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氟碳涂層介紹

發布時間:2015-12-07 16:10:34

在各種塑料之中,氟碳樹脂塑料由于引入的氟元素電負性大,碳氟鍵鍵能強,使得氟碳樹脂具有特別優越的各項特性:耐候性、耐熱性、耐低溫型、耐化學藥品性,而且還具有獨特的不粘性和低摩擦性。這些優良的特性,使得氟碳樹脂廣泛應用于建筑、化學工業、電氣電子工業、機械工業、航空航天產業、家庭用品等各個領域。

1. 氟碳樹脂的種類

氟碳樹脂家族常見的有PTFE、PVDF、FEVE、PVF四種。
PTFE(Poly tetra fluoro ethylene)即聚四氟乙烯樹脂,于1938年美國研發成功,其優異的防腐性能,有“塑料王”之稱?!疤馗积垺笔瞧鋭e稱,經常處在糖、油脂、鹽等多種成分在高溫反應復雜環境中能保持不粘、自潔,PTFE軸承不需要潤滑油,具有自潤滑性。
PVDF即聚偏二氟乙烯樹脂,60年代出現,主要作為建筑涂料應用于金屬裝飾板材保護涂層。經過三十年真實考驗,基本保持原貌。
上述兩者氟碳涂層金屬烤漆型,必須經過高溫才能成膜,不能在常溫下施工。 FEVE,即聚三氟氯乙烯/乙烯基醚樹脂,由日本科學家于1982年利用分子鏈設計技術和膜技術開發成功,是一種可常溫固化的氟碳涂料。在常溫下,通過刷涂、輥涂、噴涂等普通涂裝方法,將氟碳涂料涂覆在各種基材表面,形成氟碳保護涂層,極大拓展了氟碳涂料的應用范圍,使氟碳涂料在日常生活中。
PVF,及聚氟乙烯樹脂( polyvinyl fluoride ),由美國杜邦公司于1940年發明,這種專利產品是由 PVF 共聚體擠壓而成的薄膜,厚度一般為12.5~50μm,這一形成過程保證了PVF裝飾層致密無暇,決無PVDF涂料噴涂或滾涂過程中經常發生的針孔,發裂等缺陷。PVF薄膜通過與金屬板材復合用于建筑外墻,與PVC膜復合用于空間膜結構。其良好的抗UV性能,也使其廣泛用于戶外廣告宣傳畫的保護膜等。
(PVF 膜制造過程中分子晶格沿縱、橫方向的擠壓排列大大強化了它的物理強度,所以:

? PVF 膜具有更大的韌性, 180 °折彎試驗后用放大 43 倍的放大鏡觀察 PVF 膜沒有裂紋,而 PVDF涂層可見明顯裂紋,其原因是: PVF 膜的延伸率可達 100% ,而 PVDF 涂層沒有!)

2. 幕墻材料常用氟碳樹脂

幕墻材料涂層用氟碳涂層是一種以氟碳樹脂為基料,配以金屬微?;蛟颇妇w為色粉的有機涂料,其PVDF(聚偏二氟乙烯)的含量在70%(樹脂質量比)以上。氟碳基料的化學結構中以氟/碳化學鍵結合,這種結合是至今被認為最穩定、最牢固的結合。在正常情況下,它具有如下卓越性能:

? 耐候性—具有抵抗惡劣天氣和紫外線,因此長期保持顏色和光澤的能力;

? 耐腐蝕性—具有抗酸和液態堿的侵蝕及不受空氣污染、酸雨的侵襲,氧、潮氣和腐蝕粒子的滲透率低,能長期承受惡劣的環境面不腐蝕的能力。

? 機械性能—具有極佳的抗沖擊性、耐磨性及優良的漆膜柔性。在以KYNAR500 @命名的涂料中,要求的KYNAR500 @樹脂重量比≥70%。原因是在當樹脂含量在70%時PVDF的各項性能,特別是耐候性及耐久性,均能達到較高的要求,而在大于70%以上,其性能影響并不大,基本與70%處于同一性能狀態,而且底漆含量為30%與70%的PVDF相匹配,性能最佳,經科學實驗證明,PVDF<70%的涂料,其性能顯著降低。 KYNAR500 @樹脂含量低于70%,不允許使用KYNAR500 @涂料的名稱。 常用的氟碳涂層的幕墻材料有氟碳噴涂鋁型材、氟碳噴涂鋁單板、氟碳輥涂鋁單板、氟碳輥涂表面處理的鋁塑復合板等。目前PVF全氟碳覆膜鋁單板在國內市場上也有銷售。

