奧運(yùn)-鳥巢-鋼結(jié)構(gòu)防腐氟碳面漆的研制_圖文

1、“東升杯”優(yōu)秀論文評(píng)選奧運(yùn)“鳥巢鋼結(jié)構(gòu)防腐氟碳面漆的研制作者：王軍，殷憲霞，黃之祥（大連振邦氟涂料股份有限公司，遼寧大連）摘要：針對(duì)“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)防腐氟碳面漆的技術(shù)要求，通過對(duì)主要成膜物氟樹脂和型交聯(lián)固化劑的優(yōu)選比較試驗(yàn)，找出合理的當(dāng)量比。再經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，最后確定出氟碳金屬漆和罩面氟碳清漆的配方。關(guān)鍵詞：氟樹脂；氟碳漆；預(yù)聚物；交聯(lián)反應(yīng)；人工老化；防腐涂料防腐蝕防窗蝕料的主要性能要求如下。引言我國經(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、麗腐蝕性及抗污染，等一系列優(yōu)點(diǎn)，已被越來越多地應(yīng)用于建筑、機(jī)械、設(shè)備、體

2、育設(shè)施、大型鋼結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域。年月日，備受關(guān)注的北京（）防護(hù)年：，長效防腐，抗紫外線、雨水、冰雹、風(fēng)沙。（航紅外線輻射：顏色為金屬銀灰色，對(duì)紅外線反射能力強(qiáng)，太陽輻射吸收系數(shù)不大于。（航紫外線輻射：紫外線人工加速老化試驗(yàn)，保光率大于，變色。（）耐大氣老化性：防靜電、不吸塵，抗沾污性強(qiáng)，耐磨性不大于。年奧運(yùn)會(huì)主體育場國家體育場（簡稱“鳥巢”硅岡結(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)勢一舉中標(biāo)。實(shí)際上振邦早在年就瞄準(zhǔn)了“奧運(yùn)”這個(gè)涂料大市場，積極著手進(jìn)行了一些前期技術(shù)準(zhǔn)備工作，例如：新型氟樹脂的開發(fā)，國內(nèi)外主要廠商氟樹脂的對(duì)比試驗(yàn)，研制、開發(fā)耐腐蝕性更好的無機(jī)富鋅底漆，選

3、擇高性能、耐黃變的異氰酸酯交聯(lián)劑固化等工作。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。（耐腐蝕：耐鹽霧試驗(yàn)一。：，無明顯變化。（干、濕、溫變腐蝕：一（挪威標(biāo)準(zhǔn)），劃痕腐蝕不大于。以上項(xiàng)指標(biāo)要求除了最后項(xiàng)需要由富鋅底漆和環(huán)氧云鐵中涂漆來保障以外，其余項(xiàng)指標(biāo)都要靠高性能的氟碳面漆來滿足“鳥巢”工程的要求。技術(shù)路線的確定為保證“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)涂層具有的長效氟碳金屬漆和罩面氟碳清漆的研制“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)防腐對(duì)配套涂料主要生使用壽命，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)囊灰晃镔|(zhì)的量的比在配方設(shè)

4、計(jì)中尤其重要。能的要求“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料招標(biāo)文件中對(duì)配套涂年氪硅涂料行業(yè)年會(huì)第屆氯樹疆及氟涂料技術(shù)研討會(huì)氟樹脂的篩選于氟碳金屬漆和氟碳罩光清漆的氟樹脂。種國內(nèi)、氟樹脂的基本特征見表。用種氟樹脂分別配制成鋁粉金屬漆和罩光清漆進(jìn)行人工老化試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見圖和圖。目前，國內(nèi)外生產(chǎn)的各種牌號(hào)的氟樹脂品種很多，從幾個(gè)主要廠商的代表性樹脂品種中進(jìn)行篩選，通過人工加速老化試驗(yàn)，篩選適用表種氟樹脂的基本特征根據(jù)的老化試驗(yàn)，各種樹脂罨謄時(shí)問，圖一間已有明顯差距。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。個(gè)國產(chǎn)醋型氟樹酯的保光、保色性較差。根據(jù)老化試驗(yàn)結(jié)果選用大連振邦的醚型氟樹脂作為奧運(yùn)

