寶鋼彩涂鋼板的選擇主要是對鋼種、厚度、鍍層及涂層的選擇。建筑師、工程業(yè)主及加工方考慮的是建筑物的安全性能(耐沖擊、抗震、防火、抗風壓、抗雪)、居住性能(防水、隔音、隔熱)、耐久性能(耐污染、耐久、外觀保持性)、經濟性(成本低、易加工、易維護、易更換)等。對彩涂鋼板供應廠商來說,這些性能是需要鋼廠提供保證并轉化成彩涂鋼板性能的。轉化成彩涂鋼板的性能要求主要有材料的力學性能(抗拉強度、屈服強度、延伸率)、鍍層性能(鍍層種類、鍍層厚度和鍍層附著力)和涂層性能(涂料品種、顏色、光澤、耐久性能、加工性等)。其中抗風、抗沖擊、抗雪、抗震等都和材料的力學性能有關,當然也和彩色壓型鋼板的波形、鋼板的厚度、跨度、檁距有關,如果選擇合適的彩涂鋼板再配合適當?shù)膲盒弯摪逶O計,既能滿足建筑物的安全系數(shù)又能降低工程造價。而材料的耐久性、加工性能及外觀保持性則大部分由涂層和鍍層的耐久性決定。

下面就寶鋼多年的使用和研究經驗對彩涂鋼板的選擇作一個簡要的推薦和介紹:

■環(huán)境對彩涂鋼板應用的影響
自然環(huán)境的影響(不同地區(qū))
不同地區(qū)寶鋼彩涂鋼板的選擇主要考慮的是當?shù)氐娘L雪載荷以及腐蝕環(huán)境。風雪載荷主要是考慮建筑物的安全系數(shù),這盡管和彩涂鋼板的力學性能有關,但更多的和壓型鋼板的板型、厚度以及板與板之間的連接有關(關于鋼板材料的推薦在發(fā)展趨勢中描述)。而定量描述一個地區(qū)的腐蝕環(huán)境相對困難,影響彩涂鋼板的腐蝕因素有很多。不同地區(qū)的腐蝕環(huán)境影響因素溫度:溫度高涂層軟化,腐蝕介質容易沾附,容易滲透到基板,高溫下水中含氧量會提高,在一定溫度下腐蝕速度加快濕度:切口、加工損壞處的基板腐蝕屬于電化學腐蝕,濕度低不容易形成腐蝕電池(即電化學回路晝夜溫差:溫差大容易結露,在裸露的金屬上面形成電腐蝕的條件。另外,溫差大也導致涂層冷熱變形頻繁,會加速涂層老化疏松,外界腐蝕介質容易滲透到基板。日照時間和日照強度:太陽光是電磁波,根據能量及頻率的高低分為y射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線、微波和無線電波。微波和無線電波具有低能量并不和物質互作用。紅外線也屬低能量光音,它只能拉伸或彎曲物質的化學鍵,而不能使之斷裂。可見光賦予萬物豐室的色彩。UV紫外光譜屬高頻射線,它有比低能光諧更大的破壞力。如我們知道的皮膚黑斑和皮膚癌是由于太陽紫外線造成的。同樣,UV也能破壞物質的化學鍵,使其斷裂。這取決于UV的波長和物質的化學鍵強度。X射線有穿透作用,y射線能使物質化學鍵斷裂并產生游離的帶電離子,這些對有機物都是致命的,幸虧太陽光中這些射線很少。因此,從上面看出,日照時間和強度影響涂層結構穩(wěn)定性,尤其是紫外線強烈的地區(qū)。降雨量和降雨的酸度:降雨酸度大肯定對耐腐蝕是不利的,但陷雨量則有雙重作用,對墻面板及坡度大的屋面板,降雨有清潔鋼板表面、沖走表面腐蝕產物的作用,但對于低坡度的屋面板以及排水不暢的部位,降雨量大則容易引起腐蝕加劇。風向和風速:其作用和水類似,而且往往相伴而來,它對于材料的連接部位是一個考驗,因為風會導致連接部位松動,雨水會滲透到建筑物的內部。腐蝕性沉降物:如氯高子、二氧化硫等對腐蝕均有加速作用,這些沉降物多發(fā)生在海邊、工業(yè)污染比較嚴重的區(qū)域(如發(fā)電廠、冶煉廠等)。

