高速辊涂线用新型快干型PVDF氟碳涂料

适用于高速固化的预涂卷材用PVDF氟碳涂料的研究一、 国内卷材用涂料的发展现状预涂金属卷材最早使用醇酸树脂涂料，但性能欠佳，难于满足施工和使用要求，不久就被氨基醇酸树脂代替。20世纪60年代转向塑溶胶、聚酯树脂涂料及丙烯酸涂料，60年代中期开发了有机硅改性聚酯和有机硅改性丙烯酸涂料，高性能的含氟树脂涂料在60年代末被用到预涂金属卷材中。氟涂料作为户外超耐久涂料而逐渐得到人们的重视和肯定。氟碳涂料的品种也在逐渐的增加和丰富，除PVDF类以外，还有日本三菱铝塑板用的热固性氟碳涂料以及美国PPG公司的Megaflon系列热固性氟碳涂料。我国卷材涂料生产起源于20世纪80年代，当时化工部组织力量自行研制；1987年上海振华造漆厂引进美国Parker公司的预处理技术及RelanceUniversal公司的系列卷材涂料。表1各类卷材用树脂涂料的性能评价（数字越大，性能越佳）树脂类型环氧饱和聚酯丙烯酸有机硅改性聚酯PVDF聚氯乙烯塑溶胶聚氨酯聚氨酯一聚酰胺最大干膜厚/以m1520〜25202020〜252004050硬度43443234韧性13224544耐磨性2333〜43〜43〜434附着性42223344抗水解43334344耐化学53344244耐候性12335333耐腐蚀54422433国内卷材涂料企业近几年得到长足的进步，但它们大多只生产普遍用途的，对于具超耐候性、自清洁、防涂鸦、高装饰性的几乎没有涉及。国内高档彩涂也全靠进口，主要原因就是高档彩涂的生产应用没有跟上。目前国内预涂卷材生产线已超过170条，2003年我国彩板产量145万吨，使用卷材涂料5-6万吨，但目前相当一部分彩板需要进口，彩板生产落后于市场需求，特别是一些质量要求高的彩板，如机场所用防尘、防污染的彩涂板等品种全部依赖进口。目前卷材涂料向环保与功能性发展。为了适应建筑业的发展和环保要求，我国正在开发环保型和功能性更强的卷材涂料。一是开发自清洁彩板涂料，二是开发功能性卷材涂料，三是要开发可快速烘干固化涂料体系。为提高生产效率，市场要求能达到运行速度180米/分钟以上，在保证性能和外观的情况下，固化时间18-20秒。二、国内外PVDF卷材涂料的进展和现状PVDF涂料在国外从1960年代开始广泛商业性应用，代表品种是阿托菲那公司（现在的Arkema）的Kynar500。80年代中期，美国Ausimont（现SolvaySolexis）获得生产成为该技术的第二家主要供应商，商品名Hylar5000。PVDF涂料已证明具有30年以上的保护寿命，主要用于工厂加工，用于铝塑板卷材辊涂涂装和铝挤出型材及板材喷涂涂装。由于PVDF涂料的成膜性能较差，所以往往加入丙烯酸树脂（一般是热塑性丙烯酸树脂），丙烯酸树脂的加入量须低于30%才能达到高达25年以上的耐候性，热熔型氟涂料需要高温涂装（200〜300。0,对颜料的润湿性差，光泽低（25〜50），色彩单调往往是浅色调，因而限制了其应用范围。典型的基于KYNAR500氟涂料的基本成份：KYNAR500树脂（20—25%）至少占70%树脂重量比；至少占40%总固量重量比；丙烯酸树脂（8—11%）；颜料（12—16%）。KYNAR500®树脂的化学成分为聚偏二氟乙烯，埃尔夫阿托化学公司对其PVDF产品的注册商标。埃尔夫阿托化学公司并不生产KYNAR500®涂料，而是把KYNAR500®树脂提供给其认证的油漆生产商。被认证的油漆生产商必须达到一系列认证要求。而且必须保证以KYNAR500®命名的涂料，至少含有70%的KYNAR500®树脂重量比。如果KYNAR®树脂含量低于70%，不允许使用KYNAR500®涂料的名称。KYNAR500®涂料必须通过高温烘烤由工厂加工涂覆于铝制品，涂锌钢材或涂铝钢材上。涂装工厂必须取得涂料生产商的认证，按涂料生产商的要求加工涂覆，涂层必须达到或超过美国建筑制造协会AAMA605.2标准或美国建筑喷涂协会ASCA96标准，并具有涂料生产商关于含有70%以上的埃尔夫阿托化学公司提供的KYNAR500®树脂的认证说明。目前国外采用PVDF涂料公司有PPG、Valspar（丽利）、BASF、Akzo-Nobel等公司，主要用于铝卷材以及铝塑板的卷材涂装。国内从事辊涂铝挤出型材及板材涂料生产的厂家较多，但大多数为国外的技术，或者基料树脂采用进口氟树脂，再自行配漆，按所用树脂类型也可以区分为二种类型，一类是进口PVDF树脂，另一类是国产PVDF树脂。PVDF氟树脂生产厂商有Atofina的Kynar500、SolvaySolexis的Hylar5000和三爱富的FR921。对于前两家企业，氟碳涂料制造商需获得这两家公司的质量许可才能生产PVDF氟涂料，涂装厂也需获得涂料制造商所需的生产许可才能从事PVDF氟碳涂装，即所谓的“授权制”。