1、前言：

 

    粉末涂料因完全不含溶劑，可以全部轉(zhuǎn)化成涂膜，其涂裝效率高、保護和裝飾綜合性能好等優(yōu)點，受到全世界的廣泛重視，從而獲得飛速發(fā)展。近年來，隨著國家出臺更為嚴厲的取代和淘汰油漆了產(chǎn)品的政策，水性涂料和粉末涂料成了首選，因此在金屬建筑材料等方面的應用成為必然，粉末涂料以其優(yōu)異的耐久性、裝飾性和加工成形性等特點，廣泛應用于建筑物的各個方面。而鋁型材因其加工性能佳、質(zhì)輕等特點，用量占金屬建材的80%以上。自20世紀70年代初粉末涂料問世以來，其在鋁型材方面的應用迅速增長。目前，粉末涂料在鋁型材方面的應用已由歐洲擴大到美洲、澳洲、遠東、中東和非洲。在鋁型材的涂裝中，具有代表性的粉末涂料品種有環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸樹脂及氟碳樹脂粉末涂料等。作為應用，如部分鋁框架、門窗、陽臺、走廊、隔墻板等高防腐蝕性的鋁型材，大多數(shù)采用聚酯、丙烯酸粉末涂料。此外，由于環(huán)氧樹脂粉末涂料具有優(yōu)異的附著性、防腐蝕性，但耐候性稍差，故一般用于室內(nèi)或作為底漆使用。

 

既然粉末涂料在鋁型材上應用如此廣泛，那么應用在鋁型材上的粉末涂料，就應該滿足鋁型材噴涂和應用的要求。而聚酯樹脂作為粉末涂料的最重要組成部分，粉末涂料的各型性能（如耐候性、耐水性、機械性能等等）與聚酯樹脂的質(zhì)量密不可分，安徽神劍新材料股份有限公司作為粉末涂料行業(yè)新材料的第一家上市企業(yè)，做為業(yè)界領先的聚酯生產(chǎn)廠家，為粉末涂料在鋁型材方面的應用貢獻一份力量。下文就關于鋁型材用粉末涂料應在哪些主要方面選擇樹脂做個簡述，并結合一些聚酯樹脂的試驗數(shù)據(jù)加以驗證。

 

 

     鋁型材大部分應用場合都在戶外，所以戶外鋁型材用粉末涂料首先考慮的應是涂層的耐候性。根據(jù)GB5237.4-2008《鋁合金建筑型材第四部分粉末噴涂型材》標準規(guī)定，對鋁合金型材涂層的耐候性檢測采用氙燈人工加速老化試驗判定，并劃分如下兩個等級（見表1）。

 

 

 

 

聚酯樹脂是粉末涂料中比例最多最重要的組成部分，其耐候性的高低直接決定了涂層的耐候性。因不同廠家和不同牌號的樹脂因原材料和工藝條件不同，其耐候性也存在一定的差異。聚酯樹脂其實就是多元酸與多元醇的酯化和縮聚反應合成而成的，故其原材料的使用和工藝的合理化直接決定了聚酯樹脂的耐候等級，通常情況下，合成聚酯樹脂時選用的耐候性較好的原材料越多（如IPA、CHDA、NPG、CHDM等），其聚酯樹脂耐候等級越高，但實際生產(chǎn)聚酯樹脂時還要綜合考慮其他性能和工藝等因素。以下列舉部分鋁型材用聚酯樹脂的耐候試驗結果（QUVA老化、氙燈老化、佛羅里達暴曬），分別見表2、表3、表4。

 

 

 

 

 

 

 

 

鹽霧對金屬材料表面的腐蝕是由于含有的氯離子穿透金屬表面的氧化層和防護層與內(nèi)部金屬發(fā)生電化學反應引起的。同時，氯離子含有一定的水合能，易被吸附在金屬表面的孔隙、裂縫排擠并取代氯化層中的氧，把不溶性的氧化物變成可溶性的氯化物，使鈍化態(tài)表面變成活潑表面。造成對產(chǎn)品極壞的不良反應。

 

耐鹽霧腐蝕的涂層能很好地對底材進行有效的防護，延緩基材的腐蝕速度，從而增加基材的使用壽命。鹽霧試驗的結果的優(yōu)劣影響因素主要有：（1）前期底材的預處理，不同磷化液和不同的處理工藝條件，對測試結果有很大的影響，一般未經(jīng)過任何預處理的鋁板或鋼板，在經(jīng)過480個小時的鹽霧試驗后，十字交叉劃線處，或出現(xiàn)大量的鼓泡，涂層剝落現(xiàn)象嚴重。（2）試驗條件的影響，試驗溶液的濃度、PH值、噴霧壓力、溫度、噴霧量等。（3）粉末體系交聯(lián)密度的影響，隨著交聯(lián)密度的提高，能有效減緩鹽霧試驗時對底材的腐蝕。而粉末體系的交聯(lián)密度很大程度是取決于樹脂的交聯(lián)密度，即樹脂的支化度越高，參與反應的基團數(shù)越多，越有利于提高粉末體系的交聯(lián)密度（4）涂層附著力的影響，附著力影響著鹽霧試驗時涂層的起泡現(xiàn)象，因為涂層起泡是因為在腐蝕過程中，涂層局部喪失附著力從底材表面脫落造成的。故選擇一款附著力優(yōu)秀的樹脂或添加一些助劑可以很好地提高粉末涂料的附著力。（5）顏基比及顏填料的選擇等其他影響因素。以下為部分產(chǎn)品的耐中性鹽霧試驗結果，見表5。

