專利名稱：：基于載流子控制技術(shù)提高彩鋼板耐t彎時(shí)效的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及表面處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，是基于載流子控制技術(shù)來(lái)提高彩鋼板表面涂層耐T彎時(shí)效。
背景技術(shù)：
：彩色涂層鋼板(彩鋼板)是重要的鋼鐵廠冷軋產(chǎn)品之一。彩鋼板生產(chǎn)技術(shù)首創(chuàng)于1927年的美國(guó)，1959年建成世界第一套帶鋼連續(xù)彩涂生產(chǎn)機(jī)組，隨后20世紀(jì)60年代，彩涂板生產(chǎn)技術(shù)迅速發(fā)展，現(xiàn)全世界年生產(chǎn)能力在1400萬(wàn)噸左右。我國(guó)彩涂板生產(chǎn)技術(shù)起步較晚，80年代末期才陸續(xù)建設(shè)彩涂機(jī)組。至今我國(guó)建成彩鋼板生產(chǎn)線200余條。若以每條生產(chǎn)線年產(chǎn)10萬(wàn)噸計(jì)，將形成十分可觀的產(chǎn)能。但是，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的調(diào)整和發(fā)展，彩鋼板的T彎時(shí)效問(wèn)題逐漸成為彩鋼板生產(chǎn)的首要問(wèn)題之一，每年因彩鋼板T彎時(shí)效問(wèn)題造成的高檔彩鋼板判廢或降級(jí)率為6%-10%。彩鋼板的T彎即采用折板機(jī)沿彩鋼板試樣50mm處彎折180度，采用專用膠帶在試樣彎折處均勻用力壓著，將膠帶撕開(kāi)，膠帶上若無(wú)漆膜附著，則記為OT。膠帶上若有漆膜附著，則繼續(xù)彎折，直到經(jīng)過(guò)n次彎折，在彎折處撕開(kāi)膠帶上無(wú)漆膜附著，則記為(n-l)T。對(duì)于彩鋼板用戶來(lái)說(shuō)，要求T彎值越小越好，這樣可以保證彩鋼板出廠的后續(xù)深沖、折彎加工性能良好。本文運(yùn)用載流子控制技術(shù)，對(duì)載流子密度與彩鋼板T彎值之間的關(guān)系進(jìn)行了深入研究。通過(guò)對(duì)現(xiàn)今市售的幾種巻鋼涂料進(jìn)行納米粉體摻雜改性，并計(jì)算出改性巻鋼涂料的載流子密度。同時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出鋼板的T彎值，從而得出改性巻鋼涂料的載流子密度與T彎值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。結(jié)果表明，彩鋼板涂膜中隨著載流子濃度數(shù)量級(jí)的上升，涂膜T彎值也隨之上升，有一定的數(shù)值對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)載流子濃度增加約2個(gè)數(shù)量級(jí)時(shí)，涂膜T彎值會(huì)相應(yīng)的上升3-4T。由此可知，通過(guò)載流子控制技術(shù)可以顯著提高彩鋼板耐T彎時(shí)效。
發(fā)明內(nèi)容本研究中采用的巻鋼涂料主要有酚醛樹(shù)脂漆，環(huán)氧底漆，聚酯面漆等。通過(guò)在巻鋼涂料中加入納米活性粉體來(lái)進(jìn)行改性，其特征在于該方法的具體操作步驟如下1，制備納米粉體。將成份為Na2C03、Na2S04或BaS04的礦物鹽在高速球磨機(jī)研磨成納米粉體，控制粒徑在10-lOOnm內(nèi)，配制成1025^(wt^)的納米懸浮液，注意保持pH值為7.58.5;靜置3-6小時(shí)后進(jìn)行抽濾，最后將所得濾餅在200°C-450°〇下烘干，直到濾餅變?yōu)楦稍锏陌咨?xì)晶態(tài)物質(zhì)，即得納米粉體。