氟碳涂层介绍.doc

《氟碳涂层介绍.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《氟碳涂层介绍.doc（14页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流氟碳涂层介绍.精品文档.氟碳涂层介绍在各种塑料之中，氟碳树脂塑料由于引入的氟元素电负性大，碳氟键键能强，使得氟碳树脂具有特别优越的各项特性：耐候性、耐热性、耐低温型、耐化学药品性，而且还具有独特的不粘性和低摩擦性。这些优良的特性，使得氟碳树脂广泛应用于建筑、化学工业、电气电子工业、机械工业、航空航天产业、家庭用品等各个领域。1. 氟碳树脂的种类氟碳树脂家族常见的有PTFE、PVDF、FEVE、PVF四种。PTFE（Poly tetra fluoro ethylene）即聚四氟乙烯树脂，于1938年美国研发成功，其优异的防腐性能，有“塑料王”之

2、称。“特富龙”是其别称，经常处在糖、油脂、盐等多种成分在高温反应复杂环境中能保持不粘、自洁，PTFE轴承不需要润滑油，具有自润滑性。PVDF即聚偏二氟乙烯树脂，60年代出现，主要作为建筑涂料应用于金属装饰板材保护涂层。经过三十年真实考验，基本保持原貌。上述两者氟碳涂层金属烤漆型，必须经过高温才能成膜，不能在常温下施工。FEVE，即聚三氟氯乙烯/乙烯基醚树脂，由日本科学家于1982年利用分子链设计技术和膜技术开发成功，是一种可常温固化的氟碳涂料。在常温下，通过刷涂、辊涂、喷涂等普通涂装方法，将氟碳涂料涂覆在各种基材表面，形成氟碳保护涂层，极大拓展了氟碳涂料的应用范围，使氟碳涂料在日常生活中。PV

3、F，及聚氟乙烯树脂（ polyvinyl fluoride ），由美国杜邦公司于1940年发明，这种专利产品是由 PVF 共聚体挤压而成的薄膜，厚度一般为12.550m，这一形成过程保证了PVF装饰层致密无暇，决无PVDF涂料喷涂或滚涂过程中经常发生的针孔，发裂等缺陷。PVF薄膜通过与金属板材复合用于建筑外墙，与PVC膜复合用于空间膜结构。其良好的抗UV性能，也使其广泛用于户外广告宣传画的保护膜等。(PVF 膜制造过程中分子晶格沿纵、横方向的挤压排列大大强化了它的物理强度，所以： PVF 膜具有更大的韧性， 180 折弯试验后用放大 43 倍的放大镜观察 PVF 膜没有裂纹，而 PVDF涂层可

4、见明显裂纹，其原因是： PVF 膜的延伸率可达 100% ，而 PVDF 涂层没有！)2. 幕墙材料常用氟碳树脂幕墙材料涂层用氟碳涂层是一种以氟碳树脂为基料，配以金属微粒或云母晶体为色粉的有机涂料，其PVDF（聚偏二氟乙烯）的含量在70%（树脂质量比）以上。氟碳基料的化学结构中以氟/碳化学键结合，这种结合是至今被认为最稳定、最牢固的结合。在正常情况下，它具有如下卓越性能： 耐候性具有抵抗恶劣天气和紫外线，因此长期保持颜色和光泽的能力； 耐腐蚀性具有抗酸和液态碱的侵蚀及不受空气污染、酸雨的侵袭，氧、潮气和腐蚀粒子的渗透率低，能长期承受恶劣的环境面不腐蚀的能力。 机械性能具有极佳的抗冲击性、耐磨性

5、及优良的漆膜柔性。在以KYNAR500 命名的涂料中，要求的KYNAR500 树脂重量比70%。原因是在当树脂含量在70%时PVDF的各项性能，特别是耐候性及耐久性，均能达到较高的要求，而在大于70%以上，其性能影响并不大，基本与70%处于同一性能状态，而且底漆含量为30%与70%的PVDF相匹配，性能最佳，经科学实验证明，PVDF70%的涂料，其性能显著降低。KYNAR500 树脂含量低于70%，不允许使用KYNAR500 涂料的名称。常用的氟碳涂层的幕墙材料有氟碳喷涂铝型材、氟碳喷涂铝单板、氟碳辊涂铝单板、氟碳辊涂表面处理的铝塑复合板等。目前PVF全氟碳覆膜铝单板在国内市场上也有销售。3.

