專利名稱：用于鋁合金的柔性涂層及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁合金用涂層，具體是一種用于鋁合金的柔性涂層及其制備方法。
背景技術(shù)：
鋁合金由于質(zhì)量輕、金屬感強(qiáng)、易成型加工等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于家電及電子消費(fèi)品等裝飾領(lǐng)域中。鋁本身在空氣中易被腐蝕，導(dǎo)致其表面發(fā)黑及產(chǎn)生斑點(diǎn)。傳統(tǒng)的保護(hù)方法是采用陽(yáng)極氧化工藝，在鋁表面生成一層氧化膜，該膜的耐腐蝕性、耐刮傷性都較佳。家電及電子類產(chǎn)品形狀多樣，一些產(chǎn)品需要通過沖壓來制備，因此需要鋁合金及其保護(hù)層具有一定的柔韌性。而傳統(tǒng)陽(yáng)極氧化膜的主要成分是氧化鋁，硬度較高，在沖壓過程中易開裂破碎，因此需采用其他方法來進(jìn)行鋁板保護(hù)。對(duì)于一些高端的鏡面鋁行業(yè)，對(duì)涂層的要求則更高。為了不破壞鏡面鋁的金屬感，涂層應(yīng)該為透明色，因此限制了一些柔性添加劑的使用。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索，中國(guó)發(fā)明專利一種鋁板表面透明有機(jī)疏水涂層的制備方法，申請(qǐng)?zhí)?01010209102. 6，該專利公開的涂層能有效抵御酸性溶液的腐蝕，對(duì)鋁板具有很高的附著力，在將鋁板對(duì)折時(shí)仍不開裂、脫落，另外涂層的透光率達(dá)96%。但是該材料屬于有機(jī)材料，硬度較低，且耐候性差，隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，涂層會(huì)發(fā)黃變脆。為了使得產(chǎn)品具有更長(zhǎng)的使用壽命，應(yīng)該選用一種高性能的涂層對(duì)鋁合金進(jìn)行保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，提供一種用于鋁合金的柔性涂層及其制備方法，該涂層不僅耐腐蝕性及耐劃傷性佳，而且可以被任意彎折，沖壓成各種形狀。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的—種用于鋁合金的柔性涂層，包括硅酸化合物及有機(jī)硅樹脂，其中，所述硅酸化合物占總體系的質(zhì)量百分比為10-20 %，所述有機(jī)硅樹脂占總體系的質(zhì)量百分比為15-25 %。一種用于鋁合金的柔性涂層的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(I)稱取一定量的硅酸化合物溶液、去離子水和無水乙醇，倒入燒杯，磁力攪拌 20min，用濃鹽酸調(diào)節(jié)PH值，繼續(xù)攪拌3h使其充分水解；(2)稱取IOOg步驟(I)制備好的混合物，放入恒溫水浴鍋中加熱攪拌，再將稱量好的有機(jī)硅樹脂、去離子水、溶劑及流平劑依次倒入其中，進(jìn)行水解縮合反應(yīng)；(3)利用步驟(2)得到的上述混合物，在鋁合金表面制備一層膜，常溫晾干IOmin 后，在200°C的恒溫條件下固化30min，即得到所述的柔性涂層。所述硅酸化合物包括正硅酸甲酯及正硅酸乙酯中的一種或兩者的配比物。所述有機(jī)硅樹脂包括Y-氨丙基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、Υ_(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷及聚甲基三乙氧基硅烷中的一種或幾種的配比物。
所述步驟(1)中硅酸化合物溶液、去離子水和無水乙醇的質(zhì)量分別為70_140g、 110-150g 及 100-130g。所述步驟(1)中PH值為5-6。所述步驟(2)中的溶劑為異丙醇、乙醇、丁酯、丁酮及丙二醇甲醚中的一種或幾 種。所述步驟(2)中有機(jī)硅樹脂、去離子水、溶劑及流平劑的質(zhì)量分別為30_50g、 20-30g、25_35g 及 5g。所述步驟(3)中制備膜的方法包括浸潰提拉法、旋涂法及噴涂法。所述步驟(3)采用浸潰提拉法，以5mm/s的提拉速度在鋁合金表面制備一層膜。所述步驟(3)采用旋涂法在鋁合金板表面涂膜，旋涂速度為800r/min，時(shí)間為 60s。所述步驟(3)采用噴涂法，在鋁合金表面制備一層膜。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)越性和有益效果在于，能改善傳統(tǒng)陽(yáng)極氧化處理的 氧化膜脆性問題，賦予鋁材柔韌性，能隨意彎折沖壓；這種涂層的耐腐蝕性、耐刮傷性等性 能都很優(yōu)異，并且為透明色，不影響鋁材的表觀效果。