一种覆膜铝模板及其制备方法

技术领域

本发明涉及铝模板加工领域，具体是一种覆膜铝模板及其制备方法。

背景技术

建筑铝模板是铝合金制作的建筑模板，又名铝合金模板，是指按模数制作设计，铝模板经专用设备挤压后制作而成，由铝面板、支架和连接件三部分系统所组成的，具有完整的配套使用的通用配件，能组合拼装成不同尺寸的外型尺寸复杂的整体模架，是一种装配化、工业化施工的系统模板，大大提高了施工效率。

由于铝合金模板主要是用铝这种材料加工制成的，而铝的化学性质较为活泼，在大气环境中，其表面容易形成一层极薄的氧化膜(其厚度通常为几个纳米)，对基体具有一定的防护作用。但该自然氧化膜太薄，极易破损，特别是碱性环境中，OH-含量高时，极易发生腐蚀。而混凝土中浆体的pH值一般在12.5左右，铝合金模板在这种碱性条件下因发生化学反应而腐蚀，导致铝合金模板的使用寿命降低。因此，为了延长铝合金模板使用寿命，提高经济效益，在其使用前要经过必要的表面处理。目前，较多使用钼酸盐钝化、稀土金属盐钝化、铈酸盐钝化、硅酸盐处理等方法对铝合金进行钝化处理，但这些钝化剂处理的铝合金钝化膜在颜色与耐蚀性方面均不太理想，难以达到工程的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种覆膜铝模板及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种覆膜铝模板，包括铝模板本体以及喷涂在其表面的膜层，所述膜层由按重量分计的如下原料组成：聚醚醚酮10-20份、膨胀石墨1-3份、锌粒5-10、二甲基硅油1-3份、丁醇8-10份、磁石2-4份、流平剂4-6份、聚脲树脂40-80份，乳液10-15份，固化剂10-20份，增韧剂3-6份。

作为本发明的进一步改进：所述膜层按重量分计的如下原料组成：聚醚醚酮15份、膨胀石墨2份、锌粒8、二甲基硅油2份、丁醇9份、磁石3份、流平剂5份、聚脲树脂60份，乳液13份，固化剂15份，增韧剂4份。

本发明还提供一种覆膜铝模板的制备方法，用于制备前述的铝合金模板，包括如下步骤：

－－涂料制备

膨胀石墨预处理：将膨胀石墨加热30s，取出冷却待用；

组分A制备：将经过预处理的膨胀石墨与聚醚醚酮混合均匀后加入到聚脲树脂中，搅拌均匀后于室温下静置10min，得到组分A；

组分B制备：将锌粒、二甲基硅油、丁醇混合均匀，于室温下以300r/min的速率下搅拌15min，加入磁石，以500r/min的速率下搅拌20min后得到组分B；

组分C制备：将流平剂、乳液、固化剂、增韧剂混合均匀，于室温下搅拌均匀后，得到组件C；

将组分A、B、C搅拌均匀后得到涂料；

－－铝模板喷涂膜层

将制备的涂料，均匀的喷涂于铝模板本体的表面以在铝模板的表面形成膜层，膜层厚度约为20-30μm。

作为本发明的进一步改进：所述铝模板喷涂膜层工序中，还包括：

将涂料均匀后立即对铝模板本体通入电压为10V，频率为50Hz的单相正弦交流电，50min后停止通电，于60℃的温度下烘烤30min，取出后于室温下自然固化。

作为本发明的进一步改进：所述涂料制备工序中，还包括：

先将组分C与组分B混合得到混合料，再将混合料与组分A混合，以得到所述涂料。

作为本发明的进一步改进：在铝模板喷涂膜层工序中，在涂料喷涂之前，还包括：

－－铝模板本体的预处理

将铝模板本体以60目的砂纸打磨表面60min，用25wt％氢氧化钠溶液清洗铝模板本体表面后，再用15wt％盐酸溶液清洗以中和氢氧化钠溶液；将铝模板本体浸入复合酸电解液中，于室温、110V的电压下复合阳极氧化0.5-1h，取出用去离子水反复冲洗后干燥，在铝合金模板表面形成阳极氧化膜；随后用水将铝模板本体表面冲洗干净；将清洗干净的铝模板本体加热至60℃，保温待用。

作为本发明的进一步改进：所述膨胀石墨预处理中，所述膨胀石墨的加热温度在700-800℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的制备方法以及制得的覆膜铝模板，其制备方法简单，制得的覆膜铝模板具有较强的耐腐蚀性，且水泥固化成型后，水泥与铝模板易于分离，不会导致铝模板脱模困难的现象发生，保证脱模后墙体的完整性，减少后期的修补操作。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例详予说明。

