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(shí)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(shí)，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(shí)散發(fā)，從而造成爆孔、氣泡缺陷，在底漆較厚時(shí)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(shí)，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(shí)及時(shí)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(shí)出現(xiàn)爆孔缺陷，鍍鋁鋅生產(chǎn)線生產(chǎn)彩涂基板時(shí)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(shí)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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高分子柔性背板特指一類以高分子材料為主體經(jīng)過多層復(fù)合、涂覆、共擠等工藝成卷制成的背板，第1代高分子柔性背板以 TPT、KPK、TPE（一面干式復(fù)合PVF材料，另一面復(fù)合 PE 等烯烴類或改性的熱塑性）、KPE（一面干式復(fù)合PVDF，另一面復(fù)合PE等烯烴類或改性的熱塑性材料）含氟復(fù)合型背板為代表；因PE 等烯烴類或改性的熱塑性材料僅是從粘結(jié)性、低成本考量的短期環(huán)境應(yīng)用材料，故目前主流過渡到一面涂覆一面復(fù)合、雙面涂覆的雙面含氟背板，代表結(jié)構(gòu)類型有 XFB和 FFC，即往第2代背板方向發(fā)展，XFB 結(jié)構(gòu)背板所用氟膜主要為PVF和PVDF膜，PVDF 膜隨著國內(nèi)制膜技術(shù)的發(fā)展，未來2~3年有大規(guī)模取代的趨勢；PET 結(jié)構(gòu)背板因其經(jīng)濟(jì)性，逐步從一代技術(shù)的多層復(fù)合PET過渡為 AB（A和B 2種或以上改性PET類材料共擠、共混等工藝）結(jié)構(gòu)共擠PET技術(shù)，消除了復(fù)合PET的2個剛性界面粘結(jié)容易失效的短板，提升了 PET 結(jié)構(gòu)背板的耐濕熱 UV 循環(huán)的綜合性能，可以在溫和環(huán)境的分布式電站中應(yīng)用，同時(shí)降低了成本。 當(dāng)前高分子柔性背板的四大主流結(jié)構(gòu) XFB、FFC、XPE、PET 的技術(shù)路線如圖 4 所示。




2.2 背板應(yīng)用創(chuàng)新

一直以來，太陽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題，這一過渡創(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)新和顛覆在太陽能光伏領(lǐng)域一直上演，很多創(chuàng)新都帶來積極的價(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)合型背板競爭的同時(shí)，需不斷提高自身功能性，以應(yīng)對創(chuàng)新型背板材料的競爭。



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(jià)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(jià)，成為進(jìn)行此類設(shè)施建設(shè)的首選形式。但鋼筋混凝土在海洋環(huán)境下服役時(shí)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(shí)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。



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