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纪苛稀⒎紭?shù)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(kāi)研究，需提升氟碳涂料、氟碳樹(shù)脂的性能和功能性。現(xiàn)有氟碳涂料、氟碳樹(shù)脂主要采用可交聯(lián)固化型，即在氟樹(shù)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(shù)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 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(xiàn)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(jiàn)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(shù)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(jiàn)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)




1.什么是氟碳彩涂鋼板：

氟碳彩涂鋼板是指鋼板采用經(jīng)過(guò)高溫烘烤制成的涂層鋼板。氟碳樹(shù)脂涂料是以氟碳樹(shù)脂為主成膜物,輔以各種改性樹(shù)脂,顏料,填料,經(jīng)分散,研磨,調(diào)色等加工而成的涂料。氟碳樹(shù)脂是以含氟烯烴為基本單體進(jìn)行均聚或共聚,或以此為基礎(chǔ)與其他單體進(jìn)行共聚以及側(cè)鏈含有氟碳化學(xué)鍵的單體自聚或共聚而得到的分子結(jié)構(gòu)中含有較多C-F化學(xué)鍵的樹(shù)脂。
氟碳樹(shù)脂涂料按照組成涂料樹(shù)脂的不同又可分為：聚氟乙烯（PVF)涂料,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體（PFA）涂料,氟烯烴-乙烯基醚共聚物涂料,氟橡膠涂料及各種改性氟樹(shù)脂涂料。
2.聚偏二氟乙烯（PVDF）涂料的性質(zhì)

PVDF樹(shù)脂中含有大量的C-F化學(xué)鍵,由于氟的電負(fù)性大,氟原子上帶有較多負(fù)電荷,相鄰氟原子之間相斥,使含氟烴鏈沿著鋸齒狀的碳鍵作螺線(xiàn)型分布,中間的一條碳鏈四周被一系列帶負(fù)電的氟原子所包圍,形成高度屏蔽的保護(hù)墻；分布為對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu),整個(gè)分子是非極性的,因此具有高度的化學(xué)穩(wěn)定性和隋性。PVDF樹(shù)脂是一種熱熔型樹(shù)脂,需高溫烘烤通過(guò)熱熔融流平成膜。
PVDF涂料繼承了PVDF樹(shù)脂的優(yōu)異特性,表現(xiàn)為耐久性,耐化學(xué)品性,防腐性等。PVDF樹(shù)脂涂料在建筑領(lǐng)域使用已經(jīng)超過(guò)40年。其良好的戶(hù)外性能業(yè)績(jī),是目前公認(rèn)的具有較好保護(hù)作用的有機(jī)涂層。
3.供應(yīng)紅色寶鋼氟碳彩鋼板的質(zhì)量管控要求
氟碳樹(shù)脂類(lèi)型：必須采用聚偏二氟乙烯（PVDF）樹(shù)脂作為氟碳涂料的基礎(chǔ)樹(shù)脂。
涂料認(rèn)證：寶鋼P(yáng)VDF涂料供應(yīng)商具備KYNAR500和HYLAR5000涂料認(rèn)證資質(zhì)。這界著名的兩家PVDF生產(chǎn)企業(yè)規(guī)定被認(rèn)證的涂料單位生產(chǎn)的PVDF涂料,至少含有70%的PVDF樹(shù)脂(質(zhì)量比),方可使。
顏料選型：為了保證氟碳涂料具備極高的耐候性,PVDF涂料采用的顏料只能是高溫鍛燒金屬氧化物或金屬氧化物合金顏料即陶瓷顏料；耐候級(jí)金紅石型鈦；耐酸堿金屬顏料和耐久性云母珠光顏料。
