泰州氟碳彩钢板 宝钢
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- 发货地:上海市宝山区杨行镇
关键词
泰州氟碳彩钢板
详细说明
3 涂氟背板发展机遇及氟碳涂料的技术研究
3.1 高分子柔性背板中氟碳涂料的技术发展
近年来，组件企业将降本的压力纷纷转嫁给组件材料供应商，迫使材料企业特别是背板企业面临材料技术更新的压力和选择。以氟碳涂料作为 PET 基材保护层的涂氟型背板材料（CPC、XFC）已逐渐成为主流，其工艺技术、成本和价格比传统 TPT 型背板更具优势，将在未来占据背板市场的重要位置。 氟碳涂料的综合成本比氟膜低，同时具有极佳的耐候性，能保证组件 25年以上的使用寿命，目前还没有一种新材料具有这种优势并进行取代。因而在涂氟型高分子柔性背板中，耐候层的氟碳涂料、氟碳树脂是研究的热点。针对光伏应用领域（如图 2、表 1、表 2）展开研究，需提升氟碳涂料、氟碳树脂的性能和功能性。现有氟碳涂料、氟碳树脂主要采用可交联固化型，即在氟树脂中引入—OH、—COOH、双键等官能团，使之可与异氰酸酯、三聚氰胺和氨基树脂等进行加热交联成膜或微波、电子束固化成膜。相信经过技术革新，以这些氟碳涂料改进的背板材料将具有更优异的功能和更环保的应用。
彩钢板，是指彩涂钢板，彩涂钢板是一种带有有机涂层的钢板。彩钢板分为单板、彩钢复合板、楼承板等。广泛使用于大型公共建筑、公共厂房、活动板房、及集成房屋的墙面和屋面。
针对在湿热海洋环境下长期服役的铁路混凝土，设计了表面氟碳涂层成套体系，明确了涂层体系应用技术要求，在此基础上规范了施工措施并完善了质量评价体系，实现了涂层防护成套技术在相应工况下的成功应用。效益分析表明，涂层技术的应用降低了铁路混凝土的全寿命期维修费用，兼具环保和社会效益。
关键词 材料工程;铁路混凝土；氟碳涂层；应用技术；海洋环境；耐久性
随着我国对海洋开发规模的不断扩大，各类码头、跨海大桥、人工岛等海洋工程基础设施的建设数量正在逐渐增加。钢筋混凝土由于具有易浇注、耐冲击、耐磨等优良性能以及较低的工程造价，成为进行此类设施建设的首选形式。但钢筋混凝土在海洋环境下服役时面临着较严重的钢筋锈蚀等腐蚀问题，易导致结构开裂、失效，缩短结构使用寿命[1]。为保证安全服役，必须对已发生腐蚀的结构进行修复，但技术难度与所需资金均十分巨大。因此，人们对处于严重腐蚀环境下的钢筋混凝土越来越多地采取事前防护措施以提升其耐久性，从而降低全寿命周期的成本[2-3]。
海南省处于典型的高温、高湿、强腐蚀等多腐蚀因素耦合作用的海洋环境下，其区域内钢筋混凝土的腐蚀问题更为突出，对效果显著、实施简便、作用持久的混凝土耐久性提升技术措施的需求更加迫切。在诸多技术措施中，混凝土表面涂层技术最为简单有效，不仅可以应用到新建结构上，还可以应用于已有结构的修复[4-8]。本文主要介绍成功应用于新建海南西环铁路提升混凝土耐久性的表面氟碳防腐蚀涂层技术。
1 工程概况
新建海南西环铁路始于既有西环铁路海口站，终于三亚站，线路走向沿海南西部沿海地段，正线全长345 km，设计时速200 km，为I级双线铁路。在西环铁路中段，位于海南省儋州市与昌江县境内的珠碧江双线特大桥全长 3 991 m，桥位与北部湾入海口不足5 km。由于海水倒灌影响，环境腐蚀作用异常严重，其中，氯盐环境的作用等级为L3，化学侵蚀环境的作用等级为H4，盐晶结晶破坏环境的作用等级为Y4，并存在大于Y4等级的高硫酸盐含量的极端严重腐蚀环境，必须对相应环境下的混凝土结构进行防腐蚀强化处理，提升混凝土耐久性。
