氟碳涂料是以氟樹脂為成膜物質(zhì)的涂料，由于在氟樹脂大分子鏈中F-C鍵的存在，使得用氟樹脂為基料配成的氟樹脂涂料具有許多優(yōu)異的性能，如超耐氣候老化性、超耐化學(xué)腐蝕性等。其穩(wěn)定性比市面上流行的聚氨酯、有機(jī)硅、丙烯酸樹脂涂料優(yōu)越，在許多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。

氟碳涂料形成的涂層通常有以下優(yōu)點(diǎn)：
·不粘性能或防粘性能，易清洗；
·表面張力小，自潤滑性能與低摩擦性能優(yōu)異；
·憎油憎水性能，不污染設(shè)備內(nèi)的物料等；
·涂層衛(wèi)生，耐溫性好；
·化學(xué)穩(wěn)定性高，耐候性能、介電性能和耐熱性能突出。

當(dāng)然，由于氟樹脂以及氟碳涂料的品種多樣性，造成不同類型的氟碳涂料形成的涂層在性能上各有不同側(cè)重點(diǎn)。

二、氟碳涂料的類型有哪些？

1、 從狀態(tài)來分，有液體狀的和粉末狀的，其中液體狀的又分為溶劑型（油性）和水性（水分散型）的；

2、 從成膜基料氟樹脂的類型來分，有以下幾種：

①、PTFE型

PTFE型即聚四氟乙烯型，也常衩稱為“鐵氟龍、特氟龍、teflon、特氟隆”，有液體分散體型的，也有粉末型的。一般被用作不粘涂層或易清潔涂料，表面自清潔性非常好，粘附的污物容易清洗。涂層抗酸抗堿、耐各種有機(jī)溶劑、耐高溫、摩擦系數(shù)非常低，主要用于炊具（如不粘鍋）、化工操作設(shè)備內(nèi)壁、電熨斗等。

這類涂料涂于工件表面后，通常需要300℃以上高溫熔融燒結(jié)成膜。

②、PVDF型

主要成膜樹脂為聚偏氟乙烯樹脂+熱塑性丙烯酸樹脂，有液體分散體型的，也有粉末型的。該類涂料具有超強(qiáng)耐候性，具體表現(xiàn)壽命長、不褪色、無污染和耐老化等。較常用于建筑外裝飾鋁幕墻板和鋁型材。

這類涂料涂于工件表面后，通常需要230℃以上高溫?zé)崛鄢赡ぁＫ砸脖环Q為熱熔型氟樹脂(PVDF)涂料，目前有相關(guān)化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T3793—2005。

③、FEVE型

目前市場上的液體狀的FEVE型氟碳涂料從成膜氟樹脂上主要有兩類，一類為三氟氯乙烯和烷基乙烯基醚（酯）的共聚物（常被稱為：三氟型）；另一關(guān)為四氟乙烯/乙烯基單體的共聚物（常被稱為：四氟型）。這兩種氟樹脂分子鏈上都含在羥基，可用異氰酸酯或氨基與羥基反應(yīng)而交聯(lián)固化。如采用非封閉異氰酸酯作為固化劑則可常溫交聯(lián)固化，可用于重防腐領(lǐng)域，在鋼結(jié)構(gòu)、橋梁防腐方面應(yīng)用較為廣泛，是目前防腐涂料中**涂料產(chǎn)品，也可用于建筑外墻等。而若采用封閉異氰酸酯或氨基固化劑則需烘烤固化型的氟碳涂料。目前有相關(guān)化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《HG/T3792-2014交聯(lián)型氟樹脂涂料》。