寶鋼彩涂鋼板抗腐蝕影響的要素
它們分別為涂料種類、涂料厚度、涂料供應商、鍍層種類、鍍層厚度、預處理種類、鋼板厚度,這些對抗腐蝕影響的要素在后面章節(jié)中描述。
施工設計對腐蝕的影響
安裝或加工質量:它主要體現(xiàn)在加工時涂層是否損壞,是否在低溫下涂層脆性時加工,安裝時拖動鋼板導致?lián)p傷,安裝時結構焊接鐵屑掉落在涂層上,施工完畢不對屋面板進行清掃等,這樣都會引起材料的腐蝕

連接方式:連接方式一般有搭接、咬邊和扣壓等種類。緊固件材料選擇要求其耐蝕性優(yōu)于彩涂鋼板,否則根據大陰極小陽極原理,接口處很快腐蝕并爛穿。其次,密封膠的質量也要保證,因為密封膠也是有機高分子材料,長期使用也會老化,影響密封性能,導致緊固件和鋼板構成腐蝕回路。另外,接縫也不是越緊越好(當然做到**密封是好的},實際上做不到,留下縫隙寬度大于0.5mm好,這樣可以防止毛細現(xiàn)象,當然,如果有風作用的情況,毛細現(xiàn)象就更嚴重。建筑物的朝向和坡度:朝向和坡度影響日照時間,從而影響涂層的耐久性。而坡度還影響到腐蝕介質或灰塵在鋼板上的沉結時間。
國外發(fā)達國家(如美國和瑞典)都將國內腐蝕環(huán)境進行大致的分類,并作為建筑設計、汽車使用、涂料使用的依據或規(guī)范。這里指的主要是金屬的腐蝕,對涂層的腐蝕(粉化和褪色}主要由光照起作用,輔之以溫度、濕度和腐蝕介質的作用。因此,評價彩涂鋼板還需要考慮日照時間及日照強度等因素。所以,專為寶鋼彩涂鋼板所劃分的腐蝕環(huán)境就相當復雜,目前國外也沒有相應的劃分方法,只是將彩涂板在幾種典型的氣候條件下進行暴曬試驗,并用相關結果引導用戶,如歐洲卷鋼涂層協(xié)會(ECCA)就選擇了高紫外線的 Lisboa(菊萄牙)、工業(yè)海洋氣候的 Hoek van(荷蘭)、海洋氣候的 Hendaye(法國)和工業(yè)氣候的 Geleen德國〕作為暴曬試驗場。美國則一如往地在高溫、高濕、陽光之都兩面環(huán)海的佛羅里達州南部進行暴曬試驗這也是目前彩涂行業(yè)認可的苛刻的暴曬試驗場。為了試驗寶鋼彩涂在國內不同場所的使用情況,寶鋼自90年就開始進行彩涂產品的暴曬試驗,分別在海南(中國的佛羅里達)、廣州、膏島、上海、重慶、哈爾濱、包頭、成都北京、舟山等進行過掛片暴曬。目前寶鋼仍在進行這項工作從上面這么多對彩涂鋼板腐蝕因素的分析,以及我們用戶使用情況反饋和暴曬試驗結果分析,我們對不同地區(qū)的使用建議如下在紫外線強烈的高原(西南和西北)和低緯度地區(qū)(廣東及以南地區(qū))考慮彩涂鋼板應該選擇耐久性優(yōu)越的涂層(PVDF涂層、HDP涂層、SMP涂層等),在高溫高濕地區(qū)(南方沿海大部分地方}涂層及鍍層都要選擇耐腐蝕優(yōu)越的材料,鍍層厚度和涂層厚度至少要達到國家標準要求。在海邊使用彩涂鋼板,需要厚涂層的彩涂鋼板或者涂層相對致密的涂料品種,因為海水中的氯高子滲透能力很強,它能透過薄涂層或者不致密的涂層直接腐蝕基體鍍層,當然,基板必須是鍍鏟或鍍鋁鋅材料。在海水能濺到的地方,不建議采用彩涂鋼板在工業(yè)性環(huán)境中,對彩涂的影響主要是酸雨,這區(qū)域集中在湖南、重慶、江西等一帶,建議采用鍍鋁鋅基板的彩涂,彩涂層還是要求厚而致密。在其他不屬于上述地區(qū),用彩涂鋼板的選擇余地就比較大,只要符合彩涂國家標準就可以了。
使用環(huán)境的影響(不同行業(yè))
不同行業(yè)對彩涂鋼板的使用分兩方面來分析,其一就是彩涂鋼板的外板,正常情況下就按不同地區(qū)選擇就行了,但也要考慮小環(huán)境的影響,即是否在附近有腐蝕介質落到廠房圍護結構上,如燒鍋爐排放的氣體、二氧化硫灰坐等這在設計時應該考慮煙囪的高度和當?shù)氐闹饕�風向等。另外,還有就是廠房密封性如何,也有可能廠房內高溫高濕帶腐蝕性的氣體冒出來在室外遇冷空氣從而在彩涂鋼板上結落,這種現(xiàn)象要避免,它會加速局部腐蝕的產生;其二是考慮彩涂鋼板的內板(雙層復合鋼板}或背面漆(單層板)。這里要說明的就是相對來說屋面內板比墻面內板更容易腐蝕,如果工人能在該環(huán)境下工作,使用彩涂鋼板是可以的。但室內環(huán)境的好壞或環(huán)保裝置的投入會直接影響到彩涂鋼板的使用壽命,在幾年前寶鋼有兩個終用戶都在廣西,都是生產電解鋁,但其彩涂鋼板的使用壽命相差很遠,一家投產一年彩涂鋼板已經爛穿,另一家現(xiàn)在6年多了還在使用。