2 氟碳涂层体系的应用
2.1 体系设计
为提升混凝土结构的耐久性，防腐蚀涂层体系需要与混凝土基面具有良好的适应性，并维持较长的使用寿命。涂层体系一般由底漆+面漆或底漆+中间漆+面漆组成，各涂层分别承担相应功能并产生协同作用，达到有效避免外来腐蚀介质破坏，从而保护混凝土结构的目的[9]。
珠碧江双线特大桥混凝土结构的特殊性主要在于其结构表面处于周期性的干湿交替状态，而且潮汐现象导致部分混凝土结构只有很短的时间位于水面之上。这要求涂层体系具备一些特殊性能，特别是要求封闭底漆能够在潮湿的混凝土表面涂装，即除了具备潮湿基面固化的能力外，还需要潮湿混凝土基面具有良好的润湿性、渗透性、耐碱性和优异的附着力。此外，中间漆应具有良好的屏蔽性能，面漆应具有优异的耐候性，配套涂层之间还应具有良好的相容性，并具备良好的复涂性。整体而言，作为湿热海洋环境下混凝土的表面防护体系，应具有良好的附着力，可防止水的渗透，耐常见化学制剂和生物附着，在宽广的温度范围内具有良好柔韧性等。
经现场试验对比与优选，确定了TK系列渗透性环氧封闭底漆、柔性环氧云铁中间漆和高耐候氟碳面漆的配套体系。该配套体系具有以下技术特点：
1)涂层黏结性能佳。在涂料中采用了层间偶联法，强化了涂层与基底之间以及各涂层之间的附着力，为整体涂层的长效防护提供了保障。
2)涂层耐久性好。在基础成膜物方面，选用了目前防腐蚀涂料中耐候性最好的树脂材料；在力学性能调控方面，采用了分子内增韧技术以提高涂层力学性能，避免了涂层在服役过程中的小分子增塑剂迁移问题，降低了涂层脆化风险。
2.2 技术要求
依据室内加速试验及现场涂装测试的结果，并综合《混凝土桥梁结构表面涂层防腐技术条件》(JT/T 695—2007)等技术规范的相关要求，对应用的涂料及涂层性能指标做出以下规定(见表1)。
表1 混凝土表面氟碳涂料及相应涂层技术指标
氟碳彩钢板该产品积累了三十多年的生产技术经验涂料采用专利配方, Kynar Kynar5000,无机陶瓷颜料,每一种新的原料都必须经过佛罗里达十年曝晒证明才能商业使用,从而使产品质量得到可靠保证。美国 Fitzpartrick核电站厂房彩板采用热镀锌基板,涂上含70%树脂的氟碳涂料。1971年建成至今不仅表面及基板完好,而且色彩依旧。宝钢氟碳涂料的供应商为世界上最早的也是最大的氟碳涂料公司之一,提供20年涂层质量保证,保证20年内涂层不脱落,不粉化。
氟碳涂料是以氟树脂为成膜物质的涂料，由于在氟树脂大分子链中F-C键的存在，使得用氟树脂为基料配成的氟树脂涂料具有许多优异的性能，如超耐气候老化性、超耐化学腐蚀性等。其稳定性比市面上流行的聚氨酯、有机硅、丙烯酸树脂涂料优越，在许多领域被广泛应用。
氟碳涂料形成的涂层通常有以下优点：
·不粘性能或防粘性能，易清洗；
·表面张力小，自润滑性能与低摩擦性能优异；
·憎油憎水性能，不污染设备内的物料等；
·涂层卫生，耐温性好；
·化学稳定性高，耐候性能、介电性能和耐热性能突出。
当然，由于氟树脂以及氟碳涂料的品种多样性，造成不同类型的氟碳涂料形成的涂层在性能上各有不同侧重点。
二、氟碳涂料的类型有哪些？
1、 从状态来分，有液体状的和粉末状的，其中液体状的又分为溶剂型（油性）和水性（水分散型）的；
2、 从成膜基料氟树脂的类型来分，有以下几种：
①、PTFE型