5、“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)用氟碳漆的主體成膜物。多異抓酸交聯(lián)劑的篩選種樹脂涂層保光率與時(shí)間的關(guān)系對(duì)比在常規(guī)氟碳漆中，用縮二脲（胙為交聯(lián)劑。對(duì)于“烏巢”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)度比更好的和橢司園。兩者都是三聚體異氰脈酸酯，只是固體含量不同，考慮到施工和配料方便，更合適。通過用和按相同一一物質(zhì)的量的比配漆，做性能檢時(shí)問圖測和老化試驗(yàn)。種交聯(lián)劑的規(guī)格特征見表；種交聯(lián)劑的漆膜性能比較見表；種交聯(lián)劑的漆種樹脂涂層保色性與時(shí)間的關(guān)系對(duì)比膜老化試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果見圖和圖。防腐蝕“東升杯”優(yōu)秀論文評(píng)選表種交聯(lián)劑配制的漆膜性能對(duì)比試驗(yàn)情況防腐蝕毒累毯時(shí)間，圖圖時(shí)間幾種交聯(lián)劑配制的漆膜保色

6、性隨時(shí)間的變化關(guān)系種交聯(lián)劑配制的漆膜保光性隨時(shí)間的變化關(guān)系從表可以看出，拜耳公司的從這兩方面考慮，應(yīng)適當(dāng)增大一點(diǎn)一一的物質(zhì)的量比。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，一一物質(zhì)的量比為較好，如過量太多，（三聚體）具有明顯的低黏度特點(diǎn)，有利于提高施工固體含量和改善豐滿度。從表中可以看出比的漆膜硬度、耐酸性、耐堿性、耐鹽霧性指標(biāo)更好。從圖和圖中可以看出，多余的一與潮氣反應(yīng)，生成較多的，導(dǎo)致漆膜氣泡增多，影響涂層的防腐蝕性。對(duì)不同一一物質(zhì)的量比的漆膜進(jìn)行了硬度及耐溶液的性能對(duì)比，結(jié)果見圖、圖。比在抗紫外線老化性、保光性、保色性方面更突出一些。最后確定采用三聚體作為“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)氟碳面漆用交聯(lián)劑。一物質(zhì)的量比的確定糊戢確定恰

7、當(dāng)?shù)囊灰晃镔|(zhì)的量比也是保障氟碳漆綜合性能的重要因素之一。理論上，一一物質(zhì)的量比應(yīng)該為：，使活性基團(tuán)完全反應(yīng)。而實(shí)際上是不可能的，羥基是親水性基團(tuán)，應(yīng)盡量使羥基反應(yīng)完全，因此，一含量應(yīng)稍過量些；另外，涂膜在干燥過程中，與空氣接觸，空氣中星，勺物質(zhì)的量比圖不同比例漆膜硬度的變化的水分也會(huì)與發(fā)生反應(yīng)，消耗一些。銎：皂：專鼉鼉毛篙鼉鼉繁研詩墓酗第鑫氟樹瞻及氟涂料技術(shù)研討會(huì)飛曦蠖縫綴嗡蘧熟馘蠶黿理想。譽(yù)藩制漆配方篩選試驗(yàn)根據(jù)氟樹脂老化試驗(yàn)及交聯(lián)劑的對(duì)比篩選試驗(yàn)，優(yōu)選出振邦的醚型氟樹脂作為氟碳金屬漆及氟碳罩光清漆用樹脂，拜耳公司的，物質(zhì)的量比三聚體作為交聯(lián)劑，分別對(duì)制漆圖不同比例漆膜耐時(shí)間的變化配方進(jìn)行研