鍍層重量：寶鋼在生產(chǎn)氟碳彩涂鋼板時(shí)必須采用鍍鋅層單面大于90克/平方米）熱鍍鋅基板或者鍍鋁鋅重量單面大于75克/平方米的熱鍍鋁鋅基板。
底漆配套：采用聚氨酯或者聚酯底漆（環(huán)氧類(lèi)底漆因耐候性相對(duì)較低不能匹配PVDF涂料）。
涂層膜厚控制：PVDF彩涂鋼板上表面總膜厚必須23微米。
涂料烘烤溫度控制：PVDF涂料必須經(jīng)過(guò)板溫高達(dá)249-254度的高溫烘烤。

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上海志辰實(shí)業(yè)有限公司 張振興 - 微信同
彩涂板在建筑行業(yè)的應(yīng)用，彩鋼常識(shí)介紹：彩涂板在建筑行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，越來(lái)越多的建筑商通過(guò)使用彩涂板，建立起自己的良好聲譽(yù)您可以在許多大型的購(gòu)物商城和工業(yè)設(shè)施、旅館飯店、度假村、農(nóng)場(chǎng)建筑、辦公樓以及體育設(shè)施中，看到彩涂板產(chǎn)品的大量應(yīng)用。 建筑商通過(guò)使用彩涂板，使其工作快速便捷。彩涂板是木材和其他材料的具有吸引力的的取代者，因?yàn)樗鼈兙哂蟹乐雇噬⒛蜌夂颍狗刍葍?yōu)點(diǎn)。它們使建筑的維護(hù)費(fèi)用降到的水平。同時(shí)，各種各樣的顏色，表面結(jié)構(gòu)和鍍層，使它具有極大的靈活性和可選性。 如今，建筑師和建筑工人可以從大量的彩涂板中選擇合適的建筑用產(chǎn)品：墻面、民居屋頂，復(fù)斜屋頂、排水溝，落水管以及門(mén)。他們知道，這些產(chǎn)品可以隨不同的環(huán)境氣候條件。從酷暑至冰雪地，您都可以看到彩涂產(chǎn)品的身影。 為您提供不同厚度、規(guī)格、鍍層的彩涂產(chǎn)品，完全滿(mǎn)足您的產(chǎn)品要求。 例如聚酯涂層，適用于較高的抗褪色和抗粉化的要求;厚涂層產(chǎn)品，例如塑料溶膠，可使用于惡劣的氣候環(huán)境;氟炭涂料，適用于對(duì)色彩的持久性和光澤度保持要求較高的場(chǎng)合。 您也要以選擇柔韌性和抗彎折好的涂層產(chǎn)品，或者耐久性好的涂層，它具有耐磨性的耐候性。無(wú)論什么用途，可以為您提供合適涂層的彩涂產(chǎn)品。我們還可以按照您的需要進(jìn)行個(gè)性化的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，使我們的產(chǎn)品完全滿(mǎn)足您的需要。- 張振興
1 彩涂板使用時(shí)可能直接或部分暴露于外部環(huán)境即大氣環(huán)境中，此時(shí)主要考慮大氣環(huán)境的腐蝕。另外，也可能在相對(duì)封閉的內(nèi)部環(huán)境即內(nèi)部氣氛中使用，此時(shí)主要考慮內(nèi)部氣氛的腐蝕。
2 使用環(huán)境腐蝕性等級(jí)
GB /T 19292.1--2003((金屬和合金的腐蝕大氣腐蝕性分類(lèi)》(ISO 9223:1992,IDT)根據(jù)碳鋼、鋅、鋁等金屬年腐蝕速率測(cè)量值對(duì)大氣腐蝕性進(jìn)行了分類(lèi)，但是彩涂板還缺乏使用環(huán)境(指大氣環(huán)境和內(nèi)部氣氛)腐蝕性分類(lèi)的數(shù)據(jù)，因此本標(biāo)準(zhǔn)僅定性的將大氣環(huán)境和內(nèi)部氣氛腐蝕性分為5個(gè)等級(jí)即C1,C2,C3,C4,C5，其腐蝕性依次增強(qiáng)。表D. 1示例性的給出了不同腐蝕性等級(jí)對(duì)應(yīng)的典型大氣環(huán)境和內(nèi)部氣氛表 1
腐蝕性 腐蝕性等級(jí) 典型大氣環(huán)境示例典型內(nèi)部氣氛示例
很低 c1 干燥清潔的室內(nèi)場(chǎng)所，如辦公室、學(xué)校、住宅、賓館
