一种采用无机涂层的耐高温金属板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种采用无机涂层的耐高温金属板，包括金属基材和涂覆在该基材上的无机涂层，其中，所述无机涂层包括以下质量份数的组分：纳米二氧化硅溶胶25‑45份、有机硅烷25‑45份、功能性填料5‑15份、水5‑15份、无机颜料10‑20份、功能性助剂0.1‑3份、增稠剂0.1‑2份。该产品具有稳定的耐热性能、高耐候性、高耐化学性、高耐磨性、高硬度，且产品达到A1级防火性能。

【技术实现步骤摘要】
一种采用无机涂层的耐高温金属板及其制备方法
本专利技术涉及表面工程
，具体涉及一种采用无机涂层的耐高温金属板及其制备方法。
技术介绍
金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称，包括纯金属、合金、金属间化合物和特种金属材料等。随着科技的不断进步，用到金属材料的地方越来越广泛，如汽车行业，建材行业，厨房用品，公共空间和轨道交通设施领域。金属材料通常以金属板的形式作为基材进行使用，虽然金属基材具有良好的耐火性能，坚硬，耐用，但是其耐腐蚀性、耐候性较差，且长期使用过程中，高温对金属基材的影响很大，严重影响金属基材的使用寿命，也影响设备的安全运行。现有技术中通常使用涂料层对金属基材进行防护，但是传统的涂料层不能对金属基材提供有效的高温防护作用，使用一段时间后，在紫外线的作用下涂料层的防护功能逐渐减弱，无法使产品功能得到长期保持或无法提高金属基材产品本身的功能。
技术实现思路
为了解决上述
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种采用无机涂层的耐高温金属板，其具有稳定的耐热性能、高耐候性、高耐化学性、高耐磨性、高硬度，且产品达到A1级防火性能，可广泛应用于建筑幕墙、防火装饰材料、耐高温设备制造、武器制造、公共空间和轨道交通设施等领域；此外，本专利技术还提供一种采用无机涂层的耐高温金属板的制备方法。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的第一方面，提供一种采用无机涂层的耐高温金属板，包括金属基材和涂覆在该基材上的无机涂层，其中，所述无机涂层包括以下质量份数的组分：纳米二氧化硅溶胶25-45份、有机硅烷25-45份、功能性填料5-15份、水5-15份、无机颜料10-20份、功能性助剂0.1-3份、增稠剂0.1-2份。优选地，所述有机硅烷为N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-[(2,3)-环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧丙基)三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷、含有丙烯酰基或含有甲基丙烯酰基的有机硅烷中的一种或多种混合。优选地，所述增稠剂为粒径小于1μm的气相二氧化硅。功能性填料为钛酸钾、碳化硅、氮化硅、氮化硼、云母粉、氧化铝中的两种或多种组合，加入功能性填料可以防止涂膜破裂并控制涂料的粘度，并提高涂层的耐高温性能。无机颜料为钴蓝、锰紫、二氧化钛、钛铬棕、镉黄、镉红、氧化铁红、氧化铁黄、铜铬黑中的一种或多种混合。功能性助剂包括流平剂，消泡剂和有机硅烷，以提高涂料的性能。其中，流平剂可用来改善膜表面的流平性，可选用聚醚改性的二甲基聚硅氧烷共聚物、聚酯改性的二甲基聚硅氧烷共聚物或聚醚改性的甲基烷基聚硅氧烷共聚物；消泡剂和有机硅烷采用市售产品即可；使用有机硅烷以增强形成涂膜时与基材的粘合强度。优选地，所述无机涂层的厚度为20-45μm。优选地，所述金属基材为碳钢、不锈钢、铝、铝合金或白铁。本专利技术的第二方面，提供一种上述采用无机涂层的耐高温金属板的制备方法，包括以下步骤：S1、金属基材表面处理：对金属基材表面进行去氧化皮清理，使得基材表面呈金属本色，表面粗糙度为Ry12.5-125，然后用溶剂清洗，再用空气喷枪除尘后待用；S2、无机涂层喷涂：使用滚涂、空气喷涂法或静电喷涂法将无机涂料喷涂在金属基材表面，干膜厚度为20-45μm，在10-45度的干燥间静置2小时，然后放入干燥箱内烤干或在5-45度的环境下常温干燥。优选地，所述步骤S2中，在干燥箱内烤干过程如下：先用50度烤20分钟，再逐渐升温到120度烤20分钟，最后逐渐升温到180度烤30分钟。