本發(fā)明涉及一種彩色覆膜鋼板，具體涉及一種環(huán)保型耐腐蝕單層pet彩色覆膜鋼板，屬于復合材料領域。
背景技術：
目前，彩色覆膜板一般是以成卷的鍍鋅鋼板、冷軋鋼板等為基材進行表面脫脂清洗、化學涂覆處理，在基板表面形成一層化學轉化膜之后涂覆膠水并覆膜而成的一種產品。覆膜鋼板不僅具有普通涂層鋼板的優(yōu)點，還可根據(jù)需要定制各種不同花紋和圖案，已廣泛應用于家電、建筑、辦公、家具等行業(yè)。
現(xiàn)在市場上的覆膜鋼板多為pvc覆膜鋼板及pvc+pet覆膜鋼板，這兩類覆膜鋼板使用的薄膜均涉及pvc材質，pvc的制作成本較高，需使用到增塑劑，而增塑劑已被列入到rohs候選限制物質清單，并且pvc層易被壓傷，不耐刮。此外，作為基材的鋼板長期處于干濕交替、日光暴曬、微生物附著等不同環(huán)境中，易發(fā)生不同程度的腐蝕，其耐腐蝕性、耐候性(耐濕、耐熱、耐鹽霧等)還需進一步提高。
技術實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有彩色覆膜鋼板存在的缺陷，本發(fā)明經過研究改進，提供一種環(huán)保型耐腐蝕單層pet彩色覆膜鋼板，該覆膜鋼板兼具裝飾美觀性、良好的耐腐蝕性和物理機械性能，符合環(huán)境友好型材料發(fā)展方向。
為實現(xiàn)以上技術目的，本發(fā)明采用以下技術方案：
一種環(huán)保型耐腐蝕單層pet彩色覆膜鋼板，包括鋼板基材，所述鋼板基材在正面和背面均依次層疊化涂層和石墨烯-水溶性有機硅改性丙烯酸樹脂底漆層，正面所述水溶性有機硅改性丙烯酸樹脂底漆層上貼覆pet膜，其上再貼覆pe保護膜；優(yōu)選地，所述pe保護膜厚度為40～50μm。
所述化涂層為鉻酸鹽化學預處理液成膜；
所述石墨烯-水溶性有機硅改性丙烯酸樹脂底漆層包括重量配比為4：1的a組分和b組分，其中：
所述a組分包括：
等份的650目、900目、1100目、1300目球型鋅粉86～90wt％
等份的納米二氧化硅和納米二氧化鈰7～9wt％
800目絹云母粉1～5wt％
所述b組分包括：
其中，所述石墨烯-水溶性有機硅改性內烯酸樹脂包括以下重量配比的組分：
水溶性有機硅改性丙烯酸樹脂65～77wt％
硅烷偶聯(lián)劑19.5～32.5wt％
氧化石墨烯0.1～4.0wt％
所述石墨烯-水溶性有機硅改性丙烯酸樹脂的制備方法為：將所述硅烷偶聯(lián)劑加去離子水稀釋成硅烷偶聯(lián)劑水分散液；將該水分散液加入所述水溶性有機硅改性丙烯酸樹脂中均勻混合形成混合溶液；將所述氧化石墨烯的水分散液加入上述混合溶液，即得；
所述覆膜鋼板具體制備工藝如下：
步驟一：開卷，清洗，烘干；
步驟二：用濃度為25～50wt％的鉻酸鹽化學預處理液對所述鋼板基材兩面進行鈍化處理，烘干，得化涂層；
步驟三：在上述化涂層上涂覆所述石墨烯-水溶性有機硅改性丙烯酸樹脂底漆層，厚度為5～8μm，于150～210℃烘干固化；
步驟四：在正面所述石墨烯-水溶性有機硅改性丙烯酸樹脂底漆層上貼覆pet膜；
步驟五：將pe膜直接貼覆于上述底漆層，即得。
具體地，所述氧化石墨烯通過改進hummers方法制備。
具體地，所述助劑包括但不限于消泡劑和潤濕劑。
更優(yōu)選地，所述石墨烯-水溶性有機硅改性丙烯酸樹脂包括以下重量配比的組分：
水溶性有機硅改性丙烯酸樹脂71wt％
硅烷偶聯(lián)劑27.5wt％
氧化石墨烯1.5wt％。
與傳統(tǒng)彩色覆膜鋼板相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