6、 幕墙材料用氟碳树脂涂料的涂装氟碳树脂涂料的涂装方法很多，可以是辊涂、喷涂或静电粉末喷涂。不同的涂装方法，其生产设备、对基材的处理要求不同，所产生的涂层厚度、涂层效果也不相同。氟碳涂层的处理目前喷涂在国内最为广泛，辊涂在国外较为流行，静电粉末只有少量应用。3.1氟碳树脂涂料喷涂是将成型好的金属材料的成品或半成品，进行表面处理。如，铝单板是在经过钣金加工后送到喷涂流水线进行表面处理，铝型材是挤压成型后再进行喷涂表面处理。3.1.1 喷涂工艺喷涂工艺主要为前处理（脱脂、酸洗、铬化）、喷涂和固话（烘烤）三道工序。根据对材料涂层需要，可选择二涂、三涂或者四涂。二涂（底漆+面漆）；三涂（底漆+面漆+罩光

7、漆）；四涂（底漆+阻挡漆+面漆+罩光漆）。一般情况下，二涂涂层厚度30m5m，三涂涂层的厚度40m5m。前处理：在基材进行喷涂前，工件表面要经过去油去污及化学处理，以产生铬化膜，增加涂层和金属表面结合力与抗氧化能力，有利于延长漆膜的使用年限。底漆涂层：作为封闭底材的底漆涂层，其作用在于提高涂层抗渗透能力，增强对底材的保护，稳定金属表面层，加强面漆与金属表面的附着力，可以保证面漆涂层的颜色均匀性，漆层厚度一般为510m。面漆涂层：面漆涂层是喷涂层关键的一层，在于提供基材所需要的装饰颜色，使铝材外观达到设计要求，并且保护金属表面不受外界环境大气、酸雨、污染物的侵蚀，防止紫外线穿透。大大增强抗老化能

8、力，面漆涂层是喷涂中最厚的一层漆层，漆层厚度一般为2030m。罩光漆涂层：罩光漆涂层也称清漆涂层，主要目的是更有效地增强漆层抗外界侵蚀能力，保护面漆涂层，增加面漆色彩的金属光泽，外观更加颜色鲜艳，光彩夺目，涂层厚度一般为510m。固化处理：三喷涂层一般需要二次固化，俗称三涂二烤。基材进入固化炉处理，固化温度一般在180250，固化时间为1525分钟，不同氟碳涂层生产厂家，都会根据自己的涂料，提供最佳的温度和时间。氟碳喷涂厂也有根据自己经验把三喷时的两次固化改为一次固化。3.1.2 氟碳树脂喷涂的设备国内氟碳喷涂设备多为美国、德国、日本设计，并引进计算机软件，引进各种国家的不同类型静电喷枪。根据

9、喷涂生产线的不同，喷涂方式有全悬挂式和半悬挂式。全悬挂式是指基材的前处理和喷涂、固化过程均悬挂起来，由计算机操作工件在吊装上行走，清洗、多次喷涂、固化知道喷涂完毕出产品。这种全自动线长度达到420m，不仅可以喷各种规格、厚度的铝板，而且还可以自动喷涂六米长铝型材。半悬挂式，是指基材的前处理在几个槽液中处理（如铝材阳极氧化的清洗槽），铬化也在槽液中进行，然后再把基材悬挂起来，工件在吊架上行走，完成喷涂固化工序直到出产品。这种生产线一般只有100多米，相对来讲，投资少。一般而言，全悬挂式喷涂效率高、质量稳定，半悬挂式喷涂方式效率低，而且由于槽洗有二次污染的问题，质量控制难度相对较大。喷枪也是喷涂的

