氟碳涂料技术培训手册--钢结构篇

氟碳涂料技术培训手册---钢结构篇一、什么是氟树脂和氟碳涂料氟碳树脂是以含氟烯烃，如四氟乙烯（TFE）、三氟氯乙烯（CTFE）、偏二氟乙烯（VDF）氟乙烯（VF）等为基本单体进行的均聚或共聚，或以此为基础与其他单体进行共聚以及侧链含有氟碳化学键的单体自聚或共聚而得到的分子结构中含有较多C—F化学键的一类树脂。氟碳涂料是以氟碳树脂为主成膜物，辅以各种改性树脂、颜料、填料，经分散、研磨、调色等加工而成的涂料。氟碳涂料优越的涂层性能主要是氟树脂中的Ｆ—Ｃ键的结构带来的。氟是电负性最大的元素，原子半径非常小（0。135纳米），其键能高达485kj/mol，是目前所知化合键中键能最大的，F原子紧密地排列在碳主链的周围，起到良好的保护作用。氟碳聚合物具有优秀的耐久性和化学稳定性，以及优异的表面性能和很好的光、电学性能，同时具有耐紫外线、耐热、耐化学药品的性能。改性基因的引入，极大提高了对基材的附着性，以及氟碳涂层的致密性，为各种基材形成独特的保护屏障，确保了20年以上的户外使用寿命。氟碳涂料应选用耐候性好、耐酸、耐碱、与颜料相溶性好、贮存稳定性好的氟树脂。氟碳涂料中应含有足够比例的氟树脂，一般来说，氟树脂含量越高，氟碳涂料的性能越好。氟碳涂料中应采用与氟树脂相溶性好、寿命和功能与氟树脂相配的颜料。氟碳涂料在户外的使用寿命需在20年以上。二、什么是氟碳涂料氟碳涂料是在氟树脂基础上经改性、加工而成的一种新型涂层材料。其基料氟树脂所含碳一氟键的分子结构是已知最强的分子键，键能高达110千卡/mol，而且碳一氟键长度短，因此氟碳涂料有远比一般涂层材料优异的耐酸、耐碱、抗腐蚀、耐候性和摩擦系数小、憎油、憎水、抗粘、抗污染等优异性能。关于含氟量的几个概念：1．什么是涂料的含氟量涂料的含氟量，就是指以有机形式存在的氟元素占整个涂料体系的百分比。比如：100克涂料中，经提取、检测、有机氟含量为9.8克，则该涂料的氟含量为9.8%。这里所说的有机氟元素是指存在于树脂中的氟元素，而填料中（如CaF2）含有的无机氟元素则不能计算在内。2．什么是树脂含氟量树脂含氟量，就是指在氟碳树脂中，氟元素的百分比。比如：在100克FEVE树脂中，则该树脂含氟量为25%。3．什么是树脂中氟树脂含量在氟碳涂料中的主成膜物中，往往不止使用一种树脂，有氟碳树脂和其他树脂，其中氟树脂占总树脂的百分比，称为树脂中氟树脂含量。比如：PVDF氟碳涂料中，PVDF树脂占70克，丙烯酸树脂占30克，就可以说该涂料中氟树脂含量为70%。通常认为，只有树脂中氟树脂含量大于70%，才能发挥氟碳涂料的高耐候、耐化学品等优异性能。三、氟碳涂料的分类从1938年美国合成聚四氟乙烯树脂至今，已有60多年历史，从美国、日本、西欧等国已开发出不同品牌和不同用途的数百种氟碳涂料料。按形态的不同可分为：水分散型、溶剂分散型、蒸发溶液型、可交联固化溶液型、粉末涂料。按涂料树脂的不同可分为：聚氟乙烯涂料(PVF)、聚偏二氟乙烯(PVDF)涂料、聚三氟氯乙烯(PCTFE)涂料、聚四氟乙烯(PTFE)涂料、聚全氟丙烯(FEP)涂料、乙烯/四氟乙烯共聚物(ETFE)涂料、乙烯/三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)涂料、四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚共聚体(PFA)涂料、氟烯烃-乙烯基醚共聚物涂料、氟橡胶涂料及各种改性氟树脂涂料。按固化温度的不同可分为：高温固化型、中温固化型、常温固化型。四、氟碳涂料的发展历程国外含氟涂料的开发最早起源于杜邦的聚四氟乙烯，但1965年美国Pennwalt公司开发成功以聚偏二氟乙烯(PVDF）（商标KYNR500)为基料的建筑用氟碳涂料以来，人们才看到了氟碳涂料在建筑领域的应用前景，目前全世界有数以万计的建筑物在（PVDF）氟碳涂料的保护下熠熠生辉。但是这种涂料有一个明显的缺陷：需要专业的喷涂设备和高温烘烤设备，不能现场施工。