常温固化氟碳涂料标准综述及展望

   日期:2021-10-14     浏览:129    
核心提示:常温固化氟碳涂料标准综述及展望李运德1,唐瑛2(1.北京红狮漆业有限公司,北京101111;2.中海油常州涂料研究院,江苏常州213016)
常温固化氟碳涂料标准综述及展望
李运德1,唐瑛2
(1.北京红狮漆业有限公司,北京101111;2.中海油常州涂料研究院,江苏常州213016)

0 引言
1982 年,日本旭销子公司率先开发成功了三氟氯乙烯(CTFE)和烷烯基醚合成的氟碳树脂(FEVE)。与所有的新产品市场推广应用一样,以FEVE 氟碳树脂制备的常温固化氟碳涂料开始并未被市场所接受,经过一段时间的艰难推广后,终以其优异的性能逐步在日本桥梁、大型建筑以及期望高耐候的钢结构或建筑物表面获得应用。随着10 余年的应用业绩积累,日本同时颁布实施了钢结构和建筑物用氟碳涂料标准JIS K 5658:2002《建筑用氟树脂涂料》和JIS K 5659:2002《钢结构物用氟树脂涂料》,推动了氟碳涂料在日本的进一步发展,至此氟碳涂料在日本被普遍接受并稳定发展。
我国氟碳涂料的发展始于20 世纪90 年代,由大连振邦、常熟中昊率先开发成功三氟氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物,并实现产业化。2004 年,铁科院金化所在万州长江特大桥研究课题基础上,借鉴日本在桥梁领域广泛的应用业绩编制了铁道行业标准TB/T 1527—2004《铁路钢桥保护涂装》,该标准在国内首次推出了氟碳涂层防腐体系,极大地推动了氟碳涂料在铁路桥梁领域的应用,而在2008年由北京航材百慕新材料技术工程有限公司起草的交通行业标准JT/T 722—2008《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》,将氟碳涂料在桥梁领域的应用推向了高潮。同时2005 年,全国涂料和颜料标准化委员会,在氟碳涂料实际应用基础上,借鉴日本氟碳涂料标准,编写了化工行业标准HG/T 3792—2005《交联型氟树脂涂料》,制订了氟碳涂料的性能指标,进一步推动了氟碳涂料的市场应用。随后许多行业的防腐标准和规范将氟碳涂料作为主要的配套涂层体系,这也进一步推动了氟碳涂料在多个行业的市场应用。
不过,我们在看到氟碳涂料相关标准对推动氟碳涂料应用起到积极作用的同时,也要考虑到这些标准起草时,由于编制的依据不尽相同,氟碳涂料发展的阶段不同,同时也不排除一些主观因素的影响,使得不同的标准技术要求上可能存在较大出入,甚至出现个别难以理解的技术指标,造成了氟碳涂料应用中的困惑。本文就我国已经颁布实施的氟碳涂料标准进行综合评述,观点难免有些局限和不足之处,目的是为了和同行更好地了解氟碳涂料的技术现状,更好地用好标准,规范市场。化工行业标准HG/T 3792—2005《交联型氟树脂涂料》在下一步修订时,也真诚地希望能够综合运用氟碳涂料近几年的研究成果和应用效果,并结合已经颁布实施的其他行业标准的优劣点,使得标准的制订更加科学合理,引导我国氟碳涂料健康发展。
 
1 氟碳涂料标准有关材料性能的介绍
1.1 氟碳涂料发展初期的两项标准
我国的常温固化氟碳涂料经过早期的市场应用后,迫切需要行业标准规范以推动市场的健康发展。这一阶段,形成了两个重要的行业标准,铁道行业标准TB/T 1527—2004 的颁布实施有力地推动了氟碳漆在桥梁领域的推广应用,并借助于桥梁业绩的影响力扩展到其他领域应用;而化工行业标准HG/T 3792—2005 的颁布实施更进一步推动了常温固化氟碳涂料市场的健康发展。
(1) TB/T 1527—2004《铁路钢桥保护涂装》
标准TB/T 1527—2004 附录D 规定了铁路钢桥应用的氟碳涂料的性能指标(见表1)。其技术指标的制订主要是依据制订单位关于氟碳涂料的研究成果,以及日本氟碳涂料在桥梁领域的应用情况和技术要求。除了氟含量和人工加速老化指标外,其他项目是按照防腐面漆的技术要求,特别是丙烯酸聚氨酯面漆的技术要求设置的。

