PVDF氟碳彩涂板的生产开发

2011年第 3期 新疆钢铁 总 119期 于朝阳 （新疆八一钢铁股份有限公司） YUZhao- yang （Xinjiang Bayi Iron & Steel Stock Co.Ltd） Abstract: This article has discussed faction of PVDF fluorocarbon paint and its color coating steel production and de- velopment on PVDF fluorocarbon color coating steel newproduction coatline in Bayi steel. Key words: PVDF fluorocarbon color coating steel；oven- dried temperature；adjustment of color coating technology PVDF氟碳彩涂板的生产开发 摘 要: 介绍了 PVDF氟碳涂料及其彩板产品的性能特征，分析了八钢彩涂机组试生产 PVDF氟碳彩涂板的 开发应用过程。 关键词: PVDF氟碳彩板；固化温度；彩涂调整 中图分类号：TG335.86 文献标识码：A 文章编号：1672—4224（2011）03—0001—03 Production Development on PVDF Fluorocarbon Color Coating Steel 联系人：于朝阳，男，37岁，本科，轧钢高级师，乌鲁木齐（830022）新疆八一钢铁股份有限公司 E- mail: yuzy@bygt.com.cn 1 前言 随着中国经济的发展，中国的建筑业正日新月 异飞速发展。为了打造高品质的建筑物，越来越多的 建筑师和业主指定采用 PVDF 氟碳涂料涂层的彩 板。PVDF氟碳涂料被称为现代建筑业的精品，它以 色泽鲜美、持久、耐候性强、物理化学性能稳定而成 为现代高档建筑的必选。在气候、环境条件相对恶劣 的海边、工业污染区、城市人口密集区等特殊环境， PVDF 氟碳涂料更现出非凡的品质。在国外， PVDF涂料主要用于铝单板、彩色钢板、铝塑复合和 铝型材等材料的卷喷涂，经涂层后的材料被应用于 各种类型的建筑中。现在，无论是在机场、体育馆等 大型公共设施，还是高级办公楼、超级市场、工业厂 房，到处可以看到 PVDF氟碳涂料的广泛应用。八钢 公司为开拓市场，尝试在彩涂生产线上开发 PVDF 氟碳彩涂板。 2 PVDF氟碳涂料简介 氟位于元素周期表的右上角，是第 VII族的第 一个元素，在性质上既有卤族元素的共同性，又有其 他卤族元素的特点。由于氟的电负性特别大，达到 4.0，有很强的与其它元素形成共价键的倾向和大的 键能，加之 C- F键的键长短对碳键的屏蔽效应，所 以含氟聚合物对热、光和化学试剂具有很好的稳定 性以及好的抗粘污性。 PVDF- 聚偏二氟乙烯，工业用偏二氟氯乙烷经 浓 碱 脱 HCl 的 方 法 制 备 ：CH3CCLF2+NaOH → CH2=CF2+NaCl+H2O 聚偏二氟乙烯的结构单元为 - CH2- CF2-，氟原 子取代氢原子后，除明显改善化学稳定性外，也会使 高聚物的物理性能发生很大的变化。由于氟原子的 原子量几乎是氢原子的 19倍，而 F- C键的键长比 C- H键长增加了 26.6%，随着取代氟原子数量的增 加，聚合物的密度会随之增加，表现为含氟聚合物的 表面张力降低，所以具有极好的抗粘污性。漆膜同时 还具有良好的耐磨性、抗划伤性和耐久性，用 PVDF- 聚偏二氟乙烯涂料产出的彩板使用寿命超 过 15年以上，而普通聚酯涂料彩板仅为 5～7年，因 此非常受用户青睐。 1 2011年第 3期 新疆钢铁 总 119期 有资料表明，Florida关于 PVDF氟碳涂料涂层 彩板的耐候性测试显示，多年暴晒后的几种不同板 面情况，PVDF在经过 13年后仍保持原有颜色，而 硅改聚酯在 13年后，PVC在 7 年后则有非常明显 的色变。 3 PVDF氟碳涂料开发 PVDF氟碳彩涂板开发在彩涂生产线上进行。 生产线工艺流程：上卷→开卷→切头、切尾→缝 合→入口活套→1号碱洗→碱液刷洗→2号碱洗→1 号热水漂洗→2号热水漂洗→底涂→底涂固化→1 号水淬→面涂→面涂高温固化→2号水淬→出口活 套→剪切→卷取→卸卷→称重→包装 3.1 上线前准备 对 PVDF氟碳涂料质量进行实验室小样检验， 其性能指标合格后进行上线小样调试。 