金屬幕墻用 氟碳涂層 的性能測定

    0、前 言       

    氟樹脂涂料主要應(yīng)用于建筑金屬幕墻, JG/T 133-20005建筑用鋁板、鋁型材氟碳涂層6、GB/T 17748-19995鋁塑復(fù)合板6等一系列標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，外墻板涂層應(yīng)采用70%(涂層樹脂中PVDF含量)或其他性能相當(dāng)?shù)姆�碳樹脂。隨著氟樹脂涂料行業(yè)的發(fā)展，交聯(lián)型氟樹脂涂料(FEVE)也開始在預(yù)輥涂鋁卷材中使用，且通過了標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)涂層性能的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。至今，只有氟碳樹脂涂料才能經(jīng)得起嚴(yán)酷氣候條件的考驗(yàn)，又不失其本色，還能抗大氣污染、不沾油塵，具有優(yōu)異的抗退色性、抗起霜性、抗侵蝕(如酸雨等)性、抗紫外光能力、抗裂性，是常規(guī)涂料所不能達(dá)到的。在日常檢驗(yàn)工作中，發(fā)現(xiàn)金屬幕墻裝飾氟碳涂層經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些有別于其他涂層(如聚酯、丙烯酸)的特殊問題，對(duì)此進(jìn)行了探討。

    1、涂層樹脂體系的定性

    目前，市場上對(duì)于涂裝產(chǎn)品涂層體系的定性檢測頗為迫切，通過傅立葉變換紅外(FT-IR)光譜儀(Ther-moNicoletNexus 670，美國)可以對(duì)獲得的PVDF體系、FEVE體系、聚酯體系和聚丙烯酸酯體系的涂料進(jìn)行定性測試和鑒定,獲標(biāo)準(zhǔn)紅外譜，以此與樣品的紅外譜圖比較，即可定性判定涂層樹脂體系[1]。

    2、涂層樹脂中的PVDF含量

    在建筑領(lǐng)域，PVDF在涂料樹脂中的含量必須等于或高于70%，才能確保氟碳涂層的質(zhì)量及建筑物的長久美觀。HG/T 3793 -20055氟樹脂涂料6提供了PVDF樹脂含量的檢測方法，利用PVDF樹脂、丙烯酸樹脂和顏料的溶解性不同，選用合適的溶劑體可將它們彼此分離。其中色料完全不溶于有機(jī)溶劑，PVDF樹脂僅溶于N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等溶劑。聚丙烯酸脂除溶于聚偏氟乙烯的溶劑外，還溶于其他普通有機(jī)溶劑。通過不同的溶劑進(jìn)行離心分離、干燥稱重的方式可進(jìn)行測定。但使用不溶性熱固型丙烯酸脂和有機(jī)色料會(huì)造成誤差，尤其是對(duì)于涂裝的產(chǎn)品，涂層往往只能獲得少許，一般不超過50mg，按傳統(tǒng)方法操作的誤差較大。蘇威蘇萊克斯(hylar5000) 作為世界上主要的PVDF原料供應(yīng)商，對(duì)此進(jìn)行了深入研究，從理論上提出了PVDF含量微量測定法[2]，原理是利用相容性結(jié)晶聚合物含量與熔點(diǎn)下降的關(guān)系的角度進(jìn)行測試。

    一般來說，結(jié)晶物的熔點(diǎn)因可溶物含量而下降，PVDF與丙烯酸樹脂就是一相容體系。利用體系熔點(diǎn)相對(duì)純的PVDF熔點(diǎn)下降程度與PVDF含量的關(guān)系，便可對(duì)不同濃度的涂層進(jìn)行DSC測試，確定其熔點(diǎn)，最后以PVDF含量為橫坐標(biāo)，以熔點(diǎn)下降度數(shù)為縱坐標(biāo)，繪制工作曲線。最后，通過測定樣品的熔點(diǎn)便可得出PVDF含量。

    利用DSC(TAQ100，美國)對(duì)此方法的可靠性進(jìn)行了大量的驗(yàn)證試驗(yàn)，在保證測試數(shù)據(jù)重復(fù)性與復(fù)現(xiàn)性的前提下，繪制出了PVDF含量-熔點(diǎn)下降度數(shù)的工作曲線，見圖1。

    3、涂層隨角異色現(xiàn)象

    涂層在光線照射下，隨觀察角度的變化或光源照射角度變化，顏色和光澤隨之變化。

    具有金屬質(zhì)感的金屬閃光漆在金屬幕墻中使用廣泛。當(dāng)涂料中鋁粉片或金紅石氧化鈦、珠光粉平行于底材時(shí)，在入射光的法線方向顏色發(fā)暗；在反射角方向顏色明亮。這是由于平行排列的鋁粉片或其他反射性填料像一個(gè)個(gè)小鏡子將光線反射出去而造成的[3]。這種隨角異色的現(xiàn)象需控制在一定范圍內(nèi)，即a*、b*值在色度坐標(biāo)系中的一個(gè)象限內(nèi)均勻變化，就可以產(chǎn)生較好的金屬質(zhì)感的效果。如果色漿或施工工藝的問題造成隨角異色現(xiàn)象太大，即a*、b* 值在色度坐標(biāo)系中的出現(xiàn)跨越象限的突變，則往往會(huì)造成色差問題。

    采用X-Rite Ma86 Ⅱ五角度分光光度計(jì)(光源D65P10°) 測定涂層在15°, 25°, 45°, 75°, 110° 等5個(gè)不同角度的CIE L*、a*、b*，值，結(jié)果。見表1。

    從測定結(jié)果可以看出，兩者的L*值都隨著角度的增加而逐漸減小，但色板的a*、b*值隨著角度的增加而逐漸增加，產(chǎn)品的a*值出現(xiàn)了明顯的不規(guī)則變化。圖2為兩者的a*、b*值在色度坐標(biāo)系中的變化。

    從圖2中可以明顯看出，色板的a*、b*值在色度坐標(biāo)系中的一個(gè)象限內(nèi)均勻變化，而產(chǎn)品的a*b*值在色度坐標(biāo)系中的出現(xiàn)跨越象限的突變，即在-a(綠)-a(紅)的變化中有明顯變綠的數(shù)據(jù)特征。

    4、結(jié) 語

    (1)利用FT-IR可以對(duì)金屬幕墻氟碳涂層的樹脂體系進(jìn)行準(zhǔn)確快速的定性判定。

    (2)對(duì)于熱熔型氟碳涂層中PVDF含量的測定，傳統(tǒng)的溶解分離稱重法不適用于已涂裝的涂層，利用DSC熱分析法可以實(shí)現(xiàn)微量快速鑒定。

    (3)可以利用多角度分光光度計(jì)對(duì)影響裝飾效果的涂層隨角異色現(xiàn)象進(jìn)行儀器鑒定，為此類糾紛提供參考依據(jù)。

[參考文獻(xiàn)]

[ 1 ]  建筑裝飾用氟碳涂層定性分析方法[J]· 涂料工業(yè)］2008(2)： 66~68.

[ 2 ]  聚偏氟乙烯涂層的快速微量鑒定法[A] · 第五屆氟樹脂及氟涂料技術(shù)研討會(huì)論文集[C] · 青島:涂料工業(yè)出版社， 2004.

[ 3 ] 金屬閃光漆的施工應(yīng)用[ J] · 上海涂料， 2003(3) : 27.