实施例一

本实施例的覆膜铝模板，包括铝模板本体以及涂覆在铝模板本体表面的膜层，所述膜层由按重量分计的如下原料组成：聚醚醚酮10份、膨胀石墨1份、锌粒5、二甲基硅油1份、丁醇8份、磁石2份、流平剂4份、聚脲树脂40份，乳液10份，固化剂10份，增韧剂3份，磁石主要成分为四氧化三铁，含量为80％，余量为杂质，其中聚脲树脂是型号为F520的聚天门冬氨酸酯聚脲树脂。

该覆膜铝模板的制备方法，包括步骤如下：

涂料制备

膨胀石墨预处理：于700℃的条件下将膨胀石墨加热30s，取出冷却，待用；

组分A制备：将经过预处理的膨胀石墨与聚醚醚酮混合均匀后加入到聚脲树脂中，搅拌均匀后于室温下静置10min，得到组分A；

组分B制备：将锌粒、二甲基硅油、丁醇混合均匀，于室温下以300r/min的速率下搅拌15min，加入磁石，以500r/min的速率下搅拌20min后得到组分B；

组分C制备：将流平剂、乳液、固化剂、增韧剂混合均匀，于室温下搅拌均匀后，得到组件C。

先将组分C与组分B混合得到混合料，再将混合料与组分A混合，搅拌均匀后得到涂料。

铝模板本体的预处理

将铝模板本体以60目的砂纸打磨表面60min，用25wt％氢氧化钠溶液清洗铝模板本体表面后，再用15wt％盐酸溶液清洗以中和氢氧化钠溶液；将铝模板本体浸入复合酸电解液中，于室温、110V的电压下复合阳极氧化0.5-1h，取出用去离子水反复冲洗后干燥，在铝合金模板表面形成阳极氧化膜；随后用水将铝模板本体表面冲洗干净；将清洗干净的铝模板本体加热至60℃，保温待用。

铝模板喷涂膜层

将制备的涂料，均匀的喷涂于铝模板本体的表面，喷涂的方式采用本领域技术人员所熟知的喷涂方式，将涂料均匀后立即对铝模板本体通入电压为10V，频率为50Hz的单相正弦交流电，50min后停止通电，于60℃的温度下烘烤30min，取出后于室温下自然固化，得到覆膜建筑铝模板，膜层厚度约为20-30μm。

实施例二

本实施例的覆膜铝模板，包括铝模板本体以及涂覆在铝模板本体表面的膜层，所述膜层由按重量分计的如下原料组成：聚醚醚酮15份、膨胀石墨2份、锌粒8、二甲基硅油2份、丁醇9份、磁石3份、流平剂5份、聚脲树脂60份，乳液13份，固化剂15份，增韧剂4份，磁石主要成分为四氧化三铁，含量为75％，余量为杂质，其中聚脲树脂是型号为F520的聚天门冬氨酸酯聚脲树脂。

该覆膜铝模板的制备方法，包括步骤如下：

涂料制备

膨胀石墨预处理：于750℃的条件下将膨胀石墨加热30s，取出冷却，待用；

组分A制备：将经过预处理的膨胀石墨与聚醚醚酮混合均匀后加入到聚脲树脂中，搅拌均匀后于室温下静置10min，得到组分A；

组分B制备：将锌粒、二甲基硅油、丁醇混合均匀，于室温下以300r/min的速率下搅拌15min，加入磁石，以500r/min的速率下搅拌20min后得到组分B；

组分C制备：将流平剂、乳液、固化剂、增韧剂混合均匀，于室温下搅拌均匀后，得到组件C。

先将组分C与组分B混合得到混合料，再将混合料与组分A混合，搅拌均匀后得到涂料。

铝模板本体的预处理

将铝模板本体以60目的砂纸打磨表面60min，用25wt％氢氧化钠溶液清洗铝模板本体表面后，再用15wt％盐酸溶液清洗以中和氢氧化钠溶液；将铝模板本体浸入复合酸电解液中，于室温、110V的电压下复合阳极氧化0.5-1h，取出用去离子水反复冲洗后干燥，在铝合金模板表面形成阳极氧化膜；随后用水将铝模板本体表面冲洗干净；将清洗干净的铝模板本体加热至60℃，保温待用。

铝模板喷涂膜层

将制备的涂料，均匀的喷涂于铝模板本体的表面，喷涂的方式采用本领域技术人员所熟知的喷涂方式，将涂料均匀后立即对铝模板本体通入电压为10V，频率为50Hz的单相正弦交流电，50min后停止通电，于60℃的温度下烘烤30min，取出后于室温下自然固化，得到覆膜建筑铝模板，膜层厚度约为20-30μm。