10、一种重要设备，氟碳涂料本身性能要求喷涂设备必须保证有出色的雾化效果，保证喷涂层的均匀性，氟碳涂料中的金属微粒的分布，直接影响涂层的外观效果。涂层均匀，质量优秀的氟碳涂层具有金属光泽，颜色鲜明，有明显的立体感。使用不当的喷涂设备的氟碳喷涂层，会产生颜色不均，表面有阴影或涂层不牢。大大影响了氟碳的装饰效果，为了达到好的喷涂效果，均采用高压静电电气喷枪。3.2 氟碳树脂涂料的辊涂氟碳树脂辊涂多用于金属板材基材的表面处理，亦称预涂。通长将卷材置于生产线上进行表面处理后涂敷（辊涂）涂料或粘接有机薄膜并烘烤而成产品，辊涂好的卷材一般需要两次成型加工后使用。3.2.1 氟碳树脂辊涂工艺辊涂生产工艺与喷涂不同

11、的是边涂边烤，一般涂几次需烤几次。常用的为三涂三烤，或二涂二烤。一般情况下，三涂三烤涂层厚度为40m4m，二涂二烤涂层厚度为25m4m。受机械辊弯设备与基材本身的材质特性限制，辊涂材料的厚度受到一定的限制，铝卷一般在2.5mm以内。另外，由于辊涂的方向性，其产品在阳光下的折射效果会有差异，在使用时要注意使用方向的一致。3.2.2 氟碳辊涂幕墙材料 幕墙用氟碳辊涂金属板主要有两类，一类是用于复合铝板面层的预涂板，厚度不小于0.5mm。另一类是2mm厚度或以上的预涂铝单板，经二次成型加工后采用。4. 幕墙用氟碳树脂涂层性能要求目前国内对建筑幕墙用铝型材、铝板氟碳喷涂质量与性能有明确规定，对外墙用复

12、合铝板的氟碳辊涂层也有较明确的规定，两种涂层质量性能对比如表。项目技术要求标准JG/T 133-2000对喷涂层的要求GB/T17748-1999对辊涂层的要求平均涂层厚度二涂30m，三涂40m25m色差目视无色差或单色用电脑色差计测试E2NBS-光泽60规定值5铅笔硬度HBHB附着力划格法，0级不次于1级耐冲击50kgcm，无脱漆50kgcm，不脱漆，无裂痕耐化学性耐盐酸15min点滴，无气泡，外观无变化无变化耐硝酸颜色变化不超过E6NBS无变化耐砂浆无任何变化无变化耐洗涤剂无气泡，漆膜无脱落无变化耐腐蚀耐湿4000h，二级以上-耐盐雾4000h，二级以上不次于2级耐候性褪色10年后，E5N

13、BS-粉化10年后，GB/T1766,1级-光泽保持率10年后，保持率50%-膜厚损失10年后，10%-耐人工老化褪色2000h后，E3NBS3.0粉化等级2000h后，0-失光等级2000h后，不次于2级不次于2级5. 氟碳喷涂涂层选用氟碳喷涂涂层选取一般要考虑如下几个方面：油漆、涂层厚度、质感方面的其他要求，如需增加金属粉的效果等。氟碳油漆的一般要求选用PVDF含量不能少于70%的氟碳漆。氟碳油漆的选定也就意味着颜色，不同颜色的油漆体系，工艺性有差别，选用的喷枪也不一样，涂装工艺控制也有所不同。根据不同的涂料供应商其涂装工艺控制有所不同。涂层厚度按规范要求二涂30m，三涂40m。但涂层厚度

14、与其耐候性能是相关联的。涂层越厚，耐候性能会有所提高。根据国外大量工程经验及曝晒试验，对处于一般气候条件下的幕墙构件可采用二涂系统，涂层厚度须大于25m；对于特殊气候环境，如高盐雾的海洋性气候或高污染地区，可使用增加罩面清漆的三涂系统，三涂系统中由于罩面清漆氟碳树脂相对含量高，可以进一步提高整个涂层的耐候性、耐摩擦性和耐污染性。由于金属闪光漆有着亮丽的光彩，被广泛地采用。如果涂料选用大颗粒的金属颜料，因为金属颗粒易被氧化，紫外线隔离也不彻底，因此也必须增加罩面清漆。另外需要在底漆之上增加隔离涂层，或设法提高底漆的耐候性时，也可采用三涂或者四涂系统，涂层厚度须大于40m。如果要达到类似的金属闪光

