專利名稱：一種抗污、耐指紋不銹鋼板及其制備方法
技術領域：
本發明屬于特種不銹鋼材料領域，具體為一種表面具有抗污、耐指紋不銹鋼制品及其生產工藝。
背景技術：
不銹鋼是一種銀白色具有優異的耐蝕性、耐磨性、韌性及工藝性的合金鋼，其優良的力學性能、較好的化學穩定性及無毒等特性使其廣泛地應用于宇航、海洋、醫藥、核能工程、石油化工等方面。此外，建筑行業、家用器具、廚房設備、汽車工業、辦公用品等的表面裝飾也采用不銹鋼，它精美的自然表面可提供美感和清潔感。但不銹鋼材料在使用過程中，經常會接觸到腐蝕性的液體，如酸、堿等，從而發生腐蝕。有時，不銹鋼制品會長期在潮濕陰暗的環境使用，也會導致不銹鋼制品的腐蝕。而且，不銹鋼表面具有極好的親水親油性能， 不銹鋼也存在手汗和油脂污染的問題，光潔的不銹鋼表面的指紋很難去除。因此，人們常常采用一些適當的表面處理辦法，增強不銹鋼制品抗腐蝕。比如，在不銹鋼表面進行鉻的鈍化，使不銹鋼表面形成一層保護膜，或者不銹鋼表面涂上一層氧化物薄膜，保護不銹鋼表面免受外界的腐蝕。但是采用上述方法對不銹鋼表面進行保護，工藝復雜，生產成本高，而且，還會造成對環境的污染如鉻離子對環境的污染。此外，對于一些低鎳或者不含鎳的鐵素體不銹鋼產品，雖然其表面有一層鈍化表面膜保護。但是在運輸和加工的過程中，這一層膜經常會受到破壞，導致產品的耐腐蝕性和抗指紋性能顯著降低，繼而影響產品的外觀和使用壽命。因此，尋求一種低成本，生產工藝簡單的耐腐蝕，耐指紋的產品是當前急待解決的問題。發明專利CN01110505. 4提供了一種對金屬材料賦予鍍鋅板優越的耐腐蝕和耐指紋性的不含鉻的金屬表面處理劑。但是這種處理劑含多種金屬化合物，成分復雜，生產成本高。國外雖已有相關產品，但也未見有耐指紋不銹鋼產品的性能和生產工藝的公開報道，或者所采用的耐指紋不銹鋼生產工藝復雜，并可能會對環境帶來潛在的污染威脅(專利JPl 1269660，JP63291665，JP63116783)。最理想的方法是在不銹鋼表面涂布一層樹脂涂層，對普通不銹鋼進行表面改性，提高其耐污耐蝕和抗指紋能力，以滿足人們對材料的高檔次及多樣化裝飾性要求。涂布在不銹鋼表面的丙烯酸樹脂涂層具有色淺，透明度高，色正， 保光，光亮豐滿，耐熱，附著力強，堅韌等特點，但是丙烯酸樹脂涂料的耐老化性能，抗紫外性，及抗指紋性能不夠好。在本申請以前的專利中(CN 101215438)，公開了一種抗污耐老化不銹鋼涂料及其制備方法。這種丙烯酸樹脂不銹鋼涂料具有優越的耐老化能力和抗紫外性能，比現有普通丙烯酸樹脂涂料具有更長的使用壽命和更好的抗抗污耐老化效果。當它用于不銹鋼表面保護的時候，可使不銹鋼制品具有更為優秀的耐污和抗老化性能，極大的提升了不銹鋼制品的質量和檔次。其成膜物包括含氟樹脂、水性聚氨酯、環氧樹脂，填料中包括納米二氧化硅，將丙烯酸樹脂溶解于溶劑中，再加入成膜物，其成本較高，制備工藝復雜， 且含氟樹脂的加入量需嚴格控制，加入量過高，會導致涂層材料發生相分離，使獲得涂層保護的不銹鋼板表面產生嚴重的色差，并極大地影響涂層材料和鋼板之間的結合能力。加入量過低，會極大地降低不銹鋼表面的耐污、抗指紋能力。
發明內容
