本發(fā)明涉及一種彩色覆膜鋼板，具體涉及一種環(huán)保型耐腐蝕單層pet彩色覆膜鋼板，屬于復(fù)合材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，彩色覆膜板一般是以成卷的鍍鋅鋼板、冷軋鋼板等為基材進(jìn)行表面脫脂清洗、化學(xué)涂覆處理，在基板表面形成一層化學(xué)轉(zhuǎn)化膜之后涂覆膠水并覆膜而成的一種產(chǎn)品。覆膜鋼板不僅具有普通涂層鋼板的優(yōu)點(diǎn)，還可根據(jù)需要定制各種不同花紋和圖案，已廣泛應(yīng)用于家電、建筑、辦公、家具等行業(yè)。

現(xiàn)在市場上的覆膜鋼板多為pvc覆膜鋼板及pvc+pet覆膜鋼板，這兩類覆膜鋼板使用的薄膜均涉及pvc材質(zhì)，pvc的制作成本較高，需使用到增塑劑，而增塑劑已被列入到rohs候選限制物質(zhì)清單，并且pvc層易被壓傷，不耐刮。此外，作為基材的鋼板長期處于干濕交替、日光暴曬、微生物附著等不同環(huán)境中，易發(fā)生不同程度的腐蝕，其耐腐蝕性、耐候性(耐濕、耐熱、耐鹽霧等)還需進(jìn)一步提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有彩色覆膜鋼板存在的缺陷，本發(fā)明經(jīng)過研究改進(jìn)，提供一種環(huán)保型耐腐蝕單層pet彩色覆膜鋼板，該覆膜鋼板兼具裝飾美觀性、良好的耐腐蝕性和物理機(jī)械性能，符合環(huán)境友好型材料發(fā)展方向。

為實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種環(huán)保型耐腐蝕單層pet彩色覆膜鋼板，包括鋼板基材，所述鋼板基材在正面和背面均依次層疊化涂層和石墨烯-水溶性有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂底漆層，正面所述水溶性有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂底漆層上貼覆pet膜，其上再貼覆pe保護(hù)膜；優(yōu)選地，所述pe保護(hù)膜厚度為40～50μm。

所述化涂層為鉻酸鹽化學(xué)預(yù)處理液成膜；

所述石墨烯-水溶性有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂底漆層包括重量配比為4：1的a組分和b組分，其中：

所述a組分包括：

等份的650目、900目、1100目、1300目球型鋅粉86～90wt％

等份的納米二氧化硅和納米二氧化鈰7～9wt％

800目絹云母粉1～5wt％

所述b組分包括：

其中，所述石墨烯-水溶性有機(jī)硅改性內(nèi)烯酸樹脂包括以下重量配比的組分：

水溶性有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂65～77wt％

硅烷偶聯(lián)劑19.5～32.5wt％

氧化石墨烯0.1～4.0wt％

所述石墨烯-水溶性有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂的制備方法為：將所述硅烷偶聯(lián)劑加去離子水稀釋成硅烷偶聯(lián)劑水分散液；將該水分散液加入所述水溶性有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂中均勻混合形成混合溶液；將所述氧化石墨烯的水分散液加入上述混合溶液，即得；

所述覆膜鋼板具體制備工藝如下：

步驟一：開卷，清洗，烘干；

步驟二：用濃度為25～50wt％的鉻酸鹽化學(xué)預(yù)處理液對所述鋼板基材兩面進(jìn)行鈍化處理，烘干，得化涂層；

步驟三：在上述化涂層上涂覆所述石墨烯-水溶性有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂底漆層，厚度為5～8μm，于150～210℃烘干固化；

步驟四：在正面所述石墨烯-水溶性有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂底漆層上貼覆pet膜；

步驟五：將pe膜直接貼覆于上述底漆層，即得。

具體地，所述氧化石墨烯通過改進(jìn)hummers方法制備。

具體地，所述助劑包括但不限于消泡劑和潤濕劑。

更優(yōu)選地，所述石墨烯-水溶性有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂包括以下重量配比的組分：

