專利名稱：連續(xù)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(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋁卷板的鏡面加工領(lǐng)域，具體提供了一種連續(xù)鋁卷板的表面鍍膜方法。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，鋁板材的應(yīng)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(yīng)用于室內(nèi)裝飾、機(jī)械設(shè)備，太陽能發(fā)熱發(fā)電等領(lǐng)域。常用的鋁板表面的處理技術(shù)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(shù)目前最成熟的主要是機(jī)械拋光技術(shù)和化學(xué)拋光技術(shù)，而且國內(nèi)目前幾乎沒有成熟的生產(chǎn)廠家，該技術(shù)主要為日本住友等廠家掌握，國內(nèi)的用戶也主要通過進(jìn)口獲得貨源。本發(fā)明技術(shù)主要應(yīng)用于鏡面鋁卷板的加工生產(chǎn)，也可以用于不銹鋼鏡面板的加工生產(chǎn)。目前常用的獲得鏡面鋁板或者鏡面不銹鋼板的方法是機(jī)械拋光和電化學(xué)拋光相結(jié)合的處理工藝。其原理是機(jī)械拋光時(shí)，拋光機(jī)上的拋光輪作高速旋轉(zhuǎn)，操作者將被拋光的制件表面以適當(dāng)?shù)膲毫Π磯涸趻伖廨喩?，這時(shí)因摩擦作用而產(chǎn)生高溫，使被拋光的表面容易發(fā)生變形而形成一層“加工變質(zhì)層”。在旋轉(zhuǎn)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(dòng)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(guī)模地反復(fù)進(jìn)行，加上拋光膏的光亮化作用，結(jié)果就使原來較粗糙的制件表面，變得平滑而光通過機(jī)械拋光的制件表面非?；顫?，非常容易于空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)。故機(jī)械拋光后要獲得穩(wěn)定的鏡面層就必須輔助以電化學(xué)拋光。電化學(xué)拋光的原理是化學(xué)拋光是利用鋁和鋁合金制作在酸性或堿性電解質(zhì)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(xué)加工方法，同時(shí)由于化學(xué)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(wěn)定。鋁及鋁合金的純度對(duì)化學(xué)拋光的質(zhì)量具有很大的影響，它的純度愈高，拋光質(zhì)量愈好，反之就愈差。電化學(xué)拋光是采用簡(jiǎn)要的粘性液膜理論進(jìn)行的。機(jī)械拋光加電化學(xué)拋光技術(shù)生產(chǎn)鋁材鏡面板或者不銹鋼鏡面板的工藝技術(shù)有如下不足之處(1)由于鏡面效果的獲得主要通過機(jī)械摩擦作用獲得，從而生產(chǎn)效率低，能耗高。(2)生產(chǎn)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(duì)嚴(yán)重。( 成本高機(jī)械拋光輔助以電化學(xué)拋光技術(shù)的行業(yè)平均成本在30元/平米左右。真空氣相沉積技術(shù)目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于塑料件的表面處理，主要應(yīng)用領(lǐng)域是手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等消費(fèi)類電子產(chǎn)品的外部裝飾件或者結(jié)構(gòu)件。將真空氣相沉積技術(shù)應(yīng)用于連續(xù)鋁卷板的表面加工進(jìn)而獲得鏡面鋁卷板還未見到相關(guān)報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種在連續(xù)鋁卷板表面鍍膜的方法，該方法生產(chǎn)效率高，成膜效果好，成本大幅度下降，通過本發(fā)明的方法獲得的鏡面板反光效率> 92 %，可以廣泛應(yīng)用于建筑裝飾行業(yè)。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種連續(xù)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(yù)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(yù)處理后的基片輥涂或者噴涂一層有機(jī)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(shí)提供50°C -60°C的紅外線烘烤 5min_8min ；所述有機(jī)涂料a的主要組分的重量份如下單官能度環(huán)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(fā)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(jī)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(fā)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(jī)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(shí)提供50°C -60°C 的紅外線烘烤5min-8min，即可；所述有機(jī)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(fā)劑4份-8份、乙酯5份-8份、功能型助劑3份-5 份。有機(jī)涂料a和有機(jī)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(jìn)劑1270或促進(jìn)劑2325。步驟(1)所述基片預(yù)處理的具體步驟為a)除油將鋁板或者鋁卷板在化學(xué)藥液中除油1-2分鐘，溫度控制在50°C -65°C ； 化學(xué)藥液的配方為氫氧化鈉30-50克/L，工業(yè)洗滌劑0. 5-1毫升/L，其余為水；b)水洗將化學(xué)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(shí)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(yīng)時(shí)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(yù)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(duì)于鋁材的厚度達(dá)到0級(jí)。