摘要：在我国经济发展从量向质转型，国家对建筑材料生产过程中环保要求日趋严格的背景下，建筑金属幕墙涂层材料及工艺也从常规材料工艺向新材料绿色环保工艺方向发展。在生产过程中尽量减少环境污染影响。新的绿色环保生产工艺及材料已成为这一背景下的关键环节。本文首先介绍了铝单板涂层常规氟碳喷涂工艺，到粉末喷涂工艺及新材料的发展。在此新工艺新材料基础上以科技创新为切入点，分析了环保绿色新工艺方法。最终该新材料涂层通过常州中海油化工研究院国家涂料质量监督检验中心各项指标严格检测，结果证明涂层耐久性完全满足国家化工行业标准。该材料及生产工艺促进我国建筑材料绿色环保要求，助力保护环境工作更好地发展。
关键词：建筑金属幕墙；粉末氟碳树脂；绿色环保、耐久性
一、金属幕墙涂层氟碳喷涂和粉末喷涂工艺对比
1 涂层材料种类：
我国目前用在金属幕墙表面涂层材料种类有：醇酸树脂类、聚氨脂类、含氟树脂类即氟碳漆，氟碳树脂按阶数分为一阶氟到四阶氟，其中二阶氟树脂应用最为广泛，中文名为：聚偏二氟乙烯树脂，英文简称：PVDF树脂，分子式：（CH2CF2）n。阶数越高分子结构越稳定，产品价格也越高。
2 氟碳材料的发展历史：
材料由醇酸树脂类向聚氨脂类再向含氟聚脂树脂类即氟碳漆。氟碳树脂漆层由360~380度超高温洪烤固化的聚四氟乙烯PTFE（即俗称的特富隆），到180~230度高温洪烤固化的聚偏二氟乙烯树脂（PVDF），到常温固化的氟烯烃-乙烯基醚共聚物FEVE树脂，再到尚未广泛应用的低污染的水溶性氟碳树脂的发展，以及各种氟树脂的简要不同。氟元素对氟碳漆耐久性的关键作用，氟含量越高越具耐久性；氟元素在上述各含氟树脂中含量各有不同，但在各自高分子链中均属构成元素之一。
3 涂层工艺：
一种是氟碳喷涂工艺俗称三涂二烤，采用液体氟碳涂料。一般需要二次固化，也有根据涂料特性优化一次固化。铝单板在加工制作好以后经过去油、去污、酸洗、清洗（PH值7）、铬化、烘干等工序，上线喷涂底漆（流平）、面漆（流平）、罩光漆（流平）、烘烤（温度为180~230）固化。由于这种工艺中含有液态溶剂在工艺流程上会有有害气体挥发对大气环境有一定的影响，生产线上需要增加有害气体处理设备。
另一种是静电粉末喷装技术是一项环保的技术，采用粉末氟碳涂料。它能够在喷粉固化环节中让铝板内原有游离甲醛完全挥发，能做到成品甲醛未检出，零VOC。同时粉末涂料循环回收使用浪费极少，并改善传统生产环境，实现无污染无浪费的清洁生产。对大气和涂装工人都是极大的环境改善。
4 两种氟碳树脂成分的检测难点：
分析了液态和粉末两种涂装工艺的相同点和差异点，液态氟碳树脂主体是PVDF，加上配色颜料，还有固化剂、溶剂、助剂。HG/T3793-2005《热熔型氟树脂（PVDF）涂料》检验方法是应用于液态氟树脂涂料的情况下，根据该标准要求PVDF树脂的含量≥70%，该树脂含量高低直接影响涂层的抗老化性能。而氟碳粉末则不含助剂溶剂为粉末状固体。但目前尚无国家检测标准检测粉末涂料中PVDF树脂的含量。也无法通过液态方法检测固态物质（粉末）中某元素或某物质的准确含量，只能通过光谱分析其元素组成，而不能测定材料含量成份结构。
二、通过实际案例证明粉末氟碳树脂各项检测指标性能及耐久性
1 工程基本情况介绍：
某建筑工程位于东海之滨金属幕墙使用环境为高盐高湿高热，对铝单板涂层提出了很高的耐久性要求。该项目铝单板涂层使用的材料为粉末氟碳树脂。生产厂家为广东省中山市凯德美氟碳新材料有限公司，种类为：氟碳粉，编号为：PVDF-44737A，生产工艺为粉末高压静电喷涂工艺。
2 常规性能指标检测：
通过对铝单板成品送样检测，分别送到两家不同的检测单位。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一家为宁波市产品质量监督检验研究院，另一家为常州中海油化工研究院国家涂料质量监督检验中心。对常规检测项目进行检测，主要检测内容有涂层膜厚度、附着力、耐化学性、耐砂浆性、耐溶剂性、耐冲击性、铅笔硬度等指标。两家单位检测结果均符合HG/T3793-2005《热熔型氟树脂（PVDF）涂料》检验标准，漆膜厚度符合设计标准。
