探究了建築鋁型材用砂紋粉末塗料配方中聚酯樹脂類型的選擇、固化劑用量、顏填料類型的選擇對塗層（céng）耐候性能及耐水煮性能的（de）影響，以及助劑（jì）對塗層紋理形態等的影響。

本研究得到適用（yòng）於戶外建築鋁型材（cái）塗裝的耐（nài）候型砂紋粉末塗料，且各性能指標均達到鋁型材（cái）相關國家標準要求。

金屬（shǔ）型材以其（qí）優異的耐久性、裝（zhuāng）飾性和加工成型（xíng）性等特點（diǎn），廣泛用於建築行業（yè）。而鋁型材因其加工性（xìng）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（fāng）麵（miàn）的應用得到了迅速增長。

尤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（bǐ），對水和大氣的汙染程度、能耗明顯降低。

塗膜的機械性能如硬度、耐磨性、耐酸性等指標（biāo）卻大幅（fú）提高，使用壽命比普通陽極氧化鋁材高出1倍，且色（sè）彩豐富，更能體現建築的多樣化、個性化。

目前粉末靜電噴塗已成為國內鋁型材表麵塗裝中的熱（rè）點，型材用粉末噴塗（tú）結合熱轉印技術會使其更時尚（shàng），使粉末噴塗（tú）的型材具有更大的發展空間。

現在應用（yòng）於鋁型材的（de）粉末塗料大都是流（liú）平粉末塗料，其耐（nài）候性一般，但是塗覆了流平粉末塗料的鋁型材在搬運過程（chéng）中以及其使用環（huán）境導（dǎo）致表（biǎo）麵極易被刮花（huā）且易變色。

因此鋁型材用流平粉末塗料越（yuè）來越成為非主流產品。而鋁型材用砂紋粉末塗料恰恰解（jiě）決了這（zhè）個問題，正在（zài）被大量使用（yòng）。

鋁型材因具有大量（liàng）的邊角，因此一般（bān）采用靜電噴塗的粉末塗料（liào）難以將鋁型材邊角完全（quán）塗覆，影（yǐng）響美觀；且由於鋁型材的特定使（shǐ）用環境，鋁型材粉（fěn）末（mò）塗料必須（xū）具有良好的耐水煮性能，以避免其在使用過程中變色。

目（mù）前使用在鋁型材上的常規粉末塗料的邊角（jiǎo）上粉率一般（bān）在40%左右，邊角上粉不足（zú），影響邊角外（wài）觀；耐（nài）水煮的色差ΔE 一般在2.0 左右，目測已經（jīng）能看出變色，影響使用。

因此，本文從粉末塗料的耐候性、耐（nài）水煮（zhǔ）、邊角上粉等性能出發，針（zhēn）對鋁型材的使用環境研製出符合鋁型材使（shǐ）用的（de）耐候性砂紋效（xiào）果粉末塗料。

1、試驗部分（fèn）

1.1 原材料

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

三縮水甘油基異氰脲酸酯（TGIC，工業（yè）級（jí）），鞍山潤德精（jīng）細化工有限公（gōng）司；

金紅石型鈦白（bái）粉（工業級），杜邦公司；

硫酸（suān）鋇（BaSO4，工（gōng）業級），國產（chǎn）；

粉末塗料通用（yòng）顏料（工（gōng）業級），汽巴（Ciba）公司；

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

1.2 主（zhǔ）要設（shè）備（bèi）

Ф30型雙螺（luó）杆擠（jǐ）出（chū）機、萬能中藥粉碎機、ACM 磨粉係統、小型靜電噴塗設備、激光粒（lì）度分（fèn）布儀（yí）、衝擊試驗儀、鹽霧試驗箱、氙燈（dēng）人工加速老化（huà）試驗儀（yí）等（děng）塗料及塗層性能檢（jiǎn）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（jì）、砂紋劑、膨潤土、增電劑、顏料，置於混料缸，充分混合並破碎，得到預混（hún）物料；

預混合後的物料進入雙（shuāng）螺杆（gǎn）擠出（chū）機擠出，擠（jǐ）出（chū）機加熱溫度控製在80～120℃；擠（jǐ）出後的物料經壓片、冷卻、粉碎機粉碎成粒徑（等效粒徑D50）為20～45μm的粉體，然（rán）後篩分、包（bāo）裝。噴塗工藝參數見表1。

2、結果與討論

2.1 聚酯樹脂的選（xuǎn）擇

試驗選取了國（guó）產樹脂A、國產樹脂B、國（guó）產樹脂C、進口樹脂D以及進口樹脂E 等不同廠家的聚酯樹脂產（chǎn）品，按照相同配方設計製備塗層樣板， 進行氙燈老化與耐水煮性能測試，得到（dào）的老化試驗數據見表（biǎo）2，耐水（shuǐ）煮性（xìng）能見表3。

從（cóng）表2可知，國產樹脂B、進口樹脂（zhī）E 製備的塗層耐老化性能（néng）較（jiào）好，其次是國產樹脂C。從鋁型材用粉末（mò）塗料對（duì）耐候性能要（yào）求（qiú）高的特點出（chū）發，選用國產樹脂B的產品（pǐn）作為塗料的樹脂成分。

由表3可以看出，采用聚酯樹脂B時2h的（de）耐水煮試驗色差能夠達（dá）到0.5 以內，目（mù）測已（yǐ）經看不出變化，性能優良（liáng）。

其次（cì），試驗選取（qǔ）國產樹脂B廠不同（tóng）酸值類型（20～25、30～38、40～ 50mgKOH/g）聚酯樹脂（zhī），鞍山TGIC固化劑，選（xuǎn）擇砂紋劑、膨潤土（tǔ）及填（tián）料硫酸鋇、鈦白粉（fěn）等。

