氟碳噴涂技術(shù)在鋁型材表面的應(yīng)用

　　一、氟碳噴涂原料及結(jié)構(gòu) 氟碳噴涂料是以聚偏二氟乙烯樹脂烘烤為基料或配金屬鋁粉為色料制成的涂料。氟碳基料的化學(xué)結(jié)構(gòu)中以氟／碳化合鍵結(jié)合。 這種具有短鍵性質(zhì)的結(jié)構(gòu)與氫離子結(jié)合認(rèn)為最穩(wěn)定最牢固的結(jié)合，化學(xué)結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定與牢固使氟碳涂料的物理性質(zhì)不同于一般涂料。除了在機(jī)械性能方面的耐磨性，抗沖擊性具有優(yōu)良的性能外，特別是在惡劣氣候和環(huán)境顯示出長久的抗退色性，抗紫外光性能。六十年代初期開始用于工程塑料，用于導(dǎo)線和電纜，1965年美國Pennwalt化學(xué)公司首先將聚偏二氟乙烯為基料與金屬微粒鋁粉合成建筑用罩面漆，又稱金屬漆，并以Kynar 500作為商標(biāo)。由此世界制造商先后開始使用Kynar 500制造出各自的氟碳涂料罩面漆，來滿足高檔建筑室內(nèi)外鋁材的涂裝，廣泛顏色的選擇，美麗莊重的外觀，及耐久性為世界各地許多宏偉的幕墻建筑增添了光彩。涂料制造商對(duì)涂層使用壽命的保證開始為10年、15年發(fā)展到能保證20年。 美國研究機(jī)構(gòu)曾對(duì)氟碳涂料及超級(jí)涂料、一般涂料做過測試比較，分別涂層的樣件放在美國佛羅里達(dá)州灼熱陽光照射，以及在潮濕含鹽份空氣的惡劣環(huán)境下暴露12年，實(shí)際證明氟碳涂料的穩(wěn)定性和耐久性比其他兩種涂料高30個(gè)和80百分點(diǎn)，氟碳涂料保證了在各種惡劣環(huán)境下使用。 世界各地許多氟碳涂料生產(chǎn)商，普遍采用Kynar 500或Hylar 5000作為氖碳涂料的基料 。國內(nèi)還沒有正規(guī)經(jīng)過鑒定的生產(chǎn)商。主要生產(chǎn)氟碳涂料的廠商有：

　　1.英國1CI公司；

　　2．美國PPG公司；

　　3．美國Valspar(華士巴)公司；

　　4．DNT Singapore(大日本漆新加坡公司)；

　　5．日本Kawsai(關(guān)西)涂料公司；

　　6．韓國Korea chemical公司；

　　7．臺(tái)灣峰源制漆公司。

　　二、氟碳噴涂技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn) 氟碳噴涂作為高檔的表面涂裝工藝手段，整個(gè)過程的質(zhì)量要求極為嚴(yán)格，除氟碳涂料制造廠需獲得質(zhì)量許可才能生產(chǎn)Kynar 500為基料的氟碳涂料外 ，用涂料廠商的整個(gè)表面處理工藝過程，包括前處理過程，噴涂過程到固化過程都需有嚴(yán)格的質(zhì)量控制， 以保證鋁材涂裝的質(zhì)量 。在氟碳噴涂界現(xiàn)今以美國建筑制造業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)AAMA一605.02.90為主要依據(jù)， 這一噴涂標(biāo)準(zhǔn)，被公認(rèn)為是檢查涂裝質(zhì)量主要的國際標(biāo)準(zhǔn) 。以下是AAMA一605.02.90標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)氟碳噴涂的主要指標(biāo)。 在AAMA標(biāo)準(zhǔn)中，多處提到以美國南佛羅里達(dá)州作為測試標(biāo)準(zhǔn)，是因?yàn)槟抢锏臍夂蛞猿睗?、高溫，陽光直照而著稱，因此認(rèn)為是對(duì)涂層質(zhì)量檢查的惡劣環(huán)境。 世界上還有一些與美國AAMA-605.02.90標(biāo)準(zhǔn)相似檢查標(biāo)準(zhǔn)，也用來判斷氟碳噴涂質(zhì)量。它們是：

　　1．英國BS6496-1984標(biāo)準(zhǔn)"建筑鋁合金型材，板材的涂裝標(biāo)準(zhǔn)"。

　　 2．德國GSBRAL-RC 631 1994標(biāo)準(zhǔn)"建筑鋁材質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)。

　　3．澳大利亞AS3715-1989標(biāo)準(zhǔn)"金屬材涂裝標(biāo)準(zhǔn)"。

　　4．南非SABS一1993"建筑室外鋁材涂裝標(biāo)準(zhǔn)"。

　　5．瑞士"建筑業(yè)使用鋁材涂裝標(biāo)準(zhǔn)"1994。 美國建筑制造業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)(摘)AAMA一605．02．90