鍍鋁鋅彩涂板是彩涂建筑板中的高端產(chǎn)品，外觀靚麗、用途廣泛。但鍍鋁鋅彩涂板生產(chǎn)中，除了具有高強(qiáng)的防腐性能之外，當(dāng)然也有一定的缺陷，但是都是可以通過彩涂板機(jī)組或是工藝改變的，其表面易產(chǎn)生爆孔、氣泡等缺陷，嚴(yán)重影響了彩涂線的連續(xù)生產(chǎn)和鍍鋁鋅彩涂板的表面質(zhì)量，造成成材率低下，需要分析。
原因分析：
1、鍍層化學(xué)特性差異
由于鋅鋁合金鍍層結(jié)晶時間長、枝晶發(fā)達(dá)，三叉結(jié)晶處屬于后凝固區(qū)域，容易形成疏松和孔洞。疏松和孔洞形成的凹陷缺陷的存在也導(dǎo)致空氣滯留。在涂料涂裝固化過程中，空氣體積膨脹，穿過透氣性好的底漆，使面漆破損，造成爆孔缺陷。
2、鍍層熱物性差異
鍍鋁鋅合金鍍層的熱輻射系數(shù)為0.86,較鍍鋅層的0.45高出很多，以鍍鋁鋅板作為基板時，鍍鋁鋅層使其表面的涂層快速升溫、快速固化，造成涂料中的有機(jī)溶劑不能以合理的速度及時散發(fā)，從而造成爆孔、氣泡缺陷，在底漆較厚時更易出現(xiàn)爆孔缺陷。
3、缺陷的影響
鍍鋁鋅彩涂基板生產(chǎn)時，校正輥振動、液面波動產(chǎn)生使其橫向周期分布的色差，是造成爆孔缺陷產(chǎn)生的原因。鍍鋅鋁表面鋅花不均，所形成的晶界間存有凹陷，凹陷內(nèi)有殘留空氣，在面漆固化過程中空氣沖破漆膜發(fā)生爆孔。
因此，控制措施為：
1、提高鍍層均勻性
應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)鋅花樣板，檢查鋅花大型，同時及時調(diào)整。提高三輥六臂裝配質(zhì)量，優(yōu)化校正輥材質(zhì)和尺寸，減少校正輥振動和鋅鍋液面波動幅度；保證鍍鋁鋅彩涂基板表面質(zhì)量達(dá)到FB以上。
2、改進(jìn)表層粗糙度

為避免彩涂生產(chǎn)時出現(xiàn)爆孔缺陷，鍍鋁鋅生產(chǎn)線生產(chǎn)彩涂基板時使用大粗糙度工作輥，軋輥粗糙度控制在4.0±0.3μm，進(jìn)而改善基板粗糙度。

3、優(yōu)化彩涂固化工藝

針對鍍鋁鋅合金基板和涂料的特性，改進(jìn)涂裝固化曲線，調(diào)整機(jī)組工藝速度，使涂料在固化中保證合金層孔洞中的氣孔和涂料中稀釋劑充分逸出，有效控制溶劑揮發(fā)速度，防止溶劑沸騰蒸發(fā)。將直線式固化溫度曲線修改成階梯式固化溫度曲線，保證涂料的PMT，降低機(jī)組工藝速度15%，面漆的固化時間，保證涂裝工藝溫度穩(wěn)定，適當(dāng)降低涂裝粘度，改善鍍鋁鋅彩涂板的質(zhì)量。