(2) HG/T 3792—2005《交联型氟树脂涂料》
HG/T 3792—2005 的编写参考了日本标准JISK 5658:2002《建筑用氟树脂涂料》和JISK 5659:2002《钢结构物用氟树脂涂料》。技术指标的设置除了参考日本的两项氟碳涂料标准外,主要依据建筑用涂料和金属表面用涂料的技术要求设置项目,具体指标的设定主要结合我国当时氟树脂涂料的技术水平。技术指标要求见表2。


Ⅰ型为建筑外墙用氟树脂涂料,Ⅱ型为金属表面用氟树脂涂料。氟碳涂料标准与其他耐候性面漆,特别是丙烯酸聚氨酯面漆的主要区别项目是氟含量要求和人工加速老化指标。氟含量指标主要参考了日本标准,日本标准要求主剂溶剂可溶物氟含量不小于15%,TB/T 1527—2004 规定生产氟碳涂料所用原料含氟树脂中的含氟量不小于15%,而HG/T 3792—2005 根据当时实际氟涂料的技术水平和参编单位送样的实际检测结果,规定主剂溶剂可溶物氟含量不小于18%。人工加速老化指标HG/T 3792—2005 规定2 500h(GB/T 1865)不起泡、不脱落、不开裂,TB/T 1527—2004规定3 000 h(GB/T 14522)试验漆膜无明显变色,无粉化,无泡,无裂纹,保光率≥80%,均高于日本标准1 000 h人工加速老化指标要求。
1.2 氟碳涂料钢结构防腐标准
除了以上早期的两项标准规定的氟碳涂料性能指标外,随着氟碳涂料应用领域的扩大和技术发展,也编写了其他涉及氟碳涂料性能的标准。钢结构领域主要有JT/T722—2008《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》和TB/T1527—2011《铁路钢桥保护涂装》(TB/T 1527—2004 的修订版,以及GB 50393—2008《钢质石油储罐防腐蚀工程技术规范》。
(1) JT/T 722—2008《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》
JT/T 722—2008 规定了氟碳面漆的技术要求(见标准附录B 表B.5),并规定了配套体系的性能要求(见标准4.2.2部分的表8)。这两方面技术要求汇总见表3。该标准与早期的两项标准大区别在于两个方面:一是氟含量要求;二是配套体系性能要求。
氟含量技术指标大大提高,且进行了分类。这主要考虑到当时实际市场应用的高性能氟碳涂料产品主要分为两大类:一类是具有较高氟含量的三氟氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚的产品(比早期同类型产品氟含量提高),树脂氟含量达到23%~24%,涂料氟含量控制到22%的水平(这是标准规定的一等品水平);一类是氟含量较高的,如大金GK-570,以及以旭硝子为代表的三氟氯乙烯-乙烯基醚类(LF-200)的共聚树脂,氟含量在25%~26%,对应氟涂料的氟含量为24%(这是标准规定的优等品水平)。当然,氟含量检测技术水平的提高以及采取的校正方法,也使得即使对同一产品氟含量检测值也明显高于早期检测值,这也是提高氟含量要求的一个重要原因。氟碳配套涂层体系性能要求(表3 中的后5 个项目),是根据ISO 12944-6 标准以及氟碳漆自身的性能特点设定的。

