我國(guó)彩色涂層鋼板起步比較晚,80年代國(guó)內(nèi)只有少數(shù)企業(yè)(寶鋼和武鋼等)在進(jìn)行彩色涂層鋼板的建設(shè)和生產(chǎn)。大約在90年代中期隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對(duì)彩色涂層鋼板的需求劇增,大量民營(yíng)及外商資資本進(jìn)入彩涂鋼板的行業(yè),從1996年開(kāi)始的近十年,中國(guó)彩色涂層鋼板的產(chǎn)能從不足50萬(wàn)噸猛增到2000萬(wàn)噸,產(chǎn)能超過(guò)近四十年的總和。這些產(chǎn)能主要是針對(duì)建筑行業(yè),但是,建筑行業(yè)的需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于產(chǎn)能的增速。目前中國(guó)國(guó)內(nèi)表觀消費(fèi)量不足500萬(wàn)噸,由于市場(chǎng)供需矛盾突出,彩涂鋼板的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈,為了利潤(rùn),為了生存,偷工減料、、假冒名廠產(chǎn)品的現(xiàn)象突出,對(duì)整個(gè)行業(yè)以及彩涂鋼板的前途極其不利。由于缺乏有效的市場(chǎng)規(guī)范和監(jiān)督,使得90年屬于建筑材料的彩涂板變成了劣質(zhì)建材的代名詞,越來(lái)越多的公共建筑已經(jīng)不再使用彩涂鋼板,而改用更貴更的金屬合金板(鋁鎂錳板、鈦合金板等)。因此,近幾年來(lái)寶鋼已經(jīng)內(nèi)其他彩涂鋼板生產(chǎn)企業(yè)對(duì)彩涂鋼板的品質(zhì)進(jìn)行規(guī)范,并聯(lián)系下游用戶及行業(yè)協(xié)會(huì)等將高質(zhì)量的彩涂鋼板納入國(guó)家相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范,并強(qiáng)制執(zhí)行。
寶鋼彩涂鋼板質(zhì)量失控的原因
■供需矛盾突出
國(guó)內(nèi)彩涂鋼板的年表觀消費(fèi)量不足500萬(wàn)噸,而目前彩色涂層鋼板的生產(chǎn)能力(產(chǎn)能}超過(guò)2000萬(wàn)噸。整涂機(jī)組的開(kāi)工率只有20%,而且,國(guó)內(nèi)彩涂生產(chǎn)線集中在山東、江蘇、河北、天津、上海、浙江等沿海地區(qū),這些區(qū)域的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)更為殘酷。
■缺少行業(yè)規(guī)范
盡管有彩色涂層鋼板國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),但這部標(biāo)準(zhǔn)僅僅是推薦性的,不具備強(qiáng)制性。而對(duì)應(yīng)的建筑用壓型鋼板的設(shè)計(jì)規(guī)范還是不完備,依靠行業(yè)自律在目前階段基本就是一句空話。

寶鋼彩涂鋼板的選擇主要是對(duì)鋼種、厚度、鍍層及涂層的選擇。、工程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(fēng)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(jīng)濟(jì)性(成本低、易加工、易維護(hù)、易更換)等。對(duì)彩涂鋼板供應(yīng)廠商來(lái)說(shuō),這些性能是需要鋼廠提供保證并轉(zhuǎn)化成彩涂鋼板性能的。轉(zhuǎn)化成彩涂鋼板的性能要求主要有材料的力學(xué)性能(抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率)、鍍層性能(鍍層種類(lèi)、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(fēng)、抗沖擊、抗雪、抗震等都和材料的力學(xué)性能有關(guān),當(dāng)然也和彩色壓型鋼板的波形、鋼板的厚度、跨度、檁距有關(guān),如果選擇合適的彩涂鋼板再配合適當(dāng)?shù)膲盒弯摪逶O(shè)計(jì),既能滿足建筑物的安全系數(shù)又能降低工程造價(jià)。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(jīng)驗(yàn)對(duì)彩涂鋼板的選擇作一個(gè)簡(jiǎn)要的推薦和介紹:
