影响彩板T弯性能的因素

liu_1981 · 发表于 2009-3-18 16:16:08

影响彩板T弯性能的因素

彩板作为一种新型材料，其应用领域越来越广。
在很多应用场合，要求彩板有很好的机械加工性。T弯
作为表征彩板机械加工性的重要指标，是彩板生产厂
在生产现场需要严格控制的。彩板的T弯性能虽然主
要取决于所用涂料的性能，但彩板所用的基板的种类、
前处理工艺及涂装工艺对彩板的T弯性能也有很大的
影响，本文想对此进行一些讨论，以期对彩板生产厂的
质量控制有一些帮助。
2 基板类型的影响
基板是彩板生产中最重要的一种材料，基板的类
型不同，或同种类型但生产商不同，会使生产出来的彩
板的T弯性能有很大的不同。
2.1 冷轧钢板
冷轧钢板由于耐腐蚀性差，主要用在室内家电用
板上，相对来说其机械性能较好，只要所用涂料本身性
能没问题，T弯性能一般都比较好。
2.2 热镀锌板
在彩板中，使用最多的是热浸镀锌板。传统的热
镀锌板表面有很多较大的锌花，看起来很好看，但这种
板不适于生产彩板，由于其锌层较厚，同时与钢基板结
收稿日期:2006-05一12
作者简介:刘军(1969一)，男
工业涂料的研究和开发工作。
工程师，硕士研究生，主要从事
合不是很牢固，T弯及其他机械性能均较差。
为了使其适于生产彩板，通过对热镀锌工艺进行
调整，可以得到一种锌花很小的热镀锌板，这种板比较
适于生产彩板，基板本身的性能对彩板的T弯性能影
响也不大。
2.3 锌合金板
如果钢板进行热浸镀锌后继续在高温下进行加热
处理，使锌在铁中加以扩散，可得到合金化热镀锌钢板
(Galvanneal镀层)，其表面平整而无锌花，没有光泽，
有一定的粗糙度，有利于提高涂料的附着力。由于合
金化层与钢板的结合力优于热浸镀锌层，所以用这种
钢板生产的彩板在同样的条件下，其T弯性能和冲击
强度均要好一些，非常适于生产彩板。
还有一种是含55%A l的镀Zn- A l合金板
(Galvalume镀层)，这种板镀层表面花纹美观、光亮，具
有优良的耐大气腐蚀性，特别耐酸性介质腐蚀，有良好
的耐热性能、涂漆性能，但加工成型性较差，且成型后
的耐蚀性下降，这种基板作一般彩板没什么问题，但不
适于作深冲钢板。
另有一种含5%A l的Zn-Al合金镀层钢板
(Galfan镀层)，这种板有优良的耐大气腐蚀性和加工
成型性(可与电镀锌板相媲美)，以及良好的涂漆性和
焊接性，尤其是变形后耐蚀性不变川。这种板作彩板，
基板本身的质量不会对T弯性能有影响。
但国内能生产以上两种镀Zn一Al合金板的企业
现代涂料与涂装召优眼。
8
万方数据
很少，基本都是进口产品，成本很高，国内在实际生产
中用得较少。
2.4 电镀锌板
热镀锌板虽然耐腐蚀性很好，可是机械性能较差，
而且成本较高，故开发了电镀锌板。它的耐腐蚀性比
热镀锌板差，但机械性能比热镀锌板好，其综合性能介
于热镀锌板和冷轧板之间，而且成本较低。目前电镀
锌板国内生产水平真正较高的只有宝钢。前几年在沿
海地区也有一些厂商生产，但由于电镀锌的工艺较难，
一般工厂的技术水平达不到要求，锌层或厚度不够，或
不均匀，生产商逐渐少了。但是在国外还是有很多这
样的生产线‘210
电镀锌板由于锌层很薄，故用这种基板生产的彩
板T弯性能较好。
同一种涂料体系应用在不同的底材上，其T弯性
能完全不同，试验结果见表10
表 1 同一涂料体系在不同底材上的T弯性能
