探究了建築鋁型材用砂紋（wén）粉末塗料配方（fāng）中聚酯（zhǐ）樹脂類型的選擇、固化劑用量（liàng）、顏填料類型的選（xuǎn）擇對塗層（céng）耐候性能及耐（nài）水煮（zhǔ）性能的影響，以及助劑對塗層紋理形態等的影響。

本研究得到適（shì）用於戶外建築鋁（lǚ）型材塗裝的耐候型砂紋粉末塗料，且各性能指標均達（dá）到鋁型材相關國家（jiā）標準要求。

金屬型材以其優（yōu）異的耐久性、裝飾性（xìng）和加工成型性等特點，廣泛用於建築（zhù）行業。而鋁型材因其加（jiā）工性能佳、質輕等特點，占金屬型材用量的80%以上，因此粉末塗料在鋁型材方麵的（de）應用得到了迅速增長。

尤（yóu）其是粉末塗料噴塗的鋁建材，與陽極氧化、電（diàn）泳塗（tú）裝表麵處理方法相比，對水和大氣的汙染程度、能耗明顯降低。

塗膜的機械性能如（rú）硬度、耐磨性、耐酸性等指標卻大幅提高，使用壽命比普通陽極氧化鋁材高（gāo）出1倍，且色彩豐富，更（gèng）能體現建築的多樣化、個性化。

目前粉末靜電噴塗（tú）已成為國內鋁型材表麵塗裝中的熱點，型材用粉末噴塗結合熱轉印技術會使其更（gèng）時尚，使（shǐ）粉末噴塗的型材（cái）具有更大的發展空間。

現（xiàn）在（zài）應用於鋁型材的粉末塗料大都是流（liú）平粉（fěn）末塗料，其耐候性一（yī）般，但（dàn）是塗覆了流平粉末（mò）塗料的鋁型（xíng）材在搬（bān）運過程中以（yǐ）及其使用環境導致表麵極易被刮花且易變色。

因此鋁型材用流（liú）平粉末塗（tú）料越來越成為非主流產（chǎn）品。而鋁型（xíng）材用砂紋粉末（mò）塗料恰（qià）恰解決了這個問（wèn）題，正在（zài）被大量使用。

鋁型材因具有大量的邊（biān）角，因（yīn）此一般采用（yòng）靜電噴塗的粉（fěn）末塗料難以將鋁型材邊角完全塗（tú）覆，影響美觀；且由於鋁型材的特定（dìng）使用環境，鋁型材粉末塗料（liào）必須具有良好（hǎo）的（de）耐水煮性（xìng）能，以避免其（qí）在使用過程中變（biàn）色。

目前使用在鋁型材上的常規粉末塗料的邊角上粉率一（yī）般在40%左右（yòu），邊角上粉不足（zú），影響邊角外觀；耐水煮的（de）色差ΔE 一般在2.0 左右，目測已經能看出變色，影響使用。

因此，本（běn）文從粉末塗料的耐候性、耐水煮、邊角（jiǎo）上粉等性能出發，針對鋁型材的使用環境研製出符合鋁型材使用的耐候性砂（shā）紋效果粉末塗料。

1、試驗部（bù）分

1.1 原材料

飽和羧基聚酯樹脂（工業級），國產樹脂A、國產樹脂B、國產樹脂C、進口樹脂D、進口樹脂E；

三（sān）縮水甘油基異氰脲酸（suān）酯（TGIC，工業級），鞍山潤德精細化工有限公司；

金（jīn）紅石（shí）型鈦白粉（工業級），杜邦公（gōng）司；

硫酸鋇（BaSO4，工業級），國產（chǎn）；

粉末塗料通（tōng）用顏料（工（gōng）業級），汽巴（Ciba）公司；

粉末塗料通（tōng）用助劑（流平劑、安息香、脫氣劑等，均為工業級），國產。

1.2 主要設備

Ф30型雙螺杆擠出機、萬能中藥粉碎機、ACM 磨（mó）粉係統、小（xiǎo）型靜電噴塗設備、激光粒度分布儀、衝擊（jī）試驗儀、鹽霧試驗箱、氙燈人工加速老化試驗儀等塗料及塗層性能檢測設備。

