專利名稱：：一種鏡面不銹鋼的制備方法一種鏡面不銹鋼的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于不銹鋼領(lǐng)域，具體涉及一種鏡面不銹鋼的制備方法。
背景技術(shù)：
：不銹鋼是一種銀白色具有優(yōu)異的耐蝕性、耐磨性、韌性及工藝性的合金鋼，其優(yōu)良的力學性能、較好的化學穩(wěn)定性及無度等特性使其廣泛地應用于宇航、海洋、建筑、家用器具、汽車工業(yè)和IT行業(yè)。它精美的自然表面可以提供美感和清潔感。但不繡鋼材料在使用過程中，容易發(fā)生腐蝕污染，因此生產(chǎn)商需要對其表面進行防指紋處理，其中采用耐指紋涂料是最主要手段。目前市場上的耐指紋涂料主要為有機硅、有機氟涂料，具有良好的防指紋污染效果，但由于表面能極低，所以在材料表面難以附著，在施工前需要對材料表面進行噴砂、拉絲等粗化處理；另外，這類涂料為有機樹脂體系，施工時排放出大量揮發(fā)性有機物，施工后耐磨性差，使得應用范圍受到極大限制。為了使耐指紋涂料在不銹鋼板上良好附著，現(xiàn)有技術(shù)中一般采用將耐指紋涂料分散在其它有機涂料中，再涂覆在不銹鋼板表面，從而提高不銹鋼板的耐指紋能力。但是，當耐指紋涂料與不銹鋼板附著良好時，不銹鋼表面的硬度和耐磨性又大大降低。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對上述不銹鋼表面硬度、耐磨性與耐指紋涂料的附著力存在矛盾的缺陷，提供了一種高硬度、高耐磨性、耐指紋涂料強附著的鏡面不銹鋼的制備方法，主要包含以下步驟(a)脫脂用脫脂液清洗不銹鋼板；(b)聚氨酯涂層在經(jīng)過脫脂的不銹鋼板表面涂覆一層聚氨酯漆，固化形成聚氨酯涂層；(c)紫外光固化涂層在不銹鋼板的聚氨酯涂層表面再涂覆一層紫外光固化涂料，固化形成紫外光固化涂層；(d)涂覆耐指紋涂料。本發(fā)明所提供的一種鏡面不銹鋼的制備方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(1)通過在不銹鋼板表面形成聚氨酯涂層，提高不銹鋼板表面與聚氨酯涂層以及聚氨酯涂層與紫外光固化涂層之間的附著力；(2)通過在聚氨酯涂層表面形成高硬度的紫外光固化涂層，提高了涂層的硬度和耐磨性。具體實施方式本發(fā)明提供了一種鏡面不銹鋼的制備方法，主要包含以下步驟(a)脫脂用脫脂液清洗不銹鋼板；(b)聚氨酯涂層在經(jīng)過脫脂的不銹鋼板表面涂覆一層聚氨酯漆，固化形成聚氨酯涂層；(c)紫外光固化涂層在不銹鋼板的聚氨酯涂層表面再涂覆一層紫外光固化涂料，固化形成紫外光固化涂層；(d)涂覆耐指紋涂料。根據(jù)本發(fā)明所提供的方法，所述脫脂為采用脫脂液清洗不銹鋼板表面，目的是除去不銹鋼表面的油脂及其氧化物。所述脫脂液為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的各種脫脂液，本發(fā)明沒有特殊要求。優(yōu)選情況下，本發(fā)明中所述脫脂工序為將不銹鋼板浸泡至含有NaOHlmol.L-\Na2C03lmol.L人十二烷基磺酸鈉0.lmol.L-1的溶液中510min，溶液溫度為5060°C。取出后用水清洗，浸泡至lmol.L—1的磷酸溶液中510min，然后取出用水清洗。在不銹鋼板和耐指紋涂料之間形成有機涂層，可以有效增加耐指紋涂料與不銹鋼板之間的附著力，本發(fā)明的設計人通過大量實驗得出，采用本發(fā)明所提供的聚氨酯涂層與紫外光固化涂層，可以同時解決耐指紋涂料難以附著和不銹鋼板表面硬度、耐磨性不夠的缺陷。根據(jù)本發(fā)明所提供的方法，為了增強不銹鋼板表面與聚氨酯涂層以及聚氨酯涂層與紫外光固化涂層之間的附著力，需在不銹鋼板表面形成一層聚氨酯涂層。所述聚氨酯全稱為聚氨基甲酸酯(Polyurethane)，以下簡稱PU。在經(jīng)過脫脂的不銹鋼板表面涂覆一層PU漆并固化，即可得到所述的PU涂層。所述PU漆為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，包含羥基丙烯酸樹脂、固化劑、第一附著力促進劑、稀釋劑和助劑。以所述PU漆的質(zhì)量為基準，其中所述羥基丙烯酸樹脂的含量為2040%，優(yōu)選為3040%;所述固化劑的含量為510%，優(yōu)選為810%;所述第一附著力促進劑的含量為0.15.0%，優(yōu)選為0.23%;所述稀釋劑的含量為5070%，優(yōu)選為5060%;所述助劑的含量為15%，優(yōu)選為13%。