本發(fā)明只需在清洗、化涂后的鋼板基材表面涂一層石墨烯-水溶性有機硅改性丙烯酸樹脂底漆后直接貼覆pet薄膜和保護膜后即可得到成品。一方面，本發(fā)明用特制石墨烯-水溶性有機硅改性丙烯酸樹脂底漆代替pvc層，降低了成本，減少了對環(huán)境的污染，并且與普通pvc相比更薄，提高彩色覆膜板的耐刮傷性、耐壓性；另一方面，石墨烯-復配鋅粉-納米二氧化硅/納米二氧化鈰對基材的耐腐蝕性能具有協(xié)同增效作用：本發(fā)明底漆以水溶性有機硅改性丙烯酸樹脂為基體，加入氧化石墨烯和硅烷偶聯(lián)劑，偶聯(lián)劑將涂層和基材橋連，且氧化石墨烯表面富含官能團，使得底漆涂層與鋼板基材之間產生良好的結合力；氧化石墨烯是碳原子緊密堆積而成的單層二維蜂窩狀晶格結構，有極大的比表面積，具有小尺寸效應，可填充到涂料孔隙中阻止和延緩腐蝕性小分子介質進入金屬基材，對小分子產生良好的物理阻隔作用，同時與涂料本身有良好的相容性，從而大大提高鋼板的耐腐蝕性；等份650目、900目、1100目、1300目球型鋅粉的復配，產生的空隙小，可提高底漆的屏蔽性，增強覆膜鋼板的耐腐蝕性；底漆中特別添加了等份的納米二氧化硅和納米二氧化鈰，此類超微細粉體可參與底漆固化并形成特殊的屏蔽層，可有效隔絕腐蝕介質，從而進一步提高覆膜鋼板的耐腐蝕性能。
綜上，本發(fā)明覆膜鋼板既具備裝飾美觀性，又具備優(yōu)良的耐腐蝕性、耐候性和物理機械綜合性能，環(huán)境友好，可廣泛應用于建筑、家具、家電產品等行業(yè)。
具體實施方式
下面結合幾個具體實施例詳細說明本發(fā)明的具體實施方式，但不對本發(fā)明的權利要求做任何限定。
實施例1～實施例4單層pet彩色覆膜鋼板成品的石墨烯-水溶性有機硅改性丙烯酸樹脂底漆層涂料各組分及重量配比參見表1。
表1
實施例1～實施例4中石墨烯-水溶性有機硅改性丙烯酸樹脂底漆層涂料的具體制備方法如下：
按照表1所示重量配比將等份的650目、900目、1100目、1300目球型鋅粉、等份的納米二氧化硅和納米二氧化鈰以及800目絹云母粉投入攪拌機充分攪拌混合混勻，得a組分；按照表1所示重量配比，先將硅酸鉀和硅酸鋰用攪拌機充分攪拌混勻，再慢慢加入六鈦酸鉀晶須，在不斷攪拌的條件下加入石墨烯-水溶性有機硅改性丙烯酸樹脂和助劑，最后加入去離子水，繼續(xù)攪拌混勻，得組分b。將a組分和b組分按照4∶1的重量配比混合攪拌均勻，制得石墨烯-水溶性有機硅改性丙烯酸樹脂底漆層涂料。
上述石墨烯-水溶性有機硅改性丙烯酸樹脂的制備方法如下：
采用改進hummers方法將制備氧化石墨，將氧化石墨加入去離子水，通過超聲剝離得到氧化石墨烯水分散液；將硅烷偶聯(lián)劑加去離子水稀釋成硅烷偶聯(lián)劑水分散液；然后，將該硅烷偶聯(lián)劑水分散液加入水溶性有機硅改性丙烯酸樹脂中均勻混合形成混合溶液；將氧化石墨烯的水分散液加入上述混合溶液，即得石墨烯-水溶性有機硅改性丙烯酸樹脂。
實施例1～實施例4單層pet彩色覆膜鋼板的制備方法如下：
步驟一：開卷，清洗，烘干；
步驟二：用濃度為30wt％的鉻酸鹽化學預處理液對鋼板基材兩面進行鈍化處理，烘干，得化涂層；
步驟三：在上述化涂層上涂覆石墨烯-水溶性有機硅改性丙烯酸樹脂底漆層涂料，厚度為5～8μm，于200℃烘干固化，得石墨烯-水溶性有機硅改性丙烯酸樹脂底漆層；
步驟四：在正面的石墨烯-水溶性有機硅改性丙烯酸樹脂底漆層上通過聚氨酯熱熔膠貼覆pet膜，冷卻；
步驟五：將厚度40μm的pe膜直接貼覆于上述底漆層，即得成品。
成品性能測試
對實施例3中的單層pet彩色覆膜鋼板及其底漆層的部分性能指標進行測試。采用電化學阻抗法測定涂層的耐腐蝕性能，用三電極測試體系，覆蓋有石墨烯-水溶性有機硅改性丙烯酸樹脂底漆層的電鍍鋅鋼板作為工作電極，ag/agcl作為參比電極，3.5％的nacl水溶液作為腐蝕介質，施加5mv擾動電壓信號，測試頻率范圍為0.1～10000hz。測試結果和所依據(jù)標準參見表2。
表2成品及底漆層性能測試結果
由上表數(shù)據(jù)可知，本發(fā)明單層pet彩色覆膜鋼板及其底漆層具有優(yōu)良的耐蝕性和物理機械性能，底漆層與基材具有較好的附著力。
如無特殊說明，以上實施例所使用的原料和試劑均為市售通用產品。
可以理解的是，以上關于本發(fā)明的具體描述，僅用于說明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實施例所描述的技術方案。本領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本發(fā)明進行修改或等同替換，以達到相同的技術效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護范圍之內。