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(rùn)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(lái)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(lái)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(zhǎng)、不褪色、無(wú)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?。所以也被稱為熱熔型氟樹脂(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(chǎng)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,是目前防腐涂料中高檔涂料產(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》。
彩鋼板,是指彩涂鋼板,彩涂鋼板是一種帶有有機(jī)涂層的鋼板。彩鋼板分為單板、彩鋼復(fù)合板、樓承板等。廣泛使用于大型公共建筑、公共廠房、活動(dòng)板房、及集成房屋的墻面和屋面。

保溫隔熱
該彩鋼板復(fù)合板常用保溫材料有:巖棉、玻璃纖維棉、聚苯乙烯(EPS)、聚氨酯等,導(dǎo)熱系數(shù)低,從而活動(dòng)房具有良好保溫隔熱效果。高強(qiáng)度彩鋼板采用高強(qiáng)度鋼板為基材(抗張拉強(qiáng)度5600kg/cm)再加上較先進(jìn)的設(shè)計(jì)與滾壓成型。因此彩鋼板活動(dòng)房具有極佳的結(jié)構(gòu)特性。
3 涂氟背板發(fā)展機(jī)遇及氟碳涂料的技術(shù)研究
3.1 高分子柔性背板中氟碳涂料的技術(shù)發(fā)展
近年來(lái),組件企業(yè)將降本的壓力紛紛轉(zhuǎn)嫁給組件材料供應(yīng)商,迫使材料企業(yè)特別是背板企業(yè)面臨材料技術(shù)更新的壓力和選擇。以氟碳涂料作為 PET 基材保護(hù)層的涂氟型背板材料(CPC、XFC)已逐漸成為主流,其工藝技術(shù)、成本和價(jià)格比傳統(tǒng) TPT 型背板更具優(yōu)勢(shì),將在未來(lái)占據(jù)背板市場(chǎng)的重要位置。 氟碳涂料的綜合成本比氟膜低,同時(shí)具有極佳的耐候性,能保證組件 25年以上的使用壽命,目前還沒(méi)有一種新材料具有這種優(yōu)勢(shì)并進(jìn)行取代。因而在涂氟型高分子柔性背板中,耐候?qū)拥姆纪苛?、氟碳樹脂是研究的熱點(diǎn)。針對(duì)光伏應(yīng)用領(lǐng)域(如圖 2、表 1、表 2)展開研究,需提升氟碳涂料、氟碳樹脂的性能和功能性?,F(xiàn)有氟碳涂料、氟碳樹脂主要采用可交聯(lián)固化型,即在氟樹脂中引入—OH、—COOH、雙鍵等官能團(tuán),使之可與異氰酸酯、三聚氰胺和氨基樹脂等進(jìn)行加熱交聯(lián)成膜或微波、電子束固化成膜。相信經(jīng)過(guò)技術(shù)革新,以這些氟碳涂料改進(jìn)的背板材料將具有更優(yōu)異的功能和更環(huán)保的應(yīng)用。
2.2 背板應(yīng)用創(chuàng)新
一直以來(lái),太陽(yáng)能背板材料主流是以PET為基膜的多層高分子材料,PET 基膜作為應(yīng)用較廣的絕緣材料,以其優(yōu)異的性價(jià)比在背板材料中作為骨架支撐,發(fā)揮了重要的絕緣和阻隔作用。 PET 材料作為背面骨架由來(lái)已久,經(jīng)歷大量的研究改進(jìn)和戶外驗(yàn)證后,已經(jīng)形成了太陽(yáng)背板專用基膜 PET 材料。當(dāng)然,研究者同時(shí)也提出了很多替代性材料,如業(yè)內(nèi) CSI、Trina 等接到反饋,某國(guó)外背板企業(yè)提出并實(shí)施用尼龍(PA)材料作為背板主體,但經(jīng)過(guò)戶外實(shí)踐發(fā)現(xiàn)其具有開裂、發(fā)霉、組件發(fā)電可靠性等一系列外觀和性能問(wèn)題,這一過(guò)渡創(chuàng)新也讓行業(yè)企業(yè)付出了巨大的代價(jià),同時(shí)該背板企業(yè)及采用類似技術(shù)的企業(yè)也隨之走入了窘境。 當(dāng)然,創(chuàng)新和顛覆在太陽(yáng)能光伏領(lǐng)域一直上演,很多創(chuàng)新都帶來(lái)積極的價(jià)值,特別是改良型創(chuàng)新。