室外家电用高耐蚀深冲彩涂板及其制备方法与流程

1.本发明属于家电金属材料制造领域，具体涉及室外家电用高耐蚀深冲彩涂板及其制备方法。


背景技术：

2.在家电制造领域，电器外壳通常采用铁基材料进行喷涂，工艺流程包括清洗、磷化、喷涂油漆、烘干等。该工艺过程产生大量的废水、废气、废渣等不利于环保的污染物。近年来，随着环保政策的加强，家电制造业积极推进工艺及材料应用的转型升级，淘汰对环境污染严重的喷涂工艺，采用彩涂板直接加工成型、安装使用。在国内，目前有超过90％的冰箱、70％的小家电、50％的洗衣机等室内家电，制造过程中都采用彩涂板直接加工电器外壳的工艺。
3.室外家电(如空调外机)由于箱体处于室外环境，对材料的耐腐蚀及耐气候老化性能都有极高的要求；另外，室外家电外壳一般冲压变形程度较大，加工切口裸露比较多，对材料整体的延展性、柔韧性、抗刮伤性、服役耐久性等都有较高的要求；目前的彩涂板无法满足要求。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供室外家电用高耐蚀深冲彩涂板及其制备方法，通过采用功能涂料、合适的基材(如镀锌钢板、镀锌铝镁钢板等)以及涉及的生产工艺，在彩涂板生产线上通过连续辊涂的方式生产一种具有良好的耐久性能、耐切口腐蚀性能和深冲加工服役性能的彩涂板，满足室外家电制造、使用要求。
5.本发明具体技术方案如下：
6.本发明提供的室外家电用高耐蚀深冲彩涂板，包括涂层和基板；
7.所述基板：采用镀锌或镀锌铝镁钢板，双面等厚镀层，基板采用镀锌钢板的，双面镀层总重量控制为：纯锌镀层不低于180g/m2；基板采用镀锌铝镁钢板的，双面镀层总重量控制为：锌铝镁镀层不低于120g/m2。
8.所述基板的屈服强度≤200mpa，延伸率≥40％。
9.所述涂层，正面和背面的面漆涂层成分相同，即正面和背面采用相同的面漆，都是专用聚氨酯漆；
10.所述面漆形成的涂层干膜成分包括以下质量百分比成分：钛白粉30～55％，氨基树脂40～65％，铁黄1～2％，铁红1～2％，特殊助剂0.5～1％；以上成分质量合计为100％。所述特殊助剂是指高分子偶联剂byk-c 8000，购自毕克化学。
11.本发明提供的室外家电用高耐蚀深冲彩涂板的制备方法，包括以下工艺流程：
12.基板多级脱脂—拉矫—清洗—钝化—正面涂覆正面底漆、背面涂覆背面底漆—第一次烘干固化—正面涂覆面漆、背面涂覆面漆—第二次烘干固化—冷却—检验—卷取。
13.所述基板多级脱脂具体为：碱液质量浓度0.5％-1.5％，碱液温度50-70℃。
14.所述拉矫：延伸率0.1％-0.5％。
15.所述清洗：采用脱盐水，水温40-70℃。
16.所述钝化：钝化层固化温度70-100℃。
17.第一次烘干固化具体为：正面和背面的底漆涂层厚度分别为2-10μm，固化段炉温td与正面底漆膜厚hd、钢带运行速度vd、基板厚度hj的关系为td＝0.5hd 0.3vd 30hj 221，固化段炉温td温度波动范围
±
5℃。td的单位是℃、hd的单位是μm、vd的单位是m/min、hj单位是mm，以上公式计算时，将上述单位的数值代入公式计算即可。优选的vd：30-150m/min，hj：0.2-2.0mm。依据本发明中底漆的固化特性确定了固化段炉温td与膜厚hd、钢带运行速度vd、基板厚度hj的特定关系。带钢运行速度与固化时间成反比，生产中通过控制带钢运行速度来控制底漆的固化时间。底漆在一定温度和时间范围内才能完全固化，如果固化温度或时间不够，固化不完全，结合力、耐蚀性、耐候性均会降低，在一定的固化温度范围内，固化温度提高，可以降低固化时间。漆膜厚度增加，底漆内部温差变大，为使内部底漆完全固化，需要适当提高固化温度或延长固化时间，保证不同厚度底漆的底漆性能一致性，不会大幅波动。
18.第二次烘干固化具体为：正面面漆和背面面漆涂层厚度分别12-25μm，固化段炉温tm与正面面漆膜厚hm、钢带运行速度vm、基板厚度hj的关系为tm＝0.5hm 0.3vm 30hj 223，温度波动范围
±
5℃。固化段炉温tm单位是℃，面漆膜厚hm单位是μm，钢带运行速度vm单位是m/min，基板厚度hj单位是mm；以上公式计算时，将上述单位的数值代入公式计算即可。依据本发明中面漆的固化特性确定了固化段炉温tm与面漆膜厚hm、钢带运行速度vm、基板厚度hj的特定关系。带钢运行速度与固化时间成反比，生产中通过控制带钢运行速度来控制面漆的固化时间。面漆在一定温度和时间范围内才能完全固化，如果固化温度或时间不够，固化不完全，结合力、耐蚀性、耐候性均会降低，在一定的固化温度范围内，固化温度提高，可以降低固化时间。漆膜厚度增加，面漆内部温差变大，为使内部面漆完全固化，需要适当提高固化温度或延长固化时间，保证不同厚度面漆的底漆性能一致性，不会大幅波动。
19.生产中，所述vm和vd相同，都是钢带运行速度，单位是m/min。