取每个彩涂卷的卷头与卷尾进行在线性能检 测。主要性能：光泽度≥20、上表面膜厚≥ 20μm、铅笔硬度≥HB，耐溶剂性、T弯、冲击等性能 检测标准满足 Q/BQB440- 2009标准（见表 1）。上线 试涂取 200m小样做涂层的性能测试，涂层的性能 指标合格后，方可进行连涂。 表 2 PVDF白灰生产速度表 涂料品种：本次氟碳新产品连涂采用贝科的涂 料和相应的稀释剂。采用两涂两烘工艺，见表 3。 表 3 PVDF白灰涂料品种表 涂膜厚度和涂料的粘度。 氟碳产品的指标如下。 正面底漆：干膜 5±1μm；粘度：40±2秒 正面面漆：干膜 19±1μm；粘度：95±2秒 背面底漆：干膜 5±1μm；粘度：38±2秒 生产二辊涂敷涂层机各辊的速度之比见表 4。 表 4 涂层机辊速比设定表 二辊化涂机各辊的速度之比见表 5。 表 5 二辊化涂机机辊速比设定表 炉温设定及板温(PMT)工艺采用两涂两烘。 炉温设定采用升降温式，氟碳产品，第二区与第 三区温度相同，为最高温。 氟碳产品板温 PMT：初涂 224±8℃；精涂 249±8℃ 3.3 工艺过程调整 PVDF白灰生产时机组速度为 45m/min，用测温 纸测试板温，以达到氟碳产品初精涂板温要求，与此 表 1 Q/BQB440- 2009 7.2.7彩色涂层钢板及钢带其它性能 3.2 上线涂料的工艺技术要求 机组速度见表 2。 2 2011年第 3期 新疆钢铁 总 119期 同时调整精涂涂头的汲料辊及涂敷辊的辊速比以达 到精涂上表面底膜厚要求。若膜厚未达到要求，首先 将精涂涂头的汲料辊与涂敷辊的间隙适当增大；如 仍不能达到膜厚要求，再将精涂涂头的汲料辊的辊 速比由 0.45提至 0.50，可满足 PVDF白灰面漆膜厚 的要求。 邀请专家对现场生产工艺提供技术指导。 3.4 工艺要求及检测标准 （1）锌板进行钝化，钝化膜要平整连续。 （2）涂料粘度配制：将开桶后的涂料放置于搅拌 机处，升起搅拌机的叶轮，将涂料放置于其中，搅拌 20分钟后测原始粘度；测完以后加适量的稀释剂进 行调整，以达到上机要求的粘度，搅拌 10分钟后进 行测试，直至粘度达到上机要求。结束后，将搅拌机 清洗干净。 3.5 焚烧炉、固化炉及能源介质技术要求 对焚烧炉及固化炉的操作，严格按技术要求执 行。能源介质技术要求见表 6。 表 6 能源介质技术要求表 焚烧炉操作：液化气工作压力 0.01～ 0.015MPa，焚烧炉工作差压 500～650Pa，排烟工作 温度约 450℃，排烟工作压力 0.1～0.3kPa，排废气工 作温度 200～350℃，焚烧炉工作温度 600～760℃。 固化炉热工制度： 热风温度，580～640℃； 热风总阀 35％～80％； 冷风总阀 35％～80％； 底 1号炉温，板温上限 +70℃； 底 2号炉温，板温上限 +90℃； 底 3号炉温，板温上限 +150℃； 底 4号炉温，板温上限 +130℃； PMT底漆板温 /测温纸,氟碳产品 初涂 224±8℃； 面 1号炉温,板温上限 +70℃; 面 2号炉温，氟碳产品板温上限 +150℃; 面 3号炉温,板温上限 +150℃; 面 4号炉温,板温上限 +120℃; PMT面漆板温 /测温纸，氟碳产品 精涂 249±8℃ 4 彩涂 PVDF氟碳彩板产品性能检测 2011 年 4 月 28 日白班生产 0.5×1000（mm） PVDF白灰氟碳彩板 35.41t，2011年 5月 31日白班 至 6月 1日夜班生产 0.5×1000（mm）及 0.4×1000 （mm）PVDF氟碳彩板 135.255t。所有 PVDF白灰氟 碳产品性能：上表面涂层厚度在 21.2～25.6μm，上 表面光泽度为 23～26，上表面精涂△E值是 0.3～ 1.1，MEK为 100次，T弯是 0～2T，反冲为 10J，铅笔 硬度值 HB。产品各项性能均合格，满足 Q/BQB440- 2009标准要求，能够满足用户需求。 5 结论 由于 PVDF氟碳涂料彩板具有优异的耐候性、 优异的抗紫外线性能以及优异的机械加工性能，配 合使用稳定性好的无机陶瓷颜料后，PVDF涂料可 以表现出卓越的耐候性。优异的抗紫外线使它在室 外 20多年仍能保持良好的颜色和光泽，高柔韧性、 耐磨、耐冲击，涂层后的彩板还可进行后压花处理。 2011 年 1～7 月已生产合格 PVDF 氟碳彩板 170.665t，填补该产品西北地区的生产空白，该产品 可以满足高端用户需求，具有较高的推广应用价值。 3