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施 例。實(shí)施例1本實(shí)施例提供了一種用于鋁合金的柔性涂層，包括硅酸化合物及有機(jī)硅樹脂，其 中，硅酸化合物占總體系的質(zhì)量百分比為10-20%，有機(jī)硅樹脂占總體系的質(zhì)量百分比為 15-25%。其中，硅酸化合物包括正硅酸甲酯及正硅酸乙酯中的一種或兩者的配比物；有機(jī) 硅樹脂包括氨丙基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、Y_(甲基丙烯酰氧)丙基三甲 氧基娃燒及聚甲基二乙氧基娃燒中的一種或幾種的配比物。以下實(shí)施例為實(shí)施例1的方法實(shí)施例，包括如下步驟(1)稱取一定量的硅酸化合物溶液、去離子水和無水乙醇，倒入燒杯，磁力攪拌 20min，用濃鹽酸調(diào)節(jié)PH值，繼續(xù)攪拌3h使其充分水解；(2)稱取100g步驟(1)制備好的混合物，放入恒溫水浴鍋中加熱攪拌，再將稱量好 的有機(jī)硅樹脂、去離子水、溶劑及流平劑依次倒入其中，進(jìn)行水解縮合反應(yīng)；(3)利用步驟(2)得到的上述混合物，在鋁合金表面制備一層膜，常溫晾干lOmin 后，在200°C的恒溫條件下固化30min，即得到所述的柔性涂層。具體為實(shí)施例2稱取100g正硅酸乙酯溶液、130g去離子水和120g無水乙醇，倒入燒杯，磁力攪拌 20min。用濃鹽酸調(diào)節(jié)PH值到5，繼續(xù)攪拌3h使其水解；稱取100g的混合物，放入恒溫水 浴鍋中加熱攪拌，再將30g y -氨丙基三乙氧基硅烷、30g去離子水、35g異丙醇、5g流平劑 依次倒入其中，進(jìn)行水解縮合反應(yīng)；利用上述制備的混合物，采用浸潰提拉法工藝，以5_/s的提拉速度在鋁合金表面制備一層膜。常溫放置IOmin后，在200°C的恒溫條件下固化 30min,即得到所述的柔性涂層。所制得的涂層在90°的彎折測(cè)試中不開裂，硬度為3H，表面有發(fā)彩現(xiàn)象，涂層表面有較多的針孔現(xiàn)象，耐銅離子加速鹽霧試驗(yàn)80h。實(shí)施例3稱取IOOg正娃酸乙酯溶液、130g去離子水和120g無水乙醇,倒入燒杯,磁力攪拌 20min。用濃鹽酸調(diào)節(jié)PH值到5，繼續(xù)攪拌3h使其水解；稱取IOOg的混合物，放入恒溫水浴鍋中加熱攪拌，再將50g Y -氨丙基三乙氧基硅烷、20g去離子水、25g異丙醇、5g流平劑依次倒入其中，進(jìn)行水解縮合反應(yīng)；利用上述制備的混合物，采用浸潰提拉法工藝，以5_/ s的提拉速度在鋁合金表面制備一層膜。常溫放置IOmin后，在200°C的恒溫條件下固化 30min,即得到所述的柔性涂層。所制得的涂層在90°的彎折測(cè)試中不開裂，硬度為3H，表面無發(fā)彩現(xiàn)象，涂層表面有極少的針孔現(xiàn)象，耐銅離子加速鹽霧試驗(yàn)73h。實(shí)施例4稱取140g正硅酸乙酯溶液、IlOg去離子水和IOOg無水乙醇，倒入燒杯，磁力攪拌 20min。用濃鹽酸調(diào)節(jié)PH值到5，繼續(xù)攪拌3h使其水解；稱取IOOg的混合物，放入恒溫水浴鍋中加熱攪拌，再將40g Y -氨丙基三乙氧基硅烷、25g去離子水、30異丙醇、5g流平劑依次倒入其中，進(jìn)行水解縮合反應(yīng)；利用上述制備的混合物，采用浸潰提拉法工藝，以5mm/s的提拉速度在鋁合金表面制備一層膜。常溫放置IOmin后，在200°C的恒溫條件下固化30min， 即得到所述的柔性涂層。所制得的涂層在90°的彎折測(cè)試中開裂，硬度為4H，表面無發(fā)彩現(xiàn)象，涂層表面有細(xì)微的針孔現(xiàn)象，耐銅離子加速鹽霧試驗(yàn)95h。實(shí)施例5稱取70g正娃酸乙酯溶液、150g去離子水和130g無水乙醇,倒入燒杯,磁力攪拌 20min。用濃鹽酸調(diào)節(jié)PH值到6，繼續(xù)攪拌3h使其水解；稱取IOOg的混合物，放入恒溫水浴鍋中加熱攪拌，再將40g Y -氨丙基三乙氧基硅烷、25g去離子水、30異丙醇、5g流平劑依次倒入其中，進(jìn)行水解縮合反應(yīng)，制備成雜化溶膠；采用旋涂法在鋁合金板表面涂膜，旋涂速度為800r/min,時(shí)間為60s。旋涂結(jié)束后,常溫放置IOmin,然后在200°C的恒溫條件下固化30min，即得到所述的柔性涂層。所制得的涂層在90°的彎折測(cè)試中不開裂，硬度為2H，表面無發(fā)彩現(xiàn)象，涂層表面較多的針孔現(xiàn)象，耐銅離子加速鹽霧試驗(yàn)70h。