專利名稱：連續鋁卷板表面真空氣相沉積法鍍覆鋁膜或鋁錫合金膜的方法
技術領域：
本發明屬于鋁卷板的鏡面加工領域，具體提供了一種連續鋁卷板的表面鍍膜方法。
背景技術：
隨著經濟技術的發展，鋁板材的應用日益廣泛，尤其是鏡面鋁板作為一種高端鋁材，被越來越廣泛的應用于室內裝飾、機械設備，太陽能發熱發電等領域。常用的鋁板表面的處理技術主要是噴涂，輥涂或者陽極氧化，以追求鋁板表面的而不同效果。而鏡面鋁板的加工技術目前最成熟的主要是機械拋光技術和化學拋光技術，而且國內目前幾乎沒有成熟的生產廠家，該技術主要為日本住友等廠家掌握，國內的用戶也主要通過進口獲得貨源。本發明技術主要應用于鏡面鋁卷板的加工生產，也可以用于不銹鋼鏡面板的加工生產。目前常用的獲得鏡面鋁板或者鏡面不銹鋼板的方法是機械拋光和電化學拋光相結合的處理工藝。其原理是機械拋光時，拋光機上的拋光輪作高速旋轉，操作者將被拋光的制件表面以適當的壓力按壓在拋光輪上，這時因摩擦作用而產生高溫，使被拋光的表面容易發生變形而形成一層“加工變質層”。在旋轉著的摩擦力作用下，一方面表面的某些凸起部位被壓入，或移動一段距離后填入凹陷部位。這種削凸填凹的整平過程，以高速度大規模地反復進行，加上拋光膏的光亮化作用，結果就使原來較粗糙的制件表面，變得平滑而光通過機械拋光的制件表面非常活潑，非常容易于空氣中的氧氣發生氧化反應。故機械拋光后要獲得穩定的鏡面層就必須輔助以電化學拋光。電化學拋光的原理是化學拋光是利用鋁和鋁合金制作在酸性或堿性電解質溶液中的選擇性自溶解作用，來整平拋光制件表面，以降低其表面粗糙度的化學加工方法，同時由于化學藥液中濃硝酸或者濃硫酸的存在，可以使表面的光亮鋁層鈍化，從而暴露在空氣中得以穩定。鋁及鋁合金的純度對化學拋光的質量具有很大的影響，它的純度愈高，拋光質量愈好，反之就愈差。電化學拋光是采用簡要的粘性液膜理論進行的。機械拋光加電化學拋光技術生產鋁材鏡面板或者不銹鋼鏡面板的工藝技術有如下不足之處(1)由于鏡面效果的獲得主要通過機械摩擦作用獲得，從而生產效率低，能耗高。(2)生產過程中需要用到大量的濃硝酸、濃硫酸或者濃磷酸，污水排放量大，污染相對嚴重。( 成本高機械拋光輔助以電化學拋光技術的行業平均成本在30元/平米左右。真空氣相沉積技術目前已經廣泛應用于塑料件的表面處理，主要應用領域是手機、數碼相機等消費類電子產品的外部裝飾件或者結構件。將真空氣相沉積技術應用于連續鋁卷板的表面加工進而獲得鏡面鋁卷板還未見到相關報道。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明提供了一種在連續鋁卷板表面鍍膜的方法，該方法生產效率高，成膜效果好，成本大幅度下降，通過本發明的方法獲得的鏡面板反光效率> 92 %，可以廣泛應用于建筑裝飾行業。本發明的技術方案是一種連續鋁卷板表面真空氣相沉積法鍍覆鋁膜或鋁錫合金膜的方法，包括以下具體步驟(1)基片預處理除油一水洗一酸洗除氧化膜一洗滌一烘干；所述基片為鋁板或者鋁卷板；(2)輥涂或者噴涂底涂層將預處理后的基片輥涂或者噴涂一層有機涂料a，然后采用能量為800-1200毫焦/平方厘米的紫外光固化，并同時提供50°C -60°C的紅外線烘烤 5min_8min ；所述有機涂料a的主要組分的重量份如下單官能度環氧樹脂30份-40份、雙官能度丙烯酸樹脂20份-25份、單官能度活性稀釋劑15份-20份、1173或184光引發劑5 份-10份、乙酯8份-10份、功能型助劑3份-5份；(3)真空氣相沉積鍍覆鋁膜或鋁錫合金膜將上好底涂層的基片在真空鍍膜機中鍍膜，鍍膜采用的靶材為純度> 99. 