专利名称：一种柔性搪瓷卷板连续生产制造方法
技术领域：
本发明涉及一种柔性搪瓷卷板的生产制造方法，特别是这种柔性搪瓷卷板的连续生产方法，该方法可实现搪瓷板卷对卷连续生产。
背景技术：
搪瓷材料以其优异的耐蚀性、防火性、抗冲击、耐候性、环保性、艺术性、易清洗等
特点，突破传统日用领域，在国民经济建设中扮演着越来越重要的角色。搪瓷钢板是搪瓷材料中非常重要的一种，它广泛地应用于地铁等大型交通枢纽，展览馆等公共设施以及酒店等高端物业。但是已知的大量搪瓷钢板的制备方法都是先成型后涂搪烧成(称为“后涂覆”工艺)，其二次加工性差，生产效率低，安装成本高。搪瓷生产工艺技术正向连续化、轻量化、 “预涂覆”发展。后涂覆搪瓷平板生产工艺已越来越不能满足现代工程建设领域对短工期、低成本的要求。鉴于此，迫切需要开发新型柔性搪瓷卷板连续生产成套装备工艺，降低生产、加工、运输和安装成本，扩大搪瓷钢板的应用范围。已知并广泛应用的“预涂覆”卷对卷生产技术包括，卷板电镀锌、热镀锌，热镀铝锌、彩涂、电镀镍、电镀锌-镍合金等。目前搪瓷钢板与他们的竞争差异，尤其是与彩涂板相比，“后涂覆”工艺生产成本高，价格上的差异限制了其应用范围的扩展。如在内墙装饰、夕卜墙装扮领域的竞争中尚处于下风。要实现卷对卷连续生产，带材需利用辊系进行转向，通过卷取机卷取，以保证生产的连续。带材必然在辊面产生一定弧度的弯曲，然而搪瓷层是一种无机玻璃釉质，其进行弯曲时会产生裂纹甚至脱落，降低对基材的保护性能。人们一直在探寻解决此问题的方法。日本在生产具有各种造型的系列建筑搪瓷平板及圆弧板领域处于领先水平。日本杰富意建材株式会社(JFE)在日本、欧洲和中国申请了多项专利，例如JP11139847，EP0916624, ZL 98123158.6 (公开号 CN1227278)，ZL 200610109059. X (公开号CN1590335A)，涉及一种生产搪瓷钢板和搪瓷釉料的专利技术，显示了可适应后弯曲加工的搪瓷钢板釉料配方。所生产的搪瓷钢板，包括镀铝锌合金层，具有良好粘附作用的中间层，最上层的搪瓷涂层。发明者认为这种技术生产的搪瓷钢板在耐蚀性和搪瓷粘附性两方面都是优异的，可用于各种领域，特别是在通过弯曲的后加工领域。但该技术没有涉及搪瓷卷板连续生产方法。蒋伟忠等研究发现，(石王涛，钱蕙春，蒋伟忠等.低温覆铝锌钢板搪瓷的密着性能研究[J].玻璃与搪瓷，2008，(I)，14-16.)(龚德建，钱蕙春，蒋伟忠等.覆铝钢板搪瓷的低温制备及其密着机理研究[J].玻璃与搪瓷，2007, (6)，17-20，26.)，覆铝锌钢板搪瓷的密着性能良好，铝锌镀层与搪瓷层之间有明显的过渡层和元素扩散，中间过渡层与金属铝的结合主要通过金属键来实现，中间过渡层与瓷釉层的结合主要是通过离子键和共价键来实现。发现在搪瓷层和金属层的界面形成了铁-铝-瓷釉的复合层。X射线能谱仪分析结果表明，界面间的元素扩散十分强烈，并由此促进了覆铝钢板与搪瓷层形成良好的密着。该发现指明了一种通过元素间扩散，促进基体与搪瓷层间致密结合的研究方向。
王强等公布了一种超强度搪瓷黑板、白板的制造方法(申请号CN200310117780.X)，采用0. 3 0. 6_冷轧薄钢板和搪瓷工艺制成，采用低温特种釉料用二喷二烧法烧成，即底釉在搪瓷炉中以680°C 740°C烧结3 4分钟，面釉以560°C 640°C烧3 4分钟形成搪瓷层。蒋彩峰公布了一种利用辊涂生产线装置对铝箔辊涂搪瓷釉的生产方法(公开号CN101215188)，涉及机械与方法技术领域。介绍了一种辊涂机，用于对铝箔搪瓷釉的辊涂加工。包头市钢山环保机电设备制造有限公司公开了一种实用新型专利产品(专利号ZL200420065676. 0)，涉及一种稀土柔性搪瓷大板，主要特点是在钢板的两平面设有稀土柔性搪瓷层，它们为一整体。