彩色涂层钢板的选材和使用2---你也可以更专业
发表日期:2018-12-4 14:29:42 兰格钢铁

材料的选择过程中,主要影响材料使用寿命的,除了上篇提到的外部环境影响还有材料本身的涂层、镀层、钢种的影响以及使用方法的影响。本篇将为大家带来涂层对使用寿命影响的详细剖析,下面一起来看看吧。

涂层概述

对涂层的选择要考虑的要素很多,它主要包括涂层种类、涂层厚度、涂层颜色和涂层光泽度。另外,有时侯还要考虑涂层的底漆和背面涂层的要求。目前用于彩色涂层钢板的涂料种类有聚酯涂层(PE)、氟碳涂层(PVDF)、硅改性涂层(SMP)、高耐侯涂层(HDP)、丙稀酸涂层、聚氨脂涂层(PU)、塑料溶胶涂层(PVC)等。  

常见涂层种类

聚酯(PE、Polyester )

PE涂料对于材质有良好的附着性,彩涂钢板易于加工成型,价廉且产品多,颜色和光泽的选择余地大。聚酯涂料对耐紫外光性与涂膜耐粉化性,并不理想,因此PE涂料的使用仍需受到一些限制,一般用在空气污染不严重的地区或需多次成型加工的产品。

硅改性聚酯(SMP,Silicone Mobified Polyester)

由于聚酯含有活性基-OH/-COOH,极易和其它高分子化和物反应,为改良PE的耐阳光性与粉化性,以色泽保持性与耐热性优的Silicone树脂作变性反应,和PE的变性比可于5%—50%之间,SMP提供钢板更好的持久性,其防蚀年限可长达10-12年,当然其价格也比较PE为高,但因Silicone树脂对材质的附着性和加工成型性并不理想,因此SMP彩涂钢板并不适用于需多次成型加工的场合,大部分用于建筑屋顶及外墙。

高耐侯聚酯(HDP、High durable Polyster)

对于PE和SMP的缺点,英国HYDRO公司(现被BASF收购)、瑞典的BECKER等在2000年初其开发出可达到PVDF涂层60-80%耐候性HDP聚酯涂料,且优于普通的硅改性聚酯涂料,其户外耐候性达到15年。高耐候聚酯树脂在合成时采用含环己烷结构的单体,来达到树脂的柔韧性、耐候性和成本的平衡,采用不含芳香族的多元醇和多元酸来减少树脂对UV光线的吸收,达到涂料的高耐候性能。涂料配方中加入紫外线吸收剂和位阻胺(HALS)提高漆膜耐候性能。高耐候聚酯卷材涂料在国外已被市场认可,该涂料性价比十分突出。

PVC 塑料溶胶(PVC Plastisol)

PVC树脂有很好的耐水性和耐化学药品性,一般以高固形份涂装,其涂装厚度于l00-300μm之间,能提供平滑的PVC涂膜或轻压花处理作压花涂膜;由于PVC涂膜为热可塑性树脂,具有高膜厚,能提供钢板良好的保护。但PVC耐热性较弱。在早期在欧洲使用较多,由于其环保属性相对较差,目前使用越来越少。

氟碳PVDF

由于PVDF的化学键与化学键间,有很强的键能,因此涂料具有非常好的防蚀性和色泽保持性,在建筑工业用彩涂钢板涂料中,是属于最高级产品,且分子量大又为直键型结构,因此除耐化学药品性之外,机械性能、耐紫外线和耐热性能也很突出。在一般环境下,其防蚀年限可达20—25年之久。近年来,国内开始盛行以三氟氯乙烯和乙烯酯单体共聚的含氟树脂,大量应用于建筑的外墙和金属板,由于使用易水解的乙烯酯单体和氟的含量较PVDF低30%左右,因此其耐候性与PVDF比较,有一定的差距。宝钢所生产的氟碳涂层,其涂层PVDF含量不小于70%(其他为丙稀酸树脂)。

聚氨酯

近年所开发的一个面漆新品种,综合性能优异,价格昂贵,正在推广中。

丙稀酸树脂

 综合性能好,价格昂贵,只在特定领域内使用(如集装箱用)

目前还有很多功能性彩涂钢板,如抗菌彩涂、抗静电彩涂、隔热彩涂、自洁彩涂、网纹彩涂、铝镁锰彩涂、畜牧业彩涂等。这些产品的开发是以满足用户特殊需求为目的,但是有时侯不能兼顾彩涂产品其他性能。因此,用户选择功能性彩涂钢板时一定要对应自己的真正需求。

图 不同涂层的性能比较表

树脂类别硬度折弯耐腐蚀性耐候性成本膜厚要求/um
聚酯20
丙烯酸树脂20
硅改性聚酯20
PVC溶胶200
PVDF树脂25
高耐侯聚酯20

对底漆的选择来说,最重要的因素有两条,其一考虑底漆和面漆以及基板的附着力,其二就是底漆提供涂层大部分的耐腐蚀性能。从这个角度看,环氧树脂是不二选择。如果考虑柔韧性、考虑耐紫外线的话,也可以选择聚氨脂底漆