98%的鋁金屬或鋁錫合金；真空室的壓力控制在 5X 10 以下，蒸發器采用氮化硼坩堝；(4)輥涂或者噴涂面涂層在鍍鋁膜或鋁錫合金膜后的基片輥涂或者噴涂一層有機涂料b，然后采用能量為600-1000毫焦/平方厘米的紫外光固化，并同時提供50°C -60°C 的紅外線烘烤5min-8min，即可；所述有機涂料b的主要組分的重量份如下單官能度改性丙烯酸樹脂30份-40 份、雙官能度丙烯酸樹脂20份-25份、雙官能度聚氨酯丙烯酸酯10份-15份、單官能度活性稀釋劑10份-15份、1173或184光引發劑4份-8份、乙酯5份-8份、功能型助劑3份-5 份。有機涂料a和有機涂料b中所述單官能度活性稀釋劑為月桂酸甲基丙烯酸酯或異冰片基丙烯酸酯。所述功能型助劑選自乙-羥基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、Β (371流平劑、 促進劑1270或促進劑2325。步驟(1)所述基片預處理的具體步驟為a)除油將鋁板或者鋁卷板在化學藥液中除油1-2分鐘，溫度控制在50°C -65°C ； 化學藥液的配方為氫氧化鈉30-50克/L，工業洗滌劑0. 5-1毫升/L，其余為水；b)水洗將化學除油后的鋁片或者鋁卷板置入溫水中清洗，水溫35°C _45°C，時間 20秒-30秒；c)酸洗除氧化膜將水洗過后的基片放入酸性溶液中去除氧化層；酸性溶液為 250-300毫升每升的硝酸溶液，反應時間控制在lmin-3min ；d)洗滌將酸洗過后的基片在35°C _45°C的水中洗滌20s-40s ；e)烘干50°C _70°C烘烤 5min_10min，預處理完成。步驟( 所述底涂層厚度為10-12微米，涂膜硬度在IH以上，對于鋁材的厚度達到0級。步驟C3)所述鋁膜或鋁錫合金膜厚度為0. 5-1微米，絕緣電阻> 2M歐姆，鏡面對可見光的反光率> 92%。
步驟(4)所述面涂層厚度為6-10微米，涂膜硬度在IH以上，耐彎折達到2T標準， 耐鹽霧性能達到中性5% NaCl水溶液48小時無變化，耐紫外老化達到120小時以上。步驟(4)之后再鍍覆一層起保護作用的塑料薄膜。下面對本發明做進一步解釋和說明本發明所述真空鍍膜機是現有的蒸發式鍍膜機，如肇慶市振華真空機械有限公司的ZHL-1800型高真空電阻蒸發鍍膜機。本發明所述有機涂料a和有機涂料b中的單官能度活性稀釋劑為常用的現有稀釋劑，如月桂酸甲基丙烯酸酯、異冰片基丙烯酸酯等。所述功能型助劑為市場上常用的助劑，如乙-羥基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、德國BI公司的371、迪高公司的附著力促進劑 1270,2325 等。本發明完全不同于目前常用的機械拋光和電化學拋光技術。目前常用的鋁板鏡面加工工藝，必須采用機械拋光和電化學拋光結合的方法，因為機械拋光過后的鋁板表面非常活潑，而且純機械拋光達到的反光度也不夠，必須輔助以電化學拋光獲得光亮如鏡的表面，使之反光度達到95%以上，同時電化學拋光也是一個鈍化穩定的過程。通過電化學藥液的鈍化處理，表面的鋁微粒才得以穩定存在。通過本發明的方法獲得的鏡面板反光效率一般在92%-94%，只比采用機械拋光和電化學拋光結合的方法差一點，可能會限制本發明在太陽能光伏行業的應用，但是作為建筑裝飾行業用材，該效果的完全足夠的，且工藝路線簡單，成本顯著降低。