按照鋁型材用砂紋粉（fěn）粉末塗料設計，得到在酸值（zhí）為30 ～38mgKOH/g的樹（shù）脂綜合性能最為（wéi）優越。

其（qí）原因可能是酸值偏低時交聯密度不足（zú），固化不夠完全，機（jī）械性能稍差，酸值增（zēng）大時，聚酯樹脂反應活性將增大，反應速度（dù）過快，塗層固化得過快，紋（wén）理效果難以控製。

而且（qiě）飽和羧（suō）基聚酯樹脂是由多元（yuán）醇與多元酸（suān）縮聚製得的，高酸值（zhí）聚酯樹脂的製備通常需添加偏苯三酸酐類的（de）原材料，而該類（lèi）物質會使（shǐ）塗層的耐候性能降低，因而考慮到耐候性方（fāng）麵，不適宜選擇（zé）酸值太高的聚酯樹脂。

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

2.2 固化劑用量的影響

本（běn）試驗選用酸值為30～38mgKOH/g的飽和羧基聚酯樹（shù）脂（國產樹脂B），添加鈦白（bái）粉、砂紋劑、膨潤土等（děng），按照鋁型材用粉末塗料設計配方，對比了TGIC用量（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，塗層的耐化學（xué）品性能和物理性能（néng）相對較差，這是由體係固化不完（wán）全造成的，但是當固化劑（jì）用量超過一定的程度（dù），不但會增加配方成本，還會因為膠化速（sù）度急劇增大而（ér）影（yǐng）響塗層紋路的（de）效果。

另外不同樹脂生產廠商（shāng）生產的（de）聚（jù）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值也或多或少存在一些變動。

所以在設計配方（fāng）時，應當根據所選用聚（jù）酯樹脂酸值（zhí）的具體情況，首先（xiān）計算固化劑的（de）理論（lùn）用量，然（rán）後在此理論基礎上通過具（jù）體試驗進行驗證，並最終確定實際（jì）固化（huà）劑用量。

本試驗（yàn）選（xuǎn）取的（de）酸值為30～38mgKOH/g的聚酯樹脂，對其選取鞍（ān）山（shān）TGIC 作為固化劑，推薦14.5～15.5g/200g樹脂的配方用（yòng）量（liàng）。

2.3 填料的影響

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

硫（liú）酸鋇有天然硫酸鋇（重晶石，250目）、8000鋇（8 000目）、沉澱硫酸鋇（10000 ～ 20000目）幾種，在（zài）使用中，通常通過選用硫酸（suān）鋇的種類來調節砂紋（wén）粉（fěn）的紋路大小（xiǎo）與形態，見表5。

加入填料（liào）的量越多，相對應的吸油量也就越大，通常鈦白粉的吸油量（liàng）在20%～22%，硫（liú）酸鋇的吸油量在10%～15%，吸（xī）油量越大，塗層凸凹程度就越強；

硫酸鋇的粒度大小決定了它的吸油量的多少，沉澱硫酸鋇的粒度最小，在2～5μm範（fàn）圍（wéi），其（qí）比表麵積最大，吸油量（liàng）也（yě）越大，因（yīn）此凸凹程度也越強。

2.4 顏料對（duì）耐水煮性能的影響

對於一些純（chún）色（sè）的粉末塗料，耐水煮測試後色差容易控製，能達到0.5 左右，多采用耐候型無機顏料，如：鐵（tiě）黑、碳黑、鉻（gè）黃、鐵紅、鈦藍、鈦青、群（qún）青、鈦綠等（děng）。

對於一些鮮豔的粉末塗料，耐水煮時色差較大，主要選擇一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差（chà）別，見表6。

由表6可以（yǐ）看出，對於1#、2#、3# 試樣，顏（yán）色越來越鮮豔時，耐水煮時其（qí）色差變化越來越大，說明顏色越鮮豔其耐水煮性（xìng）能越差；

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

2.5 砂紋粉紋路的研（yán）究

一般通過砂紋粉配方中的砂紋劑與膨潤土來控製紋路的粗（cū）細、光澤、凸起程度，也通過樹脂的反應性來控製紋路的凸起程度，通過粉末粒度大小來調節紋路的粗細，見表7。

、

由（yóu）表7可以看出，當砂紋劑在0.5%～1.0%範圍時塗層紋理逐漸減小，當達（dá）到1.5%時（shí），砂紋紋理又（yòu）開始變大。可以通過調節膨潤土的量在一定程度上（shàng）調節紋路凸起程度與（yǔ）光（guāng）澤高低。

2.6 耐候型鋁型（xíng）材砂紋粉末塗（tú）料的配方及性能

通過上述針對（duì）聚酯樹脂（zhī）、固化（huà）劑種類及用量、填（tián）料種類及助劑用量的篩選和研究，應用於（yú）鋁型材的節能環保（bǎo）耐候型（xíng）粉末塗料配方構（gòu）成及性能指標見表8～9。

具體生產時可依據（jù）用戶的需要添加對應的顏料及其他功能性助劑，可（kě）得到外（wài）觀與顏（yán）色各異的塗（tú）層。

3、結語

耐候型砂（shā）紋粉末塗料以其良好的耐刮傷性能，在鋁型材行（háng）業中的（de）使用越來越廣泛，並逐步替代之前的流平粉。由於鋁（lǚ）型材的特定使用環境（jìng），鋁型材粉（fěn）末塗料必須具有良（liáng）好的耐（nài）水煮與耐候性能。

來源：廣州擎天（tiān）材料科技有（yǒu）限公司