2，進(jìn)行包覆處理。將步驟l所得的納米粉體進(jìn)行包覆處理，以三元乙丙橡膠作為包覆劑，其中納米粉體與三元乙丙橡膠的質(zhì)量比1:2-6.5。3，巻鋼涂料的改性。將步驟2所得的納米粉體與巻鋼涂料混合，放于球磨機(jī)內(nèi)球磨38-48小時(shí)，最終制得納米粉體改性巻鋼涂料，所述的納米粉體與巻鋼涂料的混合質(zhì)量比為i:48。4，將步驟3所得的改性巻鋼涂料均勻地涂覆在彩鋼板上，置于室內(nèi)自然晾干。納米摻雜改性后的涂料的載流子密度的測(cè)試，其具體步驟如下1，以低碳棒為測(cè)試電極基材，經(jīng)環(huán)氧樹(shù)脂密封后，取其中一個(gè)平整表面作為工作面，采用細(xì)金相砂紙打磨，經(jīng)無(wú)水乙醇、丙酮依次清洗后，干燥，放置于干燥器中備用。將納米改性桔形漆涂料均勻涂于制備好的測(cè)試電極工作面上，涂層厚度控制在(25士2mm)，將涂敷的電極4(TC恒溫干燥15d，即得測(cè)試電極。2，然后將待測(cè)電極浸泡入由分析純?cè)噭┖腿ルx子水配制的10%Na^04溶液，以飽和甘汞電極為參比電極，鉑電極為輔助電極，在電腦控制的CHI660C電化學(xué)工作站上進(jìn)行電位-電容測(cè)試，然后將數(shù)據(jù)繪制Mott-Schottky分析圖，并根據(jù)Mott-Schottky關(guān)系式P型12N型其中，，~、2z膨'6碼t.!2其中，Csc為空間電荷層電容，e為有機(jī)涂層材料的介電常數(shù)(19.547X10-13F/m)，e。為真空介電常數(shù)(為8.854X10-12F/m)，e為電子電量，ND為載流子密度，U為外加電位，Uft為平帶電位，k為波爾茲曼常數(shù)，T為絕對(duì)溫度；因此，由Mott-Schottky分析圖的直線段斜率即可求出改性桔形漆涂層載流子密度ND。下表為涂料在改性前后的載流子濃度及相應(yīng)的T彎值。<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>由結(jié)果可知，隨著涂膜中載流子濃度數(shù)量級(jí)的上升，涂膜T彎值也隨之上升。而且當(dāng)載流子濃度增加約2個(gè)數(shù)量級(jí)時(shí)，涂膜T彎值會(huì)相應(yīng)的上升3-4T。具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容。實(shí)施例一本實(shí)施例中，首先應(yīng)用載流子控制技術(shù)計(jì)算未改性的酚醛樹(shù)脂漆的載流子濃度及T彎值。測(cè)得未改性情況下載流子濃度為5.5Xl(TND(/m3)，T彎值為10。然后采用Na2C03的天然礦物鹽納米粉體來(lái)改性酚醛樹(shù)脂漆，首先采用高速球磨方法球磨Na^03的天然礦物鹽，控制粒徑為70nm，制成20%(wt%)的懸浮液，攪拌均勻后調(diào)節(jié)懸浮液pH值為8.0，靜置4小時(shí)，接著進(jìn)行抽濾，然后將濾餅在25(TC下烘干后粉碎，得天然鈉鹽納米粉體。然后將納米粉體與三元乙丙橡膠以質(zhì)量比l:5.5的比例進(jìn)行包覆處理。最后稱取6g納米粉體，與38g市售酚醛樹(shù)脂漆混合。經(jīng)40小時(shí)球磨后，得到納米改性的酚醛樹(shù)脂漆，即為納米粉體改性的巻鋼涂料，將改性巻鋼涂料均勻地涂覆在彩鋼板上，置于室內(nèi)自然晾干。通過(guò)載流子密度計(jì)算方法得該納米改性的酚醛樹(shù)脂漆的載流子密度為4.9X1018ND(/m3)。同時(shí)測(cè)量其T彎值，測(cè)得T彎值為8。