與現有技術相比，本發明的優勢在于(1)由于鏡面效果的獲得通過真空氣相物理沉積原理獲得，從而生產效率高，能耗相對較低。特別是在生產中的底涂層和面涂層采用紫外光固化技術，使得僅僅5-7分鐘左右即可完成底涂層或者面涂層的涂覆，生產效率非常高。(2)生產過程不需要用到任何分量的濃硝酸、濃硫酸或者濃磷酸，污水排放非常有限，相對傳統工藝污染物排放減少80%以上。(3)成本低機械拋光輔助以電化學拋光技術的行業平均成本在30元/平米左右，而真空氣相沉積技術獲得鏡面板的成本可以控制在20元/平米以內。由此可見，成本大幅度下降30%以上。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明做進一步的解釋和說明，實施例只是列舉并不是窮舉。實施例1 (1)基片預處理除油一水洗一酸洗除氧化膜一洗滌一烘干；所述基片為鋁板；a)除油將鋁板或者鋁卷板在化學藥液中除油2分鐘，溫度控制在50°C;化學藥液的配方為氫氧化鈉30克/L，工業洗滌劑為金華市弗魯克特科技有限公司生產的FLK-020 型除油劑，0. 5毫升/L，其余為水；b)水洗將化學除油后的鋁片或者鋁卷板置入溫水中清洗，水溫40°C，時間20 秒；c)酸洗除氧化膜將水洗過后的基片放入酸性溶液中去除氧化層；酸性溶液為250毫升每升的鹽酸溶液，反應時間控制在Imin ；d)洗滌將酸洗過后的基片在40°C的水中洗滌20s ；e)烘干60°C烘烤7min，預處理完成。(2)輥涂或者噴涂底涂層將預處理后的基片輥涂或者噴涂一層有機涂料a，提供 500C的紅外線烘烤5min，然后采用能量為800毫焦/平方厘米的紫外光固化，所述底涂層厚度為10微米，涂膜硬度在IH以上，對于鋁材的附著力達到0級。所述有機涂料a的主要組分的重量份如下單官能度環氧樹脂30份、雙官能度丙烯酸樹脂20份、單官能度活性稀釋劑為月桂酸甲基丙烯酸酯15份、1173光引發劑7份、乙酯8份、促進劑12704份；(3)真空氣相沉積鍍覆鋁膜或鋁錫合金膜將上好底涂層的基片在真空鍍膜機中鍍膜，鍍膜采用的靶材為純度為99. 98%的鋁金屬或鋁錫合金；真空室的壓力控制在 5 X 10 ,蒸發器采用氮化硼坩堝；所述鋁膜或鋁錫合金膜厚度為0. 6微米，絕緣電阻> 2M 歐姆，鏡面對可見光的反光率為92.8%。(4)輥涂或者噴涂面涂層在鍍鋁膜或鋁錫合金膜后的基片輥涂或者噴涂一層有機涂料b，提供50°C的紅外線烘烤6min，然后采用能量為900毫焦/平方厘米的紫外光固化，即可；所述有機涂料b的主要組分的重量份如下單官能度改性丙烯酸樹脂30份、雙官能度丙烯酸樹脂20份、雙官能度聚氨酯丙烯酸酯10份、單官能度活性稀釋劑為月桂酸甲基丙烯酸酯10份、1173光引發劑5份、乙酯5份、功能型助劑為BI371流平劑(德國比克化學生產)4份。所述面涂層厚度為8微米，涂膜硬度在進口三菱鉛筆IH以上，附著力為0級，涂層清澈透明。通過本工藝得到的鏡面板，表面涂層以及金屬薄膜層耐彎折達到2T標準，耐鹽霧性能達到中性5% NaCl水溶液48小時無變化，高溫高濕試驗結果為95%濕度和65攝氏度溫度條件下48小時無變化，耐紫外老化達到120小時以上，反光效率為92. 8%，成本低， 約為18元/平米。