(2) TB/T 1527—2011《铁路钢桥保护涂装》
TB/T 1527—2011 规定的氟碳涂料性能要求见表4,与2004 版的主要区别有4 个方面:氟含量指标的提高;增添了断裂伸长率指标;氟碳涂料的重新定义。氟含量的技术要求规定为不小于22%,符合当前主流氟碳涂料的技术要求。断裂伸长率指标针对温差大的地区设定,但是50%的断裂伸长率可能会影响到氟涂料的耐候性能、防腐性能及耐沾污性能,而常温下的弹性并不能保持低温下的弹性,似乎设定低温弯曲性能指标更有意义。标准对氟碳面漆给出了新的定义:氟碳面漆由三氟烯烃/乙烯基醚(酯)共聚的氟碳树脂、脂肪族异氰酸酯、颜料、溶剂、助剂等组成。这无疑将四氟烯烃的共聚物排除在外,这一点值得商榷,毕竟大金GK-570 树脂制备的四氟涂料具有优异的耐候性能,并且在国内桥梁领域也有不少业绩。人工加速老化指标也有所提高,UV-B3 000 h,0 级,保光率≥80%。
注:(1) 氟含量是指氟碳面漆主剂溶剂可溶物的含氟量;(2) 断裂伸长率指标仅适用于温差较大地区钢桥的氟碳涂料;(3) 耐人工加速老化性作为涂料供应商的保证项目。
(3) GB 50393—2008《钢质石油储罐防腐蚀工程技术规范》
GB 50393—2008 规定地点氟碳面漆性能见表5。该标准规定了大气曝晒性能要求,是一大亮点,但是给出的技术评判要求比较笼统。耐碱性指标设定过于苛刻,720 h漆膜无变色、失光率≤20%,这对于目前国内主流氟碳涂料是不可能达到的(由三氟氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚的氟树脂长期碱液浸泡会变色、失光),同时如此高的耐酸碱性要求对产品的实际应用环境也没有必要(ISO 12944 规定的长时限为240 h)。
1.3 氟碳涂料混凝土及建筑物表面防腐标准
氟碳涂料除了应用在钢结构防腐领域外,在混凝土和建筑外墙领域的应用这几年也有一定的发展。混凝土应用的主要领域是桥梁,特别是桥梁索塔结构表面,如杭州湾跨海大桥、江阴大桥等,JT/T 695—2007《混凝土桥梁结构表面涂层防腐技术条件》首次明确规定了混凝土应用领域的氟碳涂层配套体系,及氟碳涂层性能技术要求,而在此标准基础上,2011 年又颁布实施了该标准配套材料标准JT/T 821—2011《混凝土桥梁结构表面用防腐涂料》,该标准分为4 个部分,其中3 个部分涉及氟碳涂料,即溶剂型氟碳涂料、柔性氟碳涂料及水性氟碳涂料。2010 年还颁布实施了铁道行业标准TB/T 3228—2010《铁路混凝土结构耐久性修补及防护》,包含了柔性氟碳涂料的性能要求。对于建筑外墙领域,早期标准HG/T 3792—2005《交联型氟树脂涂料》规定了建筑外墙用氟树脂涂料的技术要求,HG/T 4104—2009《建筑用水性氟涂料》规定了建筑用水性氟碳涂料的技术要求。
1.3.1 溶剂型氟碳涂料
HG/T 3792—2005 规定了建筑用溶剂型氟碳涂料的技术指标(见表2 中的Ⅰ型产品)。JT/T 695—2007 是国内首次规定用于混凝土结构的氟碳涂料技术要求,而通过几年的应用积累,在新的标准JT/T 821.1—2011 中,对JT/T695—2007 中规定的氟碳涂料指标进行了修订。两项标准的指标对照见表6。JT/T 821.1—2011 把氟碳漆分为优等品和一等品,规定了优等品和一等品在氟含量、耐候性、耐碱性指标上的差异。JT/T 821.1—2011 提高了氟含量的要求,并且提高了涂层体系耐碱性、抗氯离子渗透性指标要求。


1.3.2 柔性氟碳涂料
涉及柔性氟碳涂料技术指标的标准有两个,即TB/T3228—2010《铁路混凝土结构耐久性修补及防护》(见表7)和JT/T 821.3—2011《混凝土桥梁结构表面用防腐涂料第三部分:柔性涂料》(见表8)。两个标准的主要区别在于:对柔性指标的规定,TB/T 3228—2010 规定的断裂伸长率(150%)高于JT/T 821.3—2010(100%),TB/T 3228—2010 规定了氟碳面漆的低温柔性,而JT/T 821.3—2011 规定了涂层体系的裂缝追随性;对于耐候性的规定,JT/T 821.3—2011 规定了氙灯老化3 000 h,而TB/T 3228—2010 规定了紫外老化6 000 h,保光率不小于70%,用UVB 检测,是极高的技术要求;涂层屏蔽性方面,TB/T 3228—2010规定了不透水性,而JT/T 821.3—2011 规定了抗氯离子渗透性。


