一級(jí)專業(yè)輔導(dǎo):“鳥(niǎo)巢”鋼結(jié)構(gòu)工程用氟碳涂料1


1、引言
我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速的發(fā)展帶動(dòng)了涂料工業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。近幾年,氟樹(shù)脂涂料技術(shù)逐漸成熟,市場(chǎng)需求日益增多。氟樹(shù)脂涂料以其優(yōu)異的耐候性、耐腐蝕性及抗污染性等一系列優(yōu)點(diǎn),已被越來(lái)越多地應(yīng)用于建瓶、機(jī)械、設(shè)備、體育設(shè)施、大型鋼結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域。2005年9月22日,備受關(guān)注的北京2008年奧運(yùn)會(huì)主體育場(chǎng)??國(guó)家體育場(chǎng)(簡(jiǎn)稱“鳥(niǎo)巢”)鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料招標(biāo)終于塵埃落地,大連振邦公司 的氟碳配套防腐涂料以絕對(duì)優(yōu)勢(shì)一舉中標(biāo)。
實(shí)際上振邦在2004年就瞄準(zhǔn)了“奧運(yùn)”這個(gè)涂料大市場(chǎng),積極著手做一些前期技術(shù)準(zhǔn)備,例如:新氟樹(shù)脂的開(kāi)發(fā),國(guó)內(nèi)外主要廠商氟樹(shù)脂的對(duì)比試驗(yàn),研制、開(kāi)發(fā)耐腐蝕性更好的無(wú)機(jī)富鋅底漆,選擇高性能、耐黃變的異氰酸酯交聯(lián)劑等工作。本文著重就氟碳金屬漆和罩面氟碳清漆的研制進(jìn)行小結(jié)和討論。
2、氟碳金屬漆和罩面氟碳清漆的研制
2.1 “鳥(niǎo)巢”鋼結(jié)構(gòu)防腐對(duì)配套涂料主要性能的要求
“鳥(niǎo)巢”鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料招標(biāo)文件中對(duì)配套涂料的王要性能要求如下:
(1)防護(hù)年限:25a,長(zhǎng)效防腐,抗紫外線、雨水、冰雹、風(fēng)沙;
(2)抗紅外線輻射:顏色為金屬銀灰色,對(duì)紅外線反射能力強(qiáng),太陽(yáng)輻射吸收系數(shù)不大于0.45;
(3)抗紫外線輻射:紫外線人工加速老化試驗(yàn)6000h,保光率大于90%,、變色△E≤1.0;
(4)耐大氣老化性:防靜電、不吸塵,抗沾污性強(qiáng),耐磨性不大于60mg/1000r;
(5)耐腐蝕:耐鹽霧試驗(yàn)5000h,無(wú)明顯變化;
(6)耐干、濕、溫變腐蝕:NORSOK M-501(挪威標(biāo)準(zhǔn))4200h,劃痕腐蝕不大于1mm。
以上6項(xiàng)指標(biāo)要求除了最后2項(xiàng)需要由富鋅底漆和環(huán)氧云鐵中涂漆來(lái)保障以外,其余4項(xiàng)指標(biāo)都要靠高性能的氟碳面漆來(lái)滿足“鳥(niǎo)巢”工程的要求。
2.2 技術(shù)路線的確定
為保證“鳥(niǎo)巢”鋼結(jié)構(gòu)涂層具有25a的長(zhǎng)效使用壽命,選擇性能優(yōu)異的防腐涂料、合理的涂料配套體系、嚴(yán)格的涂裝施工是確保鋼結(jié)構(gòu)使用壽命的關(guān)鍵因素。對(duì)于氟碳面漆而言,選擇合適的成膜物質(zhì)及確定恰當(dāng)?shù)?NCO/-OH物質(zhì)的量的比在配方設(shè)計(jì)中尤其重要。
2.2.1 氟樹(shù)脂的篩選
目前,國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的各種牌號(hào)的FEVE氟樹(shù)脂品種很多,從幾個(gè)主要廠商的代表性樹(shù)脂品種中進(jìn)行篩選,通過(guò)QUV人工加速老化試驗(yàn),篩選適用于氟碳金屬漆和氟碳罩光清漆的氟樹(shù)脂。6種國(guó)內(nèi)外FEVE氟樹(shù)脂的基本特征見(jiàn)表1。用6種FEVE氟樹(shù)脂分別配制成鋁粉金屬漆和罩光清漆進(jìn)行QUV人工老化試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1(略)和圖2(略)。
表1 6種氟樹(shù)脂的基本特征
序號(hào) |
樹(shù)脂類型 |
氟含量 |
生產(chǎn)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 |
國(guó)產(chǎn) |
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 |
國(guó)產(chǎn) |
2.2.2 多異氰酸交聯(lián)劑的篩選
在常規(guī)氟碳漆中,用HDI縮二脲(N75)作為交聯(lián)劑。對(duì)于“鳥(niǎo)巢”這樣的重大工程項(xiàng)目,要選擇更好的交聯(lián)劑。拜耳公司推薦耐候性和機(jī)械強(qiáng)度比N75更好的Desmodur N3390 BA和Desmodur N3375 BA/SN。兩者都是HDI三聚體異氰脲酸酯,只是固體含量不同,考慮到施工和配料方便,N3375更合適。通過(guò)用N75和N3375按相同-NCO/-OH物質(zhì)的量的比配漆,做性能檢測(cè)和QUV老化試驗(yàn)。2種交聯(lián)劑的規(guī)格特征見(jiàn)表2;2種交聯(lián)劑的漆膜性能比較見(jiàn)表3;2種交聯(lián)劑的漆膜QUV老化試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果見(jiàn)圖3(略)和圖4(略)。
牌號(hào) |
類型 |
固含量/% |
粘度(25℃)/mPa?s |
游離HDI/% |
NCO含量/% |
官能度 |
N3375 |
HDI三聚體 |
75 |
75 |
≤0.15 |
16.3±0.3 |
3.5 |
N75 |
HDI縮二脲 |
75 |
210 |
≤0.50 |
16.3±0.3 |
3.8 |
表3 2種交聯(lián)劑配制的漆膜性能對(duì)比試驗(yàn)情況
檢測(cè)項(xiàng)目 |
N75 |
N3375 BA/SN |
附著力/級(jí)
|
1 |
1 |
耐沖擊性/cm |
50 |
50 |
漆膜硬度 |
2H |
2H |
耐10% H2SO4 |
7d無(wú)起泡、無(wú)脫落 |
20d無(wú)起泡、無(wú)脫落 |
耐10% NaOH |
7d無(wú)起泡、無(wú)脫落 |
10d無(wú)起泡、無(wú)脫落 |
耐3% NaCl |
6個(gè)月無(wú)起泡、無(wú)脫落 |
6個(gè)月無(wú)起泡、無(wú)脫落 |
耐水性 |
7d無(wú)變化 |
10d無(wú)變化 |
耐鹽霧性(配套底漆) |
4000h無(wú)起泡、無(wú)脫落 |
5000h無(wú)起泡、無(wú)脫落 |
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