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一级专业辅导:“鸟巢”钢结构工程用氟碳涂料1

更新时间:2009-10-19 15:27:29 来源:|0 浏览0收藏0

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  1、引言

  我国经济持续快速的发展带动了涂料工业的进步和发展。近几年,氟树脂涂料技术逐渐成熟,市场需求日益增多。氟树脂涂料以其优异的耐候性、耐腐蚀性及抗污染性等一系列优点,已被越来越多地应用于建瓶、机械、设备、体育设施、大型钢结构等领域。2005年9月22日,备受关注的北京2008年奥运会主体育场??国家体育场(简称“鸟巢”)钢结构防腐涂料招标终于尘埃落地,大连振邦公司 的氟碳配套防腐涂料以绝对优势一举中标。

  实际上振邦在2004年就瞄准了“奥运”这个涂料大市场,积极着手做一些前期技术准备,例如:新氟树脂的开发,国内外主要厂商氟树脂的对比试验,研制、开发耐腐蚀性更好的无机富锌底漆,选择高性能、耐黄变的异氰酸酯交联剂等工作。本文着重就氟碳金属漆和罩面氟碳清漆的研制进行小结和讨论。

  2、氟碳金属漆和罩面氟碳清漆的研制

  2.1 “鸟巢”钢结构防腐对配套涂料主要性能的要求

  “鸟巢”钢结构防腐涂料招标文件中对配套涂料的王要性能要求如下:

  (1)防护年限:25a,长效防腐,抗紫外线、雨水、冰雹、风沙;

  (2)抗红外线辐射:颜色为金属银灰色,对红外线反射能力强,太阳辐射吸收系数不大于0.45;

  (3)抗紫外线辐射:紫外线人工加速老化试验6000h,保光率大于90%,、变色△E≤1.0;

  (4)耐大气老化性:防静电、不吸尘,抗沾污性强,耐磨性不大于60mg/1000r;

  (5)耐腐蚀:耐盐雾试验5000h,无明显变化;

  (6)耐干、湿、温变腐蚀:NORSOK M-501(挪威标准)4200h,划痕腐蚀不大于1mm。

  以上6项指标要求除了最后2项需要由富锌底漆和环氧云铁中涂漆来保障以外,其余4项指标都要靠高性能的氟碳面漆来满足“鸟巢”工程的要求。

  2.2 技术路线的确定

  为保证“鸟巢”钢结构涂层具有25a的长效使用寿命,选择性能优异的防腐涂料、合理的涂料配套体系、严格的涂装施工是确保钢结构使用寿命的关键因素。对于氟碳面漆而言,选择合适的成膜物质及确定恰当的-NCO/-OH物质的量的比在配方设计中尤其重要。

 

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  2.2.1 氟树脂的筛选

  目前,国内外生产的各种牌号的FEVE氟树脂品种很多,从几个主要厂商的代表性树脂品种中进行筛选,通过QUV人工加速老化试验,筛选适用于氟碳金属漆和氟碳罩光清漆的氟树脂。6种国内外FEVE氟树脂的基本特征见表1。用6种FEVE氟树脂分别配制成铝粉金属漆和罩光清漆进行QUV人工老化试验。试验结果见图1(略)和图2(略)。

  表1 6种氟树脂的基本特征

  

序号
树脂类型
氟含量
生产商
A
三氟氯乙烯/乙烯基醚
25.0
振邦
B
三氟氯乙烯/乙烯基醚
25.9
日本旭硝子
C
三氟氯乙烯/乙烯基酯
23.0
振邦
D
三氟氯乙烯/乙烯基酯
24.0
国产
E
四氟乙烯/乙烯基醚
35.0
日本大金
F
四氟乙烯/乙烯基酯
34.5
国产
  根据QUV 5500h的老化试验,各种树脂间已有明显差距。旭硝子树脂保光、保色性最好。大连振邦的醚型氟树脂接近旭硝子产品。3个国产酯型氟树脂的保光、保色性较差。根据QUV老化试验结果选用大连振邦的醚型氟树脂作为奥运“鸟巢”钢结构用氟碳漆的主体成膜物。

  2.2.2 多异氰酸交联剂的筛选

  在常规氟碳漆中,用HDI缩二脲(N75)作为交联剂。对于“鸟巢”这样的重大工程项目,要选择更好的交联剂。拜耳公司推荐耐候性和机械强度比N75更好的Desmodur N3390 BA和Desmodur N3375 BA/SN。两者都是HDI三聚体异氰脲酸酯,只是固体含量不同,考虑到施工和配料方便,N3375更合适。通过用N75和N3375按相同-NCO/-OH物质的量的比配漆,做性能检测和QUV老化试验。2种交联剂的规格特征见表2;2种交联剂的漆膜性能比较见表3;2种交联剂的漆膜QUV老化试验对比结果见图3(略)和图4(略)。

牌号
类型
固含量/%
粘度(25℃)/mPa?s
游离HDI/%
NCO含量/%
官能度
N3375
HDI三聚体
75
75
≤0.15
16.3±0.3
3.5
N75
HDI缩二脲
75
210
≤0.50
16.3±0.3
3.8

  表3 2种交联剂配制的漆膜性能对比试验情况

检测项目
N75
N3375 BA/SN
附着力/级
1
1
耐冲击性/cm
50
50
漆膜硬度
2H
2H
耐10% H2SO4
7d无起泡、无脱落
20d无起泡、无脱落
耐10% NaOH
7d无起泡、无脱落
10d无起泡、无脱落
耐3% NaCl
6个月无起泡、无脱落
6个月无起泡、无脱落
耐水性
7d无变化
10d无变化
耐盐雾性(配套底漆)
4000h无起泡、无脱落
5000h无起泡、无脱落

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