PTFE型即聚四氟乙烯型，也常衩称为“铁氟龙、特氟龙、teflon、特氟隆”，有液体分散体型的，也有粉末型的。一般被用作不粘涂层或易清洁涂料，表面自清洁性非常好，粘附的污物容易清洗。涂层抗酸抗碱、耐各种有机溶剂、耐高温、摩擦系数非常低，主要用于炊具（如不粘锅）、化工操作设备内壁、电熨斗等。
这类涂料涂于工件表面后，通常需要300℃以上高温熔融烧结成膜。
②、PVDF型
主要成膜树脂为聚偏氟乙烯树脂+热塑性丙烯酸树脂，有液体分散体型的，也有粉末型的。该类涂料具有超强耐候性，具体表现寿命长、不褪色、无污染和耐老化等。最常用于建筑外装饰铝幕墙板和铝型材。
这类涂料涂于工件表面后，通常需要230℃以上高温热熔成膜。所以也被称为热熔型氟树脂(PVDF)涂料，目前有相关化工行业标准HG/T3793—2005。
③、FEVE型
目前市场上的液体状的FEVE型氟碳涂料从成膜氟树脂上主要有两类，一类为三氟氯乙烯和烷基乙烯基醚（酯）的共聚物（常被称为：三氟型）；另一关为四氟乙烯/乙烯基单体的共聚物（常被称为：四氟型）。这两种氟树脂分子链上都含在羟基，可用异氰酸酯或氨基与羟基反应而交联固化。如采用非封闭异氰酸酯作为固化剂则可常温交联固化，可用于重防腐领域，在钢结构、桥梁防腐方面应用最为广泛，是目前防腐涂料中高档涂料产品，也可用于建筑外墙等。而若采用封闭异氰酸酯或氨基固化剂则需烘烤固化型的氟碳涂料。目前有相关化工行业标准《HG/T3792-2014交联型氟树脂涂料》。
氟碳彩钢板
合理的选材不仅可以满足使用要求,而且可以最大限度地降低成本。如果选材不当,其结果可能是材料性能超过了使用要求,造成不必要的浪费,也可能是达不到使用要求,造成降级或无法使用。因此,用户应高度重视合理选材的重要性,必要时请与我们联系。彩涂板的选择主要指力学性能、基板类型(镀层种类和镀层重量、正面涂层性能和反面涂层性能的选择。用途、环境腐蚀性、使用寿命、耐久性、加工方式和变形程度等是选材时应考虑的重要因素。
力学性能、基板类型和镀层重量的选择
力学性能主要依据用途、加工方式和变形程度等因素进行选择。例如,建筑物的屋面板通常不承重,且加工时变形不复杂,通常选用TDC51D即可。对于变形程度比较大的零件,应选择TDC52D、TDC53D这样成形性好的材料。而对于有承重要求的构件,就应根据设计要求选择合适的结构钢,如TS280GD、TS350GD等。彩涂板常用的加工方式有剪切
保温隔热
该彩钢板复合板常用保温材料有：岩棉、玻璃纤维棉、聚苯乙烯（EPS）、聚氨酯等，导热系数低，从而活动房具有良好保温隔热效果。高强度彩钢板采用高强度钢板为基材（抗张拉强度5600kg/cm）再加上最先进的设计与滚压成型。因此彩钢板活动房具有极佳的结构特性。
氟碳彩钢板（聚偏氟乙烯PolyvinylideneFluoride)
PVDF氟碳涂层彩涂板为现有建筑彩涂板当中的，为公认的具有好保护作用的有机涂层，能保证金属建筑板几十年不受损害，并始终保持美丽的颜色。从1965年进入市场起，氟碳涂层在世界各地的建筑物经历了40多年的日晒风吹雨打，始终保持完美无损。PVDF为聚偏氟乙烯树酯。氟原子大的电负性能形成十分稳固的氟碳键，加上其分子独特的对称性，使PVDF具有超常的稳定性独特的抗紫外光解性能及优异的绝缘性能和机械性能。正因为氟碳彩涂板积累了三十多年的生产技术经验，涂料采用专利配方Kynar500或Kynar5000无机陶瓷颜料，每一种新的原料都必须经过佛罗里达十年曝晒证明才能商业使用，从而使产品质量得到可靠保证。
