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(hù)和裝飾綜合性能好等優(yōu)點(diǎn)，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(tái)更為嚴(yán)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(yīng)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(diǎn)，廣泛應(yīng)用于建筑物的各個(gè)方面。而鋁型材因其加工性能佳、質(zhì)輕等特點(diǎn)，用量占金屬建材的80%以上。自20世紀(jì)70年代初粉末涂料問世以來，其在鋁型材方面的應(yīng)用迅速增長。目前，粉末涂料在鋁型材方面的應(yīng)用已由歐洲擴(kuò)大到美洲、澳洲、遠(yuǎn)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(yīng)用，如部分鋁框架、門窗、陽臺(tái)、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(yīng)用如此廣泛，那么應(yīng)用在鋁型材上的粉末涂料，就應(yīng)該滿足鋁型材噴涂和應(yīng)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(jī)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(lǐng)先的聚酯生產(chǎn)廠家，為粉末涂料在鋁型材方面的應(yīng)用貢獻(xiàn)一份力量。下文就關(guān)于鋁型材用粉末涂料應(yīng)在哪些主要方面選擇樹脂做個(gè)簡述，并結(jié)合一些聚酯樹脂的試驗(yàn)數(shù)據(jù)加以驗(yàn)證。

 

 

     鋁型材大部分應(yīng)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)鋁合金型材涂層的耐候性檢測(cè)采用氙燈人工加速老化試驗(yàn)判定，并劃分如下兩個(gè)等級(jí)（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(hào)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(shí)就是多元酸與多元醇的酯化和縮聚反應(yīng)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(jí)，通常情況下，合成聚酯樹脂時(shí)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(jí)越高，但實(shí)際生產(chǎn)聚酯樹脂時(shí)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(yàn)結(jié)果（QUVA老化、氙燈老化、佛羅里達(dá)暴曬），分別見表2、表3、表4。

 

 

 

 

 

 

 

 

鹽霧對(duì)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(hù)層與內(nèi)部金屬發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)引起的。同時(shí)，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(duì)產(chǎn)品極壞的不良反應(yīng)。

 

耐鹽霧腐蝕的涂層能很好地對(duì)底材進(jìn)行有效的防護(hù)，延緩基材的腐蝕速度，從而增加基材的使用壽命。鹽霧試驗(yàn)的結(jié)果的優(yōu)劣影響因素主要有：（1）前期底材的預(yù)處理，不同磷化液和不同的處理工藝條件，對(duì)測(cè)試結(jié)果有很大的影響，一般未經(jīng)過任何預(yù)處理的鋁板或鋼板，在經(jīng)過480個(gè)小時(shí)的鹽霧試驗(yàn)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(yán)重。（2）試驗(yàn)條件的影響，試驗(yàn)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(yàn)時(shí)對(duì)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(yīng)的基團(tuán)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(yàn)時(shí)涂層的起泡現(xiàn)象，因?yàn)橥繉悠鹋菔且驗(yàn)樵诟g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(yàn)結(jié)果，見表5。

 

 

 

 隨著鋁型材的應(yīng)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(shè)施、戶外家具和花園設(shè)施），以及長期在潮濕環(huán)境下工作的室內(nèi)用品（如洗衣機(jī)、電冰箱等家用電器和廚衛(wèi)用品）對(duì)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(xiàng)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(yīng)用，需要我們技術(shù)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(duì)粉末涂料的耐水性影響非常明顯，故本文在此只對(duì)樹脂的耐水性選擇作個(gè)簡單的分析。首先我們先了解一下耐水性的測(cè)試方法：

 

 

熱固性粉末涂料涂層的耐水性按GB/T 1733-1993標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定。GB/T 1733-1993標(biāo)準(zhǔn)中有甲法和乙法兩種測(cè)試方法，其中甲法的測(cè)試水溫是23±2℃，乙法是在沸水狀態(tài)下測(cè)試。因?yàn)橐曳ㄏ鄬?duì)甲法具有一定的加速性，縮短了測(cè)試時(shí)間，故被選作為熱固性粉末涂料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的耐水性測(cè)試方法。其中有以下幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：①測(cè)試樣板的底材為馬口鐵；②測(cè)試用水為蒸餾水或去離子水，符合GB 6682中三級(jí)水規(guī)定的要求；③測(cè)試前應(yīng)將待測(cè)樣板用1:1的石蠟和松香混合物封邊，封邊寬度2-3mm;④測(cè)試樣板至少三塊或三塊以上，且測(cè)試時(shí)，要使樣板長度的2/3浸泡于水中；⑤測(cè)試結(jié)束后，取出樣板后應(yīng)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(jìn)行觀察檢測(cè)。

 

 

    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(jié)構(gòu)，苯環(huán)具有非常穩(wěn)定的分子結(jié)構(gòu)，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(shì)；醇類NPG與丙二醇也因其穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，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(jī)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(shí)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(yàn)驗(yàn)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(jié)果，見表6。

 

 

 

本文就鋁型材用粉末涂料在實(shí)際應(yīng)用過程中，聚酯樹脂對(duì)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(shí)際試驗(yàn)結(jié)果以供參考。

鋁型材粉末涂料在應(yīng)用過程中，除了以上對(duì)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(jī)械性能、柔韌性、儲(chǔ)存性、轉(zhuǎn)印性等等。隨著鋁型材應(yīng)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(shí)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(fù)雜工件時(shí)，靜電噴涂因法拉第效應(yīng)出現(xiàn)上粉難、出現(xiàn)死角等問題，摩擦槍型粉末涂料應(yīng)運(yùn)而生等等。這些不僅需要粉末技術(shù)人員不斷研發(fā)，也需要應(yīng)用廠商不斷提出寶貴意見。