3. 幕墻材料用氟碳樹脂涂料的涂裝
氟碳樹脂涂料的涂裝方法很多,可以是輥涂、噴涂或靜電粉末噴涂。不同的涂裝方法,其生產設備、對基材的處理要求不同,所產生的涂層厚度、涂層效果也不相同。氟碳涂層的處理目前噴涂在國內最為廣泛,輥涂在國外較為流行,靜電粉末只有少量應用。
3.1氟碳樹脂涂料噴涂
是將成型好的金屬材料的成品或半成品,進行表面處理。如,鋁單板是在經過鈑金加工后送到噴涂流水線進行表面處理,鋁型材是擠壓成型后再進行噴涂表面處理。
3.1.1 噴涂工藝
噴涂工藝主要為前處理(脫脂、酸洗、鉻化)、噴涂和固話(烘烤)三道工序。根據對材料涂層需要,可選擇二涂、三涂或者四涂。二涂(底漆+面漆);三涂(底漆+面漆+罩光漆);四涂(底漆+阻擋漆+面漆+罩光漆)。一般情況下,二涂涂層厚度≥30μm±5μm,三涂涂層的厚度≥40μm±5μm。
前處理:
在基材進行噴涂前,工件表面要經過去油去污及化學處理,以產生鉻化膜,增加涂層和金屬表面結合力與抗氧化能力,有利于延長漆膜的使用年限。
底漆涂層:作為封閉底材的底漆涂層,其作用在于提高涂層抗滲透能力,增強對底材的保護,穩定金屬表面層,加強面漆與金屬表面的附著力,可以保證面漆涂層的顏色均勻性,漆層厚度一般為5~10μm。
面漆涂層:面漆涂層是噴涂層關鍵的一層,在于提供基材所需要的裝飾顏色,使鋁材外觀達到設計要求,并且保護金屬表面不受外界環境大氣、酸雨、污染物的侵蝕,防止紫外線穿透。大大增強抗老化能力,面漆涂層是噴涂中最厚的一層漆層,漆層厚度一般為20~30μm。
罩光漆涂層:罩光漆涂層也稱清漆涂層,主要目的是更有效地增強漆層抗外界侵蝕能力,保護面漆涂層,增加面漆色彩的金屬光澤,外觀更加顏色鮮艷,光彩奪目,涂層厚度一般為5~10μm。
固化處理:三噴涂層一般需要二次固化,俗稱三涂二烤?;倪M入固化爐處理,固化溫度一般在180~250℃,固化時間為15~25分鐘,不同氟碳涂層生產廠家,都會根據自己的涂料,提供最佳的溫度和時間。氟碳噴涂廠也有根據自己經驗把三噴時的兩次固化改為一次固化。
氟碳樹脂噴涂的設備
國內氟碳噴涂設備多為美國、德國、日本設計,并引進計算機軟件,引進各種國家的不同類型靜電噴槍。
根據噴涂生產線的不同,噴涂方式有全懸掛式和半懸掛式。
全懸掛式是指基材的前處理和噴涂、固化過程均懸掛起來,由計算機操作工件在吊裝上行走,清洗、多次噴涂、固化知道噴涂完畢出產品。這種全自動線長度達到420m,不僅可以噴各種規格、厚度的鋁板,而且還可以自動噴涂六米長鋁型材。
半懸掛式,是指基材的前處理在幾個槽液中處理(如鋁材陽極氧化的清洗槽),鉻化也在槽液中進行,然后再把基材懸掛起來,工件在吊架上行走,完成噴涂固化工序直到出產品。這種生產線一般只有100多米,相對來講,投資少。




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