■環(huán)境對(duì)彩涂鋼板應(yīng)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(dāng)?shù)氐娘L(fēng)雪載荷以及腐蝕環(huán)境。風(fēng)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(xué)性能有關(guān),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(guān)(關(guān)于鋼板材料的推薦在發(fā)展趨勢(shì)中描述)。而定量描述一個(gè)地區(qū)的腐蝕環(huán)境相對(duì)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(zhì)容易沾附,容易滲透到基板,高溫下水中含氧量會(huì)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(xué)腐蝕,濕度低不容易形成腐蝕電池(即電化學(xué)回路晝夜溫差:溫差大容易結(jié)露,在的金屬上面形成電腐蝕的條件。另外,溫差大也導(dǎo)致涂層冷熱變形頻繁,會(huì)加速涂層老化疏松,外界腐蝕介質(zhì)容易滲透到基板。日照時(shí)間和日照強(qiáng)度:太陽(yáng)光是電磁波,根據(jù)能量及頻率的高低分為y射線、X射線、紫外線、可見(jiàn)光、紅外線、微波和無(wú)線電波。微波和無(wú)線電波具有低能量并不和物質(zhì)互作用。紅外線也屬低能量光音,它只能拉伸或彎曲物質(zhì)的化學(xué)鍵,而不能使之?dāng)嗔选？梢?jiàn)光賦予萬(wàn)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(yáng)紫外線造成的。同樣,UV也能破壞物質(zhì)的化學(xué)鍵,使其斷裂。這取決于UV的波長(zhǎng)和物質(zhì)的化學(xué)鍵強(qiáng)度。X射線有穿透作用,y射線能使物質(zhì)化學(xué)鍵斷裂并產(chǎn)生游離的帶電離子,這些對(duì)有機(jī)物都是致命的,幸虧太陽(yáng)光中這些射線很少。因此,從上面看出,日照時(shí)間和強(qiáng)度影響涂層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,尤其是紫外線強(qiáng)烈的地區(qū)。降雨量和降雨的酸度:降雨酸度大肯定對(duì)耐腐蝕是不利的,但陷雨量則有雙重作用,對(duì)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(chǎn)物的作用,但對(duì)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(fēng)向和風(fēng)速:其作用和水類(lèi)似,而且往往相伴而來(lái),它對(duì)于材料的連接部位是一個(gè)考驗(yàn),因?yàn)轱L(fēng)會(huì)導(dǎo)致連接部位松動(dòng),雨水會(huì)滲透到建筑物的內(nèi)部。腐蝕性沉降物:如氯高子、二氧化硫等對(duì)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(yán)重的區(qū)域(如發(fā)電廠、冶煉廠等)。

涂層
·節(jié)能環(huán)保
美國(guó)能源之星、LEED等就對(duì)引起城市熱島效應(yīng)的建筑物的星面板有明確要求,對(duì)于不同坡度有不同的要求,但總的趨勢(shì)就是提高太陽(yáng)光的熱反射系數(shù),冷屋頂(CoOLROOFING)彩涂鋼板就應(yīng)運(yùn)而生。事實(shí)上,這種涂料是近幾年國(guó)外涂料廠開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn),它的主要原理就是選擇抗紅外反射的顏料,反射太陽(yáng)光中主要的熱源(紅外線),這樣的涂料研發(fā)出來(lái)后還要取得LEED的認(rèn)證。目前寶鋼的涂料供應(yīng)商具備這樣的資質(zhì)
·高耐久性