水溶性有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂71wt％

硅烷偶聯(lián)劑27.5wt％

氧化石墨烯1.5wt％。

與傳統(tǒng)彩色覆膜鋼板相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明只需在清洗、化涂后的鋼板基材表面涂一層石墨烯-水溶性有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂底漆后直接貼覆pet薄膜和保護(hù)膜后即可得到成品。一方面，本發(fā)明用特制石墨烯-水溶性有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂底漆代替pvc層，降低了成本，減少了對環(huán)境的污染，并且與普通pvc相比更薄，提高彩色覆膜板的耐刮傷性、耐壓性；另一方面，石墨烯-復(fù)配鋅粉-納米二氧化硅/納米二氧化鈰對基材的耐腐蝕性能具有協(xié)同增效作用：本發(fā)明底漆以水溶性有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂為基體，加入氧化石墨烯和硅烷偶聯(lián)劑，偶聯(lián)劑將涂層和基材橋連，且氧化石墨烯表面富含官能團(tuán)，使得底漆涂層與鋼板基材之間產(chǎn)生良好的結(jié)合力；氧化石墨烯是碳原子緊密堆積而成的單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)，有極大的比表面積，具有小尺寸效應(yīng)，可填充到涂料孔隙中阻止和延緩腐蝕性小分子介質(zhì)進(jìn)入金屬基材，對小分子產(chǎn)生良好的物理阻隔作用，同時與涂料本身有良好的相容性，從而大大提高鋼板的耐腐蝕性；等份650目、900目、1100目、1300目球型鋅粉的復(fù)配，產(chǎn)生的空隙小，可提高底漆的屏蔽性，增強(qiáng)覆膜鋼板的耐腐蝕性；底漆中特別添加了等份的納米二氧化硅和納米二氧化鈰，此類超微細(xì)粉體可參與底漆固化并形成特殊的屏蔽層，可有效隔絕腐蝕介質(zhì)，從而進(jìn)一步提高覆膜鋼板的耐腐蝕性能。

綜上，本發(fā)明覆膜鋼板既具備裝飾美觀性，又具備優(yōu)良的耐腐蝕性、耐候性和物理機(jī)械綜合性能，環(huán)境友好，可廣泛應(yīng)用于建筑、家具、家電產(chǎn)品等行業(yè)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合幾個具體實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但不對本發(fā)明的權(quán)利要求做任何限定。

實(shí)施例1～實(shí)施例4單層pet彩色覆膜鋼板成品的石墨烯-水溶性有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂底漆層涂料各組分及重量配比參見表1。

表1

實(shí)施例1～實(shí)施例4中石墨烯-水溶性有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂底漆層涂料的具體制備方法如下：

按照表1所示重量配比將等份的650目、900目、1100目、1300目球型鋅粉、等份的納米二氧化硅和納米二氧化鈰以及800目絹云母粉投入攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢杌旌匣靹?，得a組分；按照表1所示重量配比，先將硅酸鉀和硅酸鋰用攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢杌靹?，再慢慢加入六鈦酸鉀晶須，在不斷攪拌的條件下加入石墨烯-水溶性有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂和助劑，最后加入去離子水，繼續(xù)攪拌混勻，得組分b。將a組分和b組分按照4∶1的重量配比混合攪拌均勻，制得石墨烯-水溶性有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂底漆層涂料。

上述石墨烯-水溶性有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂的制備方法如下：

采用改進(jìn)hummers方法將制備氧化石墨，將氧化石墨加入去離子水，通過超聲剝離得到氧化石墨烯水分散液；將硅烷偶聯(lián)劑加去離子水稀釋成硅烷偶聯(lián)劑水分散液；然后，將該硅烷偶聯(lián)劑水分散液加入水溶性有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂中均勻混合形成混合溶液；將氧化石墨烯的水分散液加入上述混合溶液，即得石墨烯-水溶性有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂。

實(shí)施例1～實(shí)施例4單層pet彩色覆膜鋼板的制備方法如下：

步驟一：開卷，清洗，烘干；

步驟二：用濃度為30wt％的鉻酸鹽化學(xué)預(yù)處理液對鋼板基材兩面進(jìn)行鈍化處理，烘干，得化涂層；

步驟三：在上述化涂層上涂覆石墨烯-水溶性有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂底漆層涂料，厚度為5～8μm，于200℃烘干固化，得石墨烯-水溶性有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂底漆層；

步驟四：在正面的石墨烯-水溶性有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂底漆層上通過聚氨酯熱熔膠貼覆pet膜，冷卻；

步驟五：將厚度40μm的pe膜直接貼覆于上述底漆層，即得成品。

成品性能測試

對實(shí)施例3中的單層pet彩色覆膜鋼板及其底漆層的部分性能指標(biāo)進(jìn)行測試。采用電化學(xué)阻抗法測定涂層的耐腐蝕性能，用三電極測試體系，覆蓋有石墨烯-水溶性有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂底漆層的電鍍鋅鋼板作為工作電極，ag/agcl作為參比電極，3.5％的nacl水溶液作為腐蝕介質(zhì)，施加5mv擾動電壓信號，測試頻率范圍為0.1～10000hz。測試結(jié)果和所依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)參見表2。

表2成品及底漆層性能測試結(jié)果

由上表數(shù)據(jù)可知，本發(fā)明單層pet彩色覆膜鋼板及其底漆層具有優(yōu)良的耐蝕性和物理機(jī)械性能，底漆層與基材具有較好的附著力。

如無特殊說明，以上實(shí)施例所使用的原料和試劑均為市售通用產(chǎn)品。

可以理解的是，以上關(guān)于本發(fā)明的具體描述，僅用于說明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實(shí)施例所描述的技術(shù)方案。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換，以達(dá)到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。