1.3.3 水性氟碳涂料
关于水性氟碳涂料技术要求有两个标准:HG/T 4104—2009《建筑用水性氟涂料》和JT/T 821.4—2011《混凝土桥梁结构表面用防腐涂料 第四部分:水性涂料》,技术要求见表9、表10。两个标准均把水性氟碳分为3 类:PVDF类型、FEVE 类型、含氟丙烯酸类型,规定了这3 种类型水性氟碳的不同的氟含量要求,还规定了力学性能、耐酸碱性,并按耐候性要求将水性氟碳分为优等品和合格品(或一等品)。此外,JT/T 821.4—2011 还规定了水性氟碳要求一定的延展性,断裂伸长率≥100%,并规定了中性化深度指标要求。


2 氟碳涂料标准相关配套应用体系介绍
除了氟碳涂料标准相关性能指标要求外,还有一系列氟碳面漆的应用标准,既包括应用于钢结构的氟碳涂层配套体系,也有应用于混凝土结构的氟碳涂层配套体系。
2.1 钢结构防腐领域
2.1.1 ISO 12944-5
标准ISO 12944《色漆和清漆 钢结构防腐涂层保护体系》规定了涂层保护体系进行钢结构防腐的内容,当前的国标转化工作正在进行。标准ISO 129944-5 对双组分聚氨酯涂料的定义:漆基带有能与适宜异氰酸酯固化剂反应的游离羟基基团的聚合物,典型的漆基包括:聚醚、丙烯酸酯、环氧、聚酯、氟树脂。按照这个定义,FEVE 氟树脂从大类上也可归为双组分聚氨酯涂料,涂层体系设计可参考类似的涂层体系。为充分发挥FEVE 氟碳涂料的高耐候性特征,氟碳防腐涂层体系一般设计为高寿命涂层防腐体系。表11 汇总了ISO 129944-5 附录A 中相应腐蚀类型下的高耐久性聚氨酯涂层体系。

2.1.2 桥梁钢结构领域
(1) JT/T 722—2007《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》
JT/T 722—2007 规定了氟碳涂层体系用于钢结构桥梁外表面,共设计用于C5 腐蚀环境下长效型涂层配套体系3个(见表12)。在低于C5 腐蚀环境下,标准未给出氟碳涂层配套体系,但标准强调,用于高防腐等级的涂层配套体系也适用于低防腐等级,并可相应降低涂层厚度,也就是说,在腐蚀环境低于C5 的情况下,也可采用氟碳涂层体系。

(2) TB/T 1527—2011《铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件》
标准TB/T 1527—2011 规定的第7 套体系为氟碳涂层体系(见表13)。该体系与JT/T 722—2007 标准的大区别有3 点:(1) 底涂层的选择上,JT/T 722—2007 范围更宽,包括环氧富锌、无机富锌(含水性无机富锌)、热喷铝或锌,而TB/T 1527—2011 仅包括环氧富锌和水性无机富锌;(2)中间漆的选用上TB/T 1527—2011 规定了环氧云铁中间漆的颜色为棕红色;(3) 在氟碳面涂层的选择上,JT/T 722—2007 根据桥梁涂装的特点规定了两道涂层,承担不同的功能。

2.1.3 其他钢结构领域
标准JT/T 733—2008《港口机械钢结构表面防腐涂层技术条件》、GB 50393—2008《钢质石油储罐防腐蚀工程技术规范》、NB/T 31006—2011《海上风电场钢结构防腐蚀技术标准》和JTS 1533—2007《海港工程钢结构防腐蚀技术规范》等均明确提出氟碳涂层配套体系。JT/T 733—2008推荐的氟碳涂层配套体系如表14。NB/T 31006—2011 推荐的大气区涂层体系见表15,NB/T 31006—2011 推荐的氟碳面漆涂层厚度不小于100 μm,是沿用原来的聚氨酯涂层体系设计厚度,太厚了、没有必要。JTS 153-3—2007与NB/T 31006—2011 规定的氟碳涂层体系类似。

