于钝化所用的钝化剂为硅烷 改性纳米硅溶胶与钼酸盐复配而成，其溶液中硅烷、硅溶胶与钼酸盐质量百分比分别为 1.0% -10.0%, 1.0%-12.0%和 0.5%-8.0%，其余为水。
10.根据权利要求7所述彩板的制备方法，其特征在于烘烤固化过程中，烘烤板温 控制在200 280 0C ο
全文摘要
本发明公开了一种隔热、耐候的环保彩板及其制备方法。彩板包括基板、钝化层、正面涂层和背面涂层，其特征在于所述的正面涂层中的面漆为硅改性聚酯涂料与高强度空心微珠形成的复合涂层。彩板的制备方法，包括基板的钝化和干燥，涂正面面漆和烘烤固化，其特征在于涂正面面漆过程中，高强空心微珠与硅改性聚酯涂料充分混合并搅拌均匀，高强度空心微珠占与之混合的硅改性聚酯涂料的质量百分比为1.0％～8.0％。具有较好的耐候性能又同时改善T-弯、反向冲击和耐划伤性能要求的隔热、环保型彩涂板。
文档编号C09C3/06GK102019728SQ20091018751
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月18日 优先权日2009年9月18日
发明者侯选东, 徐小连, 徐承明, 王永明, 肖宇, 胡绍伟, 钟彬, 陈义庆 申请人:鞍钢股份有限公司