所述羥基丙烯酸樹脂為本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的各種羥基丙烯酸樹脂，一般情況下所述羥基丙烯酸樹脂中的羥基含量為0.5-4.5質(zhì)量％，例如可以為UCB公司的SM515，上海加合的U-845，聯(lián)潔的1385及德謙的FS2050中的一種或幾種。所述固化劑為促進或調(diào)節(jié)PU漆固化而加入的一類含有異氰酸根的物質(zhì)。所述固化劑為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的各種固化劑，例如可以為Bayer公司的N3390，N3790,TL1351中的一種或幾種。所述第一附著力促進劑為有機硅氧烷類。采用有機硅氧烷類附著力促進劑，可以在不銹鋼表面和PU漆中羥基丙烯酸樹脂和固化劑之間形成有效化學鍵橋，促進有機涂層和無機不銹鋼面的連接和附著。所述第一附著力促進劑，為本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的各種有機硅氧烷類附著力促進劑，例如可以為道康寧6040、長輝化工的NSF-305、SIL0K621S和德謙公司1031中的一種。根據(jù)本發(fā)明所提供的方法，在所述不銹鋼板表面涂覆PU漆之后，通過烘烤對PU漆進行固化。固化時，PU漆中羥基丙烯酸樹脂的羥基與固化劑中的異氰酸根反應交聯(lián)成膜。所述烘烤溫度為7014(TC，烘烤時間為1060min。對PU漆進行固化，形成PU涂層。所述PU涂層的厚度為1015微米。根據(jù)本發(fā)明所提供的方法，在不銹鋼板表面形成所述PU涂層之后，在PU涂層表面再涂覆一層紫外光固化涂料(以下簡稱UV涂料)、固化，形成所述紫外光固化涂層(以下簡稱為UV涂層)，提高涂層的硬度和耐磨性。所述UV涂料，包含活性稀釋單體、低聚樹脂、光引發(fā)劑、第二附著力促進劑、稀釋劑和助劑。以所述UV涂料的質(zhì)量為基準，其中所述活性稀釋單體的含量為0.53.0%，優(yōu)選為1.0.2%;所述低聚樹脂的含量為2540%，優(yōu)選為3040%;所述光引發(fā)劑的含量為0.42%，優(yōu)選為0.81.6%;所述第二附著力促進劑的含量為0.13%，優(yōu)選為0.52%;所述稀釋劑的含量為5060%，優(yōu)選為4050%;所述助劑的含量為15%。所述活性稀釋單體的添加主要是為了改善粘度，改善UV涂層的柔性和硬度。所述活性稀釋單體為含有2-4官能度的可光固化的一類小分子物質(zhì)，例如可以選自1，6己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)中的一種或幾種。本發(fā)明中所述活性稀釋單體可以采用沙多瑪公司的SR238，SR351，SR444系列或者長興公司的EM221，EM223，EM242、EM235系列中的一種或幾種。所述低聚樹脂為UV涂料中的成膜物質(zhì)，在紫外線光子的作用下形成具有立體結(jié)構(gòu)的漆膜，并賦予漆膜的各種特性，例如硬度、柔韌性、附著力、光澤、耐老化等性能。本發(fā)明中，所述低聚樹脂采用有機硅樹脂和4-6官能度的聚氨酯丙烯酸酯，例如可以選自CN990，CN9006,1700B中的一種或幾種。所述光引發(fā)劑的加入用來傳遞紫外線光子的能量，迅速引發(fā)所述活性稀釋單體和低聚樹脂的交聯(lián)聚合，促進體系的液固轉(zhuǎn)換過程。所述光引發(fā)劑為現(xiàn)有技術(shù)中的各種光引發(fā)齊U，例如可以選自光引發(fā)劑1173,184中的一種或兩種。所述第二附著力促進劑為氨基硅烷化合物。所述氨基硅烷化合物含有的氨基可以和PU涂層中未反應完全的異氰酸根反應，形成化學鍵，第二附著力促進劑中烷氧基可以與活性稀釋單體、低聚樹脂形成牢固化學鍵，從而形成化學鍵橋。本發(fā)明所采用的第二附著力促進劑，為本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的各所公知，例如可以為德謙1121、美國聯(lián)碳A-1100和江漢精細化工公司的JH-A110中的一種。根據(jù)本發(fā)明所提供的方法，所述PU漆和UV涂料中均含有稀釋劑和助劑。其中，所述稀釋劑用來溶解涂料中的固體組分，調(diào)節(jié)體系粘度。