对背面涂层来说,最正确的   选择就是如果彩涂钢板使用状态是单板的话,选择两层结构,即一层背面底漆,一层背面面漆。底漆和正面相同品种,面漆选择一层浅颜色(如白色)的聚酯。如果彩涂钢板使用状态是复合或夹心板的话,背面涂上一层粘接性和耐蚀性都优秀的环氧树脂就行。

 

光泽度高低不属于涂层性能指标,和颜色一样,它只是一个表征。事实上,涂料(涂层)比较容易做到高光泽。但是,高光泽表面刺眼白天对阳光的高反射率会引起光污染(很多现在不采用玻璃幕墙就是因为光污染),另外,高光泽表面摩擦系数小,容易打滑,在屋顶施工时,容易带来安全隐患;彩涂钢板在室外使用时的老化首先表示的就是失光,若需维修时,新旧钢板之间极易分辨,造成外观不良;背面漆若是高光泽则室内有灯光时易产生光晕而造成人员视觉疲劳。因此,正常情况下建筑用彩涂钢板都采用中低光泽度(30-40度)

从微观上讲、涂层是多空的组织。空气中的水、腐蚀介质(氯离子等)就会通过涂层的薄弱部分侵入,造成膜下腐蚀,进而涂层起泡并剥落。另外,即使同样涂层厚度,二次涂层要比一次涂层致密。根据国外报道和相关腐蚀试验结果,正面涂层20μm以上才能有效的防止腐蚀介质的侵入,由于底漆和面漆的防腐蚀机理不同,不仅要规定总膜厚,还有分别要求底漆(》5μm)和面漆(》15μm)的厚度,只有这样,才能保证彩涂钢板不同部位的耐蚀性是均衡的。
PVDF类产品要求的涂膜更厚。因为要提供更长的使用年限保证。对背面涂层的要求视用途而定,夹芯板只要求有一层可粘结的底漆。而成型钢板由于室内腐蚀环境因此也要求涂两层。厚度至少10μm以上。

对颜色的选择主要是考虑与周围环境的匹配和业主的爱好,但从使用技术角度讲浅颜色涂料的颜料选择余地大,可选择耐久性优越的无机涂料(如钛白粉等),而且涂料的热反射能力强(反射系数达到深色涂料的一倍)夏季涂层本身的温度相对就低,这对涂层寿命延长是有益的。另外,即使涂层变色或粉化,浅颜色涂膜变化后与原颜色的反差小,对外观的影响就不大。而深颜色(尤其是比较鲜艳的颜色)采用有机颜色的居多,遇紫外线照射容易褪色,最短的3个月就变颜色。
据相关试验资料表明,在夏季中午外界温度最高时,白色表面比蓝色表面温度低10度,比黑色表面低19度。不同颜色对太阳光的反射能力是不同的。下表列出不同颜色的反射能力

颜色反射率反射效果
白色84%
乳白70.4%较好
浅红69.4%较好
米黄64.3%较好
浅绿54.1%较好
浅蓝45.5%中等
棕色23.6%较差
黑色2.9%最差

对于彩色涂层钢板来说,通常涂层和钢板的受热膨胀率不同,尤其是金属基板和有机涂层的线膨胀系数差别较大,当环境温度发生变化时,基板和涂层结合界面就会发生膨胀或收缩应力,如果不能适当释放就会发生涂层龟裂。
宝钢在海南做过同一涂料品种,同一涂料供应商,不同颜色的8年暴晒试验,结果也证实了浅颜色涂料变色小。 下表为不同颜色暴晒试验比对

颜色原光泽现光泽色差原厚度现厚度粉化
白色35%3%1.4924202级
红色45%3%2.4824202级
浅黄26%2%1.2624172级
绿色41%2%3.4324172级
蓝色41%2%4.9524172级
另外,在这里要说明两点目前国内市场上的选择误区: 其一就是国内目前存在大量白色底漆。采用白色底漆的目的就是可以减少面漆的厚度,因为正常建筑用耐腐蚀底漆是黄绿色的(因此有铬酸锶颜料),必须有足够的面漆厚度才能有好的遮盖力。这样,对耐腐蚀性是很危险的,首先底漆耐腐蚀性差,再者面漆大大减薄,不足10微米。这样的彩涂钢板看上去光鲜,用不了两年就会在不同地方产生腐蚀(切口、折弯加工处、膜下等)。
其二就是建筑工程用彩涂钢板同一工程采用不同厂商、不同批次的彩涂钢板,在施工中看似颜色一致,但经过几年的太阳光照射后,不同涂层不同厂商的颜色变化趋势不同,导致产生严重的色差,这样的例子实在太多了。即使同一供应商的产品,也强烈建议同一工程一次订货,因为不同批号有可能采用不同涂料供应商的产品,增加了色差产生的可能性。



 


 

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