GB 50393—2008 规定原油罐[浮顶罐内壁顶部和浮顶上表面、无保温层的地上原油储罐外壁、原有储罐顶部(浮顶罐除外)]、产品储罐外壁、中间产品储罐外壁应采用耐水耐候性的防腐蚀涂层,底漆宜采用富锌类防腐蚀涂料,面漆可采用氟碳类、丙烯酸-聚氨酯等耐候性防腐蚀涂料,涂层干膜厚度应依据涂层配套体系而定,且不宜低于200 μm。
还有一些标准明确提出丙烯酸聚氨酯涂层体系,而未明确提出氟碳涂层体系,如标准SH/T 3022—2011《石油化工设备和管道涂料防腐蚀设计规范》,但根据FEVE 的特性,及ISO 12944 标准对聚氨酯涂料的界定,一般情况下,丙烯酸聚氨酯面漆完全可以用氟碳面漆代替,并可适当降低膜厚。
2.2 混凝土建筑领域
JT/T 695—2007 规定了用于混凝土结构表面防护用氟碳涂层体系,氟碳涂层用于中等以上腐蚀环境20 a 的长效防腐涂层体系(见表16)。水性氟碳体系用于中等腐蚀环境条件。中等及两种强腐蚀环境下的长效氟碳涂层体系均采用环氧封闭漆+环氧树脂漆+氟碳漆体系,不同的是涂层厚度上的差异,随腐蚀环境增强,涂层厚度加厚。JT/T 821—2011 是在JT/T 695—2007 的基础上,结合氟碳涂层在混凝土应用领域的新进展,形成的配套材料标准。JT/T 821.1—2011 规定了长效型溶剂型涂层体系仍然采用JT/T 695—2007 规定的氟碳配套体系(见表16)。

JT/T 821.3—2011 规定了柔性氟碳配套涂层体系(见表17),适用于已经出现裂纹或防止裂纹产生的桥梁混凝土结构表面,也可用于混凝土结构表面出现裂缝后采用化学灌浆或其他密封补强措施后的表面防护和修饰。JT/T821.4—2011 规定了水性氟碳配套体系(见表18),适用于中等以下腐蚀环境下的大气区混凝土桥梁结构表面。TB/T3228—2010 规定了特定腐蚀环境和基材状态下的柔性氟
碳涂层体系(见表19)。



此外标准GB 50046—2008《工业建筑防腐蚀设计规范》和JTJ 275—2000《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》均规定了混凝土结构表面可采用聚氨酯涂层防护体系,实际上现在的FEVE 氟碳涂料大类上属于聚氨酯,因此也可参考执行。
 