實(shí)施例6稱取140g正娃酸乙酯溶液、IlOg去離子水和IOOg無水乙醇,倒入燒杯,磁力攪拌 20min。用濃鹽酸調(diào)節(jié)PH值到5，繼續(xù)攪拌3h使其水解；稱取IOOg的混合物，放入恒溫水浴鍋中加熱攪拌，再將50g Y-氨丙基三乙氧基硅烷、20g去離子水、25g異丙醇、5g流平劑依次倒入其中，進(jìn)行水解縮合反應(yīng)；利用上述制備的混合物，采用浸潰提拉法工藝，以5mm/s的提拉速度在鋁合金表面制備一層膜。常溫放置IOmin后，在200°C的恒溫條件下固化30min， 即得到所述的柔性涂層。所制得的涂層在90°的彎折測(cè)試中不開裂，硬度為3H，表面無發(fā)彩現(xiàn)象，涂層表面有極少的針孔現(xiàn)象，耐銅離子加速鹽霧試驗(yàn)looh。實(shí)施例7稱取IOOg正娃酸甲酯溶液、130g去離子水和120g無水乙醇,倒入燒杯,磁力攪拌 20min。用濃鹽酸調(diào)節(jié)PH值到5，繼續(xù)攪拌3h使其水解；稱取IOOg的混合物，放入恒溫水浴鍋中加熱攪拌，再將50g Y -氨丙基三乙氧基硅烷、20g去離子水、25g丙二醇甲醚、5g流平劑依次倒入其中，進(jìn)行水解縮合反應(yīng)；利用上述制備的混合物，采用浸潰提拉法工藝，以 5mm/s的提拉速度在鋁合金表面制備一層膜。常溫放置IOmin后，在200°C的恒溫條件下固化30min，即得到所述的柔性涂層。所制得的涂層在90°的彎折測(cè)試中不開裂，硬度為3H，表面無發(fā)彩現(xiàn)象，涂層表面有極少的針孔現(xiàn)象，耐銅離子加速鹽霧試驗(yàn)70h。實(shí)施例8稱取IOOg正娃酸甲酯溶液、130g去離子水和120g無水乙醇,倒入燒杯,磁力攪拌 20min。用濃鹽酸調(diào)節(jié)PH值到5，繼續(xù)攪拌3h使其水解；稱取IOOg的混合物，放入恒溫水浴鍋中加熱攪拌，再將30g聚甲基三乙氧基硅烷、30g去離子水、35g 丁酯、5g流平劑依次倒入其中，進(jìn)行水解縮合反應(yīng)；利用上述制備的混合物，采用噴涂工藝，在鋁合金表面制備一層膜。常溫放置IOmin后，在200°C的恒溫條件下固化30min，即得到所述的柔性涂層。所制得的涂層在90°的彎折測(cè)試中不開裂，硬度為3H，表面無發(fā)彩現(xiàn)象，涂層表面有較多的針孔現(xiàn)象，耐銅離子加速鹽霧試驗(yàn)80h。實(shí)施例9稱取140g正娃酸乙酯溶液、IlOg去離子水和IOOg無水乙醇,倒入燒杯,磁力攪拌 20min。用濃鹽酸調(diào)節(jié)PH值到5，繼續(xù)攪拌3h使其水解；稱取IOOg的混合物，放入恒溫水浴鍋中加熱攪拌，再將50g聚甲基三乙氧基硅烷、20g去離子水、25g異丙醇、5g流平劑依次倒入其中，進(jìn)行水解縮合反應(yīng)；利用上述制備的混合物，采用浸潰提拉法工藝，以5mm/s的提拉速度在鋁合金表面制備一層膜。常溫放置IOmin后，在200°C的恒溫條件下固化30min， 即得到所述的柔性涂層。所制得的涂層在90°的彎折測(cè)試中不開裂，硬度為3H，表面無發(fā)彩現(xiàn)象，涂層表面有極少的針孔現(xiàn)象，耐銅離子加速鹽霧試驗(yàn)looh。綜合上述實(shí)施例，實(shí)施例9的柔韌性、表觀效果及耐腐蝕性能等綜合性能最優(yōu)。本發(fā)明的范圍不受所述具體實(shí)施方案的限制，所述實(shí)施方案只作為闡明本發(fā)明各個(gè)方面的單個(gè)例子，本發(fā)明范圍內(nèi)還包括功能等同的方法和組分。實(shí)際上，除了本文所述的內(nèi)容外，本領(lǐng)域技術(shù)人員參照上文的描述可以容易地掌握對(duì)本發(fā)明的多種改進(jìn)。所述改進(jìn)也落入所附權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于鋁合金的柔性涂層，其特征在于，包括硅酸化合物及有機(jī)硅樹脂，其中，所述硅酸化合物占總體系的質(zhì)量百分比為10-20%，所述有機(jī)硅樹脂占總體系的質(zhì)量百分比為 15-25% ο