低 c2 大部分鄉(xiāng)村地區(qū)、污染較輕的城市室內(nèi)體育場(chǎng)、超級(jí)市場(chǎng)、劇院
中 c3 污染較重的城市、一般工業(yè)區(qū)、低鹽度海濱地區(qū)廚房、浴室、面包烘烤房
高 c4 污染較重的工業(yè)區(qū)、中等鹽度海濱地區(qū)游泳池、洗衣房、lI}酒車(chē)間、海鮮 加工車(chē)間、蘑菇栽培場(chǎng)
很高 c5 高濕度和腐蝕性工業(yè)區(qū)、高鹽度海濱地區(qū)酸洗車(chē)間、電鍍車(chē)間、造紙車(chē)間、制革車(chē)間、染房
3 大氣環(huán)境腐蝕性
3.1 影響彩涂板耐大氣腐蝕性的關(guān)鍵因素是大氣中腐蝕介質(zhì)的種類(lèi)、濃度和涂層表面被潮濕薄膜覆蓋的時(shí)間即潮濕時(shí)間。腐蝕介質(zhì)的種類(lèi)越多、濃度越高，潮濕時(shí)間越長(zhǎng)，大氣的腐蝕性越高。
3 .2 GB/T 15957-1995《大氣環(huán)境腐蝕性分類(lèi)》根據(jù)大氣環(huán)境中存在的腐蝕介質(zhì)(主要是二氧化硫和氯化物)及其濃度將大氣環(huán)境分為鄉(xiāng)村大氣、城市大氣、工業(yè)大氣和海洋大氣四種類(lèi)型。但實(shí)際大氣環(huán)境是復(fù)雜多樣的，可能還存在硫化氫、氟化氫、氮的氧化物、工業(yè)粉塵等各種各樣的腐蝕介質(zhì)，因此GB/T 15957中的大氣環(huán)境分類(lèi)并不完善，也不可能包括所有的大氣環(huán)境，對(duì)此應(yīng)有充分的認(rèn)識(shí)。另外，在特定作業(yè)環(huán)境中，如化工廠(chǎng)、冶煉廠(chǎng)、火力發(fā)電廠(chǎng)等場(chǎng)所周?chē)拇髿猸h(huán)境即微觀環(huán)境可能與該地區(qū)的大氣環(huán)境存在很大差異，此時(shí)微觀環(huán)境可能比大氣環(huán)境更重要，因此應(yīng)盡可能對(duì)微觀環(huán)境的腐蝕性做出準(zhǔn)確的判斷，并在分析大氣腐蝕性時(shí)給予特別關(guān)注
3.3 潮濕時(shí)間取決于氣候條件，如相對(duì)濕度、溫度、光照時(shí)間、風(fēng)力等因素。潮濕薄膜的形成通常與下列因素有關(guān):
a) 大 氣相對(duì)濕度增大;
b) 涂 層表面溫度達(dá)到或以下產(chǎn)生冷凝作用;
c) 涂 層表面沉積吸潮性物質(zhì);
d) 結(jié) 露、降雨、融雪等直接濕潤(rùn)涂層表面。
采 取 通 風(fēng)、干燥、清潔等措施可以減少潮濕薄膜的形成，縮短潮濕的時(shí)間。
4 內(nèi)部氣氛腐蝕性
4 .1 與大氣環(huán)境腐蝕性相同，影響彩涂板耐內(nèi)部氣氛腐蝕性的關(guān)鍵因素也是內(nèi)部氣氛中腐蝕介質(zhì)的種類(lèi)、濃度和潮濕時(shí)間。腐蝕介質(zhì)的種類(lèi)越多、濃度越高，潮濕時(shí)間越長(zhǎng)，內(nèi)部氣氛的腐蝕性越高。
4 .2 在分析內(nèi)部氣氛的腐蝕性時(shí)，應(yīng)首先研究?jī)?nèi)部氣氛中包含的腐蝕介質(zhì)的種類(lèi)和濃度
4.3 潮濕時(shí)間取決于內(nèi)部氣氛的相對(duì)濕度、溫度、通風(fēng)條件等因素。潮濕薄膜的形成通常與下列因
素有關(guān):
a) 內(nèi) 部氣氛的相對(duì)濕度增大;
b) 涂 層表面溫度達(dá)到或以下產(chǎn)生冷凝作用;
c) 涂 層表面沉積吸潮性物質(zhì);
d) 涂 層表面被直接濕潤(rùn)。
采 取 通 風(fēng)、干燥、清潔等措施可以減少潮濕薄膜的形成，縮短潮濕的時(shí)間。
5 其他腐蝕(老化)因素
5. 1 光照
光 照 (特 別是紫外光)是導(dǎo)致涂層老化的主要原因之一，彩涂板在使用過(guò)程中通常會(huì)受到光照的影響，因此光照強(qiáng)度和光照時(shí)間是分析環(huán)境腐蝕性時(shí)必須考慮的重要因素。
