一种用于金属卷材的涂装工艺的制作方法

文档序号:11067955阅读:593来源:国知局

本发明涉及一种金属卷材的涂装工艺,属于金属卷材涂装技术领域。



背景技术:

现有的卷钢涂料,都是基于高温烘烤型的烤漆体系。在涂装固化过程中,为了达到对金属卷材的持久保护,必须有长长的高温烘道,且需采用200-250摄氏度的烘箱烘烤,该种工艺需要消耗大量的能量,并且即使在烘道具有很好的保温密封性前提下,有效用于固化的能量还是相当有限的,因此存在能耗高,能量利用率低的缺点。例如,一条中型规模的生产线,其中光固化工段的能量消耗至少在300千瓦时,且占地38-40米。

另外,为了达到很好的涂装效果,现有的涂料中使用大量有机溶剂来起稀释作用,常用的溶剂如醋酸丁酯、醋酸乙酯、MEK、MIBK、甲苯、二甲苯等,为了确保良好的稀释效果,使用的有机溶剂含量通常不会低于50%,在干燥固化过程中,这些溶剂在200℃(固化所需要的温度条件)的烘箱中,会挥发到空气中,造成对环境的污染,因此涂料中真正的有效成分仅有40%左右,而为了达到很好性能通常正面涂层厚度要达到17u或者更高,生产成本高。



技术实现要素:

针对上述现有技术存在的问题,本发明提供了一种用于金属卷材的涂装工艺,制得预涂金属卷材在保持原有功能的同时,能耗更少,涂料用量也更少,整个涂装生产线占地也更少,大大减少对环境的污染。

为了实现上述目的,本发明采用的一种金属卷材的涂装工艺,该工艺包括以下步骤:

S1、配制涂料,取以下组分及其重量份数比各为:树脂40-80、活性稀释剂20-50、光引发剂1-4,进行混合后搅拌均匀;

S2、将S1中的涂料均匀涂覆在预处理过的金属板表面,控制涂层的厚度为10-15um;

S3、涂膜固化,将S2中涂覆有机涂料的金属板在安装有波长为100-800nm或0.76-1000um的光源的烘道下进行照射,让光引发引发剂,使涂料交联固化在金属卷材表面形成固体保护 膜,最后将涂装后的金属卷材冷却,收卷。

作为优选,在步骤S1前还包括以下步骤:

a)金属卷材的预张紧;

b)金属卷材的表面清洗,及表面钝化或磷化处理,或预涂附着力增进涂层;

c)在步骤b)的基础上,在卷材表面上保护或装饰涂层,操作中采用辊涂或淋涂涂布工艺。

作为优选,S1中的涂料组分还包括用于上色的颜料,所述颜料与涂料各组分按重量份数比计为1-10份。

作为优选,所述颜料包括酞菁类颜料、群青、喹吖啶酮颜料、二哑嗪颜料、异吲哚啉酮系颜料、异吲哚啉系颜料、DPP红类颜料及体质颜料的其中一种或多种。

作为优选,所述树脂由丙烯酸酯改性环氧树脂、氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂、氨基甲酸酯甲基丙烯酸酯树脂、聚酯丙烯酸酯树脂、硅烷改性丙烯酸酯齐聚物、丙烯酸酯改性聚丁二烯聚合物、(甲基)丙烯酸酯改性磷酸酯聚合物、酚醛改性丙烯酸酯聚合物体系、酚醛改性环氧丙烯酸酯齐聚物、聚醚改性丙烯酸酯齐聚物、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯中的一种及多种组成。

作为优选,所述活性稀释剂由三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二缩三羟基丙烷二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三缩三丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化丙烯酸酯体系、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或多种组成。

作为优选,所述光引发剂由2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮或苯甲酰甲酸甲酯中的一种或多种组成。

作为优选,所述步骤S3中烘道为常温固化烘道,且烘道长度为5-10米。

作为优选,S3中的光源由高压汞灯、中压汞灯、掺有卤素的金属卤素灯、采用半导体芯片发光的LED灯其中的一种或多种提供。

作为优选,所述的涂料包括以下组分按照重量份数比组成:氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂45、丙烯酸异冰片酯20、三缩三丙二醇二丙烯酸酯18、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5、1-羟基环己 基苯基甲酮3、酞青蓝9。

与现有技术相比,本发明改变了传统金属卷材行业的长烘道高温(200℃左右)烘烤工艺,在常温条件下就可在金属卷材上获得性能优异的涂层,免除了高温烘道,取而代之的是采用专用光源在更短(占地长度只有高温烘道的1/6)烘道内实现卷材的烘烤,该烘道能源利用率高,据计算其能耗比传统的高温烘道节省60-80%,因此节省能源,占地少;另外,本发明使用的涂料是百分之百固含在金属卷材上的,也就是说是百分之百的有效成分,无挥发到大气中的挥发物质,固化后,涂层百分之百的留在金属表面;同时,本发明的涂层厚度可降到10u,只有原来的50-60%的厚度,考虑到原有涂料的固含在40%左右,所以实际采用本发明工艺后,涂料的消耗量只有原来的20-25%,使涂料消耗量大大减少,有效节省库存,降低仓库面积。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面通过实施例,对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限制本发明的范围。