彩涂產(chǎn)品除了色彩艷麗外,重要的一點(diǎn)就是其耐腐蝕性好。提高耐腐蝕性就是提高材料的使用壽命,也就是材料的減量要求,符合國(guó)家相關(guān)政策。現(xiàn)在標(biāo)志性建筑、重點(diǎn)工程、工業(yè)污染區(qū)的廠房等對(duì)彩涂板的耐蝕性要求越來(lái)越高,為適應(yīng)這些要求,彩涂生產(chǎn)企業(yè)從下面兩個(gè)方面進(jìn)行努力以滿足用戶的要求
A:提高卷鋼涂料的耐久性,耐水滲透性,如HDP涂層,提高涂層的交鏈密度等
B:提高涂層的厚度,增加底漆和面漆厚度。
·裝飾性
在工業(yè)建筑方面,普通彩涂鋼板已經(jīng)占據(jù)主導(dǎo)地位。但是在裝飾性建材方面,單色彩涂鋼板的裝飾功能不足的缺點(diǎn)就暴露無(wú)疑。目前,建筑室內(nèi)裝飾板和室外幕墻還主要被木材和石材或搪瓷鋼板占據(jù),這些材料從環(huán)保、資源利用角度、防火方面是有嚴(yán)重缺點(diǎn)的。寶鋼在這方面已經(jīng)有嘗試,我們的彩涂鋼板已經(jīng)成功運(yùn)用于隧道裝飾板市場(chǎng)。目前國(guó)內(nèi)外印花鋼板(木紋、大理石紋、仿紅磚、*)已經(jīng)部分占領(lǐng)了這部分市場(chǎng),以鋼代木,以鋼代石,單色向多色發(fā)展是彩涂鋼板又一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。
鍍層
·新的鍍層種類(lèi)
新的更耐腐蝕的鍍層鋼板是國(guó)內(nèi)外涂鍍鋼板生產(chǎn)廠近年開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn),它們有的用作彩涂鋼板的基板以提高彩涂鋼板的整體耐腐蝕性能:有的直接用作建筑物的屋面板,以取代昂貴的有色金屬合金板(鈦板、鋁鎂錳板)。這些新的鍍層有鋁硅合金鍍層、鋅鋁鎂鍍層、鋅鋁合金鍍層、改性鋅鋁合金鍍層,這方面日本鋼鐵企業(yè)研究得比較多。
·差厚鍍層
由于建筑用彩涂鋼板一般就是一面暴露在空氣中,另外一面大多數(shù)在腐蝕環(huán)境相對(duì)較好的室內(nèi),或者另一面就是用做夾芯或發(fā)泡板:基本上就不和腐蝕介質(zhì)接觸。因此,考慮到全球鋅資源的匱乏,以及開(kāi)采鋅資源的環(huán)境負(fù)荷,開(kāi)發(fā)雙面差厚鍍層鋼板既滿足耐腐蝕的要求,又有效地節(jié)約資源,是鍍層又一開(kāi)發(fā)亮點(diǎn)。事實(shí)上,寶鋼已經(jīng)開(kāi)發(fā)出雙面差厚的熱鍍鋅彩涂出口到北美,鍍鋁鋅差厚的開(kāi)發(fā)(生產(chǎn)工藝、不同鍍層量對(duì)腐蝕的影響)正在進(jìn)行中。
檢測(cè)結(jié)果
由于不同工程使用材料、環(huán)境等的不同,檢測(cè)結(jié)果的規(guī)律性和重現(xiàn)性不是很多,但從不同地區(qū)的使用年限較長(zhǎng)的工程處也能發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律使用10年以上的聚酯彩涂鋼板總體上涂膜還是很完整、沒(méi)有發(fā)現(xiàn)整體腐蝕狀況;
無(wú)論涂層是普通聚酯還是氟碳,大部分粉化等級(jí)為1-2級(jí),沒(méi)有粉化等級(jí)超過(guò)4級(jí)(粉化等級(jí)分為0-8級(jí))
盡管所檢測(cè)的彩涂鋼板表面積塵很多,在一定程度上影響色差檢測(cè)的結(jié)果,但是從所檢測(cè)的30多個(gè)工程結(jié)果看,小的色差在0.6,大多數(shù)均小于6個(gè)色差單位(色差值大于以上看上去為另外一個(gè)顏色),色差效果令人滿意,目視沒(méi)用發(fā)現(xiàn)工程同一觀測(cè)面有明顯的色差出現(xiàn)由于光照的影響,同一工程中不同部位的色差檢測(cè)結(jié)果值不同。總體來(lái)看,顏色對(duì)于色差的影響比較大,淺顏色普遍色差值比較低;容易腐蝕的區(qū)域如切口、加工成型處、連接部位等都呈現(xiàn)比較好的耐腐蝕行為,腐蝕蔓延沒(méi)有或很小。
用戶評(píng)價(jià)及要求
在這次中,得到用戶的歡迎和配合,用戶的主要意見(jiàn)及建議有寶鋼彩涂鋼板質(zhì)量,有機(jī)會(huì)今后還要使用。(本書(shū)展示了部分建設(shè)周期較長(zhǎng),因一期使用效果較好,在后期工程中繼續(xù)選擇使用寶鋼彩板的實(shí)例)希望寶鋼能夠在數(shù)據(jù)檢測(cè)的同時(shí)對(duì)用戶的維護(hù)提供建議,能夠根據(jù)檢測(cè)結(jié)果預(yù)測(cè)材料的
使用壽命或更換周期希望寶鋼能定期用戶。

寶鋼彩涂鋼板抗腐蝕影響的要素