實(shí)施例二本實(shí)施例中，首先應(yīng)用載流子控制技術(shù)計(jì)算未改性的環(huán)氧底漆的載流子濃度及T彎值。測(cè)得未改性情況下載流子濃度為9.1X10"ND(/m3)，T彎值為IO。然后采用的主要成份為Na^04的天然礦物鹽納米粉體來(lái)改性環(huán)氧底漆，具體步驟與實(shí)施例一基本相同，不同的是所加納米粉體與環(huán)氧底漆的質(zhì)量比為1:4。通過(guò)載流子密度計(jì)算方法得該納米改性的環(huán)氧底漆的載流子密度為4.0X10"ND(/m3)。同時(shí)測(cè)量其T彎值，測(cè)得T彎值為8。實(shí)施例三本實(shí)施例中，首先應(yīng)用載流子控制技術(shù)計(jì)算未改性的聚酯面漆的載流子濃度及T彎值。測(cè)得未改性情況下載流子濃度為9.3X10"ND(/m3)，T彎值為IO。然后采用的主要成份為Na2C03的天然礦物鹽納米粉體來(lái)改性聚酯面漆，具體步驟與實(shí)施例一基本相同，不同的是所加納米粉體與聚酯面漆的質(zhì)量比為1:6。通過(guò)載流子密度計(jì)算方法得該納米改性的聚酯面漆的載流子密度為7.0X1018ND(/m3)。同時(shí)測(cè)量其T彎值，測(cè)得T彎值為8。權(quán)利要求一種基于載流子控制技術(shù)提高彩鋼板耐T彎時(shí)效的方法，是通過(guò)在卷鋼涂料中加入納米活性粉體來(lái)進(jìn)行改性，其特征在于該方法的具體操作步驟如下1)采用高速球磨機(jī)將成份為Na2CO3、Na2SO4或BaSO4中的一種礦物鹽研磨成納米粉體，粒徑保持在10～100nm范圍內(nèi)，然后將納米粉體配制成10～25％(wt％)的懸浮液，同時(shí)調(diào)節(jié)pH值為7.5～8.5，靜置3～6小時(shí)后進(jìn)行抽濾，接著將所得濾餅在200～450℃下烘干，直到濾餅變?yōu)楦稍锏陌咨?xì)晶態(tài)物質(zhì)，即得納米粉體；2)對(duì)步驟1所得的納米粉體進(jìn)行包覆處理，以三元乙丙橡膠作為包覆劑，其中納米粉體與三元乙丙橡膠的質(zhì)量比1∶2～6.5；3)將步驟2所得的納米粉體與卷鋼涂料混合，納米粉體與卷鋼涂料的質(zhì)量比為1∶4～8，置于球磨機(jī)內(nèi)球磨38～48小時(shí)，最終制得納米粉體改性的卷鋼涂料；4)將步驟3所得的改性卷鋼涂料均勻地涂覆在彩鋼板上，置于室內(nèi)自然晾干。2.按權(quán)利要求1所述的基于載流子控制技術(shù)提高彩鋼板耐T彎時(shí)效的方法，其特征在于所述的巻鋼涂料為酚醛樹(shù)脂漆，環(huán)氧底漆，聚酯面漆。全文摘要本發(fā)明涉及一種基于載流子控制技術(shù)提高彩鋼板耐T彎時(shí)效的方法。該方法是將Na2CO3、Na2SO4或BaSO4中的一種礦物鹽研磨成納米粉體，然后配制成懸浮液，同時(shí)調(diào)節(jié)pH值為7.5～8.5，靜置、抽濾、烘干；對(duì)納米粉體進(jìn)行三元乙丙橡膠包覆處理，納米粉體與三元乙丙橡膠的質(zhì)量比1∶2-6.5；將納米粉體與卷鋼涂料的質(zhì)量比為1∶4～8進(jìn)行混合，球磨38-48小時(shí)。隨著涂膜中載流子濃度數(shù)量級(jí)的上升，涂膜T彎值也隨之上升。而且當(dāng)載流子濃度增加約2個(gè)數(shù)量級(jí)時(shí)，涂膜T彎值會(huì)相應(yīng)的上升3-4T。文檔編號(hào)C09C3/00GK101691471SQ20091019650公開(kāi)日2010年4月7日申請(qǐng)日期2009年9月25日優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日發(fā)明者周瓊宇,林海,王懿,盛敏奇,鐘慶東,陳大洋申請(qǐng)人:上海大學(xué)