目前，从国际技术发展的角度看，氟碳涂料的最新进展有以下几个方面：1.可常温固化氟碳涂料（衡峰公司在这一领域的技术已经成熟，应用经验也非常丰富）；2.水性环保氟碳涂料（衡峰公司在这一领域的技术已经成熟，产品正在推广中）；3.亲水性自清洁抗污染氟碳涂料（该项技术，衡峰公司正在研发中）。（一）可常温固化氟碳涂料1982年，日本旭硝子公司开发出氟烯烃-乙烯基醚共聚物（FEVE）才开创了能常温下溶解于芳烃、脂类、酮类溶剂的常温固化氟树脂，它克服了原来氟碳涂料不能常温固化的缺点，实现了在施工工地现场涂装氟碳涂料的理想，大大拓展了氟碳涂料的应用领域。衡峰公司是国内最早开发氟碳涂料的少数几家公司之一，经过多年的辛勤耕耘，不仅成熟运用了PVDF高温固化氟碳涂料和FEVE中温固化氟碳涂料，而且成功开发出了一系列可常温固化氟碳涂料，如：用于钢材领域和建筑外墙的FC-S200和FC-S202系列、用于塑钢型材和其他有机材质的FC-S20P系列。（二）水性环保氟碳涂料随着世界环保观念的改变和要求的提高，许多工业发达国家已经限制使用含VOC（挥发性有机成分）产品，包括溶剂型涂料。因此，有预见和长远眼光的公司早在几年前就开始开发水性氟碳涂料。现在，衡峰公司已经成功将水性氟碳涂料用于建筑外墙，不久的将来，衡峰公司还将推出用于钢材的水性氟碳涂料工艺、用于有机材质的水性氟碳涂料工艺。（三）亲水性自清洁抗污染氟碳涂料亲水性自清洁抗污染氟碳涂料是目前氟碳涂料的最新成果，它不仅保留了氟碳涂料寿命长的特点，还克服了目前大多数氟碳涂料易产生雨痕污染的缺点，是真正自清洁涂料。国内有几家公司，包括上海衡峰公司，已相继推出了该系列产品。相信不久的将来，它将给涂料行业带来新的契机和动力。五、氟碳涂料的典型性能超耐候性经户外长期使用和人工加速老化试验表明，可在户外使用二十年以上，外观仍完美如初。耐腐蚀和耐化学品性氟碳涂层和其它涂层配合使用，通过多层次涂装，利用各涂层的装饰作用、隔热作用、屏蔽作用、缓蚀作用和阴极保护作用，达到对底材数十年以上的防腐装饰目的。耐污染性氟碳涂层具有自我润滑的表面，对水的接触角为80-110甚至更高，表面光滑，粘附性小，不易被污染，即使被污染也非常容易清洗。优异的施工性能氟碳涂料可以喷涂、辊涂、刷涂，具有优异的附着力和硬度。高装饰性氟碳涂料可调配出实体色、金属色、珠光色、特殊色等各种色彩和低、中、高等各种光泽，为设计师和业主提供了丰富的想象空间和奇异的装饰效果。耐温性氟碳涂层的耐温性很好。聚四氟乙烯涂层，能长期在-250C--+250℃下使用，瞬间能耐300℃。其它涂层的耐温范围也及宽，能在-50-150℃下使用。六、衡峰公司氟碳涂料产品介绍表1：衡峰公司的氟碳涂料的主要产品：氟碳涂料类型牌号固化条件应用领域溶剂型高温FC-HA240°C，5分钟铝板幕墙、铝型材、涂层铝板、涂层钢板、电器、铜合金、镁合金溶剂型高温FC-HB240°C，5分钟溶剂型中温FC-S300A180°C，30分钟溶剂型中温FC-S300B180°C，30分钟溶剂型常温FC-S200常温3-7天或80°C，90分钟建筑外墙、户外钢结构、桥梁、交通设施、电器设备、石材保护、玻璃涂装、雕塑等溶剂型常温FC-S202常温3-7天或80°C，90分钟溶剂型常温FC-S20P常温3-7天或80°C，90分钟塑料型材、钢塑共挤型材、塑料门板水性常温FC-W350系列常温3-7天或80°C，90分钟建筑外墙、建筑内墙、古建筑保护、桥梁等衡峰产品的技术特点（1）采用特殊技术使产品的表面具有亲水性，从而使涂层具抗雨痕污染的特性；长期装饰性远优于一般厂家氟碳涂料。（2）采用优质的氟碳树脂（日本大金GK-570、4F树脂），树脂的耐候性均在20年以上，人工加速老化6000小时以上。（3）采用最具老化性的隋性陶瓷无机颜料。（由于大多数无国产产品，故价格较贵，且颜色越鲜艳越贵）而国内多数厂家，由于还沿用原有外墙涂料技术，在新生产的氟碳涂料内使用有机颜料等，使其实际的户外使用寿命很难达到10年。