金属板表面纳米涂料、制备方法及低碳型金属板与流程

本发明涉及纳米涂料，尤其涉及金属板表面纳米涂料、制备方法及低碳型金属板。

背景技术：

1、在金属板的制造工艺中，涂料的质量和应用方法对产品的最终效果、耐用性和环境稳定性有着至关重要的作用，传统的金属板涂料主要是基于有机或无机材料，这些涂料虽然能够提供一定的保护效果，但仍然存在一些缺点，例如，涂料中的有机成分在长时间的使用和暴露下容易老化、变脆或褪色；而无机材料制成的涂料则常常由于其高硬度和脆性，使涂层容易出现裂纹或断裂。

2、此外，传统的涂料制备和应用过程中，常常需要使用多种有害的溶剂或添加剂，这不仅对环境造成污染，而且可能对操作人员的健康造成威胁，尤其是在涂料干燥的过程中，由于溶剂的蒸发和涂料的收缩，容易形成涂层表面的气泡、裂纹等缺陷，降低了产品的整体质量和外观。

3、针对这些问题，虽然现有技术提出了一些解决方案，如采用新型的分散剂、添加剂或改进的涂覆技术，但仍然难以实现高质量、环境友好和高效率的涂料制备和应用，因此，急需一种金属板表面纳米涂料、制备方法及低碳型金属板，以解决上述的技术难题。

技术实现思路

1、基于上述目的，本发明提供了金属板表面纳米涂料、制备方法及低碳型金属板。

2、金属板表面纳米涂料，包括基底材料、负氧离子发生体、分散剂以及涂层助剂；其中各成分按照质量百分比为，

3、基底材料：40％-81％；

4、负氧离子发生体：5％-25％；

5、分散剂：3％-10％；

6、涂层助剂：10％-20％；

7、硅烷偶联剂：1％-5％。

8、进一步的，所述负氧离子发生体的颗粒尺寸范围为10-80纳米，基底材料为丙烯酸酯，负氧离子发生体为天然矿石或陶瓷，分散剂为非离子型或阳离子型，涂层助剂为紫外线吸收剂、防老化剂或流平剂。

9、金属板表面纳米涂料的制备方法，包括以下步骤：

10、s1：先将基底材料、负氧离子发生体、分散剂、涂层助剂以及硅烷偶联剂分别在溶剂中分散，然后逐一合并，通过低速搅拌确保其均匀混合；

11、s2：利用真空蒸发去除多余的溶剂，得到高浓度的涂料浆料a；

12、s3：利用超声波助力技术对浆料a的各组分进行混合，形成均匀浆料b；

13、s4：对浆料b进行紫外光照射处理，进一步稳固涂料b的化学结构；

14、s5：采用自旋涂覆技术在金属板表面上均匀涂布涂料；

15、s6：最后，在真空环境下进行红外辐射干燥处理。

16、进一步的，所述s1具体包括：

17、s11：将基底材料添加到容量为500-1000毫升的玻璃反应瓶中，并加入100-300毫升的有机溶剂，该溶剂为甲苯或丙酮，通过高速搅拌300-600rpm进行5-10分钟使基底材料完全分散；

18、s12：在另一个同样容量的玻璃反应瓶中，将负氧离子发生体加入50-200毫升的有机溶剂，并通过高速搅拌300-600rpm进行5-10分钟进行均匀分散；

19、s13：同理，将分散剂、涂层助剂和硅烷偶联剂分别在50-200毫升的溶剂中均匀分散；

20、s14：然后，按照s11至s13所得到的分散液逐一合并到一个大的反应瓶中，确保每次加入后，都通过低速搅拌100-200rpm混合5-15分钟，得到预混合涂料浆料。

21、进一步的，所述s2具体包括：

22、s21：将s1步骤得到的预混合涂料浆料转移至一个真空蒸发器中，设置真空度为0.01-0.05mpa；

23、s22：在40-60℃的温度下进行真空蒸发，持续时间为1-3小时，以确保溶剂的有效去除；

24、s23：在蒸发过程中使用搅拌功能，以速率为50-100rpm进行搅拌；

25、s24：蒸发完成后，观察涂料浆料的稠度和均匀性，确保其浓度达到预期，形成高浓度的涂料浆料a。

26、进一步的，所述s3具体包括：

27、s31：将s2步骤得到的高浓度涂料浆料a转移到一个超声波处理装置中，确保涂料浆料a的容量占装置总容量的60％-80％；

28、s32：设置超声波的频率为20-40khz，功率为200-400w，对涂料浆料a进行超声波处理；

29、s33：超声波处理的过程中，每隔10-20分钟暂停2-5分钟；

30、s34：持续超声波处理40-60分钟，直至涂料浆料a中的各组分充分混合，形成均匀的涂料浆料b。

31、进一步的，所述s4具体包括：

32、s41：将s3步骤得到的浆料b放置在一个uv光固化装置中，该装置配备有功率为100-200w的紫外光灯，并确保涂料浆料b与紫外光灯的距离在10-20cm之间；

33、s42：设置紫外光的波长范围为250-400nm，确保光源能够均匀照射到涂料浆料b的每一部分；

34、s43：开始对浆料b进行连续的紫外光照射处理，照射时间为15-30分钟，期间保持涂料浆料b的温度在20-40℃。

35、进一步的，所述s5具体包括：

36、s51：首先确保金属板表面清洁无尘、无油，以便涂料能够均匀附着；

37、s52：将s4步骤得到的涂料浆料b置于自旋涂覆装置的涂料供给口，确保涂料的供应量与预定涂布量相匹配；

38、s53：设置自旋涂覆装置的旋转速度为2000-5000rpm；

39、s54：启动自旋涂覆装置，使涂料浆料b均匀分布在金属板表面，涂覆的过程中，确保涂料浆料b在金属板表面的厚度范围为1-5微米。

40、进一步的，所述s6中进行红外辐射干燥处理具体包括：

41、s61：将涂布了涂料的金属板放入真空烘箱中，调节烘箱内的真空度至0.05-0.5mbar；

42、s62：开启红外辐射源，设定红外波长范围为1-3微米；

43、s63：调节红外辐射的功率密度为0.5-2.5w/cm2，并根据涂料的厚度和种类，设置干燥时间为5-30分钟；

44、s64：在干燥过程中，通过烘箱内部的监测仪器持续检测涂层的温度，确保其在50-80℃的范围内；

45、s65：干燥结束后，缓慢恢复烘箱的正常大气压，以防涂层因快速去真空产生裂纹。

46、一种低碳型金属板，该低碳型金属板表面涂覆有上述的金属板表面纳米涂料。

47、本发明的有益效果：

48、本发明，通过利用纳米级的负氧离子发生体，结合特定的基底材料、分散剂、涂层助剂和特殊的制备工艺，确保了涂料的高纯度和稳定性，相比传统涂料，这种纳米涂料具有更强的附着力、更好的耐老化性和更高的环境稳定性，大大提高了涂覆后金属板的使用寿命和耐用性。

49、本发明，通过利用先进的真空蒸发、超声波混合和红外辐射干燥技术，有效地减少了有害物质的使用和排放，此外，通过这种制备方法，涂料中的气泡和裂纹得到了显著减少，从而提高了涂层的整体质量和外观。

50、本发明，通过利用了纳米技术和先进的涂覆技术，确保了涂料的均匀混合和快速干燥，这不仅简化了整个涂料制备和应用的工艺流程，还降低了生产成本和时间，因此，这种金属板表面纳米涂料不仅在性能上超越了传统涂料，而且在经济效益和生产效率上也具有明显的优势。