CN106622920A - 一种用于金属卷材的涂装工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种金属卷材的涂装工艺，属于金属卷材涂装技术领域，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光源的烘道下进行照射，使涂料交联固化在金属卷材表面形成固体保护膜，将涂装后金属卷材冷却，收卷。本发明免除了传统高温烘道，采用更短(占地长度只有高温烘道的1/6)，且具有高能源利用率的常温烘道代替，节省能源，占地少。

Description

一种用于金属卷材的涂装工艺

技术领域

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。

发明内容

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。

Claims (10)

1.一种金属卷材的涂装工艺，其特征在于，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光源的烘道下进行照射，让光激发引发剂，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。

2.根据权利要求1所述的一种金属卷材的涂装工艺，其特征在于，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，在卷材表面上做保护层或装饰涂层，操作中采用辊涂或淋涂涂布工艺。

3.根据权利要求1所述的一种金属卷材的涂装工艺，其特征在于，S1中的涂料组分还包括用于上色的颜料或填料，所述颜料或填料与涂料各组分按重量份数比计为1-10份。

4.根据权利要求3所述的一种金属卷材的涂装工艺，其特征在于，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。

5.根据权利要求1所述的一种金属卷材的涂装工艺，其特征在于，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。

6.根据权利要求1所述的一种用于金属卷材的涂料，其特征在于，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。

7.根据权利要求1所述的一种用于金属卷材的涂料，其特征在于，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。

8.根据权利要求1、4、5、6、7任一所述的一种金属卷材的涂装工艺，其特征在于，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。

9.根据权利要求1所述的一种用于金属卷材的涂料，其特征在于，所述步骤S3中烘道为常温固化烘道，且烘道长度为5-10米。

10.根据权利要求1所述的一种金属卷材的涂装工艺，其特征在于，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。