　　三、氟碳噴涂的設(shè)備及工藝

　　氟碳涂料本身性能決定，噴涂設(shè)備必須保證有出色的霧化效果，保證噴涂層的均勻性，氟碳涂料中的金屬微粒的分布，直接影響涂層的外觀效果。涂層均勻，質(zhì)量優(yōu)秀的氟碳涂層具有金屬光澤，顏色鮮明、明顯的立體感。而使用不合適的噴涂設(shè)備的氟碳噴涂層，會(huì)產(chǎn)生顏色不均，表面有陰影或涂層不牢。大大影響了氟碳的裝飾效果，為了達(dá)到好的噴涂效果，均采用高壓靜電電氣噴槍。法國、美國、日本、德國等國生產(chǎn)出各種形式的各種牌號(hào)噴槍。各有特點(diǎn)。 氟碳噴涂工藝多采用多層噴涂 ，以充分發(fā)揮Kynar 500金屬漆的耐久性、耐候性的優(yōu)勢，從鋁材的前表面處理到各噴涂過程都需要嚴(yán)格控制質(zhì)量，最終產(chǎn)品必須達(dá)到美國建筑制造業(yè)協(xié)會(huì)AAMA-605.02.90標(biāo)準(zhǔn)。 氟碳噴涂工藝流程為： 前處理流程：鋁材的去油去污→水洗→堿洗(脫脂)→水洗→酸洗→水洗→鉻化→水洗→純水洗 噴涂流程：噴底漆→面漆→罩光漆→烘烤(180-250℃)→質(zhì)檢 多層噴涂工藝以三次噴涂(簡稱三噴)，噴底面漆、面漆及罩光漆和二次噴涂(底漆、面漆)。

　　1．前處理的目的：在鋁合金型材 、板材進(jìn)行噴涂前，工件表面要經(jīng)過去油去污及化學(xué)處理，以產(chǎn)生鉻化膜，增加涂層和金屬表面結(jié)合力和防氧化能力，有利于延長漆膜的使用年限。

　　2．底漆涂層：作為封閉底材的底漆涂層，其作用在于提高涂層抗?jié)B透能力，增強(qiáng)對(duì)底材的保護(hù)，穩(wěn)定金屬表面層，加強(qiáng)面漆與金屬表面的附著力，可以保證面漆涂層的顏色均勻性，漆層厚度一般為5-10微米。

　　3．面漆涂層：面漆涂層是噴涂層關(guān)鍵的一層 ，在于提供鋁材所需要的裝飾顏色，使鋁材外觀達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并且保護(hù)金屬表面不受外界環(huán)境大氣，酸雨，污染的侵蝕，防止紫外線穿透。大大增強(qiáng)抗老化能力，面漆涂層是噴涂中最厚的一層漆層，漆層厚度一般為23-30微米。

　　4．罩光漆涂層：罩光漆涂層也稱清漆涂層， 主要目的是更有效地增強(qiáng)漆層抗外界侵蝕能力，保護(hù)面漆涂層，增加面漆色彩的金屬光澤，外觀更加顏色鮮明，光彩奪目，涂層厚度一般為5-10微米。三噴涂層總厚度一般為40-60微米，特殊需要的可以加厚。

　　5．固化處理：三噴涂層一般需要二次固化，鋁材進(jìn)入固化爐處理，固化溫度一般在180℃-250℃之間，固化時(shí)間為15-25分鐘，不同氟碳涂料生產(chǎn)廠家 ，都會(huì)根據(jù)自己的涂料，提供最佳的溫度和時(shí)間。氯碳噴涂廠(鋦油廠)也有的根據(jù)自己經(jīng)驗(yàn)把三噴時(shí)的兩次固化改為一次固化。

　　6．質(zhì)量檢驗(yàn)：質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)按AAMA-605.02.90標(biāo)準(zhǔn)。嚴(yán)格的質(zhì)量檢查才能保證高質(zhì)量噴涂產(chǎn)品。