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(duì)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(dá)到2T標(biāo)準(zhǔn)， 耐鹽霧性能達(dá)到中性5% NaCl水溶液48小時(shí)無變化，耐紫外老化達(dá)到120小時(shí)以上。步驟(4)之后再鍍覆一層起保護(hù)作用的塑料薄膜。下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步解釋和說明本發(fā)明所述真空鍍膜機(jī)是現(xiàn)有的蒸發(fā)式鍍膜機(jī)，如肇慶市振華真空機(jī)械有限公司的ZHL-1800型高真空電阻蒸發(fā)鍍膜機(jī)。本發(fā)明所述有機(jī)涂料a和有機(jī)涂料b中的單官能度活性稀釋劑為常用的現(xiàn)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(chǎng)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(jìn)劑 1270,2325 等。本發(fā)明完全不同于目前常用的機(jī)械拋光和電化學(xué)拋光技術(shù)。目前常用的鋁板鏡面加工工藝，必須采用機(jī)械拋光和電化學(xué)拋光結(jié)合的方法，因?yàn)闄C(jī)械拋光過后的鋁板表面非?；顫?，而且純機(jī)械拋光達(dá)到的反光度也不夠，必須輔助以電化學(xué)拋光獲得光亮如鏡的表面，使之反光度達(dá)到95%以上，同時(shí)電化學(xué)拋光也是一個(gè)鈍化穩(wěn)定的過程。通過電化學(xué)藥液的鈍化處理，表面的鋁微粒才得以穩(wěn)定存在。通過本發(fā)明的方法獲得的鏡面板反光效率一般在92%-94%，只比采用機(jī)械拋光和電化學(xué)拋光結(jié)合的方法差一點(diǎn)，可能會(huì)限制本發(fā)明在太陽能光伏行業(yè)的應(yīng)用，但是作為建筑裝飾行業(yè)用材，該效果的完全足夠的，且工藝路線簡(jiǎn)單，成本顯著降低。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)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(chǎn)效率高，能耗相對(duì)較低。特別是在生產(chǎn)中的底涂層和面涂層采用紫外光固化技術(shù)，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(chǎn)效率非常高。(2)生產(chǎn)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(duì)傳統(tǒng)工藝污染物排放減少80%以上。(3)成本低機(jī)械拋光輔助以電化學(xué)拋光技術(shù)的行業(yè)平均成本在30元/平米左右，而真空氣相沉積技術(shù)獲得鏡面板的成本可以控制在20元/平米以內(nèi)。由此可見，成本大幅度下降30%以上。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的解釋和說明，實(shí)施例只是列舉并不是窮舉。實(shí)施例1 (1)基片預(yù)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(xué)藥液中除油2分鐘，溫度控制在50°C;化學(xué)藥液的配方為氫氧化鈉30克/L，工業(yè)洗滌劑為金華市弗魯克特科技有限公司生產(chǎn)的FLK-020 型除油劑，0. 5毫升/L，其余為水；b)水洗將化學(xué)除油后的鋁片或者鋁卷板置入溫水中清洗，水溫40°C，時(shí)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(yīng)時(shí)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(yù)處理完成。(2)輥涂或者噴涂底涂層將預(yù)處理后的基片輥涂或者噴涂一層有機(jī)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(duì)于鋁材的附著力達(dá)到0級(jí)。所述有機(jī)涂料a的主要組分的重量份如下單官能度環(huán)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(fā)劑7份、乙酯8份、促進(jìn)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(jī)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(fā)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(duì)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(jī)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(jī)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(fā)劑5份、乙酯5份、功能型助劑為BI371流平劑(德國比克化學(xué)生產(chǎn))4份。所述面涂層厚度為8微米，涂膜硬度在進(jìn)口三菱鉛筆IH以上，附著力為0級(jí)，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(dá)到2T標(biāo)準(zhǔn)，耐鹽霧性能達(dá)到中性5% NaCl水溶液48小時(shí)無變化，高溫高濕試驗(yàn)結(jié)果為95%濕度和65攝氏度溫度條件下48小時(shí)無變化，耐紫外老化達(dá)到120小時(shí)以上，反光效率為92. 8%，成本低， 約為18元/平米。實(shí)施例2 (1)基片預(yù)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(xué)藥液中除油2分鐘，溫度控制在55°C;化學(xué)藥液的配方為氫氧化鈉45克/L，工業(yè)洗滌劑為金華市弗魯克特科技有限公司生產(chǎn)的FLK-010 型高效除油粉1毫升/L，其余為水；b)水洗將化學(xué)除油后的鋁片或者鋁卷板置入溫水中清洗，水溫40°C，時(shí)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(yīng)時(shí)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(yù)處理完成。(2)輥涂或者噴涂底涂層將預(yù)處理后的基片輥涂或者噴涂一層有機(jī)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(duì)于鋁材的附著力達(dá)到0級(jí)。