15、效果，也可以采用二涂的耐候性光云母粉颜料涂料，以便降低材料成本和加工成本。氟碳喷涂铝型材：JGJ102-2003第3.2.2条，表3.2.2要求氟碳喷涂涂层厚度40m，也就是需要进行三涂处理。铝型材在幕墙中的使用大部分是用在室内，其装饰性能要求多于耐候性能的要求。如非采用金属闪光效果的涂层时，室内部分二涂就可以满足要求，但室外部分要根据需要采用二涂或三涂。6. 氟碳辊涂涂层选用氟碳辊涂涂层的应用，根据其生产工艺，其主要用于外墙用复合铝板的外层铝卷与铝板幕墙用铝单板原板。目前国内相关规范中仅有对外墙用复合铝板的涂层要求，对其涂层厚度仅要求25m。对于辊涂铝单板目前国内还无规范，但作为外墙用产品，

16、其要求可参照喷涂层去选取。PVDF氟碳涂料，应用于工厂专用设备喷涂或辊涂，不适用于现场涂刷，需要烘烤。FEVE氟碳涂料，适用于工地刷涂，尤其是超过烘箱尺寸的大构件。PVF适用于工厂专用设备贴膜，已大量用于冰箱等家用电器，下一凹步推广用于幕墙板材的表面处理。KYNAR500氟碳涂料，氟碳树脂70%，丙烯树脂30%，为黄金配比，选用时应遵守。附：铬化处理知识一 概述： 铝合金铬化处理是铝制品一种常用的前处理方法，通过化学反应在产品表面形成一层铬化膜，增强产品的耐腐蚀性能和涂层的附着力。目前常用的铬化种类有三价铬铬化和六价铬铬化。因铬化膜对环境污染严重，残留的铬化物对人体有害。所以三价铬和六价铬处理

17、将逐步被无铬转化取待。二 工艺过程一般铬化工艺如下：1 脱脂：脱脂是通过碱性脱脂液去除金属表面的油污。铝合金耐碱性差，不宜用强碱性清洗，所以应控制好槽液的浓度，一般脱脂液浓度可按厂家提供的说明书配制。另外适当升温和不停的搅拌将加速化学反应，增强脱脂效果。典型参数如下：槽液温度： 60-65浓度（V/V）： 按说明书浸渍时间： 5-7min循环状态： 超声波振荡2 水洗：脱脂后需用自来水把附在产品表面的脱脂液清洗干净。通常把水洗槽设计成自动溢流形式，以保证槽内的水不被严重污染。水洗工艺参数如下：槽液温度： 常温总碱度： 1.0浸渍时间： 30-40S补给状态： 连续补水3 出光：脱脂后，产品表面

18、会残留有盐类腐蚀产物，出光的目的是把这些残留物去除。出光液属酸性液，应控制好槽液的浓度，通常应根据厂家提供的说明书配制。工艺参数如下：槽液温度： 常温浓度（g/L ）： 按说明书浸渍时间： 2-3min循环状态：压缩空气4水洗：铬化前应经两道水洗工序，目的是保证产品表面的残留物被彻底去除，第一次水洗可用自来水，第二次水洗需用纯水，防止自来水的污染。两道水洗工艺参数如下：1）自来水洗：槽液温度： 常温总酸度： 1.0浸渍时间： 30S补给状态： 连续补水循环状态：压缩空气2）纯水洗： 槽液温度： 常温电导率： 100us/cm浸渍时间： 30S补给状态： 连续补水循环状态： 压缩空气5铬化：铬化

19、质量直接影响产品的耐腐蚀能力和与涂层的结合力。铬化的工艺参数将根据铝合金牌号不同而略有差异，一般情况下厂家说明书上仅指出参数的范围，应视产品的材质和要求作适当的调整。以下是六价铬化的参数范围：槽液温度： 常温至38浓度（g/L ）： 12-14PH： 1.3-1.6浸渍时间： 3-6min循环状态：压缩空气6纯水洗：铬化后应用溢留的纯水冲洗干净，基本参数如下：槽液温度： 常温浸渍时间： 30S补给状态： 逆向补水循环状态：压缩空气7热纯水洗：常温水洗后还应经热纯水洗，以把残留表面的铬化物完全去除。基本参数如下：槽液温度： 50-60电导率： 100us/cm浸渍时间： 30S补给状态： 连续补

