1、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（Polytetrafluoroethylene）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
2、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。PVF，及聚氟乙烯树脂（polyvinylfluoride），由美国杜邦公司于1940
3、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，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
4、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、耐磨性及优良的漆膜柔性。在以KYNAR500命名的涂料中，要求的KYNAR500树
5、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. 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
6、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。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
7、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
8、：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
9、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m，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
10、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。 氟碳树脂辊涂工艺辊涂生产工艺与喷涂不同的是边涂边烤，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
11、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。 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
12、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，E5NBS-粉化10年后，GB/T1766,1级-光泽保持率1
13、0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
14、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
15、料成本和加工成本。氟碳喷涂铝型材：JGJ102-2003第条，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，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
16、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，残留的铬化物对有害。所以三价铬和六价铬处理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
17、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。
