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一級經(jīng)銷商 上海志辰實業(yè)有限公司 

馬鋼彩涂板涂料介紹

對涂層的選擇要考慮的要素很多，它主要包括涂層種類、涂層厚度、涂層顏色和涂層光澤度。另外，有時侯還要考慮涂層的底漆和背面涂層的要求。

涂料品種

目前用于彩色涂層鋼板的涂料種類有聚酯涂層（PE）、氟碳涂層（PVDF）、高耐侯涂層（HDP）、硅改性涂層（SMP）等

聚酯 PE（Polyester）

PE涂料對于材質(zhì)有良好的附著性，彩涂鋼板易于加工成型，價廉且產(chǎn)品多，顏色和光澤的選擇余地大。在一般環(huán)境直接曝露下，其防蝕年限可長達7-8年，但于工業(yè)環(huán)境或污染嚴重的地區(qū)，其使用壽命會相對降低，且聚酯涂料對耐紫外光性與涂膜耐粉化性，并不理想，因此PE涂料的使用仍受到若干限制，一般用在空氣污染不嚴重的地區(qū)或需多次成型加工的產(chǎn)品。

高耐侯聚酯 HDP（High Durable Polyster）

高耐候聚酯樹脂在合成時采用含環(huán)己烷結(jié)構(gòu)的單體，來達到樹脂的柔韌性、耐候性和成本的平衡，采用不含芳香族的多元醇和多元酸來減少樹脂對UV光線的吸收，達到涂料的高耐候性能。涂料配方中加入紫外線吸收劑和位阻胺（HALS）提高漆膜耐候性能。高耐候聚酯卷材涂料在國外已被市場認可，該涂料性價比十分突出。

硅改性聚酯 SMP（Silicone Mobified Polyester）

由于聚酯含有活性基-OH/-COOH,極易和其它高分子化物反應(yīng)，為改良PE的耐陽光性與粉化性，以色澤保持性與耐熱性優(yōu)的Silicone樹脂作變性反應(yīng)，和PE的變性比可于5%-50%之間，SMP提供鋼板更好的持久性，其防蝕年限可長達10-12年，當然其價格也比較PE為高，但因Silicone樹脂對材質(zhì)的附著性和加工成型性并不理想，因此SMP彩涂鋼板并不適于需多次成型加工的場合，大部分用于建物之屋頂及外墻

氟碳 PVDF（Polyvinylidene Fluoride）

由于PVDF的化學鍵與化學鍵間，有很強的鍵能，因此涂料具有非常好的防蝕性和色澤保持性，在建筑工業(yè)用彩涂鋼板涂料中，屬于較高級產(chǎn)品，且分子量大又為直鍵型結(jié)構(gòu)，因此除耐化學藥品性之外，機械性能、耐紫外線和耐熱性能也很特出。在一般環(huán)境下，其防蝕年限可達20-25年之久。近年來，國內(nèi)開始盛行以三氟氯乙烯和乙烯酯單體共聚的含氟樹脂，大量應(yīng)用于建筑的外墻和金屬板，由于使用易水解的乙烯酯單體和氟的含量較PVDF低（30%左右），因此，其耐候性與PVDF比較，有一定的差距。

對底漆的選擇來說，較重要的因素有兩條：

其一考慮底漆和面漆以及基板的附著力；其二就是底漆提供涂層大部分的耐腐蝕性能，從這個角度看，環(huán)氧樹脂是可能選擇。如果考慮柔韌性、考慮耐紫外線的話，也可以選擇聚氨脂底漆。對背面涂層來說，較正確的選擇就是如果彩涂鋼板使用狀態(tài)是單板的話，選擇兩層結(jié)構(gòu)，即一層背面底漆，一層背面面漆。底漆和正面相同品種，面漆選擇一層淺顏色（如白色）的聚酯。如果彩涂鋼板使用狀態(tài)是復(fù)合或夾心板的話，背面涂上一層粘接性和耐蝕性都優(yōu)秀的環(huán)氧樹脂就行。