提供了一种强度高，抗冲击，能适度弯曲的稀土柔性搪瓷大板，可实现弯曲30°而不爆瓷，不脱落。规格能达到2. 5米X1. 25米。这些研究发明表明，通过增强搪瓷层与基体的密着性能，改善搪瓷釉料的韧性，实现搪瓷板卷对卷连续生产是可行的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种柔性搪瓷卷板连续生产制造方法，克服搪瓷卷板连续生产的技术难点，使搪瓷层能够进行一定弧度的弯曲，以实现钢板在辊系表面连续运行，同时增加搪瓷层的韧性，增强搪瓷层与基材(钢带或其它金属带)的结合力。 本发明所采用的技术方案是一种柔性搪瓷卷板连续生产制造方法，其特征在于，包括以下步骤基板以成卷状态上卷，开卷，脱脂，漂洗，抛光，漂洗，酸洗活化，漂洗，涂镀中间层，漂洗，吹干，涂搪，烘干，热处理，烧结，冷却，检查，覆膜，卷取，包装，制成搪瓷卷板，整个生产流程带钢不被切断，保持连续生产。如上所述的柔性搪瓷卷板连续生产制造方法，其特征在于，所述基板选用满足国家标准GB/T 13790-2008的钢带、覆镍钢带、铝带或覆铝锌合金钢带中的一种。如上所述的柔性搪瓷卷板连续生产制造方法，其特征在于，当基板选用铝带或覆铝锌合金钢带时，所述方法进一步包括在工序漂洗和涂镀中间层之间插入工序电镀镍和漂洗。如上所述的柔性搪瓷卷板连续生产制造方法，其特征在于，抛光步骤为按顺序先后采用不同粒度的砂带或砂轮对基板表面进行机械抛光，抛光机为由高速旋转的辊体带动的环型砂带或高速旋转的抛光轮系列组成，抛光顺序为粗抛140-280#、中抛300-800#、精抛800-1200#，抛光后表面粗糙度达到Ra 0.广0. 3Mm。如上所述的柔性搪瓷卷板连续生产制造方法，其特征在于，所述涂镀中间层步骤为通过化学镀方法在基板表面生成非晶态N1-P-B合金镀层，厚度为300mg/m2 500mg/m2。如上所述的柔性搪瓷卷板连续生产制造方法，其特征在于，所述涂搪步骤的方式为嗔涂或棍涂，优先选用棍涂。如上所述的柔性搪瓷卷板连续生产制造方法，其特征在于，所述烘干、热处理、烧结步骤在同一退火烧结炉内完成，该炉体分为预热烘干区150-300°C，热处理区350-450°C，烧结区500-600°C ;烘干时间lmin_5min，热处理时间10min_20min，烧结时间5min-20min ;炉内各区段设自动调温装置。如上所述的柔性搪瓷卷板连续生产制造方法，其特征在于，，所述退火烧结炉的炉体为隧道式，烧结区余热通过管道转移给预热烘干区，以节约能源。如上所述的柔性搪瓷卷板连续生产制造方法，其特征在于，所述覆膜步骤，该膜选用PVC、PU或PET中的一种。本发明的有益效果是搪瓷板可实现卷对卷连续生产，生产效率高，成本低。搪瓷卷板釉层通过中间层与基体结合致密，具有韧性强，弯曲不爆瓷的特性。运输便捷，加工方便，安装简单。连续生产机组可根据产能要求，计算机组最大速度，灵活配备抛光机排列数量，化学镀N1-P-B合金槽体长度或深度，烘干烧结炉长度等。
图1是本发明实施例的搪瓷卷板连续生产流程框图。图2是本发明实施例的搪瓷卷板连续生产工艺布置示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式
，结合附图对本发明作进一步说明。但这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。请参照图1，本发明实施例提供的搪瓷卷板连续生产方法，包括以下步骤基板以成卷状态上卷1，开卷2，脱脂3，漂洗4，抛光5，漂洗6，酸洗活化7，漂洗8，电镀镍9，漂洗10，涂镀中间层11，漂洗12，吹干13，涂搪14，烘干15，热处理16，烧结17，冷却18，检查19，覆膜20，卷取21，包装22，制成搪瓷卷板，整个生产流程带钢不被切断，保持连续生产。各工序步骤的具体特征在于