本發明目的是，解決現有不銹鋼，特別是低鎳以及鐵素體不銹鋼抗污、耐指紋性能不夠好問題，不能滿足人們的使用要求，并且成本較低，加工的エ藝性能好。本發明的技術方案是抗污、耐指紋不銹鋼，其特征是由不銹鋼板材，聚合物涂層材料組成，不銹鋼板材包括奧氏體不銹鋼以及低鎳或無鎳的鐵素體不銹鋼，其聚合物涂層材料由丙烯酸樹脂，成膜物，無機納米填料，溶劑以及助劑混合而成；成膜物包括氨基樹脂、 環氧樹脂，各成分重量比為丙烯酸復合樹脂30-50份，成膜物包括氨基樹脂5-20份，環氧樹脂5-15份，無機納米填料1-5份，溶劑40-50份，助劑10-20份；將丙烯酸復合樹脂溶解于溶劑中，再加入成膜物、無機納米填料及助劑，球磨混合均勻制備得涂料；涂料在不銹鋼板上形成涂層，涂層固化后，涂層材料的厚度為1-10微米。溶劑為丁醇或醋酸丁酷，或者是丁醇與醋酸丁酷混和使用(二者質量比為1-2份比1-2份)。無機納米填料為納米ニ氧化鈦、納米氧化鋅或納米ニ氧化硅中的ー種或幾種， 納米無機納米顆粒的粒徑小于200納米。助劑包括防銹劑、流平劑、消泡劑、分散劑、固化劑，重量比為防銹劑0. 005-0. 01 份、流平劑0. 005-0. 01份、消泡劑0. 005-0. 01份、分散劑0. 01-0. 05份、固化劑10-25份。丙烯酸復合樹脂按如下重量比用溶液聚合法制得甲基丙烯酸甲酯20-35份，甲基丙烯酸10-20份，丙烯酸丁酯5-20份，丙烯氰5-10份，丙烯酸羥こ酯10-20份，苯こ烯 5-10份，過硫酸銨1-2份，丁醇20-30份，醋酸丁酷10-20份。本發明中聚合物涂層材料的制備方法將丙烯酸復合樹脂溶解于溶劑中，再加入成膜物、填料及助劑，球磨混合均勻。填料中的無機納米材料需要進行偶聯劑進行表面改性處理，如鈦酸酯偶聯劑或硅燒偶聯劑。生產エ藝包括，表面清洗，風干，涂層涂布，高溫固化，卷材入庫。生產エ藝中的表面清洗只采用堿性水洗，再以涂料在不銹鋼板上形成涂層，無需特殊的清洗步驟。不銹鋼表面的污潰及指紋可以采用水洗和和擦拭的方式除去。無機納米填料不但能增強涂層和基板的結合能力，增強涂層的硬度，而且，因為無機納米材料的納米效應，能夠賦予涂層更好的耐污、抗指紋能力以及耐老化能力。本發明中所用聚合物涂層材料的溶劑選用丁醇、醋酸丁酯或兩者混合物，對環境污染非常小，是ー種環保型的涂層材料。在表面清洗過程中，無需強酸、強堿或者沸水條件處理鋼板表面，只需采用自制的表面清洗劑浸泡不銹鋼板1-5分鐘，然后用自來水以及去離子水分別淋洗3遍，然后風干即可。在表面清洗過程中，エ藝簡單，產生的廢水少，對環境的污染小。在不銹鋼表面的聚合物涂層固化エ藝中，可以采用噴涂或者輥涂的エ藝將涂層材料涂布于不銹鋼板材表面，經高溫固化即可。其固化溫度小于200度，固化時間小于半小吋。相比于傳統的鋼板表面的涂層材料的固化エ藝，固化溫度低，固化時間短，有力的降低的生產成本和能耗，提高了生產效率。本發明的有益效果是本發明所制備的抗污、耐指紋不銹鋼產品，對常規的污染物 (如油潰，調味品，顔料)有很好的防腐能力。鋼板表面的污染物或者指紋，可以方便的通過水洗或者擦洗的方法除去。其表面涂層對有機溶劑(酒精、汽油等)、酸、堿有很好的抵抗力。通過發現在復合的丙烯酸樹脂中添加合適的助劑和納米材料，調整不同組分之間的比例，不添加含氟助劑，也可以獲得具有抗污耐指紋不銹鋼涂料，目前，在國內還沒有耐指紋不銹鋼板的專利的報道。本發明耐指紋涂料和獨特的生產工藝，制備了性能良好的一種抗污、耐指紋不銹鋼。而且加工工藝簡便，成本較低。
圖I是耐污、抗指紋不銹鋼板表面平整度照片。