目前現(xiàn)在還有很多功能性彩涂鋼板，如抗菌彩涂、抗靜電彩涂、隔熱彩涂、自潔彩涂等。這些產(chǎn)品的開發(fā)是以滿足用戶特殊需求為目的的，但是有時侯不能兼顧彩涂產(chǎn)品其他性能，如目前市場上自潔彩涂鋼板就是這樣，經(jīng)過近幾年的使用，我們發(fā)現(xiàn)自潔彩涂鋼板不能有效地自潔，反而對涂層的耐久性產(chǎn)生損害。因為目前自潔涂層原理就是利用涂層的高親水性，即使鋼板上有結(jié)灰，通過雨水滲透到灰塵下并將灰塵帶走達到自潔的目的。而理論上親水涂層的水滲透到基板也一定比較容易，因此，彩涂鋼板的耐膜下腐蝕性能就相對降低了。另外，檢測自潔彩涂鋼板的自潔性能的接觸角時我們發(fā)現(xiàn)，在室外曝曬不到半年，其接觸角就和普通聚酯彩涂無異，從這個角度講自潔彩涂的自潔性只能維持半年左右。我們現(xiàn)在的雨水有時也不太干凈，有時看到鋼板下雨后并沒有自潔反而留下一條臟的水線。最后，還有一點要說明的就是現(xiàn)在越來越多的墻面板采用橫板結(jié)構(gòu)，這樣，自潔鋼板所剩下的理論上的效果也沒有了。因此，用戶選擇功能性彩涂鋼板是一定要明確自己的真正需求。

 涂層光澤度選擇：

光澤度高低不屬于涂層性能指標，和顏色一樣，它只是一個表征，事實上，涂料（涂層）比較容易做到高光澤。但是，高光澤表面刺眼白天對陽光的高反射率會引起光污染（很多現(xiàn)在不采用玻璃幕墻就是因為光污染），另外，高光澤表面摩擦系數(shù)小，容易打滑，在屋頂施工時，容易帶來安全隱患。彩涂鋼板在室外使用時的老化首先表示的就是失光，若需維修時，新舊鋼板之間極易分辨，造成外觀不良，背面漆若是高光澤則室內(nèi)有燈光時易產(chǎn)生光暈而造成人員視覺疲勞。因此，正常情況下建筑用彩涂鋼板都采用中低光澤度(30-40度)。

 涂層厚度的選擇：

從微觀上講，涂層是多空的組織。空氣中的水、腐蝕介質(zhì)（氯離子等）就會通過涂層的薄弱部分侵入，造成膜下腐蝕，進而涂層起泡并剝落。另外，即使同樣涂層厚度，二次涂層要比一次涂層致密。根據(jù)國外報道和相關(guān)腐蝕試驗結(jié)果，正面涂層20μm以上才能有效的防止腐蝕介質(zhì)的侵入，由于底漆和面漆的防腐蝕機理不同，不僅要規(guī)定總膜厚，還有分別要求底漆（≥5μm）和面漆（≥15μm）的厚度，只有這樣，才能保證彩涂鋼板不同部位的耐蝕性是均衡的。PVDF類產(chǎn)品要求的涂膜更厚，因為要提供更長的使用年限保證。對背面涂層的要求視用途而定，夾芯板只要求有一層可粘結(jié)的底漆，而成型鋼板由于室內(nèi)腐蝕環(huán)境因此也要求涂兩層，厚度至少10μm以上。

涂層顏色的選擇：

對顏色的選擇主要是考慮與周圍環(huán)境的匹配和業(yè)主的愛好，但從使用技術(shù)角度講淺顏色涂料的顏料選擇余地大，可選擇耐久性優(yōu)越的無機顏料（如鈦白粉等），而且涂料的熱反射能力強（反射系數(shù)達到深色涂料的一倍）夏季涂層本身的溫度相對就低，這對涂層壽命延長是有益的。另外，即使涂層變色或粉化，淺顏色涂膜變化后與原顏色的反差小，對外觀的影響就不大。而深顏色（尤其是比較鮮艷的顏色）采用有機顏色的居多，遇紫外線照射容易褪色，較短的3個月就變顏色。

對于彩色涂層鋼板來說，通常涂層和鋼板的受熱膨脹率不同，尤其是金屬基板和有機涂層的線膨脹系數(shù)差別較大，當環(huán)境溫度發(fā)生變化時，基板和涂層結(jié)合界面就會發(fā)生膨脹或收縮應(yīng)力，如果不能適當釋放就會發(fā)生涂層龜裂。另外，在這里要說明兩點目前國內(nèi)市場上的選擇誤區(qū)：其一就是國內(nèi)目前存在大量白色底漆。采用白色底漆的目的就是可以減少面漆的厚度，因為正常建筑用耐腐蝕底漆是黃綠色的（因此有鉻酸鍶顏料），必須有足夠的面漆厚度才能有好的遮蓋力。這樣，對耐腐蝕性是很危險的，首先底漆耐腐蝕性差，再者面漆大大減薄，不足10微米。這樣的彩涂鋼板看上去光鮮，用不了兩年就會在不同地方產(chǎn)生腐蝕（切口、折彎加工處、膜下等）。其二就是建筑工程用彩涂鋼板同一工程采用不同廠商、不同批次的彩涂鋼板，在施工中看似顏色一致，但經(jīng)過幾年的太陽光照射后，不同涂層不同廠商的顏色變化趨勢不同，導(dǎo)致產(chǎn)生嚴重的色差，這樣的例子實在太多了。即使同一供應(yīng)商的產(chǎn)品，也強烈建議同一工程一次訂貨，因為不同批號有可能采用不同涂料供應(yīng)商的產(chǎn)品，增加了色差產(chǎn)生的可能性。

