背板的內層材料及工藝方式都有向氟碳涂料涂層膜方向發展的趨勢。CPC 結構的 FFC(雙面四氟型涂層材料)氟碳涂層背板近8年持續穩定供電約15GW,大量戶外實際電站運行驗證,電站運行正常,背板材料與初始比較幾乎沒有變化,克服了傳統復合型背板易產生層間粘結失效、黃變失效和粉化的問題,積累了大量的應用數據。 XFB 結構背板的 X(代表氟膜),當前主要以為主,對比產品與國產氟膜產品,主要的區別在于兩方面:一是氟膜生產商的生產設備先進、工藝配方成熟、原料控制手段完善;二是氟膜均有較長的生產歷史,戶外應用經歷和案例多。國產氟膜生產商如何克服當前的技術和裝備問題并且穩定持續是氟膜國產化進程中較大的難題。長期的戶外實踐經驗證明:若背板內、外層均為含氟型材料,則該類型背板具有更好的耐候性。背板材料耐候性優劣的主要區別還在于材料自身分子結構中是否含有C—F鍵(如圖 5 所示),氟原子的電負性是所有元素中較強的,C—F鍵的鍵長短,鍵能大(485.6kJ/mol),能抵抗太陽光中波長為 220~380nm的紫外光光子能量對其分子鍵的破壞,而小于220nm波長的紫外線光子本身在太陽光中含量較少,這些短波紫外線在照向地球過程中已基本完全被地球外圍臭氧層所吸收,能達到地球表面的太陽光幾乎對含氟聚合物沒有分解影響 。同時從圖 5 可以進一步看出,含氟聚合物分子結構中氟原子呈螺旋形緊密排列,氟原子很好地保護了內層非氟分子及其間相互作用鍵,從而使含氟材料具有優異的耐候性、耐熱性、耐高低溫性和耐化學穩定性等,這些是非氟材料不具有的優勢,因而含氟型背板仍是現階段及今后很長一段時間應用的主流。涂層技術在太陽能背板材料中的應用發展,突破了傳統復合工藝的限制,讓背板差異化和功能化的設想得以輕松實現,打開了背板以涂覆技術和材料功能選型決定來區分其功能結構的窗口,同時也打開了氟碳涂料在太陽能電站在其他材料防護領域應用(如支架、接線盒、控制設施)的窗口。
2 氟碳涂層體系的應用
2.1 體系設計
為提升混凝土結構的耐久性,防腐蝕涂層體系需要與混凝土基面具有良好的適應性,并維持較長的使用壽命。涂層體系一般由底漆+面漆或底漆+中間漆+面漆組成,各涂層分別承擔相應功能并產生協同作用,達到有效避免外來腐蝕介質破壞,從而保護混凝土結構的目的[9]。
珠碧江雙線特大橋混凝土結構的特殊性主要在于其結構表面處于周期性的干濕交替狀態,而且潮汐現象導致部分混凝土結構只有很短的時間位于水面之上。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濕性、滲透性、耐堿性和優異的附著力。此外,中間漆應具有良好的屏蔽性能,面漆應具有優異的耐候性,配套涂層之間還應具有良好的相容性,并具備良好的復涂性。整體而言,作為濕熱海洋環境下混凝土的表面防護體系,應具有良好的附著力,可防止水的滲透,耐常見化學制劑和生物附著,在寬廣的溫度范圍內具有良好柔韌性等。
經現場試驗對比與優選,確定了TK系列滲透性環氧封閉底漆、柔性環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特點:
1)涂層黏結性能佳。在涂料中采用了層間偶聯法,強化了涂層與基底之間以及各涂層之間的附著力,為整體涂層的長效防護提供了保障。
2)涂層耐久性好。在基礎成膜物方面,選用了目前防腐蝕涂料中耐候性較好的樹脂材料;在力學性能調控方面,采用了分子內增韌技術以提高涂層力學性能,避免了涂層在服役過程中的小分子增塑劑遷移問題,降低了涂層脆化風險。
2.2 技術要求
依據室內加速試驗及現場涂裝測試的結果,并綜合《混凝土橋梁結構表面涂層防腐技術條件》(JT/T 695—2007)等技術規范的相關要求,對應用的涂料及涂層性能指標做出以下規定(見表1)。
表1 混凝土表面氟碳涂料及相應涂層技術指標
氟碳彩板的用途
PVDF氟碳涂層為現有建筑涂層中的良好,為公認的具有較好保護作用的有機涂層,能保證金屬建筑板幾十年不受損害,并始終保持美麗的顏色。從1965年進入市場起,氟碳涂層在世界各地的建筑物經歷了30多年的日曬風吹雨打,始終保持完美無損。PVDF為聚偏氟乙烯。氟原子較大的電負性能形成十分穩固的氟碳鍵,加上其分子獨特的對稱性,使pvDF具有超常的穩定性,獨特的抗紫外光光解性能及優異的絕緣性能和機械性能。
與塑鋼區別
它與塑鋼區別在于材料的構成不同,吸鐵石可以吸動。
嚴格意義上講,塑鋼與彩鋼在金屬特性及表面處理上并不能很好的區分,因為大同小異;所以市場的區分主要在型材結構方面。
彩鋼板涂層是冷軋鋼板、鍍鋅鋼板,進行表面化學處理后涂敷(輥涂)或復合有機薄膜(PVC膜等),再經烘烤固化而制成的產品。也有人把這種產品稱之為“預輥涂彩鋼板”、“塑料彩鋼板”。