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一、氟碳彩鋼板的定義：
氟碳彩鋼板是使用PVDF氟碳樹酯的氟碳涂料涂裝在金屬板上，再經(jīng)高溫烘烤做成的金屬烤漆涂
二、氟碳彩鋼板的特點(diǎn)
1.具有超常的穩(wěn)定性，在酸堿及污染嚴(yán)重的環(huán)境中能保持各項(xiàng)性能的穩(wěn)定。
2.卓越的耐久性，氟碳彩鋼板在室外20年仍能保持良好的顏色喝。
3.優(yōu)異的加工性能，涂裝后的彩板具有高柔韌性，耐沖擊性，還可進(jìn)行后壓花處理。
三、氟碳涂料的歷史
1.氟碳涂料早開發(fā)于1961年，1965年正式進(jìn)入市場，早期主要用于核電站等重大工程，后來
擴(kuò)展到高級商業(yè)建筑和公共建筑。近年來使用越來越廣。
2.目前，美國占60%的使用量，歐洲占10%，亞洲占30%（主要集中在日本和南韓），近年來，國內(nèi)市場也逐步認(rèn)識
到其優(yōu)異性能，也越來越廣泛地采用該產(chǎn)品。
四、氟碳彩涂板的用途
氟碳彩板主要用于室內(nèi)外需要長久保護(hù)并始終維持原有顏色的建筑物，特別是高級建筑或者惡劣環(huán)境下的建筑物。如公共設(shè)施，機(jī)場，商業(yè)或辦公大廈，超級市場，工業(yè)廠房，機(jī)庫和糧庫等等。
五、氟碳涂料的生產(chǎn)
為保證涂料廠生產(chǎn)出合格的氟碳涂料，PVDF氟碳樹酯供應(yīng)商只給那些能夠保證生產(chǎn)出優(yōu)異氟碳涂料產(chǎn)品的涂料商發(fā)放購買許可證從而保證PVDF氟碳涂層的崇高質(zhì)量和聲譽(yù)，如在美國只有麗利公司等5家涂料商具有Kynar500氟碳樹酯的許可證。同樣，涂層廠必須達(dá)到涂料商的技術(shù)要求，才能得到涂料供應(yīng)商的使用許可證書，從而購買氟碳涂料。樹酯和涂料的許可證制度，在幾十年的時間內(nèi)保證了氟碳涂層的質(zhì)量，確保了終用戶的根本利益。
六、氟碳涂料只要指標(biāo)涂料中氟碳樹酯含量：≥70%
比重：1.20±0.1kg/公斤
涂布量：330㎡/公斤（以干膜1um計(jì)）
固含量：42±2%（重量），38±2%（體積）
包裝粘度：100~120秒
PMT:249~254℃
耐鹽霧試驗(yàn)：>1000小時
MEK：>150次
T彎：0~1T
反向沖擊：>9J
度：（60°）：15~40%
鉛筆硬度：>F
七、氟碳涂料涂裝條件
1.涂裝前避免基板的污染和化涂膜的損傷
2.嚴(yán)格控制涂裝室的清潔度
3.保持上機(jī)粘度的穩(wěn)定
4.配套底漆可使用聚氨酯底漆和環(huán)氧底漆
5.可采用兩輥的方式涂裝
6.涂裝時需經(jīng)常檢查和更換過濾裝置
7.PMT（板溫）：>249℃
8.固化時間：>23秒
9.烘烤后可采用風(fēng)冷或水冷方式冷卻
八、涂裝氟碳涂料，氟碳彩涂板的注意事項(xiàng)
料盤回流導(dǎo)管需選用耐溶劑管，防止管道溶解，破裂。涂層機(jī)的料盤擋板需要根據(jù)料盤氣泡情況作適當(dāng)調(diào)整。注意面，背漆板溫的同步。經(jīng)常檢測冷卻水的水質(zhì)，防止涂層的污染。氟碳涂層較軟，注意卷取張力的調(diào)整。氟碳涂料價格昂貴，避免各環(huán)節(jié)的浪費(fèi)。
九、施工安全氟碳涂料中含有偏二氟乙烯，長期接觸對人體有一定的損害，在涂裝應(yīng)注意：進(jìn)入涂裝室必須戴好防護(hù)用品。避免用手直接接觸氟碳涂料。皮膚上不小心粘上氟碳涂料，應(yīng)先勇干凈抹布擦凈，再用酒精清洗，嚴(yán)重者需及時上。
3.2 創(chuàng)新背板、組件前板和電站應(yīng)用中氟碳涂料的技術(shù)發(fā)展
氟碳涂料除應(yīng)用在傳統(tǒng)高分子柔性背板上外，在創(chuàng)新背板、組件前板及電站逆變器、支架、接線盒等器件中也會更多的應(yīng)用，傳統(tǒng)氟碳涂料可提高被涂覆材料的耐候性，延長材料的使用壽命。另外，一些新型氟碳涂料如超疏水納米氟碳涂料可使上述材料或器件保持極強(qiáng)的耐水性、耐沾污性及自清潔性，使創(chuàng)新背板、玻璃前板及電站有更好的自清潔能力。同時，氟碳涂料經(jīng)過納米防冰雪添加劑改性，可降低冰雪與基體的粘結(jié)性，使材料具有明顯的抗結(jié)冰性能，避免出現(xiàn)背板、前板或電站組件在冬天霜凍條件下不能正常工作的情況，甚至可避免溫度極低時冰雪負(fù)載壓力過大使組件損壞的情況。在氟碳涂料技術(shù)及施工應(yīng)用技術(shù)的不斷進(jìn)步下，氟碳涂料將在光伏組件材料各個領(lǐng)域顯示越來越重要的作用。雙玻組件也將是氟碳涂料應(yīng)用的重要領(lǐng)域，如玻璃面板的鍍膜材料壽命短，長時間戶外應(yīng)用后出現(xiàn)鍍膜層剝落、白化等。以氟碳涂料為基礎(chǔ)的玻璃鍍膜材料將對延長鍍膜壽命，提高鍍膜玻璃的功能性帶來巨大貢獻(xiàn)。同時氟碳涂料在傳統(tǒng)背板上的應(yīng)用解決了高分子柔性板背面的保護(hù)問題。 在西北沙塵地區(qū)的應(yīng)用中發(fā)現(xiàn) FFC 四氟型材料的表面長期應(yīng)用不積灰塵，帶來了風(fēng)自潔的效果。三氟型背板材料也可在功能助劑改性下獲得良好的自清潔效果，同樣的透明氟碳涂料技術(shù)可以滿足玻璃表面的自潔問題。因此，從氟碳材料本身的特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合涂氟工藝技術(shù)和裝備的進(jìn)步，將助力光伏新能源打開材料功能化的創(chuàng)新之窗，拓展創(chuàng)新材料的應(yīng)用領(lǐng)域。