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彩涂板涂層厚度測定方法研究

2013-06-02 09:13來源:寶鋼工業(yè)檢測公司，上海 作者:范純,李鷹

0 引言

彩涂板作為一種廣泛應(yīng)用于建筑、家電、交通運輸?shù)刃袠I(yè)的復(fù)合材料，既有金屬的機械強度和易成型等優(yōu)點，又有有機涂層的裝飾性和耐腐蝕性的優(yōu)點。彩涂板的涂層厚度將直接影響其加工和使用性能。涂層過薄，加工時極易劃傷涂層進而影響彩涂板的裝飾性和耐腐蝕性。對于過薄的涂層，即使能確保其加工時不被破壞，在使用時，其耐老化性和耐腐蝕性能也會大大降低［1］。但是，過厚的涂層又會造成彩涂板生產(chǎn)成本的增加，而且這也是產(chǎn)品質(zhì)量過剩所造成的浪費。因此，對于彩涂板生產(chǎn)企業(yè)來說，準確測定和嚴格控制彩涂板的涂層厚度十分重要。本文對目前國際、國內(nèi)已經(jīng)和正在使用的測定涂層厚度的試驗方法進行了調(diào)查研究，針對不同類型的彩涂板提出了較合適的涂層厚度測定方法。

1 GB/T 13448—2006 方法

1.1 4 種涂層厚度檢測方法的比較

在GB/T 13448—2006《彩色涂層鋼板及鋼帶試驗方法》［2］中介紹了4 種彩涂板涂層厚度試驗方法：磁性測厚儀法、千分尺法、金相顯微鏡法和鉆孔破壞式顯微觀察法，其中金相顯微鏡法規(guī)定為仲裁方法。無論采用何種方法測定彩涂板的涂層厚度，彩涂板的基板和涂層都會直接影響測定結(jié)果。根據(jù)寶鋼多年的試驗經(jīng)驗，這4 種方法的適用范圍、檢測精度和優(yōu)缺點方面等的比較如表1 所示。

國標中涂層厚度檢測方法的比較

目前，我國彩涂板生產(chǎn)企業(yè)多采用千分尺法測定涂層厚度，而歐美企業(yè)則較多采用鉆孔破壞式顯微觀察法。造成這種差異的主要原因除國內(nèi)人力成本低于歐美外，各種檢測方法本身的局限性也是主要原因。

1.2 基板的影響

彩涂板基板一般包括冷軋鋼板、電鍍鋅鋼板、熱鍍鋅鋼板和熱鍍鋁鋅鋼板。冷軋基板由于沒有鍍層，且生產(chǎn)工藝決定基板本身厚度和表面粗糙度的均勻性較好，因此無論采用哪種檢測方法，其涂層厚度的測定結(jié)果都比其他基板的檢測誤差小。有鍍層基板的厚度和表面粗糙度的波動決定了采用國標中磁性測厚儀法和千分尺法在進行單點厚度測定時，測定結(jié)果會受到較大影響。因為磁性測厚儀法先要測定涂鍍層總厚度，然后測定鍍層厚度；而千分尺法先要測定彩涂板總厚度，再測定基板厚度，這兩種方法的兩次分別測定厚度的操作無法確保測定位置在同一點上，因此都會受到基板和鍍層波動的影響，造成測定結(jié)果的波動，且厚度測定結(jié)果的波動與基板的波動成正比。金相顯微鏡法和DJH 法雖然能確保測定位置不變，但是由于基板的波動會造成檢測界面很難劃分清楚，從而也會影響單點測定結(jié)果的準確性。國標規(guī)定每個試樣以3 個點的平均值作為較終測定結(jié)果，但是由于單點測定結(jié)果本身的波動，因此采用平均值的方式也無法消除測定誤差。按照寶鋼的實