　　四、我國氟碳噴涂現(xiàn)狀

    隨著我國建筑業(yè)近幾年迅速的發(fā)展，幕墻業(yè)在我國的興起，鋁型材要求多種顏色，鋁材幕墻業(yè)的興起，尤其在認(rèn)識(shí)到鋁復(fù)合板不易用于高層建筑之后，我國單層鋁板及鋁型材的氟碳噴涂層的需要量比90年代前期有成倍的增長。原來最早僅在廣東有二家鋦油廠(即氟碳噴涂專業(yè)廠)從95年開始至今我國增加到30多家，也是一擁而上，有手工的也有自動(dòng)化的，規(guī)模有大有小，多建在沿海一帶。不僅建立了專業(yè)噴涂廠，而有個(gè)別鋁材廠和幕墻公司也投資建噴涂廠，仍保持企業(yè)小而全體系?，F(xiàn)僅有十多家正式投產(chǎn)，有明顯的質(zhì)量差異。 國內(nèi)新建的氟碳噴涂設(shè)備多為法國、美國、德國、日本設(shè)計(jì)，并引進(jìn)電腦軟件，引進(jìn)各種國家的不同類型靜電噴槍 。有懸掛式有半懸掛式 、懸掛式即鋁材的前處理和噴涂，固化過程，鋁材全部是懸掛起來，由電腦操作工件在吊裝上行走。清洗、多次噴涂、固化直到噴涂完畢出產(chǎn)品。這種全自動(dòng)線國內(nèi)不多，投資較大。另一種為鋁板的前處理在幾個(gè)槽液中處理(如鋁材陽極氧化的清洗槽)，鉻化也在槽液中進(jìn)行，然后再把鋁材懸掛起來，工件在吊架上行走，完成噴涂固化工序直到出產(chǎn)品?，F(xiàn)在國內(nèi)吊掛線從100米長到最長420米 。一般自動(dòng)氟碳噴涂多用于鋁板的表面噴涂，因鋁型材規(guī)定長度為6米，在一般自動(dòng)吊掛式六米長自動(dòng)帶懸轉(zhuǎn)及噴涂有困難，90年初期香港最早在廣東建立的第一專業(yè)鋦油公司在香港稱成功專業(yè)鋦油公司 ，最近又新建了全國最長的420米長全自動(dòng)吊掛氟碳噴涂線，氟碳噴涂設(shè)備采用法國生產(chǎn)的靜電設(shè)備。不僅可以噴各種規(guī)格、厚度的鋁板，而且還可以自動(dòng)噴涂六米長鋁型材，年噴涂面積60萬平米，也是現(xiàn)在國內(nèi)最大、最長，型材板材均自動(dòng)噴的一條噴涂線。 任何產(chǎn)品，制造產(chǎn)品的設(shè)備的先進(jìn)和落后，當(dāng)然是產(chǎn)品質(zhì)量重要因素，但往往把設(shè)備看的過重，好像只要設(shè)備好，就能生產(chǎn)出好產(chǎn)品，事實(shí)并非如此，技術(shù)軟件更為重要，沒有高水平的技術(shù)人員，熟練的工人，只有好設(shè)備也生產(chǎn)不出滿意的產(chǎn)品，正如一位駕駛技術(shù)不高的司機(jī)， 駕駛一輛奔馳轎車，同樣會(huì)出事故。氟碳噴涂的技術(shù)性極強(qiáng)，在國內(nèi)新上的噴涂線，正規(guī)的調(diào)試有2-3個(gè)月就可以了，但有的調(diào)試半年甚至更長時(shí)間調(diào)不好，這不就說明了技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的重要性。最近就發(fā)生過工程圖便宜，讓一家剛剛試車的噴涂廠噴近千平米鋁板，結(jié)果是：色差很大，膜厚不均，只有少部分可以使用，嚴(yán)重影響了幕墻的交工日期，奉勸用戶在選擇噴涂廠時(shí)，不僅要看設(shè)備先進(jìn)程度，也要重視技術(shù)人員條件和經(jīng)驗(yàn)，就是說也要重視軟件，不要只圖便宜。

　　總之：氟碳噴涂在我國是一種較新的產(chǎn)品，我們要逐步了解它認(rèn)識(shí)它，才能正確的使用它。

　　五、常見的氟涂料噴涂工藝 當(dāng)今涂裝界將氟涂料涂裝設(shè)備分為噴涂與滾涂兩種。粉末涂料可采用靜電噴涂、熱噴涂和流化床浸涂等方法涂覆，而液體涂料可采用噴涂和浸涂等方法。 將配制好的氟樹脂不粘性涂料裝入噴槍料斗內(nèi)，用凈化的壓縮空氣進(jìn)行噴涂。噴槍壓力為0.4～0.6MPa，噴涂距離為200～250mm。在噴涂過程中，一般一次噴涂厚度控制在0.01～0.02mm范圍內(nèi)，否則在高溫塑化過程中易出現(xiàn)龜裂和皺皮。將涂裝好的工件置于烘箱中干燥10～20min，再送到馬弗爐中塑化，塑化溫度為340～380℃，塑化時(shí)間為10～30min，塑化完的工件進(jìn)行熱處理。熱處理的目的在于降低涂層的結(jié)晶度，避免內(nèi)應(yīng)力引起的涂層脫落，從而提高涂層的韌性和附著力。