CN109701848A - 一种在板状基材上制备装饰图案的方法及带有装饰图案的板状基材 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在板状基材上制备装饰图案的方法，包括以下步骤：1）表面打磨：对所述板状基材的预定位置进行打磨处理；2）底漆喷涂：按照底漆、稀释剂和硬化剂进行混合，搅拌均匀后将其均匀喷涂至所述板状基材经打磨处理后的位置；3）烘烤固化：将喷涂后的板状基材用固化设备烘烤固化后冷却至室温，得到表面带有装饰图案的板状基材。本发明的一种在板状基材上制备装饰图案的方法，通过规范化的流程操作，良品率高，使得产品使用寿命长，产品性能稳定；且采用纳米复合陶瓷涂料，使装饰图案表面获得更高的涂膜硬度、更好的耐候性、优良的耐化学腐蚀性能，且能够通过增加颜填料改变装饰图案的色彩，使得装饰图案的更加美观。

Description

一种在板状基材上制备装饰图案的方法及带有装饰图案的板 状基材

技术领域

本发明涉及家装建材及卫浴产品制造技术领域，具体涉及一种在板状基材上制备装饰图案的方法及采用该方法制备得到的带有装饰图案的板状基材。

背景技术

片状模塑料(SMC，Sheet Molding Compound)是由不饱和聚酯树脂、低收缩添加剂、填料、固化剂、增稠剂、脱模剂和玻璃纤维等原料混合成树脂糊，浸渍短切纤维粗纱或玻璃纤维毡，经片状模塑料制片机浸渍玻璃纤维制成片材，并在两面用聚乙烯或聚丙烯薄膜包覆起来，进行收卷，然后经过增稠，达到不粘手的状态，用于模压成型。片状模塑料是20世纪60年代发展起来的一种干法制造纤维增强塑料的模塑料，首次出现在欧洲，随后美国和日本等国先后发展这一工艺，经过40多年的发展，片状模塑料模压成型工艺现已逐步发展成为复合材料领域内最为成熟、应用非常广泛的一种工艺。它具有收缩率低、强度高、成型方便等特点，其机械性能可与部分金属材料相媲美，因而广泛应用于车辆的外壳、承压垫板，建筑设施中的浴盆、净化槽，电子工业中的开关外壳、隔护板等。

随着人们生活水平的提高，人们对卫浴产品的要求越来越高，特别是对卫浴产品的耐磨、耐刮、色彩等方面有较高的要求，而在现有技术中，采纯SMC材料制成的板状基材不耐磨、不耐划痕，强度和韧性不够，颜色较为单一且无层次色调变化。

现有技术中并没有出现在板材上进行喷涂图案的大规模生产方法以及这样的产品出现。主要原因是现有技术中这种产品的制造方法复杂，良品率低，成本高且寿命短。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的之一是提供一种在板状基材上制备装饰图案的方法，良品率高，使用寿命长，产品性能稳定。

为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：

一种在板状基材上制备装饰图案的方法，具体包括以下步骤：

1)固定基材：将板状基材利用卡件固定在定位工装内；

2)表面打磨：对所述板状基材的预定位置进行打磨处理；

3)底漆喷涂：按照底漆、稀释剂和硬化剂质量比为18-22:7-9:1的比例进行配比，搅拌均匀后将其均匀喷涂至所述板状基材经打磨处理后的位置；

4)烘烤固化：将喷涂后的板状基材用固化设备烘烤固化后冷却至室温，得到表面带有装饰图案的板状基材。

具体的，步骤1)表面打磨：将所述板状基材经传送带移至数控打磨机中利用联排砂轮片对所述板状基材表面进行局部打磨处理，且打磨设备和除尘设备同步运行，确保因打磨产生的粉尘能够及时清理，加工完成后用压缩空气对工件表面清理干净，打磨完成后用压缩空气清理表面残余粉尘杂质，确保表面无油，无水，无杂质。

具体的，步骤2)底漆喷涂：将所述底漆用200-300目滤网过滤，底漆、稀释剂和硬化剂质量比为18-22:7-9:1的比例进行配比，搅拌均匀后采用联排涂装喷头将其均匀喷涂至所述板状基材的预定位置，漆膜厚度控制在30-50μm。