3.2 处理液涂布量的影响
采用同一种处理液，但涂布量不同，其T弯性能也
不同。铬化液涂布量不同时彩板的T弯性能见表30
表 3 铬化液涂布，不同时彩板的T弯性能
T T T T
勺‘ 八、︸八、J络
基板类型
0.4 m m冷轧板
0.4 m m电镀锌板
0.4 m m无锌花板
0.4 m m大锌花板
T弯性能
注:前处理为凯密特尔C4504处理液，按10%对稀;底漆为环氧
底漆，PMT为224℃，厚度为411 ,m;面漆为海蓝聚醋面漆，
PM T为232` C.厚度为15a m，均为湘江涂料集团生产。
从表 1可以看出，在其他条件相同的情况下，生产
出来的彩板的T弯性能由好到差为:冷轧板>电镀锌
板二无锌花板或锌合金板>有锌花板。
3 前处理的影响
3.1 前处理液种类的影响
钢板的表面处理有磷化和铬化两种工艺(如是冷
轧钢板，在做磷化之前有时还要进行电镀锌)。对冷轧
钢板一般是先磷化再铬化，对镀锌钢板则只进行铬化
处理。
目前国内 80%以上的彩板为建筑用板，由于生产
建筑用彩板的基板多为热镀锌板或锌合金板，基本上
都是采用涂布型铬化处理，因此就体现为用不同厂家
的处理液，T弯性能也不同。
其他条件相同，所用铬化液不同时彩板的T弯性
能见表20
表 2 铬化液不同时彩板的 T 弯性能
处理液厂家国外A公司国外B公司国外C公司国内某公司
T弯性能3T 3T 4T 4T
铬化液浓度不处理5% 1 0% 1 5%
T弯性能2T 3T 3T 4T
注: 基板为0.4 m m无锌花HDG钢板，锌层厚5W m;前处理液为
凯密特尔 C4 504，底漆为环氧底漆，PMT为224℃，厚度为4
N,m ;面漆为海蓝聚醋面漆，厚度为15W m ,PM T为2320C ，均
为湘江涂料集团生产。
从表 3的试验结果可知，铬化液涂布量增大，会使
T弯性能变差。
3.3 分析
目前涂布型铬化处理液的主要成分为铬醉(六价
铬离子)、部分还原的铬酸(三价铬离子)、磷酸和二氧
化硅等。在铬化液涂覆于基板后，经过加热，处理液发
生反应并被烘干，最终脱去多余的水分而形成铬化处
理膜‘21。这种膜是一种无定型的水合氧化铬、铬酸盐
层，其中也有金属氧化物的成分[3]，由于这些膜本身都
是无机物，本性是硬而脆的，对彩板的T弯性能会带来
不利影响，故膜越厚T弯性能越差。
通过在处理液中添加有机物或二氧化硅，可以提
高复合膜的韧性和附着力，从而改善T弯性能，但可能
会使耐蚀性能下降。因此，在保持耐蚀性能的同时，改
善T弯性能，就需要综合平衡表面处理液中的无机和
有机成分。这也正是使用不同厂家生产的处理液，彩板
T弯性能不同的原因。
4 涂膜厚度的影响
涂料在彩板生产厂家的成本构成中是仅次于基板
的第二大项成本，故在彩板的生产中，很多厂家为了控
制成本，将涂膜做得较薄，这样不但会使彩板的防腐蚀
性能下降，还会使机械性能下降，尤其是T弯性能。这
是因为在目前的T弯性能检测方法中，不但要将彩板
弯曲，还要在弯曲面上用胶带纸薪扯，观察是否掉漆。
这种检测方法不但反映了被测体系的柔韧性，还体现
了涂膜在底材上的附着力及涂膜的强度。如果涂膜做
得太薄，涂膜的内聚力不够，做T弯性能试验后，涂膜
容易开裂，在用胶带纸茹扯的过程中就容易掉漆，表现
为T弯性能不好‘4]。表4中的试验结果就反映了这种
趋势。
表 4 涂膜厚度对 T 弯性能的影响
面漆涂膜厚度/Wm 6 10 15 20