3 氟碳涂料标准发展展望
从上述介绍的一系列氟碳涂料标准,不难看出,各个标准性能指标、以及配套体系方面还是有不少差异,这些差异有些是必要的,但也存在不少技术要求的依据并不充分,这在上述标准介绍中已经有所表述,如对FEVE 氟碳涂料的界定,涂料的人工加速老化指标、氟含量指标,耐酸碱性指标,氟碳面漆设计厚度等。
造成这些状况的原因,主要是标准编写单位代表性不够、并受到专业性、局限性的制约。一些设计应用标准,本应该站在全行业的角度,充分参考各代表性涂料厂家的意见,而非局限于本单位研究成果或个别厂家的技术参数设定氟碳涂料技术指标。当然,从标准的规范化管理角度考虑,涂料性能标准应该由全国涂料和颜料标准化技术委员会负责归口,由行业代表性涂料厂家负责起草,其他行业的应用标准涉及的材料性能直接引用化工行业标准即可。而对一些行业的特殊性能需求,应用单位应该与材料单位,紧密合作,设计出合理的技术指标。
3.1 氟碳标准的核心指标要求
氟碳涂料的性能指标设计,根本的是其耐候性,两个核心指标是氟含量指标和耐老化性能指标。
(1) 氟含量指标
C—F 键具有高键能,不易被太阳光分解,所以要保持一定的氟含量以达到涂层的耐候性,问题是氟含量并非是FEVE 氟碳树脂的耐候性判定依据,影响FEVE 树脂耐候性的还有它的交替共聚结构。对于同一类型FEVE 氟碳树脂,氟含量和交替共聚性是正相关的,氟含量越高,交替共聚性越好,耐候性越好;但对不同类型FEVE 氟碳树脂之间,氟含量并不能完全作为耐候性判定依据,如三氟氯乙烯—醋酸乙烯酯和四氟乙烯—醋酸乙烯酯两类共聚物,如果氟含量均为25%,前者的交替共聚性要远远优于后者的交替共聚性,前者的耐候性要好得多。
氟树脂的氟含量是一方面,而制备的氟涂料的氟含量是另一个方面,不同树脂由于其分子结构和颜料的润湿分散性上的差异,润湿分散剂的选择和用量也是不一样的,而同一树脂体系,往往深色需要润湿分散助剂的添加量更大。此外,还有其他一些助剂对氟含量的影响。对于同一体系的氟涂料,通常白色和浅色的氟涂料,助剂含量相对较低,检测的氟含量值较高,如果以此作为氟含量低要求,势必影响深色系的执行。氟含量的检测方法也影响氟含量的规定,标准HG/T3792—2005 执行初期,由于检测机构未能熟练掌握方法,造成检测值和理论值存在较大的差异,按照试验方法检测理论上23%的氟含量,只能检测到20%,后来通过方法的完善和校正,试验数据和理论数据接近了。但由于存在众多的检测机构,检测水平差异大,还是要注意这一点。如某大工程项目试验,常州院检测25%氟含量,而另外两个结构检测的氟含量值为21.5%、22.5%,后到中国建筑材料质检中心检测,检测值为24.5%。因此,氟含量的制订要考虑检测数据的重现性问题。
(2) 耐候性指标
反映耐候性指标的有两类方法,一类是实验室的加速试验,一类是户外曝晒试验。通用的人工加速老化的试验方法有两种:一种是氙灯老化按GB/T 1865—2009 执行,一种是紫外老化按GB/T 14522—1993 的规定进行,紫外老化有两种光源UV-340 和UV-313 两种,氟碳漆一般选用UV-313。好能统一到一种方法上,如氙灯老化,便于标准执行,减少厂家和用户检测成本。由于不同树脂之间成本和耐候性存在较大差异,要对氟碳涂料划分等级,规定不同等级的具体指标要求,另外也要考虑不同颜色体系的耐候性差异。户外曝晒试验在国外很重视,特别是高性能的氟碳涂料一般均会在标准中规定户外曝晒试验技术要求。目前我国氟碳涂料的户外曝晒试验也有一定的数据积累,应当在新的标准修订中给予考虑。
氟碳涂料除了其核心耐候性指标外,还有一些常规指标,如力学性能(柔韧性或耐弯曲性、附着力、耐冲击性)、耐腐蚀性能(耐盐雾、耐湿热、耐水、耐盐水、耐酸碱性能)、这些指标达到一般的要求即可,可参考丙烯酸聚氨酯的要求或具体应用领域的通用技术要求,并结合氟碳涂料近几年检测机构的大量数据积累制订。