實施例2 (1)基片預處理除油一水洗一酸洗除氧化膜一洗滌一烘干；所述基片為鋁卷板；a)除油將鋁板或者鋁卷板在化學藥液中除油2分鐘，溫度控制在55°C;化學藥液的配方為氫氧化鈉45克/L，工業洗滌劑為金華市弗魯克特科技有限公司生產的FLK-010 型高效除油粉1毫升/L，其余為水；b)水洗將化學除油后的鋁片或者鋁卷板置入溫水中清洗，水溫40°C，時間30 秒；c)酸洗除氧化膜將水洗過后的基片放入酸性溶液中去除氧化層；酸性溶液為 300毫升每升的鹽酸溶液，反應時間控制在aiiin ；d)洗滌將酸洗過后的基片在40°C的水中洗滌40s ；e)烘干65°C烘烤6min，預處理完成。(2)輥涂或者噴涂底涂層將預處理后的基片輥涂或者噴涂一層有機涂料a，提供 55°C的紅外線烘烤7min，然后采用能量為900毫焦/平方厘米的紫外光固化；所述底涂層厚度為12微米，涂膜硬度在IH以上，對于鋁材的附著力達到0級。所述有機涂料a的主要組分的重量份如下單官能度環氧樹脂40份、雙官能度丙烯酸樹脂25份、單官能度活性稀釋劑為異冰片基丙烯酸酯20份、1173光引發劑9份、乙酯 9份、功能型助劑為2325型附著力促進劑(迪高公司生產)3. 5份；(3)真空氣相沉積鍍覆鋁膜或鋁錫合金膜將上好底涂層的基片在真空鍍膜機中鍍膜，鍍膜采用的靶材為純度為99. 98%的鋁金屬或鋁錫合金；真空室的壓力控制在 5 X 10 ,蒸發器采用氮化硼坩堝；所述鋁膜或鋁錫合金膜厚度為0. 8微米，絕緣電阻> 2M 歐姆，鏡面對可見光的反光率為93. 5%。(4)輥涂或者噴涂面涂層在鍍鋁膜或鋁錫合金膜后的基片輥涂或者噴涂一層有機涂料b，提供55°C的紅外線烘烤7min，然后采用能量為900毫焦/平方厘米的紫外光固化，即可；所述有機涂料b的主要組分的重量份如下單官能度改性丙烯酸樹脂40份、雙官能度丙烯酸樹脂25份、雙官能度聚氨酯丙烯酸酯15份、單官能度活性稀釋劑為異冰片基丙烯酸酯15份、1173光引發劑6份、乙酯6份、功能型助劑為BI333流平劑(德國比克化學生產)4份。所述面涂層厚度為10微米，涂膜硬度進口三菱鉛筆IH以上，附著力0級，漆膜清澈透明。(5)使用機械腹膜設備覆蓋一層PE膜，對產品起保護作用。通過本工藝得到的鏡面板，表面涂層以及金屬薄膜層耐彎折達到2T標準；耐鹽霧性能達到中性5% NaCl水溶液48小時無變化；高溫高濕試驗結果為95%濕度和65攝氏度溫度條件下48小時無變化；耐紫外老化達到120小時以上；該鍍膜后的鏡面板反光效率為93. 5%，成本低，約為19元/平米。
權利要求
1.一種連續鋁卷板表面真空氣相沉積法鍍覆鋁膜或鋁錫合金膜的方法，其特征是，包括以下具體步驟(1)基片預處理除油一水洗一酸洗除氧化膜一洗滌一烘干；所述基片為鋁板或者鋁卷板；(2)輥涂或者噴涂底涂層將預處理后的基片輥涂或者噴涂一層有機涂料a，然后采用能量為800-1200毫焦/平方厘米的紫外光固化，并同時提供50°C -60°C的紅外線烘烤 5min_8min ；所述有機涂料a的主要組分的重量份如下單官能度環氧樹脂30份-40份、雙官能度丙烯酸樹脂20份-25份、單官能度活性稀釋劑15份-20份、1173或184光引發劑5份-10 份、乙酯8份-10份、功能型助劑3份-5份；(3)真空氣相沉積鍍覆鋁膜或鋁錫合金膜將上好底涂層的基片在真空鍍膜機中鍍膜，鍍膜采用的靶材為純度> 99. 98%的鋁金屬或鋁錫合金；真空室的壓力控制在 5X 10 以下，蒸發器采用氮化硼坩堝；(4)輥涂或者噴涂面涂層在鍍鋁膜或鋁錫合金膜后的基片輥涂或者噴涂一層有機涂料b，然后采用能量為600-1000毫焦/平方厘米的紫外光固化，并同時提供50°C -60°C的紅外線烘烤5min-8min，即可；所述有機涂料b的主要組分的重量份如下單官能度改性丙烯酸樹脂30份-40份、雙官能度丙烯酸樹脂20份-25份、雙官能度聚氨酯丙烯酸酯10份-15份、單官能度活性稀釋劑10份-15份、1173或184光引發劑4份-8份、乙酯5份-8份、功能型助劑3份-5份。