m.shzcsy.b2b168.com
3.1 高分子柔性背板中氟碳涂料的技术发展
近年来，组件企业将降本的压力纷纷转嫁给组件材料供应商，迫使材料企业特别是背板企业面临材料技术更新的压力和选择。以氟碳涂料作为 PET 基材保护层的涂氟型背板材料（CPC、XFC）已逐渐成为主流，其工艺技术、成本和价格比传统 TPT 型背板更具优势，将在未来占据背板市场的重要位置。 氟碳涂料的综合成本比氟膜低，同时具有极佳的耐候性，能保证组件 25年以上的使用寿命，目前还没有一种新材料具有这种优势并进行取代。因而在涂氟型高分子柔性背板中，耐候层的氟碳涂料、氟碳树脂是研究的热点。针对光伏应用领域（如图 2、表 1、表 2）展开研究，需提升氟碳涂料、氟碳树脂的性能和功能性。现有氟碳涂料、氟碳树脂主要采用可交联固化型，即在氟树脂中引入—OH、—COOH、双键等官能团，使之可与异氰酸酯、三聚氰胺和氨基树脂等进行加热交联成膜或微波、电子束固化成膜。相信经过技术革新，以这些氟碳涂料改进的背板材料将具有更优异的功能和更环保的应用。
彩钢板，是指彩涂钢板，彩涂钢板是一种带有有机涂层的钢板。彩钢板分为单板、彩钢复合板、楼承板等。广泛使用于大型公共建筑、公共厂房、活动板房、及集成房屋的墙面和屋面。
针对在湿热海洋环境下长期服役的铁路混凝土，设计了表面氟碳涂层成套体系，明确了涂层体系应用技术要求，在此基础上规范了施工措施并完善了质量评价体系，实现了涂层防护成套技术在相应工况下的成功应用。效益分析表明，涂层技术的应用降低了铁路混凝土的全寿命期维修费用，兼具环保和社会效益。
关键词 材料工程;铁路混凝土；氟碳涂层；应用技术；海洋环境；耐久性
随着我国对海洋开发规模的不断扩大，各类码头、跨海大桥、人工岛等海洋工程基础设施的建设数量正在逐渐增加。钢筋混凝土由于具有易浇注、耐冲击、耐磨等优良性能以及较低的工程造价，成为进行此类设施建设的首选形式。但钢筋混凝土在海洋环境下服役时面临着较严重的钢筋锈蚀等腐蚀问题，易导致结构开裂、失效，缩短结构使用寿命[1]。为保证安全服役，必须对已发生腐蚀的结构进行修复，但技术难度与所需资金均十分巨大。因此，人们对处于严重腐蚀环境下的钢筋混凝土越来越多地采取事前防护措施以提升其耐久性，从而降低全寿命周期的成本[2-3]。
海南省处于典型的高温、高湿、强腐蚀等多腐蚀因素耦合作用的海洋环境下，其区域内钢筋混凝土的腐蚀问题更为突出，对效果显著、实施简便、作用持久的混凝土耐久性提升技术措施的需求更加迫切。在诸多技术措施中，混凝土表面涂层技术最为简单有效，不仅可以应用到新建结构上，还可以应用于已有结构的修复[4-8]。本文主要介绍成功应用于新建海南西环铁路提升混凝土耐久性的表面氟碳防腐蚀涂层技术。
1 工程概况
新建海南西环铁路始于既有西环铁路海口站，终于三亚站，线路走向沿海南西部沿海地段，正线全长345 km，设计时速200 km，为I级双线铁路。在西环铁路中段，位于海南省儋州市与昌江县境内的珠碧江双线特大桥全长 3 991 m，桥位与北部湾入海口不足5 km。由于海水倒灌影响，环境腐蚀作用异常严重，其中，氯盐环境的作用等级为L3，化学侵蚀环境的作用等级为H4，盐晶结晶破坏环境的作用等级为Y4，并存在大于Y4等级的高硫酸盐含量的极端严重腐蚀环境，必须对相应环境下的混凝土结构进行防腐蚀强化处理，提升混凝土耐久性。
2 氟碳涂层体系的应用
2.1 体系设计