所用基材为满足GB/T 13790-2008《搪瓷用冷轧低碳钢板及钢带》要求的搪瓷专用基板，为冷轧超低碳钢(碳含量< 0. 008%)，其特点是具有良好冲压性能，同时与瓷釉结合具有良好的密着性能和抗鳞爆性能。如宝钢公司生产的牌号为BTC系列，武钢公司生产的牌号为WSCT系列，鞍钢公司生产的牌号为ATCl系列等，或使用覆镍钢带，或铝带，或覆铝锌钢带。带材厚度为0. 3-3. 0mm。脱脂3步骤的目的是除去基板表面残留油污、铁粉等杂质。采用常规使用的碱性脱脂剂，经喷淋，刷洗，热水漂洗，冷水漂洗等。经清洗后，基材表面残油量为< 50mg/m2。抛光5步骤的目的之一是进一步改变基材表面微观不平度，降低基材表面粗糙度，能防止后期涂搪后，表面产生“橘皮”，使能得到表面平滑的搪瓷板，应用于建筑表面装饰等领域。此外，对基材进行抛光处理，在基材表面化学涂覆一层中间层时，该中间层能与基材牢固结合。抛光5步骤为按顺序先后采用不同粒度的砂带或砂轮对基材表面进行机械抛光。该抛光机为由高速旋转的辊体带动的环型砂带或高速旋转的抛光轮系列组成，抛光顺序为粗抛(140-280#)、中抛(300-800#)、精抛(800-1200#)。抛光后钢板表面粗糙度为Ra
0.1^0. 3Mm。酸洗活化7步骤的目的是活化基体表面，使化学涂镀中间层更加致密和快速。酸洗米用2-15%稀硫酸溶液。电镀镍9为非必须步骤。根据所用原料基板种类决定是否投入。例如所用基材为覆铝锌钢带，或铝带时，其上直接化学镀N1-P-B合金，附着性较差，需投入电镀镍。涂镀中间层11步骤为通过化学镀方法在基材表面生成的非晶态N1-P-B合金镀层，经350-450°C热处理后能够晶化，增加韧性。该中间层厚度为300mg/nT500mg/m2。
涂搪14步骤瓷釉料的方式为，喷涂或辊涂，优先选用辊涂。选用不同的涂搪方式时，要对应选择合适的釉料预处理方式。选用喷涂，则将釉料磨至充分细，采取静电干法喷涂或湿法喷涂。喷枪为上下布置，搪瓷层厚度由喷枪投入量与带材速度联动通过程序控制实现。选用辊涂，则将釉料制成釉浆，并控制其粘度。所用辊涂机具备上下面独立涂覆功能。烘干15、热处理16和烧结17步骤在同一炉体内不同的温度区间内完成。炉体分为预热烘干区150-300°C，热处理区350-450°C，烧结区500-600°C。烘干时间lmin_5min，热处理时间10min-20min,烧结时间5min_20min。预热烘干区可将釉料进行初步烘干,逐步升温进入保温热处理区，在该区间内，中间过渡层N1-P-B和搪瓷釉料相互间发生元素强烈扩散渗透，且N1-P-B在该温度区间内逐步晶化。带材进入高温烧结区，釉料在此充分烧结瓷化。中间层与瓷釉层形成相互渗透，通过化学键致密结合的整体。该炉体为隧道式，烧结区余热通过管道转移给预热烘干区，以节约能源。烧结后的搪瓷卷板经风冷后，进入检测工序。重点检查表面质量，如颜色差异，是否有鳞爆，是否有黑点等缺陷。
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经检测合格的搪瓷卷板，在其表面覆膜，该膜成分为PVC，或PU，或PET。本发明所述覆膜处理的目的是，为减少搪瓷钢板在卷取过程中，因为带材张力，出现相互摩擦。该层薄膜不仅可以保证卷取过程中搪瓷板面无摩擦痕，在后期运输，以及进行裁剪加工过程中，可以保证板面清洁。该覆膜层在搪瓷制品安装好后，由最终用户揭去。图2为本发明实施例的搪瓷卷板连续生产工艺布置示意图。编号对应相应的工艺步骤。该示意图仅为说明本发明的实施，本发明并不限定于该布置方式。下述是本发明的具体实施例
