斜拉桥自1784年首次建造以来由于其梁体尺寸较小、桥梁的跨越能力较大、便于施工等优点得到了飞速的发展。斜拉桥主要由梁、塔、斜拉索组成，其主体结构的恒载及活载通过斜拉索传递到索塔上。斜拉索是斜拉桥的主要承重传力结构件，斜拉桥的跨度越来越大，斜拉索规格也越来越大，斜拉索的长度、重量、索力也相应增大，斜拉索工厂化生产工艺的难度及现场安装的难度也越来越大。斜拉索主要由高强度钢丝束（钢绞线）和锚具组成，它作为主要受力构件一般布置在梁体外部，长期承受疲劳荷载，处于高应力状态下，又处于跨江河、跨海湾地域，长期暴露在风雨、潮湿和空气污染的环境中，易遭受腐蚀。在使用一段时间后，先是拉索的防护体系出现不同程度的病害，然后，防护体系失效导致内部钢丝发生锈蚀失效。

斜拉索作为斜拉桥的主要受力构件，起到将主梁的恒载及车辆的载荷传递到主塔的作用，按照目前桥梁技术发展的情况看，斜拉索主要分为高强度平行钢丝斜拉索和钢绞线斜拉索两种。但无论哪种结构形式的斜拉索，其主要受力部件均为钢材，都面临耐久性防腐问题。无论是平行钢丝拉/吊索还是钢绞线拉索均使用了高密度聚乙烯（HDPE）作为护套材料^[1]，它既可以为桥梁索体系外部提供流线型的风动结构，也可以为桥梁索体系内部的钢丝提供防水保护，避免钢丝因为雨水或者湿气侵蚀的原因而发生腐蚀。本实验室在桥梁应用实践中发现，采用改性高密度聚乙烯制成的拉索护套综合防护效果好，强度高兼具一定的柔软性，能够满足拉索打卷，运输，放卷吊装等各种工况的要求。

桥梁除了承载了其主要的交通属性外，更是以一种城市景观的形式存在，出于景观目的我国建成了大量使用彩色HDPE护套的斜拉桥。然而，伴随着桥梁服役年限的增加彩色拉索护套开始出现老化现象，护套表面的色彩慢慢褪去并伴随着大量龟裂产生^[2-3]，这些老化问题轻则影响桥梁整体美观，重则持续恶化导致密封失效引发内部钢丝锈蚀，最后危及桥梁结构安全。

目前国内外用于桥梁索杆HDPE护套的防老化手段仅限于使用PVF缠包带^[4-6]，该类型的缠包带是由PVF膜背胶而成，主要原材料PVF膜需要依赖进口，主要由美国杜邦公司提供，该薄膜价格昂贵且随时有断供的风险，此外，杜邦公司只能提供一种灰白色的PVF膜，无法满足彩色桥梁索杆护套修旧如旧的需求。另外，不同氟碳聚合物原材料包括PVF，PVDF，ETFE，FEVE等，原理上均可制备出满足工程使用需求的彩色高色牢度的耐候氟碳缠包带样品，有必要进行系统性研究以寻求最优解决方案。不同氟碳聚合物原材料包括PVF，PVDF，ETFE，FEVE等，原理上均可制备出满足工程使用需求的彩色高色牢度的耐候氟碳缠包带样品，有必要进行系统性研究以寻求最优解决方案。氟碳缠包带中PVF虽具有优良的耐候性以及紫外线阻隔性能，但产品来源过度依赖美国杜邦公司进口，自主性较差，一旦在国内桥梁行业形成规模，并制定出相应的行业规范，则材料应用容易受到中美政治、贸易摩擦的影响。同时，现有美国杜邦公司提供的PVF膜只有白色一种颜色可供选择，无法定制更过彩色，因此也无法满足彩色桥梁复合景观的需求。

基于涉及到国家基础设施安全的产品必须摆脱进口依赖的考虑^[7]，本文研发出一种替代现有方案的新产品^[8-12]。

1  工艺流程简介

   工艺流程主要分为复合膜的生产、复合膜背胶、压敏胶熟化、分切等步骤。采用不同的材料，利用仪器进行复合膜的生产，生产的复合膜采用压敏胶涂布机进行背胶，最后进行分切，生成适合应用的产品。

2  实验方案

2.1 复合膜的生产

准备一卷增强层薄膜，包括但不限于特种聚酯膜或聚酰亚胺薄膜，例如杜邦鸿基薄膜有限公司生产的SUNC系列太阳膜，厚度为30-50 微米，卷度（宽度）约为1000mm的聚酯膜。为了确保耐久性能，防止在户外发生水解老化，该薄膜配方中添加了耐水解改性剂，必须能够满足PCT高压蒸煮加速试验不小于72小时老化后拉伸强度保持率不少于50%，断裂伸长率保持率不小于50%。为了提高复合膜层间附着力，需要对薄膜的内外表面进行双面电晕处理（按10000-20000V，2-70kW功率进行处理），电晕后薄膜表面张力系数不应小于42达因，然后将薄膜安装到淋漠机的放卷装置上。