氟碳涂料是以氟樹脂為成膜物質的涂料,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異的性能,如超耐氣候老化性、超耐化學腐蝕性等。其穩定性比市面上流行的聚氨酯、有機硅、丙烯酸樹脂涂料優越,在許多領域被廣泛應用。
氟碳涂料形成的涂層通常有以下優點:
·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異;
·憎油憎水性能,不污染設備內的物料等;
·涂層衛生,耐溫性好;
·化學穩定性高,耐候性能、介電性能和耐熱性能突出。
當然,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重點。
二、氟碳涂料的類型有哪些?
1、 從狀態來分,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、耐各種有機溶劑、耐高溫、摩擦系數非常低,主要用于炊具(如不粘鍋)、化工操作設備內壁、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。該類涂料具有超強耐候性,具體表現壽命長、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℃以上高溫熱熔成膜。所以也被稱為熱熔型氟樹脂(PVDF)涂料,目前有相關化工行業標準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而交聯固化。如采用非封閉異氰酸酯作為固化劑則可常溫交聯固化,可用于重防腐領域,在鋼結構、橋梁防腐方面應用較為廣泛,是目前防腐涂料中高檔涂料產品,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。目前有相關化工行業標準《HG/T3792-2014交聯型氟樹脂涂料》。
氟碳彩鋼板詳細介紹
耐候性涂層 :
1>普通聚酯(PE):一般 7-8年涂層顏色輕微變化
2>硅改性聚酯(SMP):一般 8-12年涂層顏色輕微變化
3>高耐久性聚酯(HDP):15年涂層不變色保證(寶鋼出具承若書)
4>氟碳彩涂板(PVDF):20年涂層不變色保證(寶鋼出具承若書)
二.確定以上各項后根據具體訂貨牌號計算價格
比如:要求0.5厚1米寬的鍍鋁鋅150G/㎡,屈服強度350MP,涂層種類普通聚酯,顏色為銀色,用作單板。
訂單牌號確定為0.5*1000C TS350GD+AZ150 2/1M PE聚酯 銀色505
三.交貨注意事項
1. 交貨期:寶鋼由于是全流程生產制造,產品都是按需定制,因此目前執行的是當月15號前訂貨,次月底前交貨的模式,正常彩涂板的生產周期為22天~45天。(例如4月期貨需要在3月15號之前確定訂單。以免延誤工期)
2. 包裝方式:正宗寶鋼彩涂板為立式精包裝帶木托。
3.索要寶鋼彩涂產品質量證明書,質保書中鋼卷號,爐號,凈重,鋅層含量與彩涂卷標簽對應,且仔細核對標簽清晰度,看是否有撕毀過痕跡,包括鋼卷內標簽。

3.2 創新背板、組件前板和電站應用中氟碳涂料的技術發展
氟碳涂料除應用在傳統高分子柔性背板上外,在創新背板、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用,傳統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的耐水性、耐沾污性及自清潔性,使創新背板、玻璃前板及電站有更好的自清潔能力。同時,氟碳涂料經過納米防冰雪添加劑改性,可降低冰雪與基體的粘結性,使材料具有明顯的抗結冰性能,避免出現背板、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載壓力過大使組件損壞的情況。在氟碳涂料技術及施工應用技術的不斷進步下,氟碳涂料將在光伏組件材料各個領域顯示越來越重要的作用。雙玻組件也將是氟碳涂料應用的重要領域,如玻璃面板的鍍膜材料壽命短,長時間戶外應用后出現鍍膜層剝落、白化等。以氟碳涂料為基礎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。同時氟碳涂料在傳統背板上的應用解決了高分子柔性板背面的保護問題。 在西北沙塵地區的應用中發現 FFC 四氟型材料的表面長期應用不積灰塵,帶來了風自潔的效果。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出發,結合涂氟工藝技術和裝備的進步,將助力光伏新能源打開材料功能化的創新之窗,拓展創新材料的應用領域。
4 結 語
通過對光伏背板發展的技術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背板共存的時代;傳統的以氟碳材料為耐候層的背板應用仍是市場主流;以氟碳涂料涂覆的背板將在傳統高分子柔性背板市場上占據重要位置。同時背板材料更加關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、抗應力等力學性能、戶外應用與實驗測試緊密關聯性以及環境因素的影響;如何有效保護背板材料被影響、維護材料長時間性能穩定及背板材料特定環境應用功能化是未來氟碳涂料的發展方向和挑戰。隨著涂氟技術和工藝、裝置技術的不斷進步,氟碳涂料將在光伏電站等更多環節領域得以應用。同時,隨著國家對太陽能新能源政策扶持力度的不斷加大,我國氟碳涂料技術將迎來更快的發展。

氟碳彩鋼板(聚偏氟乙烯PolyvinylideneFluoride)
PVDF氟碳涂層彩涂板為現有建筑彩涂板當中的,為公認的具有好保護作用的有機涂層,能保證金屬建筑板幾十年不受損害,并始終保持美麗的顏色。從1965年進入市場起,氟碳涂層在世界各地的建筑物經歷了40多年的日曬風吹雨打,始終保持完美無損。PVDF為聚偏氟乙烯樹酯。氟原子大的電負性能形成十分穩固的氟碳鍵,加上其分子獨特的對稱性,使PVDF具有超常的穩定性獨特的抗紫外光解性能及優異的絕緣性能和機械性能。正因為氟碳彩涂板積累了三十多年的生產技術經驗,涂料采用專利配方Kynar500或Kynar5000無機陶瓷顏料,每一種新的原料都必須經過佛羅里達十年曝曬證明才能商業使用,從而使產品質量得到可靠保證。
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