4 結(jié) 語
通過對光伏背板發(fā)展的技術(shù)歷史可以推斷未來背板市場還將是高分子柔性背板、玻璃背板和其他材質(zhì)背板共存的時代；傳統(tǒng)的以氟碳材料為耐候?qū)拥谋嘲鍛?yīng)用仍是市場主流；以氟碳涂料涂覆的背板將在傳統(tǒng)高分子柔性背板市場上占據(jù)重要位置。同時背板材料更加關(guān)注背板抗沙塵侵蝕能力與抗紫外能力的兼容性、背板的長期阻隔性、抗應(yīng)力等力學(xué)性能、戶外應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)測試緊密關(guān)聯(lián)性以及環(huán)境因素的影響；如何有效保護(hù)背板材料被影響、維護(hù)材料長時間性能穩(wěn)定及背板材料特定環(huán)境應(yīng)用功能化是未來氟碳涂料的發(fā)展方向和挑戰(zhàn)。隨著涂氟技術(shù)和工藝、裝置技術(shù)的不斷進(jìn)步，氟碳涂料將在光伏電站等更多環(huán)節(jié)領(lǐng)域得以應(yīng)用。同時，隨著國家對太陽能新能源政策扶持力度的不斷加大，我國氟碳涂料技術(shù)將迎來更快的發(fā)展。
針對在濕熱海洋環(huán)境下長期服役的鐵路混凝土，設(shè)計(jì)了表面氟碳涂層成套體系，明確了涂層體系應(yīng)用技術(shù)要求，在此基礎(chǔ)上規(guī)范了施工措施并完善了質(zhì)量評價體系，實(shí)現(xiàn)了涂層防護(hù)成套技術(shù)在相應(yīng)工況下的成功應(yīng)用。效益分析表明，涂層技術(shù)的應(yīng)用降低了鐵路混凝土的全壽命期維修費(fèi)用，兼具環(huán)保和社會效益。

關(guān)鍵詞 材料工程;鐵路混凝土；氟碳涂層；應(yīng)用技術(shù)；海洋環(huán)境；耐久性

隨著我國對海洋開發(fā)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，各類碼頭、跨海大橋、人工島等海洋工程基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)數(shù)量正在逐漸增加。鋼筋混凝土由于具有易澆注、耐沖擊、耐磨等優(yōu)良性能以及較低的工程造價，成為進(jìn)行此類設(shè)施建設(shè)的可以選擇形式。但鋼筋混凝土在海洋環(huán)境下服役時面臨著較嚴(yán)重的鋼筋銹蝕等腐蝕問題，易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂、失效，縮短結(jié)構(gòu)使用壽命[1]。為保證安全服役，必須對已發(fā)生腐蝕的結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)，但技術(shù)難度與所需資金均十分巨大。因此，人們對處于嚴(yán)重腐蝕環(huán)境下的鋼筋混凝土越來越多地采取事前防護(hù)措施以提升其耐久性，從而降低全壽命周期的成本[2-3]。