T弯性能4T 3T 3T 2T
注:基板为0.4 m m无锌花HDG钢板，锌层厚51 Lm; 前处理液按
10% 对稀，底漆为环氧底漆，PMT为224℃，厚度为4N .m;面
漆为海蓝聚醋面漆，厚度为15p m ,PM T为2329 C，均为湘江
涂料集团生产。
注:基板处理同表3注。
5 烘烤温度的影响
彩板的正面一般都是采用二涂二烘工艺，底漆可
2006.08 现代涂料与涂装
9
万方数据
以为聚醋体系，也可以是环氧体系。对于家电用板，由
于对T弯性能要求很高，多采用聚酷底漆;而对建筑用
板，对彩板的防腐蚀性能和抗刮性要求相对较高，故多
采用环氧体系。
采用同样的面漆和烘烤温度，当底漆类型不同或
底漆相同而烘烤温度不同时，会导致整个涂层的T弯
性能及其变化完全不同，试验结果见表50
表5 底漆及烘烤温度不同时整个涂层的T弯性能
底漆PMT
聚醋底漆
环氧底漆
204℃ 210℃ 216℃ 224℃ 232℃ 241℃ 249℃
T T
，乙，︸
T T
1 ，户
T T
..且内j
T
n 户
T
︸U
注:基板为0.4 m m韩国浦项产冷轧钢板，前处理液为凯密特尔
C45 04 处理液，按5%对稀，底漆厚度为4W m;面漆为白色聚酷
面漆， PM T为232℃，厚度为15di m，均为湘江涂料集团生产。
在上述试验中，虽然温度升高会使环氧底漆的交
联度提高，附着力变好，从而使体系的T弯性能变好，
但由于在这里面漆的性能处于主导地位，所以体现了
聚醋体系的特点，即温度升高，T弯性能变差，但是耐
MEK则会变好。
6 结语
要生产出高质量的彩板，仅有高质量的涂料是远
远不够的，还要有适于彩板生产的基板类型，合适的前
处理工艺，足够的涂膜厚度，合理的烘烤温度，这些因
素缺一不可。充分了解影响彩板T弯性能的各项因素，
不仅对彩板生产厂来说至关重要，而且对于涂料生产
厂开发不同体系的高质量的卷材涂料，也有很好的指
导作用。
由表 5可以看出，之所以产生这种结果是因为聚
醋底漆的基料为线性聚醋树脂和氨基树脂，虽然线性
聚酷树脂的数均相对分子质量可达2万，柔韧性很好，
但不是网状结构，需一定的交联才能形成合适的网状
结构。由于其Tg较低，故在较低的温度下即可与氨基
树脂的烷氧基发生反应，当温度进一步升高时，氨基树
脂发生大量的自交联，导致交联密度过高，漆膜的柔韧
性下降，T弯性能变差。
而对于环氧底漆来说，多采用609环氧树脂，该树
脂相对分子质量只有3 000一5 000，柔韧性差，只有通
过进一步交联才能形成更高相对分子质量的网状结
构，获得较好的柔韧性。由于环氧树脂的Tg较高，当温
度较低时，树脂分子链段的运动困难，反应不充分，交
联不够;同时，在609环氧树脂中，主要反应基团为仲
经基，反应活性低，也需较高的温度才能与氨基树脂反
应完全，形成相对分子质量高的网状结构。而且，对环
氧树脂来说，远高于Tg的烘烤温度可使环氧树脂在底
材表面富集，环氧树脂的极性基团大量与处理过的底
材形成某种共价键，从而提高了环氧底漆在底材上的
附着力‘”，这样做了T弯后的漆膜就不易被勃扯掉，表
现出更好的T弯性能。
由于以上几个原因，环氧底漆的固化温度升高，反
而T弯性能变好了。但要注意的是，如果底漆交联过
度，会使其与面漆的层间附着力变差。
底漆的类型和固化温度一定，面漆的固化温度不
同时，T弯性能也不一样，试验结果见表6a