3 4000小时耐湿热、耐盐雾、耐人工气候老化性检测。
送检底板为铝合金样板46块，以上三项检测时间长要求高，是检验粉末氟碳树脂材料耐久性的试金石。
（1）耐人工气候老化性检测设备型号为：进口ATLAS CI5000，检测标准为GB/T1865-1997（色漆和清漆 人工气候老化和人工辐射暴露），ISO11341。检测原理为：光源是滤过的氙灯，模拟户外太阳光。光谱是保留波长340纳米以上的光谱比较全。理论上板面接收到的辐照度比纯紫外的辐照度要多。试验时间为2个小时为一个阶段，其中18分钟为降雨（保留光照）。每100小时停机一次，按检测标准600小时检测一次变色、失光、粉化等指标，4000小时循环往复。
检测结果：变色技术指标：≤2级。实测指标为：600h-3600h，漆膜无变色，色差值0.6-1.4，变色等级为零级。3900h-4000h，变色有一个突变，漆膜有了很轻微的变色，色差值1.9-2.0，变色等级为壹级。失光技术指标：≤2级。实测指标为：600h-2700h，漆膜很轻微失光，失光率5%-11%，失光等级为壹级。3000h-4000h，失光有一个突变，漆膜轻微失光。失光率16%-21%，失光等级为贰级。粉化技术指标：≤2级。实测指标：600 h-4000h漆膜无粉化，粉化等级零级。其它情况：漆膜未出现起泡、脱落、开裂现象。
（2）耐盐雾性：检测设备型号为：进口ASTM B117-03，评级方法为：ASTM D1654-2008经受腐蚀环境的已涂装试样评价的标准试验方法。7级为距划线处有代表性的平均（锈蚀）蔓延高于1.0-2.0毫米，10级为0毫米。检测原理：在实验箱内温度为35℃±2℃。5%浓度氯化钠溶液通过压力喷射，从高压到低压进行雾化充满整个箱体，沉降在样板表面对样板进行腐蚀，考察样板漆膜的防腐蚀性能。
技术指标：划线处破坏≥7级，未划线处≥8级。实测指标为：120h-4000h，漆膜划线处无单项锈蚀，评定为10级。漆膜未划线区无变化，评定为10级。
（3）耐湿热性：检测设备型号为：恒温恒湿试验箱，生产厂家：上海简户仪器设备有限公司，检验方法：GB/T 1740-1979，P评级方法：ASTM D714-02（2009），《涂料起泡程度评价的标准试验方法》。起泡大小NO8：表示肉眼容易看见的最小的泡。检测原理：在高温高湿情况下会产生破坏现象，如起泡。
技术指标：起泡程度不超过图4 中“少量”，起泡大小“NO8”。实测指标为：48h-4000h，漆膜起泡NO10：表示无起泡。
耐久性结论：三项指标均为合格，符合HG/T3793-2005《热熔型氟树脂（PVDF）涂料》检验标准，实验证明粉末型氟碳树脂性能符合热熔型氟碳树脂各项检测指标。
4 其它研究机构的行业研究成果：
4000小时耐湿热、耐盐雾、耐人工气候老化性的检测，每200小时试验所受辐射量相当于户外太阳光辐射量1年时间，4000小时的试验时间相当于户外约20年的时间。
三、结论
因此可以得出初步结论本次工程所用的氟碳树脂材料的抗老化性能可以达到20年左右时间符合国家行业标准。
参考文献：
【1】美国材料试验学会标准 ASTM B117-11；ASTM D1654-2008
【2】HG/T3793-2005《热熔型氟树脂（PVDF）涂料》检验标准
【3】GB/T1766-2008《色漆和清漆 涂层老化的评级方法》
论文作者:焦钧
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/8/15
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