优选地，所述步骤S2中，在5-45度的环境下常温干燥时，表干时间2-3小时，完全干燥时间为7天。优选地，所述步骤S2中，喷涂前，使用300-600目的筛网对无机涂料进行过滤；在喷涂过程中，需要对无机涂料进行不断搅拌。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术中通过在金属基材上喷涂无机涂层，该无机涂层配方中不含有机成分及有害物质，为客户提供安全健康的产品和生产环境，且无机涂层具有耐高温性和阻燃性，其形成涂膜时与金属基材表面的附着力较强；涂覆有上述无机涂层的金属基材具有稳定的耐热性能和高耐候性、高耐化学性、高耐磨性、高硬度等优异的性能，其可广泛地用于建筑幕墙、防火装饰材料、耐高温设备制造、武器制造、公共空间和轨道交通设施等领域。具体实施方式实施例1一种采用无机涂层的耐高温金属板，包括金属基材和涂覆在该基材上的无机涂层，金属基材为碳钢板，无机涂层的厚度为32μm，其中，无机涂层包括以下质量份数的组分：纳米二氧化硅溶胶39份、有机硅烷45份、功能性填料8份、水12份、无机颜料20份、功能性助剂2.1份、增稠剂1.2份。上述配方中，有机硅烷为甲基三甲氧基硅烷。增稠剂为粒径小于1μm的气相二氧化硅。功能性填料为氮化硼、氮化硅、钛酸钾和氧化铝的混合物。无机颜料为二氧化钛和氧化铁红的混合物。功能性助剂包括流平剂，消泡剂和有机硅烷，其中，流平剂选用聚醚改性的二甲基聚硅氧烷共聚物，消泡剂和有机硅烷采用市售产品。无机涂料的制备方法如下：S1、将按照相应的配比称取纳米二氧化硅溶胶、蒸馏水加入至密闭的反应容器中以150-300rpm的速度分散10分钟，液面温度控制在15-45℃；S2、向密闭反应容器中加入功能性填料、无机颜料，以5000-7000rpm的速度高速分散40-50分钟，液面温度控制在15-45℃，形成均匀分散的混合溶液；S3、向步骤S2中得到的混合溶液中加入功能性助剂和有机硅烷，密闭反应容器，液面温度控制在20-50℃，以5000-7000rpm的速度高速分散与均质2-5小时，当混合物的粘度达到12-16秒(福特杯检测)时，反应完成，冷却后再经300-600目钢丝网过滤，得到无机涂料。上述采用无机涂层的耐高温金属板的制备方法如下：S1、金属基材表面处理：对金属基材表面进行去氧化皮清理，使得基材表面呈金属本色，达到GB8923规定的清洁度Sa2.5级，表面粗糙度达到Ry12.5-125，然后用乙醇或异丙醇清洗去除模具基材使用面上的灰尘、异物、油和其他成分，再用空气喷枪除尘后待用；S2、无机涂层喷涂：使用空气喷涂法将无机涂料喷涂在金属基材表面，在10-45度的干燥间静置2小时，然后放入干燥箱内烤干，先用50度烤20分钟，再本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用无机涂层的耐高温金属板，其特征在于，包括金属基材和涂覆在该基材上的无机涂层，其中，所述无机涂层包括以下质量份数的组分：纳米二氧化硅溶胶25-45份、有机硅烷25-45份、功能性填料5-15份、水5-15份、无机颜料10-20份、功能性助剂0.1-3份、增稠剂0.1-2份。/n

【技术特征摘要】
1.一种采用无机涂层的耐高温金属板，其特征在于，包括金属基材和涂覆在该基材上的无机涂层，其中，所述无机涂层包括以下质量份数的组分：纳米二氧化硅溶胶25-45份、有机硅烷25-45份、功能性填料5-15份、水5-15份、无机颜料10-20份、功能性助剂0.1-3份、增稠剂0.1-2份。


2.根据权利要求1所述的采用无机涂层的耐高温金属板，其特征在于，所述有机硅烷为N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-[(2,3)-环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧丙基)三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷、含有丙烯酰基或含有甲基丙烯酰基的有机硅烷中的一种或多种混合。


3.根据权利要求2所述的采用无机涂层的耐高温金属板，其特征在于，所述增稠剂为粒径小于1μm的气相二氧化硅。


4.根据权利要求3所述的采用无机涂层的耐高...

【专利技术属性】
技术研发人员：王婧，邹沁怡，
申请(专利权)人：舾蒙新材料科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31