2.根據權利要求1所述連續鋁卷板表面真空氣相沉積法鍍覆鋁膜或鋁錫合金膜的方法，其特征是，步驟(1)所述基片預處理的具體步驟為a)除油將鋁板或者鋁卷板在化學藥液中除油1-2分鐘，溫度控制在50°C-65°C;化學藥液的配方為氫氧化鈉30-50克/L，工業洗滌劑0. 5-1毫升/L，其余為水；b)水洗將化學除油后的鋁片或者鋁卷板置入溫水中清洗，水溫35°C-45°C，時間20 秒-30秒；c)酸洗除氧化膜將水洗過后的基片放入酸性溶液中去除氧化層；酸性溶液為 250-300毫升每升的硝酸溶液，反應時間控制在lmin-3min ；d)洗滌將酸洗過后的基片在35°C_45°C的水中洗滌20s-40s ；e)烘干50°C-70°C烘烤5min-10min，預處理完成。
3.根據權利要求1所述連續鋁卷板表面真空氣相沉積法鍍覆鋁膜或鋁錫合金膜的方法，其特征是，步驟( 所述底涂層厚度為10-12微米，涂膜硬度在IH以上，對于鋁材的厚度達到0級。
4.根據權利要求1所述連續鋁卷板表面真空氣相沉積法鍍覆鋁膜或鋁錫合金膜的方法，其特征是，步驟C3)所述鋁膜或鋁錫合金膜厚度為0. 5-1微米，絕緣電阻> 2M歐姆，鏡面對可見光的反光率> 92%。
5.根據權利要求1所述連續鋁卷板表面真空氣相沉積法鍍覆鋁膜或鋁錫合金膜的方法，其特征是，步驟(4)所述面涂層厚度為6-10微米，涂膜硬度在IH以上，耐彎折達到2T標準，耐鹽霧性能達到中性5% NaCl水溶液48小時無變化，耐紫外老化達到120小時以上。
6.根據權利要求1所述連續鋁卷板表面真空氣相沉積法鍍覆鋁膜或鋁錫合金膜的方法，其特征是，步驟(4)之后再鍍覆一層起保護作用的塑料薄膜。
7.根據權利要求1所述連續鋁卷板表面真空氣相沉積法鍍覆鋁膜或鋁錫合金膜的方法，其特征是，有機涂料a和有機涂料b中所述單官能度活性稀釋劑為月桂酸甲基丙烯酸酯或異冰片基丙烯酸酯。
8.根據權利要求1所述連續鋁卷板表面真空氣相沉積法鍍覆鋁膜或鋁錫合金膜的方法，其特征是，有機涂料a和有機涂料b中所述功能型助劑選自乙-羥基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、BI371流平劑、促進劑1270或促進劑2325。
全文摘要
本發明屬于鋁卷板的鏡面加工領域，具體提供了一種連續鋁卷板的表面真空氣相沉積法鍍覆鋁膜或鋁錫合金膜的方法。該方法包括以下步驟基片預處理→輥涂或者噴涂底涂層→真空氣相沉積鍍覆鋁膜或鋁錫合金膜→輥涂或者噴涂面涂層。該方法生產效率高，成膜效果好，成本大幅度下降，通過本發明的方法獲得的鏡面板反光效率＞92％，可以廣泛應用于建筑裝飾、燈具以及家電行業。
文檔編號C23C14/20GK102517547SQ20111044045
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月26日 優先權日2011年12月26日
發明者王維, 胡遠軍, 谷明增 申請人:長沙市巖田涂料科技有限公司