1.3 粉末塗料及塗層製備

按比例稱取飽和羧基聚酯樹脂、異氰脲酸三縮水（shuǐ）甘油酯、填料、常規助劑、砂紋劑、膨潤土（tǔ）、增電劑、顏料，置於混料缸，充分混合（hé）並破碎，得到預混物（wù）料；

預混合後的物料進入（rù）雙螺杆擠出機擠（jǐ）出，擠出機加熱（rè）溫度控製在80～120℃；擠出後的（de）物料經壓片、冷卻、粉碎機粉碎成粒徑（jìng）（等效粒徑D50）為20～45μm的粉體，然後篩分、包裝。噴（pēn）塗工藝（yì）參數（shù）見表1。

2、結果與討（tǎo）論

2.1 聚酯樹脂的選擇

試驗選（xuǎn）取了（le）國產樹（shù）脂A、國產樹脂（zhī）B、國（guó）產樹脂C、進口樹脂D以（yǐ）及進口樹脂E 等不（bú）同廠（chǎng）家的（de）聚酯樹脂產品，按照相同配方設計製備塗（tú）層樣板， 進行氙燈老化與耐水（shuǐ）煮性能測試，得（dé）到的老化試驗數據見表2，耐（nài）水煮性能見表（biǎo）3。

從表2可知（zhī），國（guó）產樹脂B、進口樹脂E 製備的塗層耐老化性（xìng）能較好，其次是（shì）國產樹脂C。從鋁型材（cái）用粉末塗料對耐候性能要（yào）求高的特點出發，選用國產樹脂（zhī）B的產（chǎn）品作為（wéi）塗料的樹脂成分（fèn）。

由表3可以（yǐ）看出，采用聚酯樹脂B時2h的耐水煮試驗色差能夠達到0.5 以內，目測已經看不出變化，性能優良。

其次，試驗選取國產樹脂B廠不同酸值類（lèi）型（20～25、30～38、40～ 50mgKOH/g）聚酯樹脂，鞍山TGIC固（gù）化劑，選擇（zé）砂紋劑、膨潤土及填（tián）料硫（liú）酸鋇、鈦白粉等。

按照鋁（lǚ）型材用砂紋粉粉末塗料設計，得到（dào）在酸值為30 ～38mgKOH/g的樹脂（zhī）綜合性能最為優越。

其原因可能是酸值偏低時交聯密度不足，固化不夠完全，機械性能稍差，酸值增大時，聚酯樹脂反（fǎn）應活（huó）性將增大，反應速度過快，塗層固化得過快，紋理效（xiào）果難以控製。

而（ér）且飽（bǎo）和（hé）羧基聚（jù）酯樹脂是由多元醇與多（duō）元酸縮聚製得的，高酸值聚酯樹脂（zhī）的製備通常需添加偏苯三酸酐類的原材料，而該（gāi）類物質會（huì）使塗層的耐候性（xìng）能降低，因而考慮到耐候性方麵，不（bú）適宜選擇酸值（zhí）太高的聚酯樹脂。

綜上所述，本試驗選用國產樹脂（zhī）B廠酸值在30～38mgKOH/g範圍內的（de）飽和羧基聚酯樹脂。

2.2 固化劑用量的影（yǐng）響

本試驗選用酸值為30～38mgKOH/g的飽和羧基聚（jù）酯樹脂（國產樹（shù）脂B），添加鈦白粉、砂紋劑（jì）、膨潤（rùn）土等，按照鋁型材（cái）用粉（fěn）末塗料設計配方，對比了TGIC用（yòng）量（liàng）對塗層相關性能的影響，試（shì）驗結果見表4。

從表4不難看出，當固化劑用量比較少時（shí），塗層的耐化學品性能和物理性能相對較差，這是由體係固化不完全（quán）造（zào）成的，但（dàn）是當固化劑用量超過一定的程度，不但會增加配方成本，還會因為膠化速度急劇（jù）增大而（ér）影響塗層紋路的效果。

另外不同樹脂（zhī）生產廠商生產的聚酯樹脂酸值的範圍各有差異，即（jí）使是同一公司的同一產品，不同的生產批次其酸（suān）值也或多或少存在一些變動。

所（suǒ）以在設計配方時，應當根（gēn）據所選用聚酯樹脂酸值的具體情況，首先計算固化劑的理論用量，然後（hòu）在此理論基礎上通過具體試驗進行驗證，並最終確定實（shí）際固化劑用量。

