探究（jiū）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（zé）、固化（huà）劑（jì）用量（liàng）、顏填料（liào）類型的選擇對塗層耐候性能（néng）及耐水煮性能的影響，以及助劑對塗層紋理（lǐ）形態（tài）等的影響。

本研究得到適用（yòng）於戶外建築（zhù）鋁型材塗裝的耐候型砂紋粉末塗料，且（qiě）各性能指標均（jun1）達到鋁型材相關（guān）國家標（biāo）準要求。

金屬型（xíng）材以其優（yōu）異的耐久性、裝飾（shì）性和加工成型性等特點，廣泛用於建築行業。而鋁型材因其加工性能佳、質輕等特點，占金屬型材用量的80%以上，因此粉末塗料（liào）在（zài）鋁型材方麵的應用得（dé）到了迅速增長。

尤其是（shì）粉末塗料噴塗的鋁建材，與陽極氧化、電泳塗裝表麵處理方法相比，對水和大氣（qì）的（de）汙染程度、能耗明顯降低。

塗膜的機（jī）械性能如硬度、耐磨性、耐酸性等指標卻大幅提高，使用壽命（mìng）比普通陽極（jí）氧化鋁材高出1倍，且色彩豐富，更能體現（xiàn）建築的多樣化、個性化。

目前粉末靜電噴塗已（yǐ）成為國內鋁型材表麵塗（tú）裝中（zhōng）的熱點，型材用粉末噴塗結合熱轉印技術會使其（qí）更時（shí）尚，使粉末噴塗（tú）的型材具有更（gèng）大的（de）發展空間。

現在應用於鋁型（xíng）材的粉末塗（tú）料大都是流平粉末塗料，其耐（nài）候性一般，但是（shì）塗覆了流（liú）平粉末塗料的鋁型材（cái）在搬運過程中以及其使用環境導致表麵極易被刮花且易變色。

因此（cǐ）鋁型材用（yòng）流平粉（fěn）末塗料越來越成為非主流產品。而鋁型材用（yòng）砂紋粉末塗料恰恰解決了這個問題，正在被大量（liàng）使用。

鋁型（xíng）材因具有（yǒu）大量的（de）邊角（jiǎo），因此一般采用靜電（diàn）噴塗（tú）的粉末塗料難以將鋁型材（cái）邊（biān）角完全（quán）塗覆，影響美觀；且由於鋁型材的特定使用環境，鋁型材粉末（mò）塗料必須具（jù）有良（liáng）好的耐水煮性能，以避（bì）免其在（zài）使（shǐ）用過程中變色。

目前（qián）使用在鋁型材（cái）上的常規粉末塗料的邊（biān）角上粉率一般在40%左右，邊角上粉不足，影響（xiǎng）邊角外觀；耐水煮的色差ΔE 一般在2.0 左右，目（mù）測已經能看（kàn）出變色（sè），影響使用。

因（yīn）此，本文從粉末塗料的耐候性、耐水煮、邊角上（shàng）粉等性能出發，針對鋁型材的使（shǐ）用環境研製出符合鋁型（xíng）材使用的耐候（hòu）性（xìng）砂紋效果粉（fěn）末塗料（liào）。

1、試驗部分（fèn）

1.1 原（yuán）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（jìn）口樹脂D、進口樹脂E；

三縮水甘油基異氰脲酸酯（zhǐ）（TGIC，工業級），鞍山潤德精細化工有限（xiàn）公司；

金紅石型鈦白粉（工業級），杜邦公司；

硫酸鋇（BaSO4，工（gōng）業級（jí）），國產；

粉末塗料通（tōng）用顏料（工業（yè）級），汽巴（Ciba）公司；

粉末塗料通用助劑（jì）（流平劑、安息香、脫氣劑等，均為工業級），國產。

1.2 主（zhǔ）要設備

Ф30型（xíng）雙螺杆擠出機、萬能中藥粉碎機、ACM 磨粉係（xì）統、小型靜（jìng）電噴塗設（shè）備、激光粒度分布（bù）儀、衝擊試驗儀（yí）、鹽霧試驗箱、氙燈人工加速老化（huà）試驗儀等塗料及塗層性能檢測設備。

1.3 粉末（mò）塗料（liào）及塗層製備

按比例稱取飽和羧（suō）基聚酯樹脂、異（yì）氰（qíng）脲酸三縮水甘油酯、填料、常規助劑、砂紋劑、膨潤土、增電劑、顏料，置於混料缸，充分混合並破碎，得到預混物料；

預混合後的物料（liào）進入雙螺杆擠出機（jī）擠出，擠出機加熱溫度控（kòng）製在80～120℃；擠出後的物料（liào）經壓片、冷卻、粉碎機粉碎成粒（lì）徑（jìng）（等效粒徑D50）為20～45μm的粉體，然（rán）後篩分、包（bāo）裝。噴（pēn）塗工藝參數見表1。

2、結果與討論

2.1 聚酯樹脂的選擇

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

從表2可知，國產樹脂B、進口樹脂（zhī）E 製備的塗層耐老化性能較好，其次是國產樹脂C。從鋁型材用粉末塗料對耐候（hòu）性能要求高的特點出發，選用國產樹脂B的產品作為塗料的樹（shù）脂成分。

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

其次，試驗選（xuǎn）取國產（chǎn）樹（shù）脂B廠不同酸值（zhí）類型（20～25、30～38、40～ 50mgKOH/g）聚（jù）酯樹脂，鞍山TGIC固化劑，選擇砂紋（wén）劑、膨潤土及填料硫酸鋇（bèi）、鈦（tài）白粉（fěn）等。