8、究試驗(yàn)。通過選擇不同粒徑的非浮型強(qiáng)根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)及以往經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)行了多組試驗(yàn)篩選對(duì)比，從而找出最佳的一一物質(zhì)的量比。最后確定一一物質(zhì)的量比為時(shí)最經(jīng)濟(jì)，而且各方面性能較為閃效應(yīng)鋁顏料漿定向助劑、特效溶劑以及不同的啞粉對(duì)金屬漆閃光效果和罩光清漆光澤的影響等一系列排列組合對(duì)比試驗(yàn)，最終選擇出最合理的氟碳金屬漆和氟碳罩光清漆配方，詳見表和表。表氟碳金屬漆配方醚型氟樹脂。防“東升杯優(yōu)秀論文評(píng)選表“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)工程用氟碳涂料配套體系防腐蝕配套體系，見表。按表涂裝工藝要求制板，進(jìn)行復(fù)合涂層理化性能檢測，結(jié)果見表。表氟碳金屬漆復(fù)合涂層理化性能檢測結(jié)果結(jié)果與討論性能完全達(dá)到了“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)防腐設(shè)

9、計(jì)要求。在通過以上氟樹脂、多異氰酸酯、一物質(zhì)的量比及制漆配方的篩選對(duì)比試驗(yàn)及性能檢測，新研制成功的氟碳金屬漆和罩面氟碳清漆研制過程中，對(duì)不同類型的氟樹脂以及多異氰酸酯對(duì)氟碳涂料性能的影響有了更深刻地認(rèn)識(shí)，歸納、總結(jié)如下。銎皂：；鼉鼉毛嗇意：豢研計(jì)酗 第屆氟樹瞻及氟涂料技術(shù)研討會(huì)麓鰱嘿銎縫澄§遵籬娥 氟樹脂性能差異的探討 目前國產(chǎn)氟樹脂大都是以（三氟 （，）（地）廣 久盧弋 （） 氯乙烯）乙烯基酯為主的多元共聚物；而進(jìn)口旭硝 子的氟樹脂是與乙烯基醚為主的四 元共聚物；大金的氟樹脂是（四氟乙烯） 與乙烯基醚為主的多元共聚物。氟樹脂是一 個(gè)共聚樹脂，只有交替共聚性很好的乙烯基單體才 能夠與

10、氟單體形成分布均勻的交替共聚物，共聚物 交替性好，氟單體才能保護(hù)非氟單體，使整體耐候 性提高。由于乙烯基醚與乙烯基酯對(duì)氟單體的競聚 率不同，前者比后者更容易形成交替共聚物，這從 老化試驗(yàn)結(jié)果已得到證實(shí)。進(jìn)口樹脂雖好，但 價(jià)格高，難以推廣。振邦新開發(fā)的醚型氟 樹脂與旭硝子 一型氟樹脂性能相 近，而成本只是它的一半，在重大鋼結(jié)構(gòu)防腐工程 上應(yīng)用，完全能夠接受。 圖 一一）廣 分子問形 屬 一廣二一（。）；，一 、一一（ ， 一叫、 ?；膊?。 ； ： ： ： 早 一剮廣矗，廣 （） 三聚體與縮二脲分子結(jié)構(gòu)比較 高。另外，三聚體的一摩爾質(zhì)量（ ）比 縮二脲的一摩爾質(zhì)量（）氏，也就是相對(duì) 分子質(zhì)量小，

11、因此，三聚體較縮二脲黏度 低很多，使涂料施工固體含量較高，一次成膜性 好，光澤、豐滿度更好。而且降低了涂料中的 含量，有利于環(huán)境保護(hù)。 關(guān)于多異氰酸酯的比較 分子結(jié)構(gòu)對(duì)涂料性能的影響 縮二脲（ 堤應(yīng)用最為廣泛的脂肪族多 異氰酸酯交聯(lián)劑，它的分子結(jié)構(gòu)與 三聚體 （）相比（見圖）可以看出，由于三聚體分 子結(jié)構(gòu)中原子上沒有，所以分子間不會(huì)產(chǎn)生氫 鍵。而縮二脲分子結(jié)構(gòu)中原子上有個(gè)原 三聚體與縮二脲漆膜硬度的比較 從圖可以看出，呈菱形環(huán)狀結(jié)構(gòu)，剛 性好；而 是枝鏈形結(jié)構(gòu)，柔韌較好。列二者進(jìn) 行漆膜機(jī)械性能檢測，結(jié)果見表。 子，較容易在分子間形成氫鍵，互相吸引使黏度增 表 與漆膜機(jī)械性能比較 “東升杯”優(yōu)