它們分別為涂料種類(lèi)、涂料厚度、涂料供應(yīng)商、鍍層種類(lèi)、鍍層厚度、預(yù)處理種類(lèi)、鋼板厚度,這些對(duì)抗腐蝕影響的要素在后面中描述。
施工設(shè)計(jì)對(duì)腐蝕的影響
安裝或加工質(zhì)量:它主要體現(xiàn)在加工時(shí)涂層是否損壞,是否在低溫下涂層脆性時(shí)加工,安裝時(shí)拖動(dòng)鋼板導(dǎo)致?lián)p傷,安裝時(shí)結(jié)構(gòu)焊接鐵屑掉落在涂層上,施工完畢不對(duì)屋面板進(jìn)行清掃等,這樣都會(huì)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(lèi)。緊固件材料選擇要求其耐蝕性優(yōu)于彩涂鋼板,否則根據(jù)大陰小陽(yáng)原理,接口處很快腐蝕并爛穿。其次,密封膠的質(zhì)量也要保證,因?yàn)槊芊饽z也是有機(jī)高分子材料,長(zhǎng)期使用也會(huì)老化,影響密封性能,導(dǎo)致緊固件和鋼板構(gòu)成腐蝕回路。另外,接縫也不是越緊越好(當(dāng)然做到密封是好的},實(shí)際上做不到,留下縫隙寬度大于0.5mm好,這樣可以防止毛細(xì)現(xiàn)象,當(dāng)然,如果有風(fēng)作用的情況,毛細(xì)現(xiàn)象就更嚴(yán)重。建筑物的朝向和坡度:朝向和坡度影響日照時(shí)間,從而影響涂層的耐久性。而坡度還影響到腐蝕介質(zhì)或灰塵在鋼板上的沉結(jié)時(shí)間。
國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家(如美國(guó)和瑞典)都將國(guó)內(nèi)腐蝕環(huán)境進(jìn)行大致的分類(lèi),并作為建筑設(shè)計(jì)、汽車(chē)使用、涂料使用的依據(jù)或規(guī)范。這里指的主要是金屬的腐蝕,對(duì)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(zhì)的作用。因此,評(píng)價(jià)彩涂鋼板還需要考慮日照時(shí)間及日照強(qiáng)度等因素。所以,專(zhuān)為寶鋼彩涂鋼板所劃分的腐蝕環(huán)境就相當(dāng)復(fù)雜,目前國(guó)外也沒(méi)有相應(yīng)的劃分方法,只是將彩涂板在幾種典型的氣候條件下進(jìn)行暴曬試驗(yàn),并用相關(guān)結(jié)果引導(dǎo)用戶,如歐洲卷鋼涂層協(xié)會(huì)(ECCA)就選擇了高紫外線的 Lisboa(菊萄牙)、工業(yè)海洋氣候的 Hoek (荷蘭)、海洋氣候的 Hendaye(法國(guó))和工業(yè)氣候的 Geleen德國(guó)〕作為暴曬試驗(yàn)場(chǎng)。美國(guó)則一如往地在高溫、高濕、陽(yáng)光之都兩面環(huán)海的佛羅里達(dá)州南部進(jìn)行暴曬試驗(yàn)這也是目前彩涂行業(yè)認(rèn)可的苛刻的暴曬試驗(yàn)場(chǎng)。為了試驗(yàn)寶鋼彩涂在國(guó)內(nèi)不同場(chǎng)所的使用情況,寶鋼自90年就開(kāi)始進(jìn)行彩涂產(chǎn)品的暴曬試驗(yàn),分別在海南(中國(guó)的佛羅里達(dá))、廣州、膏島、上海、重慶、哈爾濱、、成都、舟山等進(jìn)行過(guò)掛片暴曬。目前寶鋼仍在進(jìn)行這項(xiàng)工作從上面這么多對(duì)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(yàn)結(jié)果分析,我們對(duì)不同地區(qū)的使用建議如下在紫外線強(qiáng)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(yīng)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(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(duì)致密的涂料品種,因?yàn)楹Ｋ械穆雀咦訚B透能力很強(qiáng),它能透過(guò)薄涂層或者不致密的涂層直接腐蝕基體鍍層,當(dāng)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(duì)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)就可以了。
使用環(huán)境的影響(不同行業(yè))