将原色氟碳聚合物粒子（包括但不限于PCTFE，PVF，PVDF，ETFE材质），按照100:3-100:10的质量比例与色母粒子混合，为了确保混合均匀性，需要采用高速分散机进行混合，得到配比均匀的着色层原材料，将上述原材料加入到淋膜机的挤出机料斗中，将螺杆温度设定到150-320℃之间，配合螺杆的剪切作用，得到熔融且颜色均匀的的彩色ETFE树脂。

设定淋漠机的挤出机各区温度：150-200℃，280-300℃，300-320℃，300-320℃，300-320℃；设定淋膜T型模头温度为320℃；冷却辊冷却水温度：25-30℃。

开动挤出设备，调节T型模具的宽度至合适的厚度，将增强层薄膜穿越T型模具底部，将熔融状态下的彩色ETFE树脂均匀的淋膜到增强层上，然后使用冷却辊快速冷却定型，制得彩色半成品基础膜备用。

将上述过程制得的半成品基础膜重新安装到另一台淋膜机的放卷装置上，确保挤出机内部已经冲洗干净，无明显杂质，设定淋漠机的挤出机各区温度：150-200℃，280-300℃，300-320℃，300-320℃，300-320℃；设定淋膜T型模头温度为320℃；冷却辊冷却水温度：25-30℃。

将原色氟碳聚合物粒，按照特定比例（按照100：0.5-100-3的比例）与功能母料混合，为了确保混合均匀性，需要采用高速分散机进行混合，得到成分统一的透明面层混合原材料。

开动挤出设备，调节T型模具的宽度至合适的厚度，将半成品薄膜穿越T型模具底部，将熔融状态下的透明ETFE树脂均匀的淋膜到半成品薄膜上，然后使用冷却辊快速冷却定型，制得完整的复合基础薄膜备用。

2.2复合膜背胶

将上述生产的复合膜安装到压敏胶涂布机上，在增强层一侧涂布上干膜厚度为50-70微米耐黄变压敏胶水，胶水层经过烘道干燥（烘道干燥温度优选50-80℃），去除溶剂后，得到压敏胶层干膜厚度30-50 微米；最后，将带有规则斜纹的离型膜（广州缆索新材料科技有限公司生产的P1型聚酯离型膜）复合到压敏胶水层一侧，斜纹凹槽深度为10-30微米，宽度为10-30微米，间距为10-50微米，通过压辊使得压敏胶层形成均匀的排气凹槽。

2.3压敏胶熟化

为了获得更好粘接强度的胶带，需要先将背好压敏胶的胶带半成品放入熟化室内进行熟化，熟化条件为60℃，48h；对熟化后的缠包带进行相关测试，测试结果（见表1）如下：

表1 熟化后的缠包带测试结果

2.4分切

将上述胶带卷材安装到分切机上，通过分切机将宽度1000mm的带卷根据需要分切成宽度为50mm，100mm宽度的胶带产品，然后使用卷芯手卷成小卷供工程上应用。

3  制备材料选择

3.1 原色氟碳聚合物粒子、色母粒子、色母颜料、紫外线吸收剂的选择

    原色氟碳聚合物粒子可选择的材质有PCTFE、PVF、PVDF、ETFE等。经过测试，本实例选择采用旭硝子或者大金生产的ETFE树脂。色母粒子选择普立万聚合体有限公司生产的耐候色母，包含基础树脂，抗氧剂IRGANOX 1010，色母耐候颜料和紫外线吸收剂。色母颜料选择瑞士汽巴（CIBA）精细化工有限公司生产的耐光色牢度达到7-8级的有机颜料（254红颜料），紫外线吸收剂优选Ciba公司生产的Chimassorb 81型紫外线吸收剂。

3.2 压敏胶水、离型膜的选择

    经过测试，本实例选择3M公司提供的压敏胶水。离型膜层由单面涂覆硅脂制作而成的聚酯薄膜，该层是作为缠包带的离型层而存在的，作用是避免缠包带上的压敏胶在使用之前粘接到缠包带的面层上去，经过测试，离型膜选择广州缆索新材料科技有限公司生产的P1型聚酯离型膜，这是一种自主生产的带有规则斜纹的离型膜。

4 性能测试

取经过上述步骤生产的红色氟碳缠包带产品若干，放入人工氙灯老化箱内，经过3000小时人工加速老化后，性能（见表2）如下：

表2 实际样品性能测试

5   结论

桥梁索杆的防护与维修，每年耗费不少的资金，成为具有实际意义的研究课题，有效地进行桥梁索杆的防锈防腐蚀，一定程度上能够减轻社会的经济负担。本文提供了一种桥梁索杆HDPE护套的防老化氟碳聚合物复合缠包带的制备方法，从而为解决现有索杆缠包带原材料必须依靠进口困局提供一种方案，该缠包带防老化测试良好，在生产过程上也具备一定的优势，并采用了国内生产的良好原材料。该生产方案同时可以根据需要定制合适的缠包带颜色，满足日益增长的社会需求。目前国内尚未形成较为统一的施工工艺，在专用设备和施工细节方面，如何确保安装过程不能损坏斜拉索护套及相关部件，仍有待进一步的研究总结。

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作者简介:许杨铭（1996年-），男，汉族，广东汕头人，研究生，助理工程师，研究方向为桥梁工程