data-full-width-responsive="true"> 铝型材耐候性砂纹粉末涂料的研究李光1,2，高庆福1,2，甘灯河1,2，欧阳建群1,2，胡百九1,2，程里1,2，张捷1,2，麦堪成3（1广州擎天材料科技有限公司新材料研究所，广州510860；2中国电器科学研究院有限公司，广州510300；3中山大学化学与化工学院工程学院材料科学研究院，广州510275）金属型材以其优异的耐久性、装饰性和加工成型性等特点，广泛用于建筑行业。而铝型材因其加工性能佳、质轻等特点，占金属型材用量的80%以上，因此粉末涂料在铝型材方面的应用得到了迅速增长。尤其是粉末涂料喷涂的铝建材，与阳极氧化、电泳涂装表面处理方法相比，对水和大气的污染程度、能耗明显降低，涂膜的机械性能如硬度、耐磨性、耐酸性等指标却大幅提高，使用寿命比普通阳极氧化铝材高出1 倍，且色彩丰富，更能体现建筑的多样化、个性化。目前粉末静电喷涂已成为国内铝型材表面涂装中的热点，型材用粉末喷涂结合热转印技术会使其更时尚，使粉末喷涂的型材具有更大的发展空间。现在应用于铝型材的粉末涂料大都是流平粉末涂料，其耐候性一般，但是涂覆了流平粉末涂料的铝型材在搬运过程中以及其使用环境导致表面极易被刮花且易变色，因此铝型材用流平粉末涂料越来越成为非主流产品。而铝型材用砂纹粉末涂料恰恰解决了这个问题，正在被大量使用。铝型材因具有大量的边角，因此一般采用静电喷涂的粉末涂料难以将铝型材边角完全涂覆，影响美观；且由于铝型材的特定使用环境，铝型材粉末涂料必须具有良好的耐水煮性能，以避免其在使用过程中变色。目前使用在铝型材上的常规粉末涂料的边角上粉率一般在40%左右，边角上粉不足，影响边角外观；耐水煮的色差E 一般在20 左右，目测已经能看出变色，影响使用。因此，本文从粉末涂料的耐候性、耐水煮、边角上粉等性能出发，针对铝型材的使用环境研制出符合铝型材使用的耐候性砂纹效果粉末涂料。1 试验部分11 原材料饱和羧基聚酯树脂（工业级），国产树脂A、国产树脂B、国产树脂C、进口树脂D、进口树脂E；三缩水甘油基异氰脲酸酯（TGIC，工业级），鞍山润德精细化工有限公司；金红石型钛白粉（工业级），杜邦公司；硫酸钡（BaSO4，工业级），国产；粉末涂料通用颜料（工业级），汽巴（Ciba）公司；粉末涂料通用助剂（流平剂、安息香、脱气剂等，均为工业级），国产。12 主要设备Ф30 型双螺杆挤出机、万能中药粉碎机、ACM 磨粉系统、小型静电喷涂设备、激光粒度分布仪、冲击试验仪、盐雾试验箱、氙灯人工加速老化试验仪等涂料及涂层性能检测设备。13 粉末涂料及涂层制备按比例称取饱和羧基聚酯树脂、异氰脲酸三缩水甘油酯、填料、常规助剂、砂纹剂、膨润土、增电剂、颜料，置于混料缸，充分混合并破碎，得到预混物料；预混合后的物料进入双螺杆挤出机挤出，挤出机加热温度控制在80 ～ 120 ℃；挤出后的物料经压片、冷却、粉碎机粉碎成粒径（等效粒径D50）为20 ～ 45 m 的粉体，然后筛分、包装。喷涂工艺参数见表1。
2 结果与讨论21 聚酯树脂的选择试验选取了国产树脂A、国产树脂B、国产树脂C、进口树脂D 以及进口树脂E 等不同厂家的聚酯树脂产品，按照相同配方设计制备涂层样板， 进行氙灯老化与耐水煮性能测试，得到的老化试验数据见表2，耐水煮性能见表3。
从表2 可知，国产树脂B、进口树脂E 制备的涂层耐老化性能较好，其次是国产树脂C。从铝型材用粉末涂料对耐候性能要求高的特点出发，选用国产树脂B的产品作为涂料的树脂成分。
由表3 可以看出，采用聚酯树脂B 时2 h 的耐水煮试验色差能够达到05 以内，目测已经看不出变化，性能优良。其次，试验选取国产树脂B 厂不同酸值类型（20 ～25、30 ～ 38、40 ～ 50 mgKOH/g）聚酯树脂，鞍山TGIC 固化剂，选择砂纹剂、膨润土及填料硫酸钡、钛白粉等，按照铝型材用砂纹粉粉末涂料设计，得到在酸值为30 ～38 mgKOH/g 的树脂综合性能最为优越，其原因可能是酸值偏低时交联密度不足，固化不够完全，机械性能稍差，酸值增大时，聚酯树脂反应活性将增大，反应速度过快，涂层固化得过快，纹理效果难以控制，而且饱和羧基聚酯树脂是由多元醇与多元酸缩聚制得的，高酸值聚酯树脂的制备通常需添加偏苯三酸酐类的原材料，而该类物质会使涂层的耐候性能降低，因而考虑到耐候性方面，不适宜选择酸值太高的聚酯树脂。综上所述，本试验选用国产树脂B 厂酸值在30 ～38 mgKOH/g 范围内的饱和羧基聚酯树脂。22 固化剂用量的影响本试验选用酸值为30 ～ 38 mgKOH/g 的饱和羧基聚酯树脂（国产树脂B），添加钛白粉、砂纹剂、膨润土等，按照铝型材用粉末涂料设计配方，对比了TGIC 用量对涂层相关性能的影响，试验结果见表4。