有色金屬冶煉廠(銅、鏵、鋁、鉛等)是挑戰(zhàn)彩涂鋼板使用年艱的。但是合理的選擇材料、設計、以及環(huán)保投入等能保證或提高彩涂鋼板的使用壽命。10年進行更換或維護是應該能做到的(蘭州鋁業(yè)2001年使用寶鋼碳鋼板鋼鐵廠(寶鋼1420冷軋廠房,1997年建設)、發(fā)電廠等也會產生腐蝕性的介質,但彩涂鋼板都有長時間使用的經驗(上海外高橋電廠1993年使用)。
機械制造業(yè)(汽車、汽輪機、機床等)基本上不會對彩涂腐蝕帶來負面影響,但要注意這些行業(yè)可能有熱處理爐、鍋爐等也會影響到局部環(huán)境,處理不好會帶來彩涂鋼板的腐蝕,尤其在加工損傷處或切邊處。
倉儲物流這個行業(yè)發(fā)展較快,使用輕鋼也多,本房不對彩涂板產生腐蝕,它對彩涂鋼板的選擇主要考慮大環(huán)境的影響,一般這樣的工程都集中在工業(yè)發(fā)達及交通繁忙的地方,也就是工業(yè)環(huán)境以及沿海地區(qū)公用及民用建筑美觀、經久耐用是彩涂鋼板首要考慮的因素。因此,涂層抗變色、抗粉化以及涂層表面完整細膩就相當重要。公用及民用建筑關注的人多,且近距離,因此,涂料選擇一般采用PVDF或HDP,并且多選擇淺顏色。

材料的選擇
寶鋼彩鋼板涂層
對涂層的選擇要考慮的要素很多,它主要包括涂層種類涂層厚度、涂層顏色和涂層光澤度。另外,有時侯還要考慮涂層的底漆和背面涂層的要求。
涂料品種
目前用于彩色涂層鋼板的涂料種類有聚酯涂層(PE)、氮碳涂層(PVDF)、高耐侯涂層(HDP)、硅改性涂層SMP)等。

寶鋼聚酯彩鋼板
olyester
PE涂料對于材質有良好的附著性,彩涂鋼板易于加工成型,價廉且產品多,顏色和光澤的選擇余地大。在一般環(huán)境直接曝露下,其防蝕年艱可長達7-8年,但于工業(yè)環(huán)境或污染嚴重的地區(qū),其使月壽命會相對降低,且聚酯涂料對耐紫外光性與涂膜耐粉化性,并不理想,因此PE涂料的使用仍受到若千限制,一般用在空氣污染不嚴重的地區(qū)或需多次成型加工的產品。