一般情況下，所述稀釋劑可以選自乙酸正丁酯、乙酸正丁酯丁醇、乙酸異丁酯、甲苯、二甲苯、丁醇、乙酸乙酯、丁酮、乙酸異丙酯、乙二醇正丁醚、二異丁基甲酮、乙二醇乙醚乙酸酯中的一種或幾種。所述助劑是為滿足具體使用要求、改善漆膜性能而添加的輔助性組分，例如可以為催干劑、流平劑或其混合物。所述催干劑是涂料工業(yè)的主要助劑，其作用是加速漆膜的氧化、聚合、干燥，達到快干的目的。所述催干劑為本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的各種催干劑，例如可以為叔胺類和金屬鹽類，本發(fā)明實施例中優(yōu)選采用二月桂酸二丁基錫。所述流平劑為能有效降低涂層表面張力，提高涂層的流平性和均勻性的一類物質(zhì)。本發(fā)明中通過加入流平劑可改善所述PU漆的滲透性，減少涂覆時產(chǎn)生斑點和斑痕的可能性，增加覆蓋性，使成膜均勻、自然。所述流平劑為本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的各種流平劑，例如可以為BYK333、BYK310、AFC0NA3670、迪高410等。根據(jù)本發(fā)明所提供的方法，在PU涂層表面再涂覆UV涂料之后，固化形成所述UV涂層。形成所述UV涂層的條件為固化溫度為6080°C，固化時間為210min，固化能量為6001200mJ/cm2。所述UV涂層的厚度為1020微米。為了增加不銹鋼板的光澤度，在形成所述PU涂層之前，還可以對不銹鋼板進行物理氣相沉積(physicalv即ord印osition)處理，以下簡稱PVD處理。所述PVD處理為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的技術(shù)，在此不贅述。優(yōu)選情況下，本發(fā)明中可采用PVD鍍膜機在不銹鋼表面鍍上TiC、CrN鍍層，一方面可以使鍍層著色，另一方面可以增加不銹鋼板的光澤度。一般情況下，所述PVD處理得到的鍍層的厚度為90120nm。根據(jù)本發(fā)明所提供的方法，在所述UV涂層表面再涂覆耐指紋涂料，進一步提高不銹鋼板防指紋的效果。本發(fā)明中，所述耐指紋涂料優(yōu)選采用杜邦公司氟素添加劑FSO-IOO、8857A、日本旭硝子的氟素添加劑DP-10和日本化學株式會社FG中的一種或幾種。本發(fā)明中，對所述耐指紋涂料的用量沒有特別限制，一般情況下，所述耐指紋涂料涂覆的厚度為13微米。根據(jù)本發(fā)明所提供的方法，所述涂覆所采用的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，例如可以選自刮涂、滾涂、噴涂、刷涂中的一種，本發(fā)明中優(yōu)選采用噴涂的方法，但不局限于此。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明所提供的鏡面不銹鋼的制備方法作進一步的說明。本發(fā)明實施例及對比例中，所采用的原料均為商購得到。實施例1本實施例用來說明本發(fā)明所提供的鏡面不銹鋼的制備方法。(1)將100mmX60mmX0.5mm的304高光不銹鋼板浸泡至含有NaOHlmol.L—\Na2C03lmol.L—^十二烷基磺酸鈉0.lmol.L—1的脫脂液中超聲振蕩5min，然后浸泡至lmol.L—1的磷酸溶液中8min，然后取出用水清洗；(2)PVD處理采用真空離子鍍膜機(南方鈦金公司，STN系列)對經(jīng)過步驟(1)后的不銹鋼板表面鍍TiC，所述TiC的厚度為95nm，得到表面鍍TiC膜的不銹鋼板；(3)采用手動噴槍(日本巖田，W-lOl型)對經(jīng)過PVD處理的不銹鋼板噴涂PU漆，12(TC下烘烤50min，PU涂層的厚度為15微米。所述PU漆的配方為組分羥丙樹脂二月桂酸SIL0K216S固化劑二甲苯丁酮丁酯1385二丁基錫隱0質(zhì)量/g90.060.1458812(4)采用手動噴槍(日本巖田，W-lOl型)往表面覆PU涂層的不銹鋼板上噴涂UV涂料，并在紫外燈下7(TC固化8min，紫外燈的能量為1000mJ/cm、UV涂層的厚度為15微米。所述UV涂料的配方為[0048]6<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>(5)采用無塵布(深圳市科尼特靜電科技有限公司，1009D)往表面覆UV涂層的不銹鋼板上擦涂日本化學株式會社的耐指紋涂料FG，擦涂的耐指紋涂料的厚度為1微米。