为提升混凝土结构的耐久性，防腐蚀涂层体系需要与混凝土基面具有良好的适应性，并维持较长的使用寿命。涂层体系一般由底漆+面漆或底漆+中间漆+面漆组成，各涂层分别承担相应功能并产生协同作用，达到有效避免外来腐蚀介质破坏，从而保护混凝土结构的目的[9]。
珠碧江双线特大桥混凝土结构的特殊性主要在于其结构表面处于周期性的干湿交替状态，而且潮汐现象导致部分混凝土结构只有很短的时间位于水面之上。这要求涂层体系具备一些特殊性能，特别是要求封闭底漆能够在潮湿的混凝土表面涂装，即除了具备潮湿基面固化的能力外，还需要潮湿混凝土基面具有良好的润湿性、渗透性、耐碱性和优异的附着力。此外，中间漆应具有良好的屏蔽性能，面漆应具有优异的耐候性，配套涂层之间还应具有良好的相容性，并具备良好的复涂性。整体而言，作为湿热海洋环境下混凝土的表面防护体系，应具有良好的附着力，可防止水的渗透，耐常见化学制剂和生物附着，在宽广的温度范围内具有良好柔韧性等。
经现场试验对比与优选，确定了TK系列渗透性环氧封闭底漆、柔性环氧云铁中间漆和高耐候氟碳面漆的配套体系。该配套体系具有以下技术特点：
1)涂层黏结性能佳。在涂料中采用了层间偶联法，强化了涂层与基底之间以及各涂层之间的附着力，为整体涂层的长效防护提供了保障。
2)涂层耐久性好。在基础成膜物方面，选用了目前防腐蚀涂料中耐候性最好的树脂材料；在力学性能调控方面，采用了分子内增韧技术以提高涂层力学性能，避免了涂层在服役过程中的小分子增塑剂迁移问题，降低了涂层脆化风险。
2.2 技术要求
依据室内加速试验及现场涂装测试的结果，并综合《混凝土桥梁结构表面涂层防腐技术条件》(JT/T 695—2007)等技术规范的相关要求，对应用的涂料及涂层性能指标做出以下规定(见表1)。
表1 混凝土表面氟碳涂料及相应涂层技术指标
氟碳彩钢板该产品积累了三十多年的生产技术经验涂料采用专利配方, Kynar Kynar5000,无机陶瓷颜料,每一种新的原料都必须经过佛罗里达十年曝晒证明才能商业使用,从而使产品质量得到可靠保证。美国 Fitzpartrick核电站厂房彩板采用热镀锌基板,涂上含70%树脂的氟碳涂料。1971年建成至今不仅表面及基板完好,而且色彩依旧。宝钢氟碳涂料的供应商为世界上最早的也是最大的氟碳涂料公司之一,提供20年涂层质量保证,保证20年内涂层不脱落,不粉化。
氟碳涂料是以氟树脂为成膜物质的涂料，由于在氟树脂大分子链中F-C键的存在，使得用氟树脂为基料配成的氟树脂涂料具有许多优异的性能，如超耐气候老化性、超耐化学腐蚀性等。其稳定性比市面上流行的聚氨酯、有机硅、丙烯酸树脂涂料优越，在许多领域被广泛应用。
氟碳涂料形成的涂层通常有以下优点：
·不粘性能或防粘性能，易清洗；
·表面张力小，自润滑性能与低摩擦性能优异；
·憎油憎水性能，不污染设备内的物料等；
·涂层卫生，耐温性好；
·化学稳定性高，耐候性能、介电性能和耐热性能突出。
当然，由于氟树脂以及氟碳涂料的品种多样性，造成不同类型的氟碳涂料形成的涂层在性能上各有不同侧重点。
二、氟碳涂料的类型有哪些？
1、 从状态来分，有液体状的和粉末状的，其中液体状的又分为溶剂型（油性）和水性（水分散型）的；
2、 从成膜基料氟树脂的类型来分，有以下几种：
①、PTFE型
PTFE型即聚四氟乙烯型，也常衩称为“铁氟龙、特氟龙、teflon、特氟隆”，有液体分散体型的，也有粉末型的。一般被用作不粘涂层或易清洁涂料，表面自清洁性非常好，粘附的污物容易清洗。涂层抗酸抗碱、耐各种有机溶剂、耐高温、摩擦系数非常低，主要用于炊具（如不粘锅）、化工操作设备内壁、电熨斗等。