12、秀論文評(píng)選 且，漆膜硬度的增大可進(jìn)一步提高漆膜的抗擦傷性 和耐沾污性。采用 交聯(lián)劑固化后 的漆膜的附著力、柔韌性、抗沖擊性都能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn) 要求。 原子連接的烷基作為供電子基團(tuán)，但由于處酰 胺基的吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)，使得電子云整體向酰胺基 方向偏移，處原子的電子云密度減少，所以 處原子發(fā)生水解反應(yīng)的速率會(huì)減慢。與之相反， 三聚體與縮二脲耐腐蝕性的比較 縮二脲分子結(jié)構(gòu)中 和 位置的均為仲 胺，雖然處也為酞胺基，但吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)明 顯降低，加上 處空間位阻較小，所以 處和 處均可發(fā)生水解反應(yīng)， 處較 處相對(duì)容易 固化后涂膜的氨酯鍵在堿性或酸性催化作用下 會(huì)逐步水解，其酸催化的水解穩(wěn)定性優(yōu)于堿催化的 水解穩(wěn)

13、定性。以堿性介質(zhì)水解為例，三聚體和 縮二脲漆膜的氨酯鍵的水解反應(yīng)過程見圖。 從圖可以看出，三聚體分子結(jié)構(gòu)中， 些?？傊?，從圖可以清晰看出，三聚體發(fā)生 水解反應(yīng)較縮二脲慢些，且生成的相對(duì)分子質(zhì) 量小的產(chǎn)物較少。因此，三聚體漆膜的耐堿性 優(yōu)于縮二脲。 防腐蝕 處為仲胺，在堿的催化作用下，可以發(fā)生水解反 應(yīng)。而處為叔胺，由于空間位阻效應(yīng)，使處的 原子（或稱為酞胺基）難以發(fā)生水解反應(yīng)。與處 炭 是 。夕電 一一卜 旦！ 罷言， 。夕夕 一甲 甲一 。 一， 一一 一一 一 盛：嘗，告 咱 礦。盧 眥 罱 ¨廿 一 一 一 乏 ， ： “一“一鼉 ¨伽：卜¨ 掣： 漆膜在堿

14、性介質(zhì)中水解反應(yīng)過程 一 一（）廣 卸。 ，（） 漆膜堿性介質(zhì)水解反應(yīng)過程 圖不同類型固化劑漆膜中氨酯鍵堿性介質(zhì)水解反應(yīng)歷程 三聚體與縮二脲漆膜耐光老化性的 已固化漆膜中的氨酯鍵經(jīng)過光老化會(huì)發(fā)生下列 此較 反應(yīng) 紫外線 ） 一卜 其他產(chǎn)物 年氟硅涂料行業(yè)年會(huì) 第屠氟樹穗及氟涂攀技術(shù)研討會(huì) 酯環(huán)所穩(wěn)定，所以不會(huì)在處裂解，只能在處發(fā) 生裂解。同樣， 分子結(jié)構(gòu)中， 處為叔胺， 不會(huì)發(fā)生裂解，但在 和 均可發(fā)生裂解反應(yīng)。 生成較三聚體漆膜更多的小分子產(chǎn)物，從而導(dǎo) 致縮二脲固化的漆膜的耐老化性較三聚體 一 【 彤伊葉州、）卡刪彤 ，嚙 厶：一掣一爭 兇 ！ ： ， 結(jié)語 隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和鋼結(jié)構(gòu)工程的大量 增多，市場對(duì)鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料的需求量也將與日俱 增，振邦氟碳漆在“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)工程的成功應(yīng)用， 將極大地促進(jìn)國產(chǎn)氟樹脂及氟涂料的技術(shù)進(jìn)步，提 高產(chǎn)品性能，趕超國際先進(jìn)水平。希望拜耳公司為 涂料工業(yè)提供更多更好的