20、水循环状态：压缩空气8烘干：烘干可根据产品的大水和结构调整时间，烘干的温度不能过高，以防铬化层老化。基本参数如下：烘干温度： 50-60烘干时间： 5-15min三铬化质量检测1膜层外观：膜层颜色均匀一致。2耐腐蚀性：能过盐雾测试判断。3铬重：通过铬重测试可检测铬层的致密性和厚度。附2：六价铬废水处理六价铬属第一类污染物，且毒性较大。关于加强河流污染防治工作的通知（环发2007 201号文），六价铬禁止向河流排放。含铬废水污染物情况详见下表：含铬废水污染物产生浓度和产生量污染物pHCODCr6+总铬产生浓度（mg/L）461000.651.04日产生量（kg/d）-11.50.0750.12年

21、产生量(t/y)-3.970.0260.0416废水处理工艺流程废水处理工艺流程说明含铬废水和喷漆废水前处理后，通过提升泵进入ORP自动监控反应池，启动气泵进行空气搅拌，均衡水质水量，调整废水pH值为3，再加入还原剂硫酸亚铁溶液，使废水中的六价铬离子还原为三价铬离子。反应池内设ORP电极电位计，严格监控还原反应程度，自动调整还原剂的加入量，确保六价铬还原彻底。单凭肉眼观察，很难准确控制还原程度，也无法保证处理达标。还原反应结束后进入pH自动监控反应池，加入石灰水，调整废水pH值为8-9，使废水中的三价铬离子及其他金属离子变为氢氧化物沉淀。随后，用废水自流到絮凝槽，在絮凝槽中加入聚丙烯酰胺溶液，

22、同时进行机械搅拌，使废水中的悬浮微粒通过电荷中和、交联，形成絮状矾花，然后进入沉淀池进行固液分离。沉淀池出水入pH调节池，池内配置pH自控装置，将pH值调至中性，进入离子交换系统进行离子交换，保证铬离子完全去除，出水达标排放。处理后废水排至综合池，经膜式处理后车间回用。沉淀池的污泥定期排入污泥浓缩池用液压式压滤机将污泥脱水。浓缩池上清液和压滤液回集水反应池，干污泥委托有资质单位清运处理。 铝合金型材及天花板喷涂前处理典型工艺(1)序号 工序名称 处理液 工艺条件 说 明 名 称 用量 温度 时间 01 预检 工件受损或油污严重的不予上线02 酸蚀除油 除油剂 2-3% 常温 2-8分 1 按材

23、料及油污情况定处理时间 2 每班测酸度在3-5点，适当补充 3 工作时宜配合气动搅拌； 4 每月清理底部沉淀物， 每6-12周更换槽液；03 水洗 流动水 常温 2分 保持溢流，控制PH值为5-7点04 水洗 流动水 常温 2分 保持溢流，控制PH值为6-7点05 铬化 铬化剂 1-3% 常温 1-3分 1 Cr6+含量:9.0-13.5； 2 PH值： 1.5-2.5； 3 每日测定参数,补充铬化剂； 4 每2-6个月更换； 5 铬化膜为金黄至黄褐色，均匀06 水洗 流动水 常温 2分 溢流，保持PH值5-707 水洗 流动水 常温 2分 溢流，保持PH值6-7 铝材喷涂前处理典型工艺(2)

24、序号 工序名称 处理液 工艺条件 说 明 名称 用量 温度 时间 01 预检 工件受损或油污严重的不予上线02 碱性除油 脱脂剂 2-3% 常温 2-8分 1 按材质及油污决定处理时间 2 每班测碱度，适当补充 3 工作时宜配合气动搅拌 4 每月清渣,每3-6月更换槽液；03 水洗两道 流动水 常温 2分钟 保持溢流，控制PH值为7-9点04 碱蚀 碱蚀剂 2-3% 50-60 铝离子浓度，50-60克/升 烧碱 4-6% 2-10分05 水洗两道 流动水 常温 2分钟 保持溢流，控制PH值为7-9点06 出光 出光剂 5-8% 常温 1-2分 保持总酸度，20-35点07 水洗 流动水 常温