通過上述處理得到的鏡面不銹鋼板，記為Al。實施例2本實施例用來說明本發(fā)明所提供的鏡面不銹鋼的制備方法。采用與實施例1相同的方法處理不銹鋼板，不同之處在于步驟(3)中，所述PU漆的配方為<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>通過上述處理得到的鏡面不銹鋼板，記為A2。實施例3本實施例用來說明本發(fā)明所提供的鏡面不銹鋼的制備方法。采用與實施例1相同的方法處理不銹鋼板，不同之處在于步驟(3)中，所述UV涂料的配方為<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>通過上述處理得到的鏡面不銹鋼板，記為A3。實施例4本實施例用來說明本發(fā)明所提供的鏡面不銹鋼的制備方法。采用與實施例1相同的方法處理不銹鋼板，不同之處在于直接對脫脂后的不銹鋼板噴涂PU漆，而不進行步驟(2)所述的PVD處理。所述PU漆的配方為<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>通過上述處理得到的鏡面不銹鋼板，記為A4。對比例1本實施例用來說明現(xiàn)有技術(shù)的不銹鋼表面的防指紋處理方法。采用與實施例1相同的方法處理不銹鋼板，不同之處在于直接對經(jīng)過步驟(2)PVD處理后的不銹鋼板擦涂日本化學株式會社的耐指紋涂料FG，擦涂的耐指紋涂料的厚度為1微米，而不進行步驟(3)、(4)所述的形成PU涂層和UV涂層。通過上述處理得到的不銹鋼板，記為Dl。對比例2本實施例用來說明現(xiàn)有技術(shù)的不銹鋼表面的防指紋處理方法。采用與實施例1相同的方法處理不銹鋼，不同之處在于將耐指紋涂料FGO.25g加入到UV涂料中混合均勻，并在不銹鋼表面直接噴涂含有耐指紋涂料FG的UV涂料，而不進行步驟(3)的PU涂層的處理，并將噴涂UV涂料之后的不銹鋼板置于紫外燈下7(TC固化8min，紫外燈的能量為1000mJ/cm2，UV涂層的厚度為15微米。通過上述處理得到的不銹鋼板，記為D2。對比例3本實施例用來說明現(xiàn)有技術(shù)的不銹鋼表面的防指紋處理方法。采用與實施例1相同的方法處理不銹鋼，不同之處在于用氨基烤漆取代步驟(3)中的PU漆，其余步驟相同。所述的氨基烤漆的配方為<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>通過上述處理得到的不銹鋼板，記為D3。性能測試對實施例樣品AlA4和對比例樣品D進行以下測試，測試結(jié)果如表1所示。1、附著力測試用劃格器在涂層表面上劃100個1毫米XI毫米的正方形格。用美國3M公司生產(chǎn)的型號為600的透明膠帶平整粘結(jié)在方格上，不留一絲空隙，然后以最快的速度60度角揭起，觀察劃痕邊緣處是否有脫漆。如沒有任何脫漆為5B，脫漆量在0-5%之間為4B，5-15X之間為3B，15-35X之間為2B，35-65^之間為1B，65X以上為0B。2、硬度測試按照GB/6739T中第四章規(guī)定執(zhí)行。3、光澤度測試采用微型光澤度儀(BYK)在60°角下測試得光澤度數(shù)據(jù)以60度角為標準，光澤度大于90即屬于高光澤。4、耐磨性測試RCA紙帶耐磨測試。Norman耐磨測試儀，寬為11英尺、直徑為8英尺、中心孔為2英尺的巻紙，環(huán)境濕度保持在30-60%。施以150g力于樣品表面進行循環(huán)測試，記下產(chǎn)品所能承受的耐磨次數(shù)，直到涂層出現(xiàn)磨痕為止。5、表面能測試使用接觸角測量儀(Dataphysics公司，OCA系列)測量水和二碘甲烷在樣品AlA4和D表面平行和垂直溝槽走向的靜態(tài)平衡接觸角，通過WORK方法求出相應的表面能。6、耐丙酮擦拭測試用無塵布蘸取丙酮(AR)，在樣品AlA4和D表面來回擦拭，一個來回為l遍，擦拭500遍后再測試接觸角，計算涂層的表面能。表1\性能附著力硬度光澤度耐磨性/圈擦拭前表面能(mN/m)丙酮擦拭后表面能(mN/m)Al4B3H95150010.111.0A24B3H95140010.911.5A34B3H95160011.211.5A44B3H90140011.011.2Dl3BHB卯80010.532.7D22B2H958002020D33BH9080012.512.3由上表1可以看出，采用本發(fā)明所提供的制備方法得到的鏡面不銹鋼板的硬度、耐磨性以及耐指紋涂料的附著力均明顯優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。