際檢測經(jīng)驗，涂層厚度測定結(jié)果的離散性與基板波動的大小成正比。

1.3 涂層性能的影響

彩涂板涂層表面的粗糙度同樣也會影響國標中4種檢測方法的準確性，而涂層本身的彈性會影響磁性測厚儀法和千分尺法的測定準確性。這兩種方法都使用檢測探頭，探頭對涂層或基板壓下的程度會影響到每次測量所得的厚度，從而影響測定結(jié)果。隨著彩涂板產(chǎn)品品種的不斷豐富，涂層表面不再是單一的光滑表面效果，出現(xiàn)表面有不同紋理效果的產(chǎn)品，這類產(chǎn)品用磁性測厚儀法和千分尺法根本無法測定涂層厚度。因為其紋理的深度較少能達到5~10 μm，磁性測厚儀法和千分尺法測定時把紋理的深度都計為涂層厚度，產(chǎn)生很大的系統(tǒng)誤差。金相顯微鏡法和DJH法可以用來測定這類產(chǎn)品，但是由于紋理的不規(guī)則波動，使判定測量界面受人為因素影響很大，測定結(jié)果波動也較大。

1.4 測量面積的影響

檢測面積越大，其檢測結(jié)果的代表性就越好，檢測精度也會隨之提高。磁性測厚儀的檢測探頭直徑一般為1.5 mm，千分尺的檢測探頭直徑為6.3 mm，金相顯微鏡法的測量長度一般不會超過1 mm，而DJH 法的測量直徑一般也在1 mm 左右。因此在相同條件下，這4 種檢測方法中千分尺法測定結(jié)果波動較小。

1.5 測定精度及其優(yōu)缺點分析

通過對這4 種方法的測定結(jié)果和操作經(jīng)驗的長期積累，我們以90 g 熱鍍鋅基板的測定結(jié)果為例，分析4 種方法的測定精度和優(yōu)缺點，如表2 所示。

國標中測定方法的精度及其優(yōu)缺點

有鑒于上述原因，國內(nèi)較多采用檢測精度較高且速度較快的千分尺法作為彩涂板涂層厚度的檢測方法。而國外由于基板波動較小，DJH 法的測定波動也就較小，因此較多采用受人為因素影響小的DJH 法。

2 國際、國內(nèi)其他方法

國際和國內(nèi)對涂層厚度的其他測量方法主要包括楔切法、厚度差測量法、稱重法、X 射線熒光法、β 射線反射法、磁性測量法及渦流測量法等。彩涂板國標中的磁性測厚儀屬磁性測量法，千分尺法屬厚度差測量法，鉆孔破壞式顯微觀察法屬于楔切法，金相顯微鏡法為仲裁試驗方法。稱重法操作十分繁瑣，不適用于快節(jié)奏的工廠試驗室；X 射線熒光法和β 射線反射法是通過對涂層中某一特征元素含量的測定來計算涂層厚度，對于彩涂板這種涂料配方不固定的樣品不適用。在對渦流測量法進行了調(diào)研和試驗操作后，發(fā)現(xiàn)目前測定彩涂板涂層厚度較準確也較簡便的是一種將磁性測量法和渦流測量法結(jié)合在一起的設(shè)備，通過組合探頭同時測定涂鍍層總厚度和鍍層厚度，計算得到涂層厚度。這種測定方法由于測定的是同一點的涂鍍層總厚度和鍍層厚度，從而避免了磁性測厚儀法所受到的鍍層波動的影響，測定結(jié)果的精度得到明顯提高。對于基板波動越小的試樣，其檢測精度越高，例如，冷軋板和電鍍鋅基板的彩涂板，其涂層厚度檢測精度可達0.5 μm。

3 結(jié)語

（1） 對于國內(nèi)彩涂板目前的基板波動現(xiàn)狀來說，千分尺法為較佳方法，具有設(shè)備便宜、操作簡單、檢測精度較高的優(yōu)點。其缺點為：對試驗人員的操作技能要求較高；對于涂層表面有紋理效果的產(chǎn)品不能檢測；檢測結(jié)果只能精確至整數(shù)位。

（2） 對于表面有紋理效果的彩涂板，DJH 法為較佳方法，具有操作方便、快速、可以分別測定界面清晰的各個涂層的優(yōu)點。其缺點為：設(shè)備采購和運行成本較高；檢測結(jié)果受檢測人員主觀影響較大；測定結(jié)果受基板波動影響較大；不能用于檢測冷軋基板的彩涂板。