这类涂料涂于工件表面后，通常需要300℃以上高温熔融烧结成膜。
②、PVDF型
主要成膜树脂为聚偏氟乙烯树脂+热塑性丙烯酸树脂，有液体分散体型的，也有粉末型的。该类涂料具有超强耐候性，具体表现寿命长、不褪色、无污染和耐老化等。最常用于建筑外装饰铝幕墙板和铝型材。
这类涂料涂于工件表面后，通常需要230℃以上高温热熔成膜。所以也被称为热熔型氟树脂(PVDF)涂料，目前有相关化工行业标准HG/T3793—2005。
③、FEVE型
目前市场上的液体状的FEVE型氟碳涂料从成膜氟树脂上主要有两类，一类为三氟氯乙烯和烷基乙烯基醚（酯）的共聚物（常被称为：三氟型）；另一关为四氟乙烯/乙烯基单体的共聚物（常被称为：四氟型）。这两种氟树脂分子链上都含在羟基，可用异氰酸酯或氨基与羟基反应而交联固化。如采用非封闭异氰酸酯作为固化剂则可常温交联固化，可用于重防腐领域，在钢结构、桥梁防腐方面应用最为广泛，是目前防腐涂料中高档涂料产品，也可用于建筑外墙等。而若采用封闭异氰酸酯或氨基固化剂则需烘烤固化型的氟碳涂料。目前有相关化工行业标准《HG/T3792-2014交联型氟树脂涂料》。
氟碳彩钢板
合理的选材不仅可以满足使用要求,而且可以最大限度地降低成本。如果选材不当,其结果可能是材料性能超过了使用要求,造成不必要的浪费,也可能是达不到使用要求,造成降级或无法使用。因此,用户应高度重视合理选材的重要性,必要时请与我们联系。彩涂板的选择主要指力学性能、基板类型(镀层种类和镀层重量、正面涂层性能和反面涂层性能的选择。用途、环境腐蚀性、使用寿命、耐久性、加工方式和变形程度等是选材时应考虑的重要因素。
力学性能、基板类型和镀层重量的选择
力学性能主要依据用途、加工方式和变形程度等因素进行选择。例如,建筑物的屋面板通常不承重,且加工时变形不复杂,通常选用TDC51D即可。对于变形程度比较大的零件,应选择TDC52D、TDC53D这样成形性好的材料。而对于有承重要求的构件,就应根据设计要求选择合适的结构钢,如TS280GD、TS350GD等。彩涂板常用的加工方式有剪切
保温隔热
该彩钢板复合板常用保温材料有：岩棉、玻璃纤维棉、聚苯乙烯（EPS）、聚氨酯等，导热系数低，从而活动房具有良好保温隔热效果。高强度彩钢板采用高强度钢板为基材（抗张拉强度5600kg/cm）再加上最先进的设计与滚压成型。因此彩钢板活动房具有极佳的结构特性。
氟碳彩钢板（聚偏氟乙烯PolyvinylideneFluoride)
PVDF氟碳涂层彩涂板为现有建筑彩涂板当中的，为公认的具有好保护作用的有机涂层，能保证金属建筑板几十年不受损害，并始终保持美丽的颜色。从1965年进入市场起，氟碳涂层在世界各地的建筑物经历了40多年的日晒风吹雨打，始终保持完美无损。PVDF为聚偏氟乙烯树酯。氟原子大的电负性能形成十分稳固的氟碳键，加上其分子独特的对称性，使PVDF具有超常的稳定性独特的抗紫外光解性能及优异的绝缘性能和机械性能。正因为氟碳彩涂板积累了三十多年的生产技术经验，涂料采用专利配方Kynar500或Kynar5000无机陶瓷颜料，每一种新的原料都必须经过佛罗里达十年曝晒证明才能商业使用，从而使产品质量得到可靠保证。
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