目前国内获得PVDF氟碳涂料许可证的厂家以国际大公司为主包括美国的PPG、Valspar、韩国KCC、荷兰Akzo-Nobel、瑞典的Becker、日本立邦，合资公司包括深圳华阳化工有限公司，国内公司有上海振华造漆厂，这些厂家的产品均按照树脂生产厂家要求生产，技术均可达到美国AAMA2605的标准。当然，也存在较少单位以国产PVDF树脂来生产PVDF氟涂料的生产单位，如我们公司，其中最早的PVDF氟碳涂装项目是上海虹桥机场候机楼，距今已有十多年，至今仍亮丽如新。表2PVDF氟碳涂料代表产品技术和公司树脂类型/氟涂料类型代表产品 生产公司PVDF/丙烯酸涂料 Duranar（三涂色漆） PPGPVDF/丙烯酸涂料DuranarXL（四涂金属漆）PPGPVDF/丙烯酸涂料FluroponClassicII（一涂珠光）ValsparPVDF/丙烯酸涂料FluroponPremiere（三涂色漆）ValsparPVDF/丙烯酸涂料FluroceramBASFPVDF/丙烯酸涂料SprayTrinarAKZOPVDF/丙烯酸涂料FC-HA500（一涂，三涂）上海衡峰二、 高速辊涂线用新型快干型PVDF氟碳涂料FC-HB500的开发我司在1991后开始氟碳涂料研究和应用，早期就从事PVDF类型氟碳工业涂料的研究，但随着国外大PVDF涂料厂商进入中国，其原材料采购、资金及授权制带来的一系列优势，导致我司PVDF涂料市场逐渐萎缩，从1998年我司的主要产品转到常温固化氟碳涂料FEVE。针对目前市场上对于快速烘干固化涂料（如宝钢180m/min的高速线）的市场需求，最近某外资企业开发成功了可快速固化的PVDF氟碳涂料，获得了市场的好评。目前，我公司经过一年多的开发，也已经开发出完全超越传统PVDF涂料的新型快干型卷材用氟碳涂料FC-HB500，其基本性能和实验方法列在下表3〜5。从FEVE氟碳涂料、传统PVDF氟碳涂料和新型PVDF氟碳涂料FC-HB500的基本性能对比来看，都能满足目前市场对于涂层铝板、涂层钢板的性能要求，但新型PVDF氟碳涂料FC-HB500既有传统PVDF氟碳涂料的柔韧性好（0T）和获高耐溶剂性（MEK大于200），又有新型FEVE氟碳涂料的高硬度，而且在烘烤条件上实现了突破一烘烤温度在220°C30s左右，就可以得极其优异的性能，能为涂装厂节省大量烘烤费用，大大拓展了PVDF类型氟碳涂料的应用范围和适用性，我们相信快干型HB-500型氟碳涂料必将获得广大客户的欢迎！

表3FC-HB500在不同温度范围的涂层性能项目FC-HB500涂装工艺两涂两烘两涂两烘三涂三烘烘烤条件底漆220°C90s面漆90s底漆220C90s面漆90s底漆220C90s面漆220C200 220 240 260200220 24026090s清漆90s200220 240260颜色白色金属色金属色涂厚度(口m)25 25.425.2 25.325.125 25.2 2535 35 35 35光泽(60°)40 40 40 4028 28 28 2828 28 28 28铅笔硬度H HH HH HH HH HH H层T弯112 20 1120 0 11耐溶剂(MEK)/>300>300>300>300>300>300>300>300>300>300>300>300次性耐沸水(2h)无变化无变化无变化耐酸性无变化无变化无变化(5%HCI48h)耐酸性无变化无变化无变化能(5%NaOH48h)耐冲击性不脱漆.无裂痕不脱漆.无裂痕不脱漆.无裂痕(50kg.cm)表4FC-HB500在卷钢上的涂层性能项目FC-HB500涂装工艺两涂两烘两涂两烘三涂三烘烘烤条件底漆220C20s面漆300C30s底漆220C20s面漆300C30s底漆220C20s面漆220C20s清漆300C30s涂颜色白色金属色金属色厚度(口m)25.32535光泽(60°)402828层铅笔硬度HHHT弯222性耐溶剂(MEK)/次>200>200>200>200>200>200>200>200>200耐沸水(2h)无变化无变化无变化耐酸性(5%HCI48h)无变化无变化无变化能耐酸性(5%NaOH48h)无变化无变化无变化耐冲击性(50kg.cm)不脱漆.无裂痕不脱漆.无裂痕不脱漆.无裂痕表5FC-S300B和FC-HB500涂层项目FC-S300BFC-H涂装工艺两涂两烘两涂两烘两涂两烘两涂P烘烤条件(底漆200°C90s，面漆241°C)30s 60s 90s120s底漆200C90s，面漆241C)30s 60s 90s120s底漆220C90s面漆241C30s 60s 90s120s底漆220C9030s 60s涂层性能颜色白色金属色白色金属厚度（”m）25 25 25.1 25.325.125.425.2 25.325 25.425.2 25.325.125光泽（60°）79 78 79 7980 80 80 8040 40 40 4028 28铅笔硬度2H2H2H