实施例1
一种碳钢搪瓷卷板的连续生产方法，具体生产步骤为
(I)以宝钢冷轧搪瓷基板BTCl (含碳彡0. 008%)为基材，板材厚度0. 8mm,宽度1250。(2)用汉高脱脂剂(Henkel VR6334-16型号)进行喷淋除油。脱脂剂浓度15-25g/1，温度65-75°C，上下表面喷淋、刷洗脱脂，喷淋压力0. 4MPa。热水三级逆流喷淋漂洗，热水温度70-75°C。冷水三级逆流漂洗。洗净后测定表面残油量为40mg/m2。带钢经入口活套，进入下一道抛光工序。(3)抛光机为砂带机，共投入三组抛光磨头串联。先后采用180#、380#、800#砂纸进行粗，中，精抛光。经抛光后，表面粗糙度为0.2Mm。再对钢板上下表面喷水清洗干净。(4)带钢通过沉浸辊进入浓度为10%的稀硫酸溶液中，以达到活化带钢表面的目的。出酸洗活化槽后，对带钢上下表面使用脱盐水喷淋清洗干净。(5)带钢进入化学镀槽，镀N1-P-B合金。通过控制操作温度80°C，镀覆时间80s，确保化学镀覆N1-P-B合金层为非晶结构，N1-P-B厚度约为400mg/m2。(6)将搪瓷卷板用釉料与包裹剂，稳定剂，磨加物，水等混合，球磨，形成釉浆，釉浆粘度为50±3秒(釉浆为非牛顿流体，为方便采取Ford Cup-4#测表观粘度，以出现断流时计时)，采用棍涂方式，实现上下表面涂搪。其中，涂覆棍速比为，带速度涂覆棍汲料辊=1:3:1. 5，干搪厚度约30-40 iim。(7)经涂搪的带钢，进入隧道炉，炉膛设不同温度区间。第一温度区间150-300°C，为烘干区，表面搪瓷釉料在此温度下烘干，固化。第二温度区间350°C _450°C，为热处理区，带钢经过此区间，N1-P-B层与搪瓷层在此区间发生元素相互扩散。且N1-P-B中间层在此温度下逐步晶化。第三温度区间500-600°C，为烧结区，中间层与瓷釉层进一步以化学键方式，形成致密的结合层。搪瓷釉料在此温度下烧结lOmin，瓷化，形成釉质层。(8)经烧结后的搪瓷钢板，进入冷却段。采用风冷或水冷辊，使钢板表面降温至(50°C，以保证对衬胶辊面无显著影响，以免加快衬胶辊面橡胶老化速度。(9)冷却后，目测搪瓷钢板表面质量。对检验合格的搪瓷钢板表面热敷膜处理。覆上一层PE膜，以减少成卷卷取过程中，搪瓷钢板釉层之间直接相互摩擦，以及减少后期运输过程中产生摩擦痕迹的风险。同时，覆膜后，在后期进行如裁剪、切割再加工过程中，可显著减少如手指印，油漆等对搪瓷板表面的污染风险。表面保护覆膜由最终用户揭去。实施例2
一种覆铝锌搪瓷卷板的连续生产方法，具体生产步骤为 (I)选用涂覆有铝锌合金的钢板，其中铝含量为52飞5%，锌含量为42 46%，硅含量为1.59T2%。已知研究证实，锌具有降低搪瓷釉与基体金属密着的特性。故增加电镀镍工艺步骤，以改善密着性能。(2)步骤同实施例1 (2)- (4)步骤。特别的，覆铝锌钢板表面含油量少或不含油，故脱脂浓度降低为2-3%，以清洗运输或钢带在机组上运行过程中可能粘附的污溃。此夕卜，只针对涂搪面进行抛光，控制抛光机压下量，防止破坏铝锌合金层，露出基体钢板。酸蚀能溶解表面层部分锌，降低对密着性的影响。(3)覆铝锌钢带经过立式电镀镍槽，双面镀镍。涂搪面(一般为上表面)镀镍有利于化学镀在其表面快速反应，生成N1-P-B中间层，增强于基体的结合力。不涂搪面(一般为下表面)镀镍为增强耐蚀性，延长搪瓷卷板耐久性。(4)余下步骤与实施例1 (5)- (9)相同。搪瓷卷板经烧结后，应尽量减少搪瓷钢板转向弯折，除非必要的S辊(张力辊)需求，卷取机卷筒需求。实施例所用生产线辊径为800mm，卷取机卷筒直径最小为508mm。上述实施例制备的搪瓷卷板，表面平滑，瓷釉层附着力好，且具有一定的韧性，可满足最小曲率半径250_的弯折加工而搪瓷层无裂纹，不掉瓷。此搪瓷层具有很好的耐腐蚀，耐化学污染，耐紫外线不变色(耐候)性能。可运输至施工现场进行裁剪，打孔，折弯等加工。大大降低了建筑装饰，地铁装饰，书写板等的施工难度，缩短了施工周期。避免了“后涂搪板”因现场尺寸变化而无法完成安装的弊端。本发明各基材的选取，以及工艺参数(如温度、时间等)的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