從A1A4與D1-D3的結(jié)果比較可以看出，本發(fā)明所得到的鏡面不銹鋼表面含有PU涂層和UV涂層，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的鏡面不銹鋼上硬度、耐磨性與耐指紋涂料的附著力存在矛盾的缺陷。另外從AlA4與D的結(jié)果比較還可以看出，采用本發(fā)明所提供的方法得到的鏡面不銹鋼板表面所涂覆的耐指紋涂料的耐丙酮能力也大大增強。這是因為對比例中得到的不銹鋼D表面經(jīng)過PVD處理后為高光的無機表面，有機的耐指紋涂料難以附著；而經(jīng)過本發(fā)明所提供的方法得到的不銹鋼板AlA4是在有機的UV涂層上再涂覆耐指紋涂料，耐指紋涂料能夠良好地黏附于UV涂層上，因而耐丙酮能力增強。從AlA3與A4的結(jié)果比較可以看出，采用本發(fā)明的優(yōu)選方案，在形成PU涂層之前對不銹鋼板進行PVD處理，在其他性能不變的情況下，A1A3的光澤度要明顯優(yōu)于A4。9權(quán)利要求一種鏡面不銹鋼的制備方法，包含以下步驟(a)脫脂用脫脂液清洗不銹鋼板；(b)聚氨酯涂層在經(jīng)過脫脂的不銹鋼板表面涂覆一層聚氨酯漆，固化形成聚氨酯涂層；(c)紫外光固化涂層在不銹鋼板的聚氨酯涂層表面再涂覆一層紫外光固化涂料，固化形成紫外光固化涂層；(d)涂覆耐指紋涂料。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述聚氨酯漆含有羥基丙烯酸樹脂、固化劑、第一附著力促進劑、稀釋劑和助劑。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于以所述聚氨酯漆的質(zhì)量為基準，其中所述羥基丙烯酸樹脂的含量為2040%，固化劑的含量為510%，第一附著力促進劑的含量為0.15.0%，稀釋劑的含量為5070%，助劑的含量為1%5%。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述第一附著力促進劑為有機硅氧烷類。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述紫外光固化涂料含有活性稀釋單體、低聚樹脂、光引發(fā)劑、第二附著力促進劑、稀釋劑和助劑。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于以所述紫外光固化涂料的質(zhì)量為基準，其中所述活性稀釋單體的含量為1%10%，低聚樹脂的含量為25%40%，光引發(fā)劑的含量為0.42%，第二附著力促進劑的含量為0.13.0%，稀釋劑的含量為5060%，助劑的含量為15%。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述第二附著力促進劑為氨改性硅烷化合物。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述聚氨酯涂層的厚度為1015微米，烘烤溫度為7014(TC，烘烤時間為1060min;所述紫外光固化涂層的厚度為1020微米，固化溫度為6080°C，固化時間為210min，固化能量為6001200mJ/cm2。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述方法還包括在形成聚氨酯涂層之前對不銹鋼板進行物理氣相沉積處理。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述耐指紋涂料涂覆的厚度為13微米。全文摘要本發(fā)明提供了一種鏡面不銹鋼的制備方法，包含脫脂、形成PU涂層、UV涂層以及涂覆耐指紋涂料四個步驟。本發(fā)明所提供的方法，在不銹鋼板表面形成硬度較低的聚氨酯涂層，增強了不銹鋼板表面與聚氨酯涂層以及聚氨酯涂層與紫外光固化涂層之間的附著力；同時聚氨酯涂層表面形成高硬度的紫外光固化涂層，提高了涂層的硬度和耐磨性。文檔編號B05D1/38GK101722138SQ20081021678公開日2010年6月9日申請日期2008年10月17日優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日發(fā)明者吳平,戚仁宏,楊柱,胡文申請人:比亞迪股份有限公司