优选地，所述硬化剂为甲基硅烷偶联剂、乙基硅烷偶联剂或苯基硅烷偶联剂中的一种或几种，稀释剂为乙二醇-***类油漆稀释剂。

优选地，所述底漆包括纳米陶瓷复合涂料，所述纳米陶瓷复合涂料包括无机树脂以及颜填料，所述颜填料与所述无机树脂的质量比为1:1-3。

更加优选地，所述颜填料包括色粉和填料，所述色粉和所述填料的质量比为1:2-4，所述填料包括滑石粉、碳酸钙和高岭土，所述滑石粉、碳酸钙和高岭土的质量比为1-3:4-6:1。通过改变颜填料中的色粉，进而改变底漆的颜色，可以制备得到不用颜色的图案。

更加优选地，以重量份计，所述纳米陶瓷复合涂料包括以下组分：去离子水5-15份，无机树脂70-80份，颜填料25-70份，润湿剂1-3份，分散剂2-4份，消泡剂0.5-1.5份，成膜助剂0.5-1.5份，流平剂1-3份，增稠剂2-4份，固化剂1-3份。

其中，润湿剂为聚氧化乙烯烷化醚，分散剂为丙烯酸类聚合物，消泡剂为环氧乙烷类，流平剂为聚二甲基硅氧烷，增稠剂为硅酸盐类，固化剂为聚型双组份硅橡胶交联剂。

所述无机树脂包括二氧化硅纳米溶胶、二氧化钛溶胶或氧化铝溶胶中的一种或几种。

所述成膜助剂为硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂为甲基硅烷偶联剂、乙基硅烷偶联剂或苯基硅烷偶联剂中的一种或几种。

将纳米溶胶作为载体，硅烷偶联剂作为媒介物，有效地减少了纳米粒子之间的团簇现象，使得纳米粒子能更加充分地发挥作用。

所述纳米陶瓷复合涂料的制备流程包括以下步骤：

1)将称量好的分散剂和润湿剂溶于去离子水中，低速搅拌，使各种溶剂在室温下混合均匀；

2)在步骤1)中制备的混合溶液中按比例依次加入滑石粉、色粉、碳酸钙和高岭土并在搅拌机下高速搅拌，使各组分充分混合均匀，得到浆液A；

3)将无机树脂与固化剂、成膜助剂混合，高速搅拌机在室温下搅拌，得到浆液B；

4)室温下将步骤2)中的浆液A和步骤3)中的浆液B混合，在高速搅拌均匀后研磨至所需细度；

5)在搅拌过程中根据纳米陶瓷复合涂料的黏度、细度、气泡数量等情况适当加入各种助剂如分散剂、消泡剂、增稠剂、流平剂等进行调整；

6)静置24h后进行性能检测。

具体的，步骤5)中所述固化设备为烘箱，所述烘烤固化的工艺条件为：所述烘箱2h内匀速升温至140-150℃，恒温持续烘烤20-30min后冷却至室温。

本发明的另一目的是提供一种表面具有装饰图案的板状基材，所述板状基材的表面上具有如上所述方法制备得到的装饰图案。

相较于现有技术，本发明的有益之处在于：本发明的一种在板状基材上制备装饰图案的方法，流程操作设置合理，通过规范化的流程操作，良品率高，使得制备得到的表面带有装饰图案的板状基材使用寿命长，产品性能稳定；且装饰图案所采用的涂料包括纳米复合陶瓷涂料，其兼顾了有机树脂的柔韧性和无机树脂的高硬度特性，媲美传统涂料的施工方便性，又赋予装饰图案的高硬度和耐候性，使装饰图案表面获得更高的涂膜硬度、更好的耐候性、优良的耐化学腐蚀性能，固化后的装饰图案表面类似于荷叶表面效果具有良好的防滑性和疏水不沾性，污迹易清洗等特点，且方便施工节省材料，环保无毒，能够显著提高装饰图案的耐磨、硬度、耐候、防滑、快干、耐化学腐蚀、易洁等各种综合性能，且能够通过增加颜填料改变装饰图案的色彩，使得装饰图案的更加美观。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例一纳米陶瓷复合涂料的制备

以重量份计，纳米陶瓷复合涂料包括以下组分：

去离子水10份，无机树脂75份，颜填料40份，润湿剂2份，分散剂3份，消泡剂1份，成膜助剂1份，流平剂2份，增稠剂3份，固化剂1-3份等原料。

本实施例中的无机树脂主要包括二氧化硅纳米溶胶，润湿剂为聚氧化乙烯烷化醚，分散剂为丙烯酸类聚合物，消泡剂为环氧乙烷类，成膜助剂为硅烷偶联剂(KH-550)，流平剂为聚二甲基硅氧烷，增稠剂为硅酸盐类，固化剂为聚型双组份硅橡胶交联剂(RTV-2)。