具體實施例方式本發明中的耐污、抗指紋不銹鋼，由不銹鋼板材，聚合物涂層材料組成。不銹鋼板材包括奧氏體不銹鋼以及低鎳或無鎳的鐵素體不銹鋼。其聚合物涂層材料由丙烯酸樹脂， 成膜物，無機納米填料，溶劑以及助劑混合而成。其生產工藝包括，表面清洗，風干，涂層涂布，高溫固化，卷材入庫。在表面清洗過程中，無需強酸、強堿或者沸水條件處理鋼板表面， 只需采用自制的表面清洗劑浸泡不銹鋼板1-5分鐘，然后用自來水以及去離子水分別淋洗 3遍，然后風干即可。下面結合具體實施例說明本發明。本發明中，不銹鋼選用430不銹鋼，樹脂為自制，環氧樹脂為巴陵的CYD115或 CYD127 ;氨基樹脂為氰特的CYMEL303，CYMEL688，CYMEL325，流平劑為有機硅流平劑，可選用MS-132，FL0W 300或SER-AD FX 100流平劑，消泡劑可選用消泡劑7010，消泡劑7501，或消泡劑X-Ol ;分散劑可以為EFKA-765，EFKA-701或EFKA-66。實施例I丙烯酸復合樹脂按如下重量比用溶液聚合法制得甲基丙烯酸甲酯30份，甲基丙烯酸15-16份，丙烯酸丁酯5份，丙烯氰5-6份，丙烯酸羥乙酯15-16份，苯乙烯6_7份，過硫酸銨1-2份，丁醇30份，醋酸丁酯11份。制得的丙烯酸復合樹脂溶解于溶劑中(未干燥)， 再加入加入納米二氧化硅O. 5，氨基樹脂15，環氧樹脂15，防銹劑O. 005，流平劑O. 005，消泡劑O. 005，分散劑O. 01，固化劑30，球磨I小時，混合均勻得到透明溶液。成膜物、填料及助劑，球磨混合均勻得本發明聚合物涂層。將430不銹鋼板材浸入一含有表面清洗劑的池子中，清洗3分鐘，再分別用自來水，去離子水淋洗3遍，風干10分鐘后，將配置的聚合物涂層材料采用輥涂涂布于鋼材表面，190度固化10分鐘，自然冷卻，質檢入庫。實施例2在IOOg丙烯酸樹脂中，加入IOOg 丁醇，使丙烯酸樹脂完全溶解后，加入納米二氧化鋅Ig與納米二氧化鈦lg，氨基樹脂10g，環氧樹脂20g，防銹劑O. 005g,流平劑O. 005g,消泡劑O. 005g，分散劑O. Olg,固化劑30g，球磨I小時，混合均勻得到透明溶液。將430不銹鋼板材浸入一含有表面清洗劑的池子中，清洗3分鐘，再分別用自來水，去離子水淋洗3遍，風干10分鐘后，將配置的涂層材料采用輥涂涂布于鋼材表面，190度固化10分鐘，自然冷卻，質檢入庫。
上述納米無機納米顆粒的粒徑最大成分分布粒徑為50納米，上述納米無機納米顆粒經硅烷偶聯劑處理更好。實施例3在IOOg丙烯酸樹脂中，加入IOOg 丁醇，使丙烯酸樹脂完全溶解后，加入納米ニ氧化鈦0. 5g、納米氧化鋅lg，氨基樹脂15g，環氧樹脂15g，防銹劑0. 005g,流平劑0. 005g,消泡劑0. 005g，分散劑0. Olg,固化劑30g，球磨I小時，混合均勻得到透明溶液。將430不銹鋼板材浸入一含有表面清洗劑的池子中，清洗5分鐘，再分別用自來水，去離子水淋洗3遍，風干10分鐘后，將配置的涂層材料采用輥涂涂布于鋼材表面，170度固化15分鐘，自然冷卻，質檢入庫。上述納米無機納米顆粒經鈦酯偶聯劑處理更好。納米無機納米顆粒的粒徑最大成分分布粒徑為50納米。實施例4在IOOg丙烯酸樹脂中，加入IOOg 丁醇，使丙烯酸樹脂完全溶解后，加入納米ニ氧化硅2g，氨基樹脂IOg,環氧樹脂20g,防銹劑0. 005g,流平劑0. 005g,消泡劑0. 005g,分散劑0. Olg,固化劑30g，球磨I小時，混合均勻得到透明溶液。將430不銹鋼板材浸入一含有表面清洗劑的池子中，清洗5分鐘，再分別用自來水，去離子水淋洗3遍，風干10分鐘后，將配置的涂層材料采用輥涂涂布于鋼材表面，180度固化15分鐘，自然冷卻，質檢入庫。附表實施例I所得耐污、抗指紋不銹鋼板測試結果