 

 

 

 隨著鋁型材的應用場合越來越廣，一些戶外用品（如建筑用鋁型材、鋁合金幕墻板、交通設施、戶外家具和花園設施），以及長期在潮濕環(huán)境下工作的室內(nèi)用品（如洗衣機、電冰箱等家用電器和廚衛(wèi)用品）對涂層的耐水性、耐水煮性的要求越來越苛刻。再如一些工期較長的大型建筑項目中使用的鋁型材，由于工期較長，部分鋁型材長期在陽光和雨水的侵蝕下，出現(xiàn)表面失光、起泡、色差變化大等現(xiàn)象。為了滿足這些特殊產(chǎn)品的應用，需要我們技術人員共同努力，將粉末涂料的耐水性能不斷改善，不斷提升。影響粉末涂料的耐水性因素有很多，如樹脂、固化劑、工藝、顏填料、助劑等，其中樹脂對粉末涂料的耐水性影響非常明顯，故本文在此只對樹脂的耐水性選擇作個簡單的分析。首先我們先了解一下耐水性的測試方法：

 

 

熱固性粉末涂料涂層的耐水性按GB/T 1733-1993標準測定。GB/T 1733-1993標準中有甲法和乙法兩種測試方法，其中甲法的測試水溫是23±2℃，乙法是在沸水狀態(tài)下測試。因為乙法相對甲法具有一定的加速性，縮短了測試時間，故被選作為熱固性粉末涂料行業(yè)標準的耐水性測試方法。其中有以下幾點注意事項：①測試樣板的底材為馬口鐵；②測試用水為蒸餾水或去離子水，符合GB 6682中三級水規(guī)定的要求；③測試前應將待測樣板用1:1的石蠟和松香混合物封邊，封邊寬度2-3mm;④測試樣板至少三塊或三塊以上，且測試時，要使樣板長度的2/3浸泡于水中；⑤測試結束后，取出樣板后應立即用流水沖洗掉表面異物，再用濾紙或脫脂棉吸干表面水分再進行觀察檢測。

 

 

    合成聚酯樹脂的多元酸和多元醇種類眾多，酸類主要有PTA、IPA、己二酸、富馬酸等，醇類主要有NPG、EG、DEG、丙二醇等。其中酸類PTA、IPA都具有苯環(huán)結構，苯環(huán)具有非常穩(wěn)定的分子結構，故合成聚酯后耐水性較己二酸、富馬酸等脂肪族酸類有明顯優(yōu)勢；醇類NPG與丙二醇也因其穩(wěn)定的化學結構，在合成聚酯后耐水性也較其他醇類優(yōu)異。但合成聚酯除了滿足一定的耐水性外，還要考慮機械性能、光澤、流平、耐候等等其他方面性能以及使用的場合和成本因素，所以合成耐水性的聚酯時只能盡可能多的考慮添加耐水性較好的原材料。

 

 除了原材料的影響因素外，樹脂的分子量分布也影響著樹脂的耐水性，經(jīng)試驗驗證，聚酯樹脂的分子量分布越窄，其耐水性越突出。以下列舉部分產(chǎn)品的耐水性結果，見表6。

 

 

 

本文就鋁型材用粉末涂料在實際應用過程中，聚酯樹脂對粉末涂料的耐候性、耐鹽霧性、耐水性等主要性能方面的影響作了簡單的分析，并例舉實際試驗結果以供參考。

鋁型材粉末涂料在應用過程中，除了以上對樹脂的耐候性、耐水性、耐鹽霧性提出要求外，還有很多其他方面提出要求，如樹脂的機械性能、柔韌性、儲存性、轉(zhuǎn)印性等等。隨著鋁型材應用的場合越來越廣泛，許多新的需求也在不斷增多。例如隨著節(jié)能環(huán)保的意識提高，低溫型粉末涂料越來越受歡迎。還有鋁型材在噴涂一些大型復雜工件時，靜電噴涂因法拉第效應出現(xiàn)上粉難、出現(xiàn)死角等問題，摩擦槍型粉末涂料應運而生等等。這些不僅需要粉末技術人員不斷研發(fā)，也需要應用廠商不斷提出寶貴意見。