二氧化硅纳米溶胶制备过程如下：将正硅酸乙酯溶解于无水乙醇，在冷水浴中搅拌得到正硅酸乙酯的乙醇溶液；将氨水溶解于乙醇中并搅拌，得到氨水的乙醇溶液；将氨水的乙醇溶液加入到正硅酸乙酯的乙醇溶液中，搅拌并升温至50-70℃，保温4-8h；加入氟碳表面活性剂和复配表面活性剂，搅拌均匀，得到二氧化硅纳米溶胶。

将纳米溶胶作为载体，硅烷偶联剂作为媒介物，有效地减少了纳米粒子之间的团簇现象，使得纳米粒子能更加充分地发挥作用，使得纳米陶瓷复合涂料制备的装饰图案更加耐磨、耐腐蚀和耐老化。

纳米陶瓷复合涂料的制备流程包括以下步骤：

1)将称量好的分散剂和润湿剂溶于去的离子水中，80r/min的转速下搅拌10min使各溶剂在室温混合均匀；

2)在步骤1)中按比例依次加入滑石粉、色粉、碳酸钙和高岭土并在搅拌机200r/min的转速下搅拌30min，使各组分充分混合均匀，得到浆液A；

3)将无机树脂与固化剂、成膜助剂混合，搅拌机150r/min的转速下搅拌，制备过程在室温15-30℃进行，得到浆液B；

4)室温下将步骤2)中的浆液A和步骤3)中的浆液B按照质量比1:2比例混合，在150r/min转速下搅拌均匀后研磨至细度≤25μm；

5)在搅拌过程中根据纳米陶瓷复合涂料的黏度、细度、气泡数量等情况适当加入各种助剂进行调整，本实施例中按上述比例加入分散剂、消泡剂、增稠剂、流平剂等；

6)静置24h后进行性能检测。

在其他的一些实施例中，纳米陶瓷复合涂料包的组分可进行以下选择，去离子水5-15份，无机树脂70-80份，颜填料25-70份，润湿剂1-3份，分散剂2-4份，消泡剂0.5-1.5份，成膜助剂0.5-1.5份，流平剂1-3份，增稠剂2-4份，固化剂1-3份。

实施例二在板状基材上制备装饰图案

以下实施例中以整体卫浴的墙板作为板状基材为例，按照如下步骤进行操作：

步骤S1：固定基材

将墙板利用卡件固定在定位工装内，防止其在打磨或喷涂时产生移动。

步骤S2：表面打磨

将板状基材经传送带移至数控打磨机中利用联排砂轮片对板状基材表面进行局部打磨处理，且打磨设备和除尘设备同步运行，确保因打磨产生的粉尘能够及时清理，打磨完成后用压缩空气清理表面残余粉尘杂质，确保表面无油、无水、无杂质。

打磨的位置即为后续需要进行喷涂的预定位置。

步骤S3：准备涂料

底漆包括纳米陶瓷复合涂料，纳米陶瓷复合涂料包括无机树脂以及颜填料，颜填料与无机树脂的质量比为1:1。

颜填料包括色粉和填料，色粉和填料的质量比为1:2，填料包括滑石粉、碳酸钙和高岭土，滑石粉、碳酸钙和高岭土的质量比为1:4:1。通过改变颜填料中的色粉，进而改变底漆的颜色，可以制备得到不用颜色的图案。

本实施例中的色粉为黑色色粉。将底漆用200-300目滤网过滤后，按照质量比：底漆(黑色):稀释剂:硬化剂＝18:7:1的比例进行调配，搅拌均匀后得到喷涂图案所需的涂料。

本实施例中的硬化剂为甲基硅烷偶联剂，稀释剂为乙二醇-***类油漆稀释剂。

步骤S4：表面喷涂

采用联排涂装喷头将步骤S3制备得到的涂料均匀喷涂至板状基材的预定位置，漆膜厚度控制在30-50μm。

预定位置即为打磨的位置和最终形成图案的位置。

步骤S5：烘烤固化：

将喷涂完成后的板状基材送入烘箱，烘箱2h内匀速升温至140-150℃，恒温20-30min后冷却至室温，即得到表面具有装饰图案的墙板，最常见的装饰图案即为线条。板状基材上的装饰图案厚度为35μm左右。