按照鋁型材用（yòng）砂紋粉粉末塗料設計，得到在酸值為（wéi）30 ～38mgKOH/g的樹脂綜合性能最（zuì）為優越。

其原因可能是（shì）酸值（zhí）偏低時交聯密度不足（zú），固化不夠完全，機械性（xìng）能稍差，酸值增大時，聚酯樹脂反應活性（xìng）將增大，反應速度過快，塗層固化得過快，紋理效果難以控製。

而且飽和羧基聚酯樹脂是由多元醇與多元酸縮聚製（zhì）得的，高酸值聚（jù）酯樹脂的製備通常需（xū）添加偏苯三酸酐類的原材料，而該類物質會使塗層的耐候性能降低，因而考慮到（dào）耐候性方麵，不適宜選擇酸值太高的聚（jù）酯樹脂。

綜上所述，本（běn）試驗選用國產樹脂B廠酸值在30～38mgKOH/g範圍內的飽（bǎo）和羧基聚（jù）酯樹脂。

2.2 固化劑用量的影響

本試驗選用酸值為30～38mgKOH/g的飽和羧基聚酯樹脂（國產樹脂（zhī）B），添加鈦白粉、砂紋（wén）劑、膨潤土等，按照鋁型材用粉末（mò）塗料設（shè）計配方，對比了TGIC用量對塗（tú）層相關（guān）性能的影響，試驗結果見表4。

從表4不難看出，當固（gù）化劑用（yòng）量比較少時，塗層的耐化學（xué）品性能和物（wù）理性能相對較差，這是由體係固化不完全造成的，但是當固化劑用量超過一定的程度（dù），不但會增加配方成本，還會因為膠化速度急劇（jù）增大（dà）而影響塗層紋路的效果。

另外不同樹脂（zhī）生產廠商生產的（de）聚酯樹（shù）脂（zhī）酸值的範圍（wéi）各有差異（yì），即使是同一公司的同一（yī）產品，不同的生產批次其酸值也或多或少（shǎo）存在（zài）一些變動。

所（suǒ）以在設計配方時，應當（dāng）根據所選用聚酯樹脂酸值（zhí）的具（jù）體情況，首（shǒu）先計算固化劑的理論用量，然後在此理論基礎上通過具（jù）體試驗進行驗證，並最終確定實際固化劑用量。

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

2.3 填料的影響

製備鋁型材用（yòng）耐候型砂紋粉末塗料時，因其耐（nài）候（hòu）性能要（yào）求較（jiào）高，填（tián）料通常選用硫酸鋇。

硫（liú）酸（suān）鋇（bèi）有天然硫酸鋇（bèi）（重晶石（shí），250目）、8000鋇（8 000目）、沉澱（diàn）硫酸鋇（10000 ～ 20000目）幾種，在使用（yòng）中（zhōng），通常通過選用（yòng）硫酸鋇的種類來調（diào）節砂紋粉的紋路（lù）大小與形態，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（fěn）的吸油量在20%～22%，硫酸鋇的吸油量在10%～15%，吸油量越大，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（dù）最小（xiǎo），在2～5μm範圍，其比表麵積（jī）最大，吸油量也（yě）越大，因此（cǐ）凸凹程度也越強。

2.4 顏料對（duì）耐水煮性能的影響

對於一些純色的粉末塗料，耐水煮測試後色差容易（yì）控（kòng）製，能達到0.5 左右，多采用耐候型無機顏料（liào），如：鐵黑、碳黑、鉻黃、鐵紅、鈦藍、鈦青、群青、鈦綠等。

對於一些鮮豔（yàn）的粉末（mò）塗料，耐水（shuǐ）煮時色差較大，主要選擇一些耐高溫性能（néng）較好的有（yǒu）機顏料。試驗研究了不同種類的顏料耐（nài）水煮性能的差別，見表6。

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

對於3#、4# 試樣，3#采用無（wú）機紅顏料，4#采用有機紅顏料，4#的色差變化大於3#，說明有（yǒu）機顏料的耐水煮（zhǔ）性能稍差，因此對於一些鮮豔顏（yán）色的調試應盡量選用（yòng）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砂紋劑與（yǔ）膨潤（rùn）土（tǔ）來控製紋路的（de）粗細、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（dù）大小來調節紋路的粗細，見表7。

、

由表7可以（yǐ）看出，當砂紋劑在（zài）0.5%～1.0%範（fàn）圍時塗層紋理逐漸減小，當達到1.5%時，砂紋紋理又開始變大。可以通過調節膨（péng）潤土的量在一定程度上調節紋路凸起程度與光澤高低。

2.6 耐候型鋁型材（cái）砂紋粉末塗料的配方及（jí）性能

通（tōng）過上（shàng）述針對聚酯樹脂、固化劑種類（lèi）及用量（liàng）、填料種類（lèi）及助劑用量的篩選和研究，應用於鋁型材的節能環保耐候型粉末塗料配方構成及性能指標見表8～9。

具體生產時可依據用戶的需要添加對應的顏料及其他功能性助劑，可得到外觀與顏色各異的（de）塗（tú）層。

3、結語

耐候（hòu）型砂紋粉末塗料以其良好的耐刮傷性能，在鋁（lǚ）型（xíng）材行業中的使（shǐ）用越來越廣泛，並逐步替代之前的流平（píng）粉。由於鋁型材的特定使用環境，鋁型材粉末塗料必須（xū）具有（yǒu）良（liáng）好的耐（nài）水（shuǐ）煮與耐候性能。

來源：廣州（zhōu）擎天材料科技有（yǒu）限公司