3.2 氟碳标准的特性指标要求
氟碳涂料除了其核心的耐候性指标及一般通用指标力学性能、防腐性能要求外,根据具体的应用领域还会有其他的特殊性能要求,如耐沾污性、弹性、耐磨性、水蒸气透过率、太阳光热反射性能等。
(1) 耐沾污性(自洁性)
氟碳涂料和普通涂料一样在使用过程中漆膜表面会受到污染,特别是容易出现雨痕现象。为了有效解决这一问题,目前常用的方法是在涂料中加入高效亲水化助剂,在成膜过程中亲水化助剂迅速迁移到漆膜表面,并能在较短时间内水解使得漆膜表面具有一定的亲水性,通过漆膜表面亲水性实现涂层自洁性。自洁性氟碳在日本用的比较普遍,在国内一些项目上也开始采用,如辽河特大桥、德龙烟大桥、中朝鸭绿江界河公路大桥等。这些桥的设计标准中规定自洁性指标采用漆膜表面与水接触角判定,一般规定至少小于45°,好能达到35°以下。一般情况下,漆膜表面与水接触角越小,自洁性越好。表面与水接触角是间接自洁性考察方法,还要考虑更合适的直观的检测方法:一定条件下养护样板,在用合适的油性污染物污染漆膜表面,然后用清水冲洗;当然户外曝晒是更直观的方法,但不同天气状况可能对试验结果影响较大。
(2) 弹性(延展性)
传统的FEVE 氟碳涂料属于刚性涂层,对某些形变大的基材,如混凝土结构、橡胶基材等适应性较差。用于这些底材的氟碳涂料,要求一定的延展性。反应延展性的技术指标主要有3 个:断裂伸长率、裂缝追随性、弹性变形极限。断裂伸长率是目前国内弹性氟碳标准通常规定的指标,但断裂伸长率不仅反应了可完全恢复的弹性形变部分,还包括已经产生分子链位移不能恢复的部分,但只有弹性形变部分才是真正有意义的,因此规定弹性变形极限或类似指标会比断裂伸长率指标更有价值。裂缝追随性能比较直观地反映涂层体系对混凝土基面的裂缝追随能力,主要由涂层体系的弹性形变能力决定。在反映弹性指标制订的过程中,既要考虑常温检测,更应考虑低温检测,常温下表现出弹性的氟碳涂料,在较低温度下弹性会下降,甚至明显下降,常温柔性检测指标不能真正反映涂层的实际应用环境。
(3) 耐磨性(耐风蚀、耐雨蚀)
风力发电叶片涂层通常采用高性能的脂肪族聚氨酯涂料,要求涂层具有优异的耐候性、附着力和耐磨性,FEVE氟碳涂料也具有类似的甚至更优异的性能,也可考虑用作叶片面涂层。风力发电叶片在空气中旋转,会受到大气、尘埃、砂粒或雨滴的冲击,因此要求涂层具有优异的耐磨性。常用的耐磨性检测方法是旋转橡胶砂轮法(GB/T1768—2006),该方法是水平摩擦,与实际的叶片受到的磨蚀性差异较大。还有一种常用方法是落砂耐磨方法,一定高度的砂子冲击一定倾斜角度的样板,对叶片的摩擦状态有一定的模拟性。在国外还有专用于叶片的耐雨蚀试验,雨滴不断冲击高速旋转的螺旋桨。而国内的叶片处于风砂环境普遍,可以考虑设计加速的喷砂试验:一定角度的砂流喷射到旋转的叶片上。
(4) 水蒸汽透过率
目前FEVE 氟碳涂料还用作太阳能背膜涂料,在PET塑料膜上涂覆薄层的氟碳涂料。由于PET 主链含有酯键,在湿热情况下容易水解,因此要求氟碳涂膜具有优异的水蒸汽阻隔性能。
(5) 太阳光发射比
由于氟碳涂料具有优异的耐候性,特别适用于制作太阳热反射涂料。太阳光反射比是重要参数,目前白色涂料一般规定0.8 以上,一般白色涂料均能达到。而对于深色涂料采用热反射性能好的颜填料,太阳热反射性能会比采用一般颜料有较大幅度提高。涂料的初期热反射性能是一个方面,更重要的是涂料在实际应用过程中的热反射性能的保持率。
 
4 结语
HG/T 3792—2005 标准已经批准立项修订,明年底完成标准报批,希望该标准能够借鉴已颁布实施标准的精华,吸取氟碳涂料的新研究成果和实践经验,使得氟碳涂料性能标准更加科学合理,而一般通用行业应用标准,可以直接应用其材料性能指标,而不用另外规定材料性能指标。氟碳涂料的配套应用体系标准,要充分参考ISO12944标准,并结合行业应用腐蚀环境、工况条件以及施工条件进行选择和确定,一般可参考丙烯酸聚氨酯体系进行涂层体系设计,并可适当降低涂膜厚度,一般规定氟碳面漆膜厚60 μm 即可。通过配方设计还可以赋予氟碳涂料其他的一些特殊性能,满足在一些特殊领域的技术需求,在这方面当技术和实践积累到一定程度时,要适时制订行业标准,以规范市场促进市场发展。
 









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