实施例三

本实施例的覆膜铝模板，包括铝模板本体以及涂覆在铝模板本体表面的膜层，所述膜层由按重量分计的如下原料组成：聚醚醚酮20份、膨胀石墨3份、锌粒10、二甲基硅油3份、丁醇10份、磁石4份、流平剂6份、聚脲树脂80份，乳液15份，固化剂20份，增韧剂6份，磁石主要成分为四氧化三铁，含量为80％，余量为杂质，其中聚脲树脂是型号为F520的聚天门冬氨酸酯聚脲树脂。

该覆膜铝模板的制备方法，包括步骤如下：

涂料制备

膨胀石墨预处理：于800℃的条件下将膨胀石墨加热30s，取出冷却，待用；

组分A制备：将经过预处理的膨胀石墨与聚醚醚酮混合均匀后加入到聚脲树脂中，搅拌均匀后于室温下静置10min，得到组分A；

组分B制备：将锌粒、二甲基硅油、丁醇混合均匀，于室温下以300r/min的速率下搅拌15min，加入磁石，以500r/min的速率下搅拌20min后得到组分B；

组分C制备：将流平剂、乳液、固化剂、增韧剂混合均匀，于室温下搅拌均匀后，得到组件C。

先将组分C与组分B混合得到混合料，再将混合料与组分A混合，搅拌均匀后得到涂料。

铝模板本体的预处理

将铝模板本体以60目的砂纸打磨表面60min，用25wt％氢氧化钠溶液清洗铝模板本体表面后，再用15wt％盐酸溶液清洗以中和氢氧化钠溶液；将铝模板本体浸入复合酸电解液中，于室温、110V的电压下复合阳极氧化0.5-1h，取出用去离子水反复冲洗后干燥，在铝合金模板表面形成阳极氧化膜；随后用水将铝模板本体表面冲洗干净；将清洗干净的铝模板本体加热至60℃，保温待用。

铝模板喷涂膜层

将制备的涂料，均匀的喷涂于铝模板本体的表面，喷涂的方式采用本领域技术人员所熟知的喷涂方式，将涂料均匀后立即对铝模板本体通入电压为10V，频率为50Hz的单相正弦交流电，50min后停止通电，于60℃的温度下烘烤30min，取出后于室温下自然固化，得到覆膜建筑铝模板，膜层厚度约为20-30μm。

性能测试

分别对实施例1-3制得的覆膜铝模板及其制备方法与对比例1的建筑铝合金模板进行性能对比测试，其中，对比例1的建筑铝合金模板为常规铝模板，未采用本发明生产工艺进行膜层喷涂。其结果如表1所示。

表1

其中，测试标准与测试方法如下：

一、铅笔硬度测试

采用一套硬度分别为6B、5B、4B、3B、2B、B、HB、F、H、2H、3H、4H、5H的铅笔，在样品上，按45°方向施加1000克力，10毫米行程，不同位置划3道，观察样品外观是否有明显划痕，以不能划破漆膜的最硬铅笔号为漆膜的硬度。

二、摩擦系数测试

测试标准：GB/T10006-1988。

三、附着力测试

测试标准：ISO2409。

测试方法：使用外科手术刀的刀背在化学膜层上划12道划痕，其中至少两条划痕与其它划痕成90°角，以在表面上形成栅格，栅格的边长为1毫米。确保每条划痕都切割至基体材料。沿着划痕的两个方向各用刷子刷5次。把3M胶带粘在表面上，用指尖将胶带擦紧，确保与涂膜的良好接触，在5分钟内从胶带的自由端起以60°的角度在0.5-1秒内将胶带有规则的揭开撕去胶带。

等级划分：

0级：切口的边缘完全平滑，格子的方块都没有剥落；

1级：剥落部分的面积不大于与表面接触的胶带面积的5％；

2级：剥落部分的面积大于与表面接触的胶带面积的5％，而不超过15％；

3级：剥落部分的面积大于与表面接触的胶带面积的15％，而不超过35％；

4级：剥落部分的面积大于与表面接触的胶带面积的35％，而不超过65％。

四、耐磨测试

使用磨耗仪，在175克力的作用下，磨喷涂好的化学膜层，记录化学膜层露底材时橡胶轮转动的次数。

结果分析

由表1可知，通过本发明实施例1-3制得的覆膜铝模板及其制备方法具有较佳的硬度、耐磨性、较低的摩擦系数，以及较好的附着力。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。