2.一種制備如權(quán)利要求I所述的用于鋁合金的柔性涂層的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)稱取一定量的硅酸化合物溶液、去離子水和無水乙醇，倒入燒杯，磁力攪拌20min， 用濃鹽酸調(diào)節(jié)PH值，繼續(xù)攪拌3h使其充分水解；(2)稱取IOOg步驟(I)制備好的混合物，放入恒溫水浴鍋中加熱攪拌，再將稱量好的有機(jī)硅樹脂、去離子水、溶劑及流平劑依次倒入其中，進(jìn)行水解縮合反應(yīng)；(3)利用步驟(2)得到的上述混合物，在鋁合金表面制備一層膜，常溫晾干IOmin后，在 200°C的恒溫條件下固化30min，即得到所述的柔性涂層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于鋁合金的柔性涂層的制備方法，其特征在于，所述硅酸化合物包括正硅酸甲酯及正硅酸乙酯中的一種或兩者的配比物。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于鋁合金的柔性涂層的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)硅樹脂包括Y-氨丙基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基娃燒及聚甲基二乙氧基娃燒中的一種或幾種的配比物。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于鋁合金的柔性涂層的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)中硅酸化合物溶液、去離子水和無水乙醇的質(zhì)量分別為70-140g、110-150g及 100-130g。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于鋁合金的柔性涂層的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中PH值為5-6。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于鋁合金的柔性涂層的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中的溶劑為異丙醇、乙醇、丁酯、丁酮及丙二醇甲醚中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于鋁合金的柔性涂層的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中有機(jī)硅樹脂、去離子水、溶劑及流平劑的質(zhì)量分別為30-50g、20-30g、25-35g及5g。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于鋁合金的柔性涂層的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中制備膜的方法包括浸潰提拉法、旋涂法及噴涂法。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于鋁合金的柔性涂層的制備方法，其特征在于，所述步驟 (3)采用浸潰提拉法，以5mm/s的提拉速度在鋁合金表面制備一層膜。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于鋁合金的柔性涂層的制備方法，其特征在于，所述步驟 (3)采用旋涂法在鋁合金板表面涂膜，旋涂速度為800r/min，時(shí)間為60s。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于鋁合金的柔性涂層的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)采用噴涂法，在鋁合金表面制備一層膜。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于鋁合金的柔性涂層及其制備方法，所述涂層含有硅酸化合物及有機(jī)硅樹脂，其占總體系的質(zhì)量百分比分別為10-20％和15-25％。制備方法為(1)稱取一定量硅酸化合物溶液、去離子水和無水乙醇，倒入燒杯，磁力攪拌20min，用濃鹽酸調(diào)節(jié)PH值，繼續(xù)攪拌3h使其充分水解；(2)稱取100g步驟(1)的混合物，放入恒溫水浴鍋中加熱攪拌，再將稱量好的有機(jī)硅樹脂、去離子水、溶劑及流平劑依次倒入其中，進(jìn)行水解縮合反應(yīng)；(3)利用步驟(2)得到的混合物，在鋁合金表面制備一層膜，常溫晾干10min后，在200℃的恒溫條件下固化30min，即得到所述的柔性涂層。該涂層材料具有優(yōu)異的耐刮傷性、耐腐蝕性及柔韌性等性能，且為透明色，不會(huì)影響鋁合金的金屬質(zhì)感。
文檔編號(hào)C09D5/08GK102585695SQ20111044775
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者李凡, 李立群, 胡慧慧 申請(qǐng)人:上海安美特鋁業(yè)有限公司