所述有機(jī)涂料a的主要組分的重量份如下單官能度環(huán)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(fā)劑9份、乙酯 9份、功能型助劑為2325型附著力促進(jìn)劑(迪高公司生產(chǎn))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(jī)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(fā)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(duì)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(jī)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(jī)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(fā)劑6份、乙酯6份、功能型助劑為BI333流平劑(德國比克化學(xué)生產(chǎn))4份。所述面涂層厚度為10微米，涂膜硬度進(jìn)口三菱鉛筆IH以上，附著力0級(jí)，漆膜清澈透明。(5)使用機(jī)械腹膜設(shè)備覆蓋一層PE膜，對(duì)產(chǎn)品起保護(hù)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(dá)到2T標(biāo)準(zhǔn)；耐鹽霧性能達(dá)到中性5% NaCl水溶液48小時(shí)無變化；高溫高濕試驗(yàn)結(jié)果為95%濕度和65攝氏度溫度條件下48小時(shí)無變化；耐紫外老化達(dá)到120小時(shí)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(quán)利要求
1.一種連續(xù)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(yù)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(yù)處理后的基片輥涂或者噴涂一層有機(jī)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(shí)提供50°C -60°C的紅外線烘烤 5min_8min ；所述有機(jī)涂料a的主要組分的重量份如下單官能度環(huán)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(fā)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(jī)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(fā)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(jī)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(shí)提供50°C -60°C的紅外線烘烤5min-8min，即可；所述有機(jī)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(fā)劑4份-8份、乙酯5份-8份、功能型助劑3份-5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述連續(xù)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(yù)處理的具體步驟為a)除油將鋁板或者鋁卷板在化學(xué)藥液中除油1-2分鐘，溫度控制在50°C-65°C;化學(xué)藥液的配方為氫氧化鈉30-50克/L，工業(yè)洗滌劑0. 5-1毫升/L，其余為水；b)水洗將化學(xué)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(shí)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(yīng)時(shí)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(yù)處理完成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述連續(xù)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(duì)于鋁材的厚度達(dá)到0級(jí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述連續(xù)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(duì)可見光的反光率> 92%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述連續(xù)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(dá)到2T標(biāo)準(zhǔn)，耐鹽霧性能達(dá)到中性5% NaCl水溶液48小時(shí)無變化，耐紫外老化達(dá)到120小時(shí)以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述連續(xù)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(hù)作用的塑料薄膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述連續(xù)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(jī)涂料a和有機(jī)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(jù)權(quán)利要求1所述連續(xù)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(jī)涂料a和有機(jī)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(jìn)劑1270或促進(jìn)劑2325。
全文摘要
本發(fā)明屬于鋁卷板的鏡面加工領(lǐng)域，具體提供了一種連續(xù)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(yù)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(chǎn)效率高，成膜效果好，成本大幅度下降，通過本發(fā)明的方法獲得的鏡面板反光效率＞92％，可以廣泛應(yīng)用于建筑裝飾、燈具以及家電行業(yè)。
文檔編號(hào)C23C14/20GK102517547SQ20111044045
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者王維, 胡遠(yuǎn)軍, 谷明增 申請(qǐng)人:長沙市巖田涂料科技有限公司