权利要求
1.一种柔性搪瓷卷板连续生产制造方法，其特征在于，包括以下步骤基板以成卷状态上卷(1)，开卷(2)，脱脂(3)，漂洗(4)，抛光(5)，漂洗(6)，酸洗活化(7)，漂洗(8)，涂镀中间层(11)，漂洗(12)，吹干(13)，涂搪(14)，烘干(15)，热处理(16)，烧结(17)，冷却 (18)，检查(19)，覆膜(20)，卷取(21 )，包装(22)，制成搪瓷卷板，整个生产流程带钢不被切断，保持连续生产。
2.根据权利要求1所述的柔性搪瓷卷板连续生产制造方法，其特征在于，所述基板选用满足国家标准GB/T 13790-2008的钢带、覆镍钢带、铝带或覆铝锌合金钢带中的一种。
3.根据权利要求2所述的柔性搪瓷卷板连续生产制造方法，其特征在于，当基板选用铝带或覆铝锌合金钢带时，所述方法进一步包括在工序漂洗(8)和涂镀中间层(11)之间插入工序电镀镍(9)和漂洗(10)。
4.根据权利要求1所述的柔性搪瓷卷板连续生产制造方法，其特征在于，抛光(5)步骤为按顺序先后采用不同粒度的砂带或砂轮对基板表面进行机械抛光，抛光机为由高速旋转的辊体带动的环型砂带或高速旋转的抛光轮系列组成，抛光顺序为粗抛140-280#、中抛 300-800#、精抛800-1200#，抛光后表面粗糙度达到Ra O. Γθ. 3Mm。
5.根据权利要求1所述的柔性搪瓷卷板连续生产制造方法，其特征在于，所述涂镀中间层(11)步骤为通过化学镀方法在基板表面生成非晶态N1-P-B合金镀层，厚度为300mg/ m2 500mg/m2。
6.根据权利要求1所述的柔性搪瓷卷板连续生产制造方法，其特征在于，所述涂搪 (14)步骤的方式为喷涂或辊涂，优先选用辊涂。
7.根据权利要求1所述的柔性搪瓷卷板连续生产制造方法，其特征在于，所述烘干(15)、热处理(16)、烧结(17)步骤在同一退火烧结炉内完成，该炉体分为预热烘干区 150-300 °C，热处理区350-450 °C，烧结区500-600 °C ;烘干时间lmin_5min，热处理时间 10min-20min,烧结时间5min_20min ;炉内各区段设自动调温装置。
8.根据权利要求7所述的柔性搪瓷卷板连续生产制造方法，其特征在于，，所述退火烧结炉的炉体为隧道式，烧结区余热通过管道转移给预热烘干区，以节约能源。
9.根据权利要求1所述的柔性搪瓷卷板连续生产制造方法，其特征在于，所述覆膜 (20)步骤，该膜选用PVC、PU或PET中的一种。
全文摘要
本发明提供一种柔性搪瓷卷板连续生产制造方法，其特征在于，包括以下步骤基板以成卷状态上卷，开卷，脱脂，漂洗，抛光，漂洗，酸洗活化，漂洗，涂镀中间层，漂洗，吹干，涂搪，烘干，热处理，烧结，冷却，检查，覆膜，卷取，包装，制成搪瓷卷板，整个生产流程带钢不被切断，保持连续生产。该方法能够实现搪瓷板卷对卷连续生产，具有表面平滑、耐蚀性强、耐侯性强、易于弯曲加工、安装方便等特点。可广泛用于书写板，建筑内外装饰板，屋面材料等领域。
文档编号C23D11/00GK102995018SQ20111035010
公开日2013年3月27日 申请日期2011年11月8日 优先权日2011年11月8日
发明者罗东岳, 路兴浩, 余庚 申请人:武汉中冶斯瑞普科技有限公司