一种高强度铝单板及其加工工艺的制作方法

本发明涉及板材生产，具体为一种高强度铝单板及其加工工艺。

背景技术：

1、在建筑行业，长期以来，石材和石膏板等传统材料被视为外部装饰的主导，它们所带来的质感和美观度曾经是人们的首选。但随着时间的推移，由于石材和石膏板的重量较大、需要的安装和加工时间长，而且过程中涉及的技术和工艺相对复杂，使得这些材料的使用成本逐渐上升，需要更高效、经济和可持续的解决方案。在这种需求下，铝单板应运而生。它不仅具有卓越的加工性能，而且轻便、成本低，因此迅速受到建筑师和设计师的喜爱。

2、尽管铝单板优点众多，在建筑装饰中得到了行业内的广泛应用和推崇，但任何材料都不是完美的。但作为金属，它也存在缺陷，例如，它对酸碱的抵抗性不足，且在日常使用中容易产生磨损、腐蚀等，最终影响使用寿命和美观度。因此，需要寻求新的解决方案，从而为铝单板带来更好的抗腐蚀和抗磨损性能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高强度铝单板及其加工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高强度铝单板及其加工工艺，包括以下步骤：

3、步骤1：

4、将十六烷基三甲基溴化铵、去离子水、无水乙醇、氨水混合，搅拌下加入正硅酸乙酯、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，升温反应后离心，并用去离子水和乙醇洗涤2~3次，真空干燥得到双键改性纳米二氧化硅；

5、步骤2：

6、将甘油三蓖麻油酸酯、聚四氢呋喃二醇混合，加入二苯甲烷二异氰酸酯，升温反应并脱气出料，制得聚氨酯预聚体；降温加入消泡剂、1,4-丁二醇、二丁基锡二月桂酸酯、溶剂油，搅拌反应得到疏水聚氨酯涂料；

7、步骤3：

8、s1：将3-氟苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯混合，得到物料a；

9、s2：将疏水聚氨酯涂料、物料a、双键改性纳米二氧化硅混合得到物料b；

10、s3：将物料b分散在二甲苯中，加入引发剂，升温反应得到反应物；加入去离子水、乳化剂、分散剂和紫外光吸收剂，乳化分散1~2h后，得到二氧化硅改性聚氨酯涂料；

11、步骤4：

12、选取铝合金面板，对其进行钣金加工，加工完成后，进行表面除油、酸洗钝化处理工艺，得到铝单板坯体；将二氧化硅改性聚氨酯涂料喷涂在铝单板坯体表面，得到高强度铝单板。

13、进一步的，步骤1中，各组分用量，按重量份数计，0.3~0.4份十六烷基三甲基溴化铵、100份去离子水、50~60份无水乙醇、2~3份氨水、1.5~2份正硅酸乙酯、0.5~0.8份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。

14、进一步的，步骤1中，反应温度为50~60℃；离心速度为2000~2500rpm，离心时间为5~10min。

15、进一步的，步骤2中，各组分含量，按重量份数计，6~10份甘油三蓖麻油酸酯、44~50份聚四氢呋喃二醇、56~60份二苯甲烷二异氰酸酯、0.1~0.5份消泡剂、8~10份1,4-丁二醇、0.1~0.3份二丁基锡二月桂酸酯、10~12份溶剂油。

16、进一步的，步骤2中，二苯甲烷二异氰酸酯的加入温度为50~60℃；升温反应温度为90~95℃，升温反应时间为3~4h；搅拌反应时间为1~2h。

17、进一步的，s1中，物料a中各组分含量，按重量百分数计，20~22% 3-氟苯乙烯、40~60%丙烯酸甲酯、18~40%甲基丙烯酸丁酯。

18、进一步的，s2中，物料b中各组分含量，按重量百分数计，80~85%疏水聚氨酯涂料、10~17%物料a、3~5%双键改性纳米二氧化硅。

19、进一步的，s3中各组分用量，按重量份数计，24~25份物料b、36~40份二甲苯、0.48~0.69份引发剂、30~40份去离子水、6~8份乳化剂、1~1.5份分散剂、3~5份紫外光吸收剂。