25、 2分钟 保持溢流，控制PH值为5-7点08 铬化成膜 铬化剂 1-3% 常温 1-3分 1 Cr6+含量:9.0-13.5； 2 PH值： 1.5-2.5； 3 每日测定参数，补充铬化剂 4 每2-6个月更换； 5 铬化膜为金黄至黄褐色，均匀09 水洗两道 流动水 常温 2分钟 溢流，保持PH值5-7附:铬化膜常见弊病处理： 膜层外观 产生原因 解决方法起粉 A清洗不良 A加强清洗 B铝皮膜剂浓度过高 B加水稀释，降低浓度 C槽液受其它杂质污染 C更换部分槽液 D处理时间长。 D缩短处理时间膜层太薄 A处理时间太短 A延处理时间 B铝皮膜剂浓度过低 B加铝皮膜剂,增高浓度 C槽液温度太低。

26、C升高温度1前言由于六价铬可能导致皮肤过敏，造成遗传性基因的损害，吸入还可能致癌，目前已被公认是导致肺癌的诱因，因此在欧盟的ROHS指令中对于Cr6+的含量有严格的规定，要求电子电器设备中六价铬(Cr6+)的最大允许含量为0.1%(1000ppm)。为此，全世界都在研究无铬处理工艺，当前，无铬钝化处理主要包括无机物钝化处理和有机物钝化处理两类。据说有些无铬钝化后获得的膜层耐蚀性已经接近甚至在某些方面已经超过了铬酸盐钝化处理，有很好的发展前途。无铬处理工艺在电子行业已有广泛的应用，而且据说效果很好，但无铬处理工艺在铝合金建筑型材上应用的工程实例还比较少，而且在工程应用中也出现了一些问题，因此，我

27、国铝合金建筑型材生产企业对于无铬处理工艺的应用还有些保留。近十几年来我国对环保要求越来越严格，各地政府对于Cr6+的控制也都相继出台了一些强制性的规定，作为提供铝合金建筑型材的生产企业，面临着产品无铬化处理要求的巨大压力。为响应政府节能减排，产业提升的号召，引导企业进行技术改造提升。南海铝型材行业协会于今年8月和9月在南海连续举办了两次“铝型材无铬处理技术研讨会”，邀请表面处理专家到会作报告，会议期间，与会代表就无铬处理相关问题进行了热烈的讨论，踊跃发言。在会议中我们可以看到，无铬处理产品的性能是大家最为关心的一个问题。本文针对无铬处理产品和铬化处理产品进行对比试验，以期了解无铬前处理喷涂产品

28、的性能，从而探讨无铬处理工艺的可行性。2试验部分2.1试样制备本专题试验共进行了11次试验。试样的前处理工艺包括铬化处理工艺、磷-铬化处理工艺、钛-锆系无铬处理（简称无铬处理）工艺和硅烷无铬处理（简称硅烷处理）工艺四种，其中铬化处理样品和磷-铬化处理样品是根据正常的生产工艺进行处理，钛-锆系无铬处理样品是按照钛-锆系无铬处理剂供应商的工艺要求进行处理，而硅烷处理样品是根据硅烷处理工艺开发单位提供的工艺要求进行处理。对于钛-锆系无铬处理样品和硅烷处理样品这两种样品的处理方式，我们模拟了卧式线的浸泡处理方式和立式线的喷淋处理方式，而对于铬化处理样品和磷-铬化处理样品由于生产实践证明浸泡和喷淋处理两种处理方式都可以达到预期的效果，因此本专题试验只采用了浸泡处理方式进行制样。试样的喷涂处理工艺包括粉末喷涂处理工艺和氟碳漆喷涂处理工艺两种，其中粉末涂料包括平光粉粉末涂料和砂纹粉粉末涂料两种。所有样品的喷涂处理都是随着正常的产品生产进行喷涂处理，其喷涂处理工艺是按照涂料供应商的要求进行控制。