本实施例中为了增加图案的立体效果以及最终产品的外观，在打磨之前的板状基材上就已经具有与图案形状相匹配的凹槽，这个凹槽可以是板状基材模压的时候就成型的，也可以是模压之后开设的。

实施例三在板状基材上制备装饰图案

以下实施例中以整体卫浴的墙板作为板状基材为例，按照如下步骤进行操作：

步骤S1：固定基材

将墙板利用卡件固定在定位工装内，防止其在打磨或喷涂时产生移动。

步骤S2：表面打磨

将板状基材经传送带移至数控打磨机中利用联排砂轮片对板状基材表面进行局部打磨处理，且打磨设备和除尘设备同步运行，确保因打磨产生的粉尘能够及时清理，打磨完成后用压缩空气清理表面残余粉尘杂质，确保表面无油、无水、无杂质。

打磨的位置即为后续需要进行喷涂的预定位置。

步骤S3：准备涂料

底漆包括纳米陶瓷复合涂料，纳米陶瓷复合涂料包括无机树脂以及颜填料，颜填料与无机树脂的质量比为1:3。

颜填料包括色粉和填料，色粉和填料的质量比为1:4，填料包括滑石粉、碳酸钙和高岭土，滑石粉、碳酸钙和高岭土的质量比为3:6:1。通过改变颜填料中的色粉，进而改变底漆的颜色，可以制备得到不用颜色的图案。

本实施例中的色粉为黑色色粉。将底漆用200-300目滤网过滤后，按照质量比：底漆(黑色):稀释剂:硬化剂＝22:9:1的比例进行调配，搅拌均匀后得到喷涂图案所需的涂料。

本实施例中的硬化剂为甲基硅烷偶联剂，稀释剂为乙二醇-***类油漆稀释剂。

步骤S4：表面喷涂

采用联排涂装喷头将步骤S3制备得到的涂料均匀喷涂至板状基材的预定位置，漆膜厚度控制在30-50μm。

预定位置即为打磨的位置和最终形成图案的位置。

步骤S5：烘烤固化：

将喷涂完成后的板状基材送入烘箱，烘箱2h内匀速升温至140-150℃，恒温20-30min后冷却至室温，即得到表面具有装饰图案的墙板，最常见的装饰图案即为线条。板状基材上的装饰图案即线条的厚度为35μm左右。

本实施例中为了增加图案的立体效果以及最终产品的外观，在打磨之前的板状基材上就已经具有与图案形状相匹配的凹槽，这个凹槽可以是板状基材模压的时候就成型的，也可以是模压之后开设的。

实施例四表面带有装饰图案的板状基材

本实施例的表面带有装饰图案的板状基材，为在板状基材的表面上采用实施例二和三的制作方法制备装饰图案得到的。

对比例一至三

将以上实施例中的采用纳米陶瓷复合涂料制备的底漆依次替换为乳胶漆、聚氨酯漆和聚酯漆，形成对比例一和三，且对比例一中没有进行打磨操作。

实施例五测试与讨论

1)对实施例二至十不同的制备方法制备的产品进行检测，其中耐热水测试、划格测试、耐砂袋冲击、耐落球冲击、耐酸性、耐污染、高低温测试、耐磨性按照GB/T 13095-2008《整体浴室》进行测试，耐划痕、表面耐香烟灼烧、耐光色牢度按照GB/T 15102-2006《浸渍胶膜纸饰面人造板》进行测试，具体检测结果如下表：

表1喷涂实施例测试结果对比表

从表1中可以看出，采用实施例二中的制备方法涂装操作相对简便易操作，其综合性能最为优良，优于不进行打磨或者采用其他漆制备的图案。

本发明的一种在板状基材上制备装饰图案的方法，流程操作设置合理，通过规范化的流程操作，良品率高，使得制备得到的表面带有装饰图案的板状基材使用寿命长，产品性能稳定；且装饰图案所采用的涂料包括纳米复合陶瓷涂料，其兼顾了有机树脂的柔韧性和无机树脂的高硬度特性，媲美传统涂料的施工方便性，又赋予装饰图案的高硬度和耐候性，使装饰图案表面获得更高的涂膜硬度、更好的耐候性、优良的耐化学腐蚀性能，固化后的装饰图案表面类似于荷叶表面效果具有良好的防滑性和疏水不沾性，污迹易清洗等特点，且方便施工节省材料，环保无毒，能够显著提高装饰图案的耐磨、硬度、耐候、防滑、快干、耐化学腐蚀、易洁等各种综合性能，且能够通过增加颜填料改变装饰图案的色彩，使得装饰图案的更加美观。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种在板状基材上制备装饰图案的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）表面打磨：对所述板状基材的预定位置进行打磨处理；