海南省處于典型的高溫、高濕、強(qiáng)腐蝕等多腐蝕因素耦合作用的海洋環(huán)境下，其區(qū)域內(nèi)鋼筋混凝土的腐蝕問題更為突出，對效果顯著、實(shí)施簡便、作用持久的混凝土耐久性提升技術(shù)措施的需求更加迫切。在諸多技術(shù)措施中，混凝土表面涂層技術(shù)較為簡單有效，不僅可以應(yīng)用到新建結(jié)構(gòu)上，還可以應(yīng)用于已有結(jié)構(gòu)的修復(fù)[4-8]。本文主要介紹成功應(yīng)用于新建海南西環(huán)鐵路提升混凝土耐久性的表面氟碳防腐蝕涂層技術(shù)。

1 工程概況
新建海南西環(huán)鐵路始于既有西環(huán)鐵路海口站，終于三亞站，線路走向沿海南西部沿海地段，正線全長345 km，設(shè)計(jì)時速200 km，為I級雙線鐵路。在西環(huán)鐵路中段，位于海南省儋州市與昌江縣境內(nèi)的珠碧江雙線特大橋全長 3 991 m，橋位與北部灣入海口不足5 km。由于海水倒灌影響，環(huán)境腐蝕作用異常嚴(yán)重，其中，氯鹽環(huán)境的作用等級為L3，化學(xué)侵蝕環(huán)境的作用等級為H4，鹽晶結(jié)晶破壞環(huán)境的作用等級為Y4，并存在大于Y4等級的高硫酸鹽含量的極端嚴(yán)重腐蝕環(huán)境，必須對相應(yīng)環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行防腐蝕強(qiáng)化處理，提升混凝土耐久性。


1.氟碳烤漆寶鋼彩鋼板:

氟碳烤漆寶鋼彩鋼板，又稱聚偏氟乙烯烤漆、聚偏二氟乙烯烤漆，英文簡稱：PVDF。是一種工業(yè)涂料，具有很高的抗腐蝕性能和耐酸堿性能，因此氟碳烤漆寶鋼彩鋼板相比普通彩鋼板具有更長的使用年限，適合強(qiáng)腐蝕性的工業(yè)環(huán)境，氟碳烤漆寶鋼彩鋼板常用于對于維護(hù)材料防腐蝕有較求的環(huán)境或者行業(yè)，例如化工企業(yè)、電力行業(yè)、養(yǎng)殖畜牧業(yè)、金屬冶煉等行業(yè)，腐蝕性環(huán)境包括沿海地區(qū)、酸雨地區(qū)等都大量的應(yīng)用氟碳彩鋼板作為屋面和墻面的維護(hù)材料。寶鋼針對其生產(chǎn)的氟碳烤漆彩鋼板統(tǒng)一出具20年涂層質(zhì)量保證，質(zhì)保內(nèi)容為：油漆涂層20年內(nèi)不發(fā)生脫落或者粉化，變色也在≤5個色差單位范圍內(nèi)，粉化率不超過8級。 一級代理氟碳烤漆寶鋼彩鋼板有哪些配套的技術(shù)參數(shù)：
底板：彩色涂層鋼板的冷軋鋼板，通常有屈服、延伸、抗拉等表示方法，氟碳彩鋼板一般都是用在建筑中，建議采用高屈服的底板，提高建筑整體的結(jié)構(gòu)性能和承載性能，同時底板厚度建議采用0.5mm以上厚度；
鍍層：金屬鍍層是彩板防腐蝕的一個重要方面，分為鍍鋅和鍍鋁鋅兩種，鍍層的平米重量決定了彩板的耐腐蝕性能，這里建議鍍層的重量采用鍍鋅220克及以上，或者鍍鋁鋅AZ150克及以上，酸雨地區(qū)不建議使用鍍鋅基板；
膜厚：氟碳烤漆寶鋼彩鋼板的正面膜厚正常大于20μm，隨著時間的推移，漆膜厚度會逐漸減少，所以膜厚越高，使用年限越久，耐腐蝕性越好。寶鋼目前的彩涂機(jī)組生產(chǎn)能力允許正面膜厚做到45μm~60μm。

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