本試驗選取的酸值為30～38mgKOH/g的聚酯（zhǐ）樹脂，對其選取鞍山TGIC 作（zuò）為固化劑，推薦14.5～15.5g/200g樹脂的配方用量。

2.3 填料的影響（xiǎng）

製備鋁型材用耐候型砂紋（wén）粉末塗料時，因其耐候性能要求較高，填料通常選用硫酸鋇。

硫酸鋇有天然硫酸鋇（重（chóng）晶石（shí），250目）、8000鋇（8 000目）、沉（chén）澱（diàn）硫酸鋇（10000 ～ 20000目）幾種，在使用中，通常通過（guò）選用硫（liú）酸鋇的種類來調節砂紋粉的紋（wén）路大小與形態（tài），見表5。

加入填料的量越多，相對應的吸油量也就越大，通常鈦白粉（fěn）的吸油量在20%～22%，硫酸鋇的吸油量在10%～15%，吸油（yóu）量越大，塗層凸凹程度就越強；

硫酸鋇的粒度大小決定（dìng）了它的吸油量的（de）多少，沉（chén）澱硫酸鋇的粒度最小，在2～5μm範圍，其比表麵積最大，吸（xī）油量也越大，因此凸凹程度也越強。

2.4 顏料（liào）對耐水煮性能的影響

對於一些（xiē）純色的粉末塗料，耐水煮測試後色差容易控製，能達到0.5 左右，多（duō）采用耐候型（xíng）無機顏料，如：鐵黑、碳黑、鉻黃、鐵紅、鈦藍、鈦青、群青、鈦綠等。

對於一些鮮豔的粉末塗料，耐水煮（zhǔ）時色差較（jiào）大，主要選擇一（yī）些耐高溫性能較好的有機顏料。試驗研究了不同種類的顏料耐水煮性能的（de）差別，見表6。

由表6可以看出，對於1#、2#、3# 試樣，顏色越來越鮮豔時，耐水煮時（shí）其色差變化越來（lái）越大，說明顏色越鮮豔其耐（nài）水煮性能越差；

對於3#、4# 試樣，3#采用無機紅顏料，4#采用有機紅顏料，4#的（de）色差變化大於3#，說明有機顏料的耐水煮性能稍差（chà），因此對（duì）於一些鮮豔顏色的調試應盡量選用一些耐高溫的有機顏料。

2.5 砂紋粉紋路的研究

一般通過砂紋粉配方中的（de）砂紋劑與膨（péng）潤土（tǔ）來控製紋路的粗細、光澤、凸起程度，也通過樹（shù）脂的反應性來控製紋路的凸起程度，通過（guò）粉末粒度大小來調節（jiē）紋路的粗細（xì），見表（biǎo）7。

、

由表7可以看出，當砂紋（wén）劑在0.5%～1.0%範圍時塗層（céng）紋理（lǐ）逐漸減小，當達到1.5%時，砂紋紋理又開始變大。可以通過調節膨潤土的量在一定程度上調節紋路凸起程（chéng）度與光澤高低。

2.6 耐候型鋁型材砂紋粉末塗（tú）料的配方及性能

通過上述針對聚酯樹脂、固（gù）化劑種類及用量、填（tián）料種類及助劑用量的篩（shāi）選和研（yán）究（jiū），應用（yòng）於（yú）鋁型材的（de）節（jiē）能環保耐候型粉末塗料配方構成及性能（néng）指標見表8～9。

具（jù）體（tǐ）生產時可依據用戶的需（xū）要添加對應（yīng）的顏料及其他功能性助劑，可（kě）得到外觀與顏色各異的塗層。

3、結語

耐候型砂紋粉末塗（tú）料以其良好的耐刮傷性能，在鋁型材行業中的使用越來越（yuè）廣泛，並逐（zhú）步替代之前（qián）的（de）流平（píng）粉。由（yóu）於鋁型材的特定使用環境，鋁型材粉末塗料必須具有良好的耐水煮與耐候（hòu）性能。

來源：廣（guǎng）州擎天材料（liào）科技（jì）有限公司