实施例一

一种金属卷材的涂装工艺,该工艺包括以下步骤:

金属卷材的预张紧;

金属卷材的表面清洗,及表面钝化或磷化处理,或预涂附着力增进涂层;

在上述步骤的基础上,在卷材表面上保护或装饰涂层,操作中采用辊涂或淋涂涂布工艺;

配制涂料,取以下组分及其重量份数比各为:氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂45、丙烯酸异冰片酯20、三缩三丙二醇二丙烯酸酯18、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5、1-羟基环己基苯基甲酮3、酞青蓝9,进行混合后搅拌均匀;

将上述步骤中的涂料均匀涂覆在金属板表面,控制涂层的厚度为10-15u;

涂膜固化,将上述步骤中涂覆有机涂料的金属板在安装有波长为200-450nm的光源的烘道下进行照射,让光引发引发剂,使涂料交联固化在金属卷材表面形成固体保护膜,最后将涂装后的金属卷材冷却,收卷。

所述的烘道为常温固化烘道,其能耗在50-100千万时,相对于传统烘道的300-400千瓦时已经大大降低,且烘道长度预计在5-10米,远远低于传统烘道的40米设计,能够节约至少3/4的占地空间,降低设备安装成本。

上述金属卷材涂料固化后的性能测试结果如下:

1)MEK测试大于100个来回:在涂膜厚度为15u时,负重1千克力的纱布(蘸有MEK溶剂)在涂膜表面100个来回后,涂膜没有被磨穿。

2)T弯测试达到T0-T1:在涂膜厚度12u的厚度下,用折弯机测试,T0或者T1不开裂。

3)盐雾测试大于100小时:用标准烟雾测试机,按照金属预涂板材的行业标准测试。

4)汕灯老化测试可达到3000小时:采用国际标准汕灯老化机测试,持续3000小时后,无分化、龟裂现象,光泽保持在80%以上。

实施例二

一种金属卷材的涂装工艺,该工艺采用的步骤与实施例一中步骤相同,但采用的涂料,取以下组分及其重量份数比各为:

氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂20、丙烯酸异冰片酯30、三缩三丙二醇二丙烯酸酯18、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯20、1-羟基环己基苯基甲酮3、颜料或填料9。

另外,还可在涂料中加入助剂若干,助剂按涂料重量的1-3%含量添加。

实施例三

一种金属卷材的涂装工艺,该工艺采用的步骤与实施例一中步骤相同,但采用的涂料,取以下组分及其重量份数比各为:

环氧类丙烯酸酯树脂50、丙烯酸异冰片酯20、三缩三丙二醇二丙烯酸酯13、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5、1-羟基环己基苯基甲酮3、颜料或填料9。

另外还可在涂料中加入助剂若干(1-3%)。

实施例四

一种金属卷材的涂装工艺,该工艺采用的步骤与实施例一中步骤相同,但采用的涂料,取以下组分及其重量份数比各为:

氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂80、三缩三丙二醇二丙烯酸酯11、1-羟基环己基苯基甲酮3、颜料或填料9。

另外还可在涂料中加入助剂若干(1-3%)。

实施例五

一种金属卷材的涂装工艺,该工艺采用的步骤与实施例一中步骤相同,但采用的涂料,取以下组分及其重量份数比各为:

聚酯丙烯酸酯树脂70、三缩三丙二醇二丙烯酸酯11、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯15、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮3、颜料或填料9。

另外还可在涂料中加入助剂若干(1-3%)。

实施例六

该工艺采用的步骤与实施例一中步骤相同,但选用的涂料组分及重量份数如下:

氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂20、丙烯酸酯类活性稀释剂30、三缩三丙二醇二丙烯酸酯18、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯20、1-羟基环己基苯基甲酮3、颜料或填料9。

实施例七

该工艺采用的步骤与实施例一中步骤相同,但选用的涂料组分及重量份数如下:

丙烯酸酯化的树脂50、三缩三丙二醇二丙烯酸酯28、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯15、1-羟基环己基苯基甲酮5、颜料或填料2。

实施例八

该工艺采用的步骤与实施例一中步骤相同,但选用的涂料组分及重量如下:

氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂40、其他端基带碳碳双键的树脂40、三缩三丙二醇二丙烯酸酯11、1-羟基环己基苯基甲酮3、颜料或填料9。

使用过程中,活性稀释剂可以有多种组合和配比,树脂同理也是。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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