建材外装饰用涂氟铁素体系不锈钢板

Es前缘

                                                                                                   


1、绪言因为不锈钢板具有优良的耐蚀性，通常在裸露状态下或经电镀和涂层提高耐蚀性和观赏性后用于屋顶等外装饰建材。其中的铁素体系不锈钢板由于热膨胀系数小，即使在正午气温下或在太阳光照射下材料温度升高时，其热膨胀仍然很小，因此很适合做建筑材料的外装饰。另外，比含镍的高价奥氏体系不锈钢板经济性更优越。日新制钢生产的建材外装饰用铁素体系不锈钢板有：无覆层、耐候性优良、良好外观的NSS445M2和NSS447M1、采用电镀锌及化学镀锌，把不锈钢板薰成瓦式格调外观的镀锌不锈钢板或镀铝的耐蚀性和牺牲防蚀功能的镀铝不锈钢板，现在这些产品已商品化。
提高其观赏性和耐蚀性的建材外装饰用涂层不锈钢板也有奥氏体系的，20年前就已经开发了以奥氏体系不锈钢为原板的カ(硅聚酯系上涂涂层)及氟系上涂涂层不锈钢，一般用作住宅和大型建筑物的屋顶和墙壁的外装饰。在开发这些涂层不锈钢板时，因为对铁素体系不锈钢板的耐蚀性、涂层的密合性和加工性等并没有充分认识，所以涂层原板用了奥氏体系不锈钢板(SUS304)。
然而，铁素体系不锈钢板是适宜作建筑外装材使用的，在硅聚脂系上涂涂层镍系不锈钢开发后也针对涂层铁素体系不锈钢进行了开发。近年来，因为奥氏体系不锈钢板所含镍的价格不断上涨，对以铁素体系不锈钢板作涂层原板的需求也日益高涨。
日新制钢开发了以铁素体系不锈钢板为原板的既长寿成本又低的建材外装饰用氟涂层不锈钢板。下面介绍该产品的结构和特性。
2、产品结构及产品设计建材外装饰用涂氟铁素体系不锈钢板产品构成如图1所示。该产品的开发目标是达到涂氟奥氏体系不锈钢板(氟系上涂涂层不锈钢 )同等性能，为此经如下研究，确立了产品结构。
1）涂层铁素体系不锈钢板的弯曲变形行为与奥氏体系不锈钢板不同，在弯曲处的表面粗糙度大，因此，在用铁素体系不锈钢板作涂层原板使用时，则要求涂膜具有高加工性和高密合性。通过重新评估下涂的环氧系涂膜和上涂的氟系涂膜的树脂成分，使涂氟铁素体系不锈钢板取得了与涂氟奥氏体系不锈钢板同等的涂膜加工性和密合性。另外，为了使配入下涂涂膜的防锈颜料能得到与涂氟奥氏体系不锈钢板同等的耐蚀性，恰当地调整了铁素体系不锈钢板用的颜料种类和配入量，尤其是通过对上涂涂膜配入特殊颜料，使其具有了良好的隔热性能。
2）原板钢种原板的铁素体系不锈钢板钢种，从涂层后的耐蚀性、弯曲部的粗糙度、涂层性和成本等方面考虑选用了最佳的钢种(以下记为α系SUS)。

图1 外装建材用涂氟铁素体系不锈钢板的产品构成
3、品质特性3.1 一般特性
表1为涂氟铁素体系不锈钢板的特性与涂氟奥氏体系不锈钢板的比较。因为α系SUS的热膨胀系数比SUS304约小40%，所以很适合用于中午温度升高时热变形大的长尺寸屋顶和幕墙。另外，由于原板的α系SUS比SUS304的加工硬化小，抗拉强度低，具有易加工切断的优点。
选择合适的涂膜和原板使涂膜的硬度、密合性及耐冲击性与涂氟奥氏体系不锈钢板处于同等水平。在耐候性方面，因为上涂氟系涂膜经8000小时日晒气候色牢度试验后色差(△E)≤7.0，光泽保持率≥50%，耐候性很好。
3.2 在大气曝露试验时的耐久性
在室外环境下，对包含耐蚀性在内的耐久性进行了大气曝露试验的试验研究。图2所示为涂氟铁素体系不锈钢板和涂氟奥氏体系不锈钢板经20年大气曝露试验后的外观。涂氟铁素体系不锈钢板与涂氟奥氏体系不锈钢板同样在切断端面部和涂膜的横切部均未见红锈发生，也未看到涂膜下腐蚀引起的膨胀和涂膜剥离等现象。

图2 涂氟铁素体系不锈钢板(タフテンαF)大气曝露
试验后的外观（曝露地：千叶县市川市，距海岸：200米，曝露时间：20年，JIS Z 2381）

*日晒气候色牢度耐候性试验条件：80℃，8000小时，照射60分钟，喷水10分钟。
通过观察切断试样端面部，涂氟铁素体系不锈钢板与涂氟奥氏体系钢板一样，未发现从切断端面因腐蚀引起的腐蚀等缺陷，并且胶带剥离试验也未发现涂膜剥离，维持了良好的密合性。
试验证明了涂氟铁素体系不锈钢板与涂氟奥氏体系钢板一样，都是优良耐久的涂层钢板。
3.3 剪断性能
在屋顶施工现场时，需采用剪断作业，为了定量评价剪断抗力，所以要求冲裁加工的剪断抗力。图3所示为负荷应力测量法和α系SUS及SUS304的剪断抗力。并且把冲裁加工时测得的最大负荷应力作为剪断抗力。
α系SUS的剪断抗力约是SUS304的60%，剪断时，涂氟铁素体系不锈钢板要比原来的涂层奥氏体系不锈钢板(涂氟奥氏体系钢板等)容易，该剪断抗力低是由于α系SUS的加工硬化小，抗拉强度低的缘故。另外，在实际施工时，原来的涂层奥氏体系不锈钢板都用剪子剪断，而施工者对用剪子剪断性能评价时也确认涂氟铁素体系不锈钢板的剪断性好。

图3 α系SUS及SUS304的剪断抗力
3.4 隔热性
通过在建材外装饰用涂氟铁素体系不锈钢板的氟涂膜中配入特殊颜料提高了有效隔热性能，降低了冷气设备负荷，达到节能的目的。通过对涂氟铁素体系不锈钢板室外温度的测定结果可以看出，具有隔热性的涂氟铁素体系不锈钢板比普通氟涂膜不锈钢板平均低约5℃。
4、应用案例图4是涂氟铁素体系不锈钢板建材外装饰的应用举例。以往它适用于迄今为止的住宅屋顶材和太阳能热水器等外装饰材料，而且不存在切断、弯曲加工和轧辊成形等的加工和施工中出现问题，表现出良好的性能。


图4 氟涂层铁素体系不锈钢板建材外装饰的应用例
5、结论开发的以铁素体系不锈钢板为原板的建材外装饰用氟涂层铁素体系不锈钢板，经20年大气曝露试验，确认与原来以SUS304为原板的氟涂层不锈钢板有同等耐蚀性、耐候性和施工性，并且剪切性也比以SUS304为原板的氟涂层不锈钢板优良。从以上分析看出，本产品具有良好的耐久性、施工性，其成本特性也很好，是耐久的、无需维护的良好的建材外装饰材料，将得到广泛应用。
张志仁 王中伦 编译自《日新制钢技报》No.90(2009)更多动态，请关注我们官方网站：www.asimi8.com，或者关注我们的微信平台：asmecn，小编微信号:asimi888，也欢迎大家前来投稿。
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