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一級專業(yè)輔導(dǎo):“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)工程用氟碳涂料1

更新時間:2009-10-19 15:27:29 來源:|0 瀏覽0收藏0

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  1、引言

  我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速的發(fā)展帶動了涂料工業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。近幾年,氟樹脂涂料技術(shù)逐漸成熟,市場需求日益增多。氟樹脂涂料以其優(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)會主體育場??國家體育場(簡稱“鳥巢”)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優(yōu)勢一舉中標(biāo)。

  實際上振邦在2004年就瞄準(zhǔn)了“奧運(yùn)”這個涂料大市場,積極著手做一些前期技術(shù)準(zhǔn)備,例如:新氟樹脂的開發(fā),國內(nèi)外主要廠商氟樹脂的對比試驗,研制、開發(fā)耐腐蝕性更好的無機(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 “鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)防腐對配套涂料主要性能的要求

  “鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料招標(biāo)文件中對配套涂料的王要性能要求如下:

  (1)防護(hù)年限:25a,長效防腐,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,對紅外線反射能力強(qiáng),太陽輻射吸收系數(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5000h,無明顯變化;

  (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項指標(biāo)要求除了最后2項需要由富鋅底漆和環(huán)氧云鐵中涂漆來保障以外,其余4項指標(biāo)都要靠高性能的氟碳面漆來滿足“鳥巢”工程的要求。

  2.2 技術(shù)路線的確定

  為保證“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)涂層具有25a的長效使用壽命,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)計中尤其重要。

 

?二級結(jié)構(gòu)工程師

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  2.2.1 氟樹脂的篩選

  目前,國內(nèi)外生產(chǎn)的各種牌號的FEVE氟樹脂品種很多,從幾個主要廠商的代表性樹脂品種中進(jìn)行篩選,通過QUV人工加速老化試驗,篩選適用于氟碳金屬漆和氟碳罩光清漆的氟樹脂。6種國內(nèi)外FEVE氟樹脂的基本特征見表1。用6種FEVE氟樹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。試驗結(jié)果見圖1(略)和圖2(略)。

  表1 6種氟樹脂的基本特征

  

序號
樹脂類型
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
國產(chǎn)
  根據(jù)QUV 5500h的老化試驗,各種樹脂間已有明顯差距。旭硝子樹脂保光、保色性最好。大連振邦的醚型氟樹脂接近旭硝子產(chǎn)品。3個國產(chǎn)酯型氟樹脂的保光、保色性較差。根據(jù)QUV老化試驗結(jié)果選用大連振邦的醚型氟樹脂作為奧運(yùn)“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)用氟碳漆的主體成膜物。

  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。對于“鳥巢”這樣的重大工程項目,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。通過用N75和N3375按相同-NCO/-OH物質(zhì)的量的比配漆,做性能檢測和QUV老化試驗。2種交聯(lián)劑的規(guī)格特征見表2;2種交聯(lián)劑的漆膜性能比較見表3;2種交聯(lián)劑的漆膜QUV老化試驗對比結(jié)果見圖3(略)和圖4(略)。

牌號
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比試驗情況

檢測項目
N75
N3375 BA/SN
附著力/級
1
1
耐沖擊性/cm
50
50
漆膜硬度
2H
2H
耐10% H2SO4
7d無起泡、無脫落
20d無起泡、無脫落
耐10% NaOH
7d無起泡、無脫落
10d無起泡、無脫落
耐3% NaCl
6個月無起泡、無脫落
6個月無起泡、無脫落
耐水性
7d無變化
10d無變化
耐鹽霧性(配套底漆)
4000h無起泡、無脫落
5000h無起泡、無脫落

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