（3） 磁性- 渦流相位法測定涂鍍層厚度方法也是一種很好的方法，具有設(shè)備成本合理、操作簡單、快速、單點測定精度高（可精確至0.5 μm）的優(yōu)點。其缺點是受基板表面的平整性和均勻性影響較大。

2005年至2010年期間，我國彩涂鋼板的生產(chǎn)總量將由480萬t增至800萬t，其中用于建筑業(yè)占85%，家電產(chǎn)品為3%，其他產(chǎn)品占12%。可見我國彩涂板產(chǎn)量不少，但是大部分產(chǎn)品都是通用型的，質(zhì)量一般、品種單一，主要用于建筑領(lǐng)域，汽車、家電等高檔產(chǎn)品依靠。量幾乎占國內(nèi)彩涂板市場的一半份額。這就要求我們將關(guān)注重點放在開辟新的應(yīng)用領(lǐng)域，能夠采用新技術(shù)生產(chǎn)具有不同使用特性和花色品種的有機涂層鋼板。

    提高基板質(zhì)量。彩涂基板一般采用冷軋鋼板、熱鍍鋅鋼板、合金化板、電鍍鋅板、鍍鋅鋁板等，某些高檔產(chǎn)品以不銹鋼做基板，無論采用哪種基板都要求其具有較高的表面質(zhì)量、板形及尺寸精度。

    涂料的改良。由較初的醇酸樹脂、塑溶膠、聚酯樹脂、高性能的含氟樹脂到水性涂料、粉末涂料等環(huán)保節(jié)能型涂料的應(yīng)用，涂料的不斷改進使產(chǎn)品具備高耐蝕性、抗紫外線、耐候性、耐褪色性、耐磨損性、耐指紋性、耐溶劑性等，以及較新研制成功的抗菌性、防靜電、保潔性及耐黑變等彩板。

    PET復(fù)合貼膜彩色板技術(shù)。PET是指聚乙烯對苯二（甲）酸鹽，一般使用透明的25um厚的膜，PET膜廣泛用作磁性錄音材料、照像、包裝材料等的基膜。其力學性能好，膜的硬度為1～2H；具有良好的耐熱性；除強堿外，具有良好的抗化學腐蝕性、抗溫性、抗污染性、抗去污性和抗溶劑性。

PET復(fù)合貼膜彩色板一種采用PET膜與油漆復(fù)合的涂裝技術(shù)，透明的PET膜層壓到彩涂板的表面；另一種為層壓PET膜底部印畫彩涂技術(shù)，用直接照像印畫法將圖畫印到PET膜上，再用厚約5um聚乙烯類樹脂粘結(jié)劑將印好的PET膜層壓到涂好底漆的基板上，底漆多采用熱固化的環(huán)氧樹脂。

    粉末涂敷工藝。繼幾年前國外粉末槍技術(shù)的應(yīng)用，美國MSC研制出粉末云涂裝技術(shù)：將粉末涂料在強大的靜電場作用下，通過粉末旋轉(zhuǎn)刷產(chǎn)生涂料粉末云，形成粉末云狀、帶有很高電荷的固體涂料顆粒，飛向高速運行的基板，產(chǎn)生足夠大的邊界穿透力，由此，粉末顆粒便均勻地沉積在帶鋼表面上，再經(jīng)過固化、保溫、淬水冷卻處理。此種工藝能適應(yīng)高速高效涂裝，產(chǎn)品抗腐蝕、抗劃傷、抗褪色性能好、色澤均勻、環(huán)保好、成本低。

    我國彩涂板生產(chǎn)無論產(chǎn)量、質(zhì)量和機組數(shù)量上均落后于世界水平，而且據(jù)專家分析，世界彩涂板生產(chǎn)線的開工率通常為70%～85%，我國彩涂業(yè)面臨的形勢還是比較嚴峻的。預(yù)計在未來幾年中，國內(nèi)彩涂鋼市場仍將以建筑行業(yè)為主，家電行業(yè)需求量也將明顯增加，主導(dǎo)產(chǎn)品將向薄規(guī)格、高強度、耐腐蝕性的方向發(fā)展。降低成本、提高質(zhì)量、凈化處理廢物、廢氣等環(huán)保問題以及開拓更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域是我們急待解決的問題。我們應(yīng)投入大量的人力、物力研制新工藝、新技術(shù)、新產(chǎn)品，以低成本高質(zhì)量的產(chǎn)品面向國內(nèi)外的市場