2）底漆喷涂：按照底漆、稀释剂和硬化剂进行混合，搅拌均匀后将其均匀喷涂至所述板状基材经打磨处理后的位置；

3）烘烤固化：将喷涂后的板状基材用固化设备烘烤固化后冷却至室温，得到表面带有装饰图案的板状基材。

2.根据权利要求1所述的一种在板状基材上制备装饰图案的方法，其特征在于，步骤1）表面打磨：采用打磨设备对所述板状基材表面进行预定位置的打磨处理，且同时运行除尘设备及时清理因打磨产生的粉尘，加工完成后用压缩空气将板状基材表面清理干净。

3.根据权利要求1所述的一种在板状基材上制备装饰图案的方法，其特征在于，步骤2）底漆喷涂：将所述底漆用200-300目滤网过滤后，底漆、稀释剂和硬化剂质量比为18-22:7-9:1的比例进行配比，搅拌均匀后将其均匀喷涂至所述板状基材的预定位置，漆膜厚度控制在30-50μm。

4.根据权利要求3所述的一种在板状基材上制备装饰图案的方法，其特征在于，所述硬化剂为甲基硅烷偶联剂、乙基硅烷偶联剂或苯基硅烷偶联剂中的一种或几种，稀释剂为乙二醇-***类油漆稀释剂。

5.根据权利要求3所述的一种在板状基材上制备装饰图案的方法，其特征在于，所述底漆包括纳米陶瓷复合涂料，所述纳米陶瓷复合涂料包括无机树脂以及颜填料，所述颜填料与所述无机树脂的质量比为1:1-3。

6.根据权利要求5所述的一种在板状基材上制备装饰图案的方法，其特征在于，所述颜填料包括色粉和填料，所述色粉和所述填料的质量比为1:2-4，所述填料包括滑石粉、碳酸钙和高岭土，所述滑石粉、碳酸钙和高岭土的质量比为1-3:4-6:1。

7.根据权利要求5所述的一种在板状基材上制备装饰图案的方法，其特征在于，以重量份计，所述纳米陶瓷复合涂料包括以下组分：去离子水5-15份，无机树脂70-80份，颜填料25-70份，润湿剂1-3份，分散剂2-4份，消泡剂0.5-1.5份，成膜助剂0.5-1.5份，流平剂1-3份，增稠剂2-4份，固化剂1-3份；所述无机树脂包括二氧化硅纳米溶胶、二氧化钛溶胶或氧化铝溶胶中的一种或几种。

8.根据权利要求7所述的一种在板状基材上制备装饰图案的方法，其特征在于，所述纳米陶瓷复合涂料的制备流程包括以下步骤：

1）将称量好的分散剂和润湿剂溶于去离子水中，搅拌，使各种溶剂在室温下混合均匀；

2）在步骤1）中制备的混合溶液中按比例依次加入滑石粉、色粉、碳酸钙和高岭土后搅拌，使各组分充分混合均匀，得到浆液A；

3）将无机树脂与固化剂、成膜助剂混合，在室温下搅拌，得到浆液B；

4）室温下将步骤2）中的浆液A和步骤3）中的浆液B混合，搅拌均匀后研磨；

5）在搅拌过程中加入分散剂、消泡剂、增稠剂、流平剂进行调整，搅拌均匀后得到所述纳米陶瓷复合涂料。

9.根据权利要求1所述的一种在板状基材上制备装饰图案的方法，其特征在于，步骤5）中所述固化设备为烘箱，所述烘烤固化的工艺条件为：所述烘箱2h内匀速升温至140-150℃，恒温持续烘烤20-30min后冷却至室温。

10.一种表面具有装饰图案的板状基材，其特征在于，所述板状基材的表面上具有如权利要求1-9任意一项所述方法制备得到的装饰图案。