20.上述生产的室外家电用高耐蚀深冲彩涂板，正面涂层漆膜总厚度≥25μm，背面涂层漆膜总厚度≥15μm，铅笔硬度≥f，t弯0t，切口腐蚀500小时中性盐雾切口腐蚀≤5mm划线处腐蚀≤2mm，耐紫外老化(quva-340)≥1000小时。本发明通过在两涂两烘工艺彩涂板生产线上，将钢带经多级脱脂清洗后进行钝化处理，钝化湿涂层经烘干固化后的钢带在初涂机上涂覆专用聚氨酯底漆；带底漆湿涂层的钢带进入固化炉完成第一道涂层的固化；固化后的涂层钢带继续在精涂机上，涂覆专用聚氨酯正面面漆和背面面漆，再经过固化、冷却，卷取至成品。高耐蚀深冲性能的控制技术：通过对涂层中氨基树脂等成分的设计调整，钢板镀层及力学性能的控制，实现了产品的高深冲、高耐蚀性，满足户外家电外壳制造要求。其中，氨基树脂的柔韧性体现在氨基树脂分子链的支链的扩展上，主要包括氨基酯基、酯基、脲基，分子间易形成氢键和分子间作用力，其键与键间的作用使其柔韧性明显提高。涂层固化工艺控制技术：通过模型设计，确定不同涂层厚度及工艺速度条件下固化温度设定的计算公式，实现固化温度的高精度准确控制，确保产品性能。
附图说明
21.图1为实施例1在500小时中性盐雾后的图片(裸边腐蚀最大3mm)；
22.图2为对比例1在500小时中性盐雾后的图片(裸边腐蚀最大10mm)。
具体实施方式
23.实施例1-实施例3及对比例1-对比例2提供的室外家电用高耐蚀深冲彩涂板，包括涂层和基板；所述基板：采用镀锌或镀锌铝镁钢板，双面等厚镀层，双面镀层总重量控制为：纯锌镀层不低于180g/m2，锌铝镁镀层不低于120g/m2。
24.所述基板的屈服强度≤200mpa，延伸率≥40％。
25.所述涂层，正面和背面的面漆涂层成分相同，即正面和背面采用相同的面漆，都是专用聚氨酯漆；
26.所述面漆形成的涂层干膜成分包括以下质量百分比成分：钛白粉30～55％，氨基树脂40～65％，铁黄1～2％，铁红1～2％，特殊助剂0.5～1％；以上成分质量合计为100％。
27.各实施例和对比例的涂层各成分质量百分比如表1、表2所示；
28.上述各实施例和对比例所述的室外家电用高耐蚀深冲彩涂板的制备方法，包括以下工艺流程：
29.基板多级脱脂—拉矫—清洗—钝化—涂覆正面底漆、背面底漆—第一次烘干固化—正面和背面涂覆面漆—第二次烘干固化—冷却—检验—卷取。
30.所述脱脂具体为：碱液质量浓度0.5％-1.5％，碱液温度50-70℃。
31.所述拉矫：延伸率0.1％-0.5％。
32.所述清洗：采用脱盐水，水温40-70℃。
33.所述钝化：钝化层固化温度70-100℃。
34.第一次烘干固化具体为：正面和背面的底漆涂层厚度分别为2-10μm，固化段炉温td与正面底漆膜厚hd、钢带运行速度vd、基板厚度hj的关系为td＝0.5hd 0.3vd 30hj 221的关系，温度波动范围
±
5℃，随厚度提高固化炉温随之提高，保证不同工艺条件下底漆固化温度的一致性。
35.第二次烘干固化具体为：正面面漆和背面面漆涂层厚度分别12-25μm，固化段炉温tm与正面面漆膜厚hm、钢带运行速度vm、基板厚度hj的关系为tm＝0.5hm 0.3vm 30hj 223，温度波动范围
±
5℃，保证不同工艺条件下面漆固化温度的一致性。
36.表1是正面和背面面漆涂层组成，各实施例和对比例的生产具体参数如表3所示。
37.表1正背面面漆涂层原料
38.原料型号生产产家钛白粉902硕钛化工氨基树脂cymel1158美国湛新铁黄中铬黄天津正中宏华铁红3132大红粉天津正中宏华特殊助剂byk-c 8000毕克化学
39.表2各实施例和对比例涂层成分(wt％)
[0040][0041]
表3各实施例和对比例生产参数
[0042][0043][0044]
按照上述方法生产的产品，性能如表4所示，检验方法：gb/t 13448-2019。
[0045]
表4各实施例和对比例产品性能
[0046][0047]
图1为实施例1产品在500小时中性盐雾后的图片(裸边腐蚀最大3mm)，图2对比例1产品在500小时中性盐雾后的图片(裸边腐蚀最大10mm)；可以看出，实施例在500小时中性盐雾后板面良好，裸边最大腐蚀宽度3mm；对比例在500小时中性盐雾后板面起泡，裸边最大腐蚀宽度10mm。从上述实例可以看出，本发明所生产的彩涂板，正面涂层厚度≥25μm，背面涂层厚度≥15μm，铅笔硬度≥f，t弯0t，切口腐蚀500小时中性盐雾切口腐蚀≤5mm划线处腐蚀≤2mm，耐紫外老化(quva-340)≥1000小时，具有优异的耐切口腐蚀性、耐候性、冲压加工性能，能满足家电外壳加工制造、服役使用的要求。
[0048]
综上，采用该发明生产的室外家电用高耐蚀深冲彩涂板具有优异的耐切口腐蚀性、耐候性、冲压加工性能，能满足家电外壳加工制造、服役使用的要求，满足rohs环保要求。产品的主要技术性能如表5所示。
[0049]
表5本发明产品主要性能
[0050][0051]
上述说明仅对本发明进行了具体的示例性描述，需要说明的是本发明具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的技术构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的技术构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的
保护范围之内。