隨著電池效率的不斷提升和光伏應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展,光伏組件封裝方式需根據(jù)電池的設(shè)計(jì)和光伏應(yīng)用領(lǐng)域的需求進(jìn)行創(chuàng)新,隨之而來(lái)的各類功能型背板、IBC 背板、雙面發(fā)電背板等創(chuàng)新背板產(chǎn)品大量涌現(xiàn),如使用玻璃作為背板和高分子柔性涂氟透明背板的雙面透光組件在建筑幕墻、農(nóng)業(yè)大棚等領(lǐng)域得以應(yīng)用。在以玻璃為背板的非透光雙玻組件中,創(chuàng)新地應(yīng)用了白色 EVA 等封裝材料。以玻璃背板 白色EVA 組合替代高分子柔性白色背板,其白色 EVA 的耐候性和材料自身與組合的可靠性還需大量驗(yàn)證,同時(shí)因其組合材料成本低,也給傳統(tǒng)封裝方式的材料帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。因而,氟碳涂料涂氟型背板在與傳統(tǒng)復(fù)合型背板競(jìng)爭(zhēng)的同時(shí),需不斷提高自身功能性,以應(yīng)對(duì)創(chuàng)新型背板材料的競(jìng)爭(zhēng)。
與塑鋼區(qū)別
它與塑鋼區(qū)別在于材料的構(gòu)成不同,吸鐵石可以吸動(dòng)。
嚴(yán)格意義上講,塑鋼與彩鋼在金屬特性及表面處理上并不能很好的區(qū)分,因?yàn)榇笸‘?;所以市?chǎng)的區(qū)分主要在型材結(jié)構(gòu)方面。
2 氟碳涂層體系的應(yīng)用
2.1 體系設(shè)計(jì)
為提升混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性,防腐蝕涂層體系需要與混凝土基面具有良好的適應(yīng)性,并維持較長(zhǎng)的使用壽命。涂層體系一般由底漆+面漆或底漆+中間漆+面漆組成,各涂層分別承擔(dān)相應(yīng)功能并產(chǎn)生協(xié)同作用,達(dá)到有效避免外來(lái)腐蝕介質(zhì)破壞,從而保護(hù)混凝土結(jié)構(gòu)的目的[9]。
珠碧江雙線特大橋混凝土結(jié)構(gòu)的特殊性主要在于其結(jié)構(gòu)表面處于周期性的干濕交替狀態(tài),而且潮汐現(xiàn)象導(dǎo)致部分混凝土結(jié)構(gòu)只有很短的時(shí)間位于水面之上。這要求涂層體系具備一些特殊性能,特別是要求封閉底漆能夠在潮濕的混凝土表面涂裝,即除了具備潮濕基面固化的能力外,還需要潮濕混凝土基面具有良好的潤(rùn)濕性、滲透性、耐堿性和優(yōu)異的附著力。此外,中間漆應(yīng)具有良好的屏蔽性能,面漆應(yīng)具有優(yōu)異的耐候性,配套涂層之間還應(yīng)具有良好的相容性,并具備良好的復(fù)涂性。整體而言,作為濕熱海洋環(huán)境下混凝土的表面防護(hù)體系,應(yīng)具有良好的附著力,可防止水的滲透,耐常見化學(xué)制劑和生物附著,在寬廣的溫度范圍內(nèi)具有良好柔韌性等。
經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)對(duì)比與優(yōu)選,確定了TK系列滲透性環(huán)氧封閉底漆、柔性環(huán)氧云鐵中間漆和高耐候氟碳面漆的配套體系。該配套體系具有以下技術(shù)特點(diǎn):
1)涂層黏結(jié)性能佳。在涂料中采用了層間偶聯(lián)法,強(qiáng)化了涂層與基底之間以及各涂層之間的附著力,為整體涂層的長(zhǎng)效防護(hù)提供了保障。
2)涂層耐久性好。在基礎(chǔ)成膜物方面,選用了目前防腐蝕涂料中耐候性較好的樹脂材料;在力學(xué)性能調(diào)控方面,采用了分子內(nèi)增韌技術(shù)以提高涂層力學(xué)性能,避免了涂層在服役過(guò)程中的小分子增塑劑遷移問(wèn)題,降低了涂層脆化風(fēng)險(xiǎn)。
2.2 技術(shù)要求
依據(jù)室內(nèi)加速試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)涂裝測(cè)試的結(jié)果,并綜合《混凝土橋梁結(jié)構(gòu)表面涂層防腐技術(shù)條件》(JT/T 695—2007)等技術(shù)規(guī)范的相關(guān)要求,對(duì)應(yīng)用的涂料及涂層性能指標(biāo)做出以下規(guī)定(見表1)。
表1 混凝土表面氟碳涂料及相應(yīng)涂層技術(shù)指標(biāo)
美觀 壓型彩鋼板清晰的線條多達(dá)幾十種的顏色,可配合任何風(fēng)格活動(dòng)房建筑物的需要,達(dá)到滿意的效果。
聚偏氟乙烯
優(yōu)異的顏色保持性和抗紫外線性能、優(yōu)異的室外耐久性
和抗粉化性、優(yōu)良的抗溶劑性、良好的成型性、抗臟性、
顏色有限、成本高。
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