20、进一步的，s3中，反应条件为氮气环境下，升温至70~80℃，反应1~2h。

21、进一步的，步骤4中，铝合金面板厚度为10~15mm；喷涂厚度为0.5~1mm，干燥温度为200~220℃，干燥时间为5~10min。

22、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明制备了一种性能良好的涂料，并将其用于铝单板。在制备涂料时，本发明首先使用甘油三蓖麻油酸酯对聚氨酯进行改性，在提高涂料疏水性能的同时，引入了双键；为了进一步提高涂层的疏水效果、硬度和粘附性能，本申请使用溶胶凝胶法制备了含有双键的纳米二氧化硅，并将含有氟元素和苯环的单体3-氟苯乙烯与丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯混合，通过聚合反应引入到聚氨酯涂料的侧链中，从而实现改性；制得的聚氨酯涂料疏水性能强、硬度较大、附着效果良好；其中二氧化硅与涂料通过化学键相结合，不仅可以提高二氧化硅的分散性和涂层的耐磨性，还能与紫外光吸收剂产生协同作用，保证涂层具有良好的耐紫外光效果，在室外长时间使用不产生裂痕。

23、需要说明的是，在制备二氧化硅改性聚氨酯涂料时，尽管双键改性纳米二氧化硅在涂料中具有良好的分散性，且能够有效提高涂层的耐磨性能，但二氧化硅的含量并非越高越好。由于二氧化硅对涂料中的溶剂油具有吸附效果，其含量过高会造成涂层发生龟裂，因此需要对其用量进行严格的限定，按重量百分数计，将其控制在3~5%，可以保证涂层具有良好的性能，用于铝单板表面能够实现有效保护。

技术特征：

1.一种高强度铝单板的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种高强度铝单板的加工工艺，其特征在于：步骤1中，各组分用量，按重量份数计，0.3~0.4份十六烷基三甲基溴化铵、100份去离子水、50~60份无水乙醇、2~3份氨水、1.5~2份正硅酸乙酯、0.5~0.8份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。

3.根据权利要求1所述的一种高强度铝单板的加工工艺，其特征在于：步骤1中，反应温度为50~60℃；离心速度为2000~2500rpm，离心时间为5~10min。

4.根据权利要求1所述的一种高强度铝单板的加工工艺，其特征在于：步骤2中，各组分含量，按重量份数计，6~10份甘油三蓖麻油酸酯、44~50份聚四氢呋喃二醇、56~60份二苯甲烷二异氰酸酯、0.1~0.5份消泡剂、8~10份1,4-丁二醇、0.1~0.3份二丁基锡二月桂酸酯、10~12份溶剂油。

5.根据权利要求1所述的一种高强度铝单板的加工工艺，其特征在于：步骤2中，二苯甲烷二异氰酸酯的加入温度为50~60℃；升温反应温度为90~95℃，升温反应时间为3~4h；搅拌反应时间为1~2h。

6.根据权利要求1所述的一种高强度铝单板的加工工艺，其特征在于：s1中，物料a中各组分含量，按重量百分数计，20~22% 3-氟苯乙烯、40~60%丙烯酸甲酯、18~40%甲基丙烯酸丁酯；s2中，物料b中各组分含量，按重量百分数计，80~85%疏水聚氨酯涂料、10~17%物料a、3~5%双键改性纳米二氧化硅。

7.根据权利要求1所述的一种高强度铝单板的加工工艺，其特征在于：s3中各组分用量，按重量份数计，24~25份物料b、36~40份二甲苯、0.48~0.69份引发剂、30~40份去离子水、6~8份乳化剂、1~1.5份分散剂、3~5份紫外光吸收剂。

8.根据权利要求1所述的一种高强度铝单板的加工工艺，其特征在于：s3中，反应条件为氮气环境下，升温至70~80℃，反应1~2h。

9.根据权利要求1所述的一种高强度铝单板的加工工艺，其特征在于：步骤4中，铝合金面板厚度为10~15mm；喷涂厚度为0.5~1mm，干燥温度为200~220℃，干燥时间为5~10min。

10.根据权利要求1~9中任一项所述的一种高强度铝单板的加工工艺加工得到的铝单板。

技术总结
本发明涉及板材生产技术领域，具体为一种高强度铝单板及其加工工艺。本发明首先使用疏水的甘油三蓖麻油酸酯对聚氨酯进行改性，向聚氨酯中引入双键；再采用溶胶凝胶法制备含有双键的纳米二氧化硅，并将其与含有氟单体3‑氟苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯混合，通过聚合反应引入到聚氨酯侧链中，从而对涂料进行改性。本发明制备的聚氨酯涂料疏水性能强、硬度大、附着效果好；二氧化硅在涂料中分散性好不团聚，可以增强涂层的耐磨性，同时还能与紫外光吸收剂产生协同作用，保证涂层具有良好的耐紫外光效果，在室外使用情况下长时间不产生裂痕；将本发明制备的涂料涂覆在铝单板表面，能够实现对铝单板表面长时有效的保护。

技术研发人员：陈志洋,王先鹏,赵立杰
受保护的技术使用者：江苏康士格新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15