寶鋼高耐侯聚酯HDP( High Durable Polyster
對于PE和SMP的缺點,英國 HYDRO公司(現(xiàn)被BASF收購)、瑞典的 BECKER等在2000年初期開發(fā)出可達到PVDF涂層60-80%耐候性HDP聚蘸涂料,且優(yōu)于普通的硅改性聚酯涂料,其戶外耐候性達到15年。高耐候聚樹脂在合成時采用含環(huán)己烷結構的單體,來達到樹脂的柔韌性、耐候性和成本的平衡,采用不含芳香族的多元醇和多元酸來減少樹脂對UV光線的吸收,達到涂料的高耐候性能。涂料配方中加入紫外線吸收劑和位阻胺(HALS}提高漆膜耐侯性能。高耐候聚酯卷材涂料在國外已被市場認可,該涂料性價比十分突出。

寶鋼硅改性聚酯SMP( Silicone Modified Polyester)
由于聚蘸含有活性基-OH/-COOH極易和其它高分子化物反應,為改良PE的耐陽光性與粉化性,以色澤保持性與耐熱性優(yōu)的 Silicone樹脂作變性反應,和P的變性比可于5%-50%之間,SMP提供鋼板更好的持久性,其防蝕年限可長達10-12年,當然其價格也比較PE為高,但因 Silicone樹脂對材質的附著性和加工成型性并不理想,因此SMP彩涂鋼板并不適于需多次成型加工的場合,大部分用于建物之星頂及外墻。

寶鋼氟碳PVDF( Polyvinylidene Fluoride
由于PVDF的化學鍵與化學鍵間,有很強的鍵能,因此涂料具有非常好的防蝕性和色澤保持性,在建筑工業(yè)用彩涂鋼板涂料中,屬于高級產品,且分子量大又為直鍵型結構,因此除耐化學藥品性之外,機械性能、耐索外線和耐熱性能也很特出。在一般環(huán)竟下,其防蝕年限可達20-25年之久。近年來,國內開始盛行以三氟氯乙烯和乙烯酯單體共聚的含氟樹脂,大量應用于建筑的外墻和金屬板,由于使用易水解的乙烯酯單體和氟的含量較PVDF低(30%左右),因此,其耐候性與PVDF比較,有一定的差距。寶鋼所生產的氟碳涂層,其涂層PVDF含量不小于70%(其他為丙稀酸樹脂)。

對底漆的選擇來說,重要的因素有兩條:其一考慮底漆和面漆以及基板的附著力;其二就是底漆提供涂層大部分的耐腐蝕性能,從這個角度看,環(huán)氧樹脂是不二選擇。如果考慮柔韌性、考慮耐索外線的話,也可以選擇聚氨脂底漆。對背面涂層來說,正確的選擇就是如果彩涂鋼板使用狀態(tài)是單板的話,選擇兩層結構,即一層背面底漆,層背面面漆。底漆和正面相同品種,面漆選擇一層淺顏色如白色}的聚酯。如果彩涂鋼板使用狀態(tài)是復合或夾心板的話,背面涂上一層粘接性和耐蝕性都優(yōu)秀的環(huán)氧樹脂就行。

目前現(xiàn)在還有很多功能性彩涂鋼板,如抗菌彩涂、抗靜電彩涂、隔熱彩涂、自潔彩涂等。這當產品的開發(fā)是以滿足用戶特殊需求為目的的,但是有時侯不能兼顧彩涂產品其他性能,如目前市場上自潔彩涂鋼板就是這樣,經過近幾年的使用,我們發(fā)現(xiàn)自潔彩涂鋼板不能有效地自潔,反而對涂層的耐久性產生損害。因為目前自潔涂層原理就是利用涂層的高親水性,即使鋼板上有結灰,通過雨水滲透到灰塵下并將灰塵帶走達到自潔的目的。而理論上親水涂層的水滲透到基板也一定比較容易,因此,彩涂鋼板的耐膜下腐蝕性能就相對降低了。另外,檢測自潔彩涂鋼板的自潔性能的接觸角時我們發(fā)現(xiàn),在室外曝曬不到半年,其接觸角就和普通聚酯彩涂無異,從這個角度講自潔彩涂的自潔性只能維持半年左右。我們現(xiàn)在的雨水有時也不太干凈,有時看到鋼板下雨后并沒有自潔反而留下一條臟的水線。后,還有一點要說明的就是現(xiàn)在越來越多的墻面板采用橫板結構,這樣,自潔鋼板所剩下的理論上的效果也沒有了。因此,用戶選擇功能性彩涂鋼板是一定要明確自己的真正需求