5.2 溫度
涂 層 長(zhǎng) 時(shí)間處于溫度過(guò)高、過(guò)低或溫差過(guò)大的環(huán)境中會(huì)加速涂層老化。
5.3 化學(xué)品
彩 涂 板 在使用過(guò)程中應(yīng)盡量避免與酸堿、有機(jī)溶劑、洗滌劑、清潔劑等化學(xué)品直接接觸，以免腐蝕涂層。
5.4 沉積物
工 業(yè) 粉 塵、懸浮顆粒等物質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間沉積在涂層表面易導(dǎo)致涂層老化。
5.5 微生物
在 潮 濕 、通風(fēng)不暢的環(huán)境下涂層表面容易長(zhǎng)霉菌，降低彩涂板的使用壽命
5.6 機(jī)械磨損
彩 涂 板 表面經(jīng)受風(fēng)沙吹打、機(jī)械摩擦的作用后會(huì)發(fā)生磨蝕。
5.7 水和土壤腐蝕
應(yīng) 盡 可 能避免彩涂板與水和土壤直接接觸，以減少由此導(dǎo)致的腐蝕。
5 .8 與其他材料的相互作用
彩 涂 板 有時(shí)可能與其他材料接觸或一同使用，由于材料性質(zhì)不同，因此應(yīng)注意材料之間是否會(huì)發(fā)生相互影響。
6 實(shí)際使用環(huán)境中存在多種影響因素并存在且相互影響，此時(shí)應(yīng)找出主要影響因素，并盡可能確定這些因素之間的關(guān)系，從而對(duì)使用環(huán)境做出全面、準(zhǔn)確的判斷
1 彩涂板卷力學(xué)性能
1.1 彩涂板的力學(xué)性能應(yīng)符合附錄B的規(guī)定，如對(duì)力學(xué)性能有特殊要求應(yīng)在訂貨時(shí)協(xié)商。
1.2 供方如能保證，可以用基板的力學(xué)性能代替彩涂板的力學(xué)性能。
2 基板類(lèi)型和鍍層重f
2. 1 彩涂板的基板類(lèi)型如表2，如需其他類(lèi)型的基板應(yīng)在訂貨時(shí)協(xié)商
2.2 熱鍍鋅基板、熱鍍鋅鐵合金基板、熱鍍鋁鋅合金基板和熱鍍鋅鋁合金基板應(yīng)進(jìn)行光整處理，其中熱鍍鋅基板的表面結(jié)構(gòu)應(yīng)為光整小鋅花或光整無(wú)鋅，如采用其他表面結(jié)構(gòu)的基板應(yīng)在訂貨時(shí)協(xié)商
2. 3 各類(lèi)型基板在不同腐蝕性環(huán)境中推薦使用的公稱(chēng)鍍層重量如表4,
表 4 單位為 克/平方米
使用環(huán)境的腐蝕性
低 中 高
熱鍍鋅基板 90/90 125/125 140/140
熱鍍鋅鐵合金基板 60/60 75/75 90/90
熱鍍鋁鋅合金基板 50/50 60/60 75/75
熱鍍鋅鋁合金基板 65/65 90/90 110/110
電鍍鋅基板 40/40 60/60
注:使用環(huán)境的腐蝕性很低和很高時(shí)，鍍層重量由供需雙方在訂貨時(shí)協(xié)商
2.4 鍍層重量每面三個(gè)試樣平均值應(yīng)不小于相應(yīng)面的公稱(chēng)鍍層重量，單個(gè)試樣值應(yīng)不小于相應(yīng)面公稱(chēng)鍍層重量的85% .
3 正面涂層性能
3. 1 涂料種類(lèi)
3.1.1 彩涂板的面漆種類(lèi)見(jiàn)表2，如需其他種類(lèi)的面漆應(yīng)在訂貨時(shí)協(xié)商
3. 1.2 底漆種類(lèi)通常由供方確定，需方如有要求應(yīng)在訂貨時(shí)協(xié)商。
3.2 涂層厚度
3.2. 1 涂層厚度為初涂層和精涂層厚度之和。
3.2.2 涂層厚度應(yīng)不小于20 1+m，如小于20 pm應(yīng)在訂貨時(shí)協(xié)商，
1 2.3 涂層厚度為三個(gè)試樣平均值，單個(gè)試樣值應(yīng)不小于小規(guī)定值的90%
3.3 涂層色差
涂 層 色 差通常由供方確定，需方如有要求應(yīng)在訂貨時(shí)協(xié)商。

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