（4）衡峰的配方设计原则是保证户外20年，因此我们不仅使用最优质的树脂，而且保证其使用量，对于FC-S系列涂料，其中主成膜物我公司全部采用氟树脂，而不象有的公司开发的所谓低含氟量氟涂料，因此我公司产品的含氟量在国内是最高档次的。七、衡峰公司钢结构表面用FC-S系列氟碳涂料的介绍表2：FUVIT－ST的FC-S常温钢结构系列涂料的两种类型衡峰公司涂料牌号主成膜树脂含氟单体特性FC-S200三氟氯乙烯含氟49％，具有优异的耐候性FC-S202四氟乙烯含氟76％，不含氯，所以耐紫外线性能和耐候性能比三氟乙烯树脂更佳降低污染性和清洗成本八、衡峰公司FUVIT-ST钢结构氟碳涂装系统表3：FUVIT-ST涂装系统推荐的配套材料和工艺工艺序号使用基材种类工艺名称工艺功能工艺要求薄壁碳钢大型钢结构镀锌钢不锈钢1····清洗、除油无论哪种涂料，其性能都与涂覆之前表面处理正确和彻底与否，直接相关。如果表面方法不当或不彻底，那么即使是价格最贵，技术最先进的涂料也会失去其功效。本工序主要去除：a)表面污物,包括盐类、油脂、钻孔液和切削液；b)锈蚀和氧化皮；c）表面粗糙度。先用溶剂清洗，然后用干净抹布擦净。×·××机械喷砂除锈前处理Sa2.5级○×××人工除锈前处理St3级○×××酸洗前处理洗掉表面的锈蚀，尽量少的损耗钢材。×××·磷化前处理涂一薄层磷化底漆，颜色应从浅黄色变致绿色或褐色。2··××涂覆环氧富锌底漆环氧富锌底漆为双组分涂料，与固化剂的配比为10：1，主要靠富含的金属锌起到阴极保护的作用，干膜厚在40-80µm，根据防腐蚀要求程度而变动3···×涂覆环氧云铁底漆环氧云铁底漆为双组分涂料，与固化剂的配比为7：1，主要靠云母片的定向排列，在漆膜中形成层层屏障，阻止空气、水分、盐分等易腐蚀钢材的成分进入钢材表面，干膜厚在40-80µm，根据防腐蚀要求程度而变动4····涂覆FC-S200氟碳面漆FC-S200系列氟碳涂料为双组分涂料，与固化剂的配比为10：1，它一方面凭借优异的综合性能起到保护钢结构和底层涂层的作用，另一方面以丰富的色彩和多样的质感起到美化装饰钢结构的作用。干膜厚在25-30µm。5○○○○涂覆氟碳罩光漆罩光漆工艺是一种可选择的工艺，在普通铝粉型金属漆的表面起到保护铝粉不被氧化变色失光，对于实体色、珠光色、复合铝粉型金属色，可以不使用罩光漆。干膜厚在10-15µm。·代表必须工艺；○代表可选工艺；×代表不选工艺九、为什么要应用FUVIT—ST氟碳涂装系统来涂装钢结构？（一）钢结构生锈的主要原因有哪些？选用了不当的材质。一般来说，未经过特殊处理的钢材（如碳钢），都是容易生锈的，而经过特殊处理的钢材（如不锈钢、镀锌钢、耐候钢、经氟碳涂装的碳钢），则不容易生锈。因此，要选用特殊处理过的钢材。选用了不当的保护涂层。不同的保护涂层赋予钢材不同的保护期限，如醇酸树脂类涂料在户外1-2年就完全被破坏，无法再保护钢结构；丙烯酸类则在5-8年，硅丙类8-10年；而氟碳涂料则可在户外使用20年以上仍然漆膜完好。选用了不当的涂装工艺。优秀的涂料还必须配上优秀的涂装工艺，才能体现其完美的价值。涂装工艺不当，再好的涂料也不能起到应有的保护作用。比如，前处理中没有彻底清除钢结构表面的油脂、锈蚀，会造成涂膜附着不良，锈蚀继续扩散；防锈底漆或氟碳面漆的膜厚未达到规定厚度，会造成涂装系统提前结束使用寿命。恶劣的环境，如沿海高盐雾环境、内陆高酸雨区，对钢结构及其涂层的破坏特别严重，因此就必须选用重防腐涂装系统，增加各涂层的厚度，选用高耐腐蚀的涂料。比如，一般涂层总厚度在40-60μm之间，而高耐腐蚀涂层总厚度在200-300μm之间；一般的丙烯酸涂层耐盐雾实验不足100小时，而氟碳涂料的耐盐雾实验可超过4000小时。（二）钢结构表面涂装氟碳涂料能解决什么问题？可以解决钢材的腐蚀问题。氟碳涂装通过对钢材表面严格的前处理，多层次的防锈底漆保护，高性能的氟碳面漆保护，可保证钢材在户外使用20年以上而不产生腐蚀。可以起到对钢材的表面装饰作用。氟碳涂料可以根据需要调配出各种实体颜色，