兼具耐腐蚀和隔热功能的纳米陶瓷膜热镀锌钢板的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种兼具耐腐蚀和隔热功能的纳米陶瓷膜热镀锌钢板。
【背景技术】
[0002]世界工业化的发展，对钢材的使用寿命要求越来越高，提高钢材的耐腐蚀性能是改善钢材寿命的重要途径，这个问题越来越多的引起人们的重视。长期也来，人们研究很多防止钢材腐蚀的方法，但实践证明，采用热镀锌防腐蚀最有效，成本最低的，其镀层牢固、夕卜观漂亮、寿命长。近年来在热镀锌的基础上还发展出耐腐蚀性能、抗高温氧化性能和加工性能更加优良的铝锌硅合金镀层钢板。
[0003]随着经济的发展和产业自动化程度的提高，各种热镀锌钢板被广泛地应用于日常生活与工业产品及民用产品的生产中，提高热镀锌钢板的隔热效果也是科学研究和技术开发的基本目标之一。20世纪70年代以来，世界气候变暖，地球能源日趋枯竭。因此，开发具有隔热效果的热镀锌钢板具有较大现实意义，尤其是与人类生活密切相关的建筑隔热板材。
[0004]已知的纳米二氧化锆为无毒无味白色粉末，其分散性好，具有良好的热化学稳定性、高温导电性和较高的强度和韧性，机械、热学、电学、光学性质良好，主要用于制备纳米氧化锆涂层、热障涂层和其它纳米陶瓷涂层材料，在功能涂层材料中有防腐、抗菌，提高耐磨、耐高温，耐火的作用。添加2%的纳米二氧化锆VK-R50YT制备的热障涂料，其强度比传统涂料提高50%以上，纳米粉末涂层韧性要远远优于常规涂层。
[0005]关于纳米二氧化锆作为陶瓷涂层材料的开发研究，已引起世界工业先进国家的高度重视，并成为研究、投资、生产十分活跃的领域，尤其是日本、美国等国家都投入可观的经费。我国历来对发展新型陶瓷材料高度重视，并取得了许多重大成果。国内很多公司已经能够生产高质量二氧化锆超细粉体，且大部分产品出口。今后的发展将朝着超细、高纯方向发展，产品制造方面将朝着新功能、新应用领域方向发展，不断扩大氧化锆应用领域。
[0006]然而，目前国内并没有将陶瓷涂层材料运用至热镀锌钢板上的报道，已知技术中缺乏一种集隔热性能、耐腐蚀性、环保性能、耐磨性能和抗菌性能集于一体的热镀锌钢板。
【发明内容】
[0007]
本发明目的是:提供一种兼具耐腐蚀和隔热功能的纳米陶瓷膜热镀锌钢板，其不仅具有高的耐腐蚀性能，且同时具有优良的隔热功能，可以解决热镀锌钢板用作建筑隔热板材时所需满足的隔热要求。
[0008]本发明的技术方案是:一种兼具耐腐蚀和隔热功能的纳米陶瓷膜热镀锌钢板，包括作为基板的冷乳钢板，其特征在于所述冷乳钢板在使用状态下朝外的一面通过热镀锌工艺形成有第一镀锌层，而朝内的一面则通过热镀锌工艺形成有第二镀锌层，其中所述第一镀锌层的表面钝化处理形成有钝化层，所述钝化层上设置有纳米陶瓷膜层，所述纳米陶瓷膜层为纳米二氧化锆层。
[0009]进一步的，本发明中所述纳米陶瓷膜层是以辊涂方式将纳米二氧化锆溶胶涂料涂覆至钝化层的表面，再经煅烧固化所形成的。
[0010]进一步的，本发明中所述纳米陶瓷膜层的厚度h，而第一镀锌层的厚度为H，
h=l/8~lHo
[0011]优选的，本发明中所述第一、第二镀锌结构层的厚度均为10-40 μπι。
[0012]优选的，本发明中所述钝化层厚度为50nm_2 μπι。
[0013]进一步的，本发明中所述钝化层是采用的钝化剂涂覆至第一镀锌层表面后再经干燥处理形成，所述钝化剂为质量浓度25-35g/L的三价铬溶液，钝化的温度为常温，而干燥处理的温度为60-85°C，干燥时间为40-70s。
[0014]优选的，本发明中所述纳米陶瓷膜层的厚度为5-10 μπι。
[0015]进一步的，本发明中所述煅烧固化的温度为250-300°C，煅烧固化的时间为
35_85s0
[0016]进一步的，本发明中所述热镀锌工艺中采用浸渍提拉法涂覆形成所述第一镀锌层和第二镀锌层。
[0017]本发明的制作工艺如下:
A)钢板清洗，选择表面无瑕疵的冷乳钢板，并且对冷乳钢板的表面进行清洗，在清洗后烘干，得到基板；
B)涂覆镀锌层，将锌液用热浸镀锌法涂覆在基板两个表面，其中基板在使用状态下朝向外的一侧表面形成第一镀锌层，而在使用状态下朝向内的一侧表面形成第二镀锌层；
C)钝化，由钝化剂对第一镀锌层的表面进行钝化处理，并且在钝化后进行干燥处理，藉以在第一镀锌层的表面形成钝化层；
D)表面隔热及耐腐蚀处理，以辊涂方式将纳米二氧化锆溶胶涂料涂覆到钝化层的表面，再经煅烧固化，在钝化层的表面形成隔热防腐蚀的纳米陶瓷膜层。
[0018]在上述工艺步骤中，步骤A)中所述的无瑕疵的冷乳钢板是指表面无结痂、凹坑和/或微裂纹的冷乳钢板；步骤B)中所述的涂覆为浸渍提拉法涂覆；步骤C)中所述的钝化剂为质量浓度为25-35g/L的三价铬溶液，所述钝化的温度为常温，所述干燥处理的干燥温度为60-85°C，干燥时间为40-70s。步骤D)中所述的煅烧固化的温度为250_300°C，煅烧固化的时间为35-85s。
[0019]本发明的优点是:
1.本发明是一种集隔热性能、耐腐蚀性能于一体的热镀锌钢板，纳米陶瓷膜层在表面形成一层保护膜，能够阻止或延迟破坏、腐蚀现象的发生和发展，从而使钢板的使用寿命进一步延长，同时纳米陶瓷膜层优良的隔热、耐热性能确保其满足作为建筑板材时的隔热要求。因此本发明应用领域广泛，可以用于基础设施、建筑幕墙，对于室外应用具有更佳的效果O
[0020]隔热性能测试:将本发明成品放到马弗炉中，升温到850°C，放置10小时后取出，冷却到室温，观察成品表面无漆膜脱落、龟裂情况，说明漆膜耐热性能良好(GB1735?89)。
[0021]耐腐蚀性测试:将本发明成品放入盐雾机中，用5%的NaCL溶液做喷雾试验，观察成品无鼓泡、生锈现象，说明其耐腐蚀性能良好(GB/T1771?91)。
[0022]2.本发明表面涂覆的纳米陶瓷膜层进一步保证了产品的环保性能、耐磨性能和抗菌性能。
[0023]
【附图说明】
[0024]下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述: