有机涂层钢板的涂料与覆膜

1、有机涂层钢板的涂料与覆膜刘相华王国栋中图分类号： tg306; tg355.86 文献标识码： a the coating materials and filming of the organic coated sheetliu xiang-hua, wang guo-dong (the state key lab. of rolling & automation, northeastern university, shenyang 110006, china)1 工业涂装用涂料钢板上的涂层可起到保护金属和美观的作用，如防锈及着色等。有时还利用涂层来实现一些特殊的功能，如改善润滑、提高

2、深冲性能等。涂层的效果与涂料有密切关系。因此，研究有机涂层钢板的一项重要内容是选择合适的涂料，分析涂膜的构成与性能。1.1 预涂膜钢板在加工成形前进行涂层的钢板称为预涂膜钢板，50 年代即有这种钢板生产。由于涂膜在成膜后还要经受成形加工，故要求涂膜材料具有耐加工性能。最初的预涂膜钢板采用醇酸树脂系单层涂料，以后出现了双涂层烘烤型预涂膜钢板，并在建材领域得到了广泛应用。随着技术的进步，又出现了能满足硬度、成形性均有很高要求的预涂膜钢板，使其应用领域扩大到家电用板。预涂膜钢板一般厚0.251.20mm ，宽 6001200mm ，以冷轧板卷为主。通常，涂装前要进行表面预处理（化学处理或清洗处理），

3、然后采用高速涂装高温短时间烘烤处理，进行预涂膜钢板的连续性生产。1.2 涂膜的构成与涂装工艺简述下面以聚酯类建材用板为例，介绍预涂膜钢板涂膜的构成与涂装工艺。钢板的上下面涂层不同，如图1 所示1。图 1 镀锌预涂膜钢板的涂层构成1表层涂膜 1320m ；2基层涂膜 38m ；3表面处理层； 4镀锌层； 5钢板； 6镀锌层；7表面处理层； 8底面涂膜 515m 基层涂料一般膜厚38m （干燥后膜厚），对后续有成形加工的场合， 厚度也可以再大些。 底面涂料的涂膜厚度515m （干燥后膜厚）。根据生产线构成的不同，也有时将基层与底面的涂装同时进行。基层与底面涂装后，在烘干炉内经2060s 加热烘干，

4、冷却下来，然后涂装表层涂膜，其厚度为1320m （干燥后膜厚），采用聚氯乙烯涂料时，厚度可达 100125m 。表层涂装后再进入另一烘干炉经2565s 加热干燥，冷却后卷取完成涂装。烘干炉内的加热温度控制很重要，板材达到的最高温度为 180250。 整条生产线在 30150m min高速下运行，具有很高的生产效率。1.3 涂料的成分、功能及用途预涂层涂料的成分分类如表1 所示，典型涂料的用料及其功能和用途见表 2。表 1 涂料的成分分类涂料构成主要成分颜料着色颜料，防锈颜料，体质颜料树脂无油聚酯，高分子聚酯，丙烯基树酯，醇酸环氧树脂，溶液型聚氟乙烯树脂，复合树脂等等溶剂碳化氢，酯类，醚类，酮类

5、等可塑剂酞酸酯，脂肪族酯等添加剂消泡剂，标志剂，润滑剂，界面活性剂等其他触媒，充填剂（有机、无机），功能添加剂（导电物，磁性物，抗菌剂等）表 2 预涂层涂料概况种类市场涂料涂装条件功能用途膜厚m 烘干温度表层涂装一般建材聚酯类，硅铜酯类1320 200230 耐候性*屋面板内装修建材高分子酯类1520 230 加工性外墙板聚氯乙烯类30100 200 耐划伤装饰板耐久性建材氟化物类20 250 色彩防雨板聚氯乙烯类125250 200 创意置物板家电用材高分子酯类1520 200230 冰箱，洗衣机汽车用材环氧树脂类0.5 1.3 140 耐蚀性轿车内板基层涂装环氧树脂类等38 190230

6、密着性底层涂装醇酸类，环氧类515 190230 耐蚀性*耐候性、加工性等是一般建材、内装修建材、耐久性建材、家电用材共有的功能。2 工业用塑料覆膜有机覆膜钢板可分为涂料型预涂层钢板和塑料贴膜型覆膜钢板。生产贴膜型钢板首先要制备单层厚度稍厚一些的热可塑性树脂膜。这种膜应具备耐蚀性、耐久性和良好的创意。近年来塑料贴膜钢板发展很快，品种多样化，产量增加，广泛用于建材、室内装修、家电、钢制家具和各种家庭用品等。有机覆膜的种类很多，下面介绍4 种常用的热可塑性树脂膜。2.1 乙烯基覆膜乙烯基覆膜是在乙烯基树脂（pvc ）中加入可塑剂、热稳定剂、着色剂等制成的热可塑性树脂膜， 它是一种配合剂选择范围很广

7、的合成树脂，可以通过控制其配合处方来改变其性能，以获得所需要的力学性能、热性能和使用性能。一种典型的乙烯基覆膜的性能见表3。表 3 乙烯基覆膜的性能2性能试验标准硬质乙烯软质乙烯力学性能比重astmd 1505 63t 1.20 1.50 1.201.50 拉伸强度 mpa astmd 822 61t 4.9 7.0 1.0 3.9 延伸率astmd 822 61t 25 150500 冲击强度 kg.cm(25m时) 1220 化学性能吸水率（ 24h，23）astmd 570 63 少量少量透湿度 g.m2（24h，25）astme 9666 （e）0.35 2.00 2.0 10.0 透

8、气性（co2） ml.100m2（24h） astmd 1434 63 2050 1003000 耐强酸astmd 543 63t 优秀良好耐水性astme 96 63t 优秀优秀耐日光astmd 1435 58 良好良好热性能耐热性astmd 759 48 6693 6693 耐寒性astmd 759 48 46 燃烧性astme 1433 58 迟自消迟自消燃烧速度 s 0.2 1.7 0.2 1.7 导电性诱电率 mhz astmd 150 64 2.8 3.1 3.3 4.5 绝缘电压 v(25m时) 4251300 2501000 体积电阻率 .cm 1016101110142.2

9、聚酯基覆膜一般所用的热可塑性聚酯树脂可分为聚酯对酞酸盐（pet ）、聚丁烯对酞酸盐（ pbt ）等，其中 pet早在 40 年代就有生产，被用作纤维、薄膜、容器、注射成形原料等。pet树脂由对酞酸和乙二醇经重合反应制成。pet原料经熔融挤压制成薄板，通过纵向延伸机在纵向给予34 倍的延伸， 然后经预热、 34倍的横向延伸、热处理、冷却等工序制成薄膜。未经延伸变形的pet薄板白浊发脆，经纵横2 个方向的延伸后，内部组织改善，力学性能和热性能优良。2.3 丙烯基树脂覆膜广义上所说的丙烯基树脂包含在聚甲基丙烯酸酯之中，一般使用的是以甲基丙烯酸甲酯（ pmma）为主的重合体。 30 年代就已开始甲基丙

10、烯酸盐的生产，用挤压法成形来生产薄膜。 pmma 树脂的特点是耐候性能好，易着色，可生产从无色到各种颜色的薄膜。2.4 氟基树脂覆膜广义的氟基树脂是指在其分子中含有氟元素的高重合体。狭义的氟基树脂是指如表 4 所示的由氟原子置换聚乙烯及其诱导体中的氢原子所得到的树脂。表 4 几种氟基树脂薄膜及其性质树脂简称名称熔融粘度 pa.s 熔点最高连续使用温度 对水接触角（）pvf 氟化乙烯基树脂195205 150 80 etfe 4 氟化乙烯乙烯共重合树脂103104300330260 150 96 fep 4 氟化乙烯 6 氟化丙烯共重合树脂4（103104）380270 200 114 pvf

11、、etfe 、fep等氟基树脂膜如同一般的热可塑性树脂膜，可挤压成形，而且耐热性、耐污染性、电气性能和化学性能优良。其中，pvf覆膜钢板可用作建筑物的外装饰、高速公路的隔音板等；etfe覆膜钢板可用作厨房墙壁、书写白板等；fep覆膜钢板因具有阻燃性，可用作电缆保护，医用储藏器等。3 覆膜的成形制备pvc 类材料可用压光成形法来制备覆膜，其主要工序有：（1）配料；（2）搅拌均匀化；（ 3）加工成形与压光；（ 4）压印花纹；（ 5）冷却；（6）卷取等。首先，按确定的比例将原料树脂和可塑剂、配合剂等装入配料机混合，然后在振动式搅拌机里搅拌均匀。经搅拌均匀的原料按给料量供给下步工序挤压成形。已成形的薄带需要压光，压光工序由35根压光辊来完成。压光后为增加外观美感进行花纹压印，经冷却后卷取成为覆膜材料卷。 为检测覆膜的尺寸精度， 在卷取