權利要求
1.抗污、耐指紋不銹鋼，其特征是由不銹鋼板材，聚合物涂層材料組成，不銹鋼板材包括奧氏體不銹鋼以及低鎳或無鎳的鐵素體不銹鋼，其聚合物涂層材料由丙烯酸樹脂，成膜物，無機納米填料，溶劑以及助劑混合而成；成膜物包括氨基樹脂、環氧樹脂，各成分重量比為丙烯酸復合樹脂30-50份，氨基樹脂5 — 20份，環氧樹脂5 — 15份，無機納米填料I 一 5份，溶劑40 — 50份，助劑10 — 20份；將丙烯酸復合樹脂溶解于溶劑中，再加入成膜物、無機納米填料及助劑，球磨混合均勻制備得涂料；涂料在不銹鋼板上形成涂層，涂層固化后， 涂層材料的厚度為1-10微米。
2.根據權利要求I所述的聚合物涂層材料，其特征是溶劑為丁醇或/與醋酸丁酷。
3.根據權利2所述的聚合物涂層材料，其特征是無機納米填料為納米ニ氧化鈦、納米氧化鋅或納米ニ氧化硅中的ー種或幾種，納米無機納米顆粒的粒徑小于200納米。
4.根據權利要求I所述的不銹鋼涂料，其特征是助劑包括防銹劑、流平劑、消泡劑、分散劑、固化劑，重量比為防銹劑0.005 -0.01份、流平劑0. 005 -0.01份、消泡劑0. 005 — 0. 01份、分散劑0. 01 一 0. 05份、固化劑10 — 25份。
5.根據權利要求I所述聚合物涂層材料，其特征是丙烯酸復合樹脂按如下重量比用溶液聚合法制得甲基丙烯酸甲酯20-35份，甲基丙烯酸10-20份，丙烯酸丁酯5-20份，丙烯氰5-10份，丙烯酸羥こ酯10-20份，苯こ烯5-10份，過硫酸銨I 一 2份，丁醇20-30份，醋酸丁酯10-20份。
6.根據權利要求2所述的聚合物涂層材料，其特征是填料中的無機納米材料需要進行偶聯劑進行表面改性處理。
7.根據權利要求I所述的抗污、耐指紋不銹鋼，其特征是生產エ藝包括，表面清洗，風干，涂層涂布，高溫固化，卷材入庫；采用噴涂或者輥涂的エ藝將涂層材料涂布于不銹鋼板材表面,經高溫固,其固化溫度小于200度，固化時間小于半小時。
8.根據權利要求I所述的抗污、耐指紋不銹鋼，其特征是生產エ藝中的表面清洗只采用堿性水洗，再以涂料在不銹鋼板上形成涂層。
9.根據權利要求I所述的抗污、耐指紋不銹鋼，其特征是不銹鋼表面的污潰及指紋可以采用水洗和和擦拭的方式除去。
10.根據權利要求3所述的抗污、耐指紋不銹鋼，其特征是聚合物涂層材料中無機納米填料為納米ニ氧化鈦、納米氧化鋅按1:1重量比混和，納米無機納米顆粒的粒徑最大成分分布粒徑為50納米。
全文摘要
一種抗污、耐指紋不銹鋼板及其制備方法由不銹鋼板材，聚合物涂層材料組成，不銹鋼板材包括奧氏體不銹鋼以及低鎳或無鎳的鐵素體不銹鋼，其聚合物涂層材料由丙烯酸樹脂，成膜物，無機納米填料，溶劑以及助劑混合而成；成膜物包括氨基樹脂、環氧樹脂。將丙烯酸復合樹脂溶解于溶劑中，再加入成膜物、無機納米填料及助劑，球磨混合均勻制備得涂料；涂料在不銹鋼板上形成涂層，涂層固化后，涂層材料的厚度為1-10微米。
文檔編號B32B15/08GK102602079SQ201210063840
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月12日 優先權日2012年3月12日
發明者朱善忠, 桑志宏, 沈學新, 胡勇, 黃立新 申請人:海門市森達裝飾材料有限公司