探究了建築（zhù）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（yòng）量、顏填料類型的選擇對塗層耐候性能及耐水煮性（xìng）能的影響，以及（jí）助劑對塗層紋理形態等的影（yǐng）響。

本研究得到（dào）適用（yòng）於戶（hù）外建築鋁型材塗裝（zhuāng）的耐候型砂紋粉末塗料（liào），且各（gè）性（xìng）能指標均達到鋁型材（cái）相關國家標準（zhǔn）要求。

金屬型材以其優（yōu）異的耐久性（xìng）、裝飾性和加工成（chéng）型性等特點，廣泛用於建築行業。而鋁型（xíng）材因其加工性能佳（jiā）、質（zhì）輕等特點，占金屬型材用量的80%以上，因此粉末塗料在（zài）鋁型材方麵的應（yīng）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、電泳塗裝表麵處理方法（fǎ）相比，對水和大氣（qì）的汙染程度、能耗明顯降低。

塗膜的機械（xiè）性能如硬度（dù）、耐磨性、耐酸性（xìng）等指標卻大（dà）幅提高，使用（yòng）壽命比普通陽極氧（yǎng）化鋁材高出1倍，且（qiě）色彩豐富，更能體現建築的多樣化、個性化。

目（mù）前粉末靜電噴塗已成為國內鋁型材表麵塗裝中的熱（rè）點，型材用粉末噴塗結合熱轉印技術會使其更時尚，使（shǐ）粉末噴塗的型材（cái）具（jù）有更大的發展空（kōng）間。

現在應用於鋁型材的粉末塗料大都是流平粉末塗料，其耐候（hòu）性一般，但是塗覆了流平粉（fěn）末塗料的鋁型材在搬（bān）運過程中以及其使用環境導致表麵極易被刮花（huā）且易變色。

因此鋁型材用流（liú）平粉末塗料越來越成為非主流產品。而鋁型材用砂紋粉末塗料恰（qià）恰解決了這個問題，正（zhèng）在（zài）被大（dà）量（liàng）使用。

鋁型材因具有大量的邊角，因此（cǐ）一般采用靜電噴塗（tú）的粉末塗料難以將鋁型材邊角完全塗覆，影響美（měi）觀；且由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性能，以避免其在使用過程中變色。

目前使用在鋁型材（cái）上的常（cháng）規粉末塗料的邊角上粉率一般在（zài）40%左右，邊角上粉不足，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，本文從粉（fěn）末塗料的耐候性（xìng）、耐水（shuǐ）煮、邊角上粉等性能出發，針對鋁型材的使用環境研製出（chū）符合鋁型材使用的耐候性砂紋效果粉末塗料。

1、試驗部分

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（zhī）C、進口樹脂D、進口樹脂E；

三縮水甘油基異氰脲（niào）酸酯（TGIC，工業級（jí）），鞍山潤德精細化（huà）工（gōng）有限公司；

金紅石型鈦白粉（工業級），杜邦公司；

硫酸鋇（bèi）（BaSO4，工業級（jí）），國產；

粉末塗料通用顏料（工業（yè）級），汽巴（Ciba）公司；

粉末（mò）塗料通用助劑（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（gǎn）擠出（chū）機、萬能中藥粉碎機、ACM 磨粉係統、小（xiǎo）型靜電噴塗設備、激光粒度分（fèn）布儀、衝擊試驗儀（yí）、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（jí）塗層（céng）製備

按（àn）比例稱取飽和羧基聚酯樹（shù）脂、異氰脲酸三縮水甘油酯（zhǐ）、填料、常規助劑（jì）、砂紋劑、膨潤土、增電劑、顏料，置（zhì）於混料缸，充分混合並破碎，得到（dào）預混物料；

預混合後的物料（liào）進入雙螺杆擠（jǐ）出機擠出，擠出機加熱溫度控製在80～120℃；擠出後的物料經壓片、冷卻（què）、粉碎機粉碎成粒徑（等效粒（lì）徑D50）為20～45μm的粉體，然後篩分、包裝。噴（pēn）塗工藝參數（shù）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（guó）產樹脂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（chǎn）品，按照相同配方設計製備塗層樣（yàng）板， 進行（háng）氙（xiān）燈老化與（yǔ）耐水煮性能測試，得到（dào）的老化試（shì）驗（yàn）數據見（jiàn）表2，耐水（shuǐ）煮性能見表3。

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

由表3可以看出，采用聚酯（zhǐ）樹脂B時2h的耐水（shuǐ）煮試驗色差能（néng）夠達到0.5 以內，目測已經（jīng）看不出（chū）變化，性能優良。

其次，試驗選（xuǎn）取國產樹（shù）脂B廠不同酸值類型（20～25、30～38、40～ 50mgKOH/g）聚酯樹脂，鞍山TGIC固化劑，選擇砂紋劑、膨潤土及填料硫（liú）酸鋇（bèi）、鈦白粉等。

按照鋁型材用砂紋粉粉末塗料（liào）設計，得到在酸值為30 ～38mgKOH/g的（de）樹脂（zhī）綜合性能最為優越。

其原因可能是酸值偏低時交聯（lián）密度不足，固化不夠完（wán）全，機械性能稍差，酸值增大時，聚酯樹脂反應活性將增大，反應（yīng）速（sù）度過（guò）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得的（de），高酸值聚酯樹脂的製備通常需添加偏苯三酸酐類的原材料（liào），而該類物質（zhì）會使塗層的耐候性能降低，因（yīn）而考慮到耐候性方麵，不適宜選擇酸（suān）值太（tài）高的聚（jù）酯樹脂。

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

2.2 固化劑用量的影響

本試（shì）驗選用酸值為30～38mgKOH/g的飽和羧基聚（jù）酯樹脂（zhī）（國產樹脂B），添加鈦白粉、砂紋劑、膨潤土等，按照鋁型材用粉末塗料設計配（pèi）方，對比（bǐ）了TGIC用量對塗層相關性（xìng）能的影響，試驗結果見表4。

從表4不（bú）難看出（chū），當固化劑用量比較少時，塗層的耐化學品（pǐn）性能和物理（lǐ）性能相對較差，這是由體係（xì）固化不完全造（zào）成的，但是（shì）當固化劑（jì）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增大而影響塗層紋路的效果。

另外不同樹脂生產廠商生產的聚酯樹（shù）脂酸值的範圍各有（yǒu）差異，即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（cún）在一些變動。

所以在設計（jì）配方時，應當根據所選用聚酯樹脂酸值的具體情況，首先計算（suàn）固化劑的理論用（yòng）量，然後在此理論基（jī）礎上通過具體試驗進行驗（yàn）證，並最終確定實際固化劑用（yòng）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（zhì）備（bèi）鋁型材（cái）用（yòng）耐候型（xíng）砂紋粉末塗料時，因其耐候性能要求較高，填料（liào）通常選用硫酸鋇。

硫（liú）酸鋇（bèi）有天然硫酸鋇（重（chóng）晶石（shí），250目（mù））、8000鋇（8 000目）、沉澱硫酸鋇（10000 ～ 20000目）幾種，在使用中，通常通過選用硫（liú）酸鋇的種類來調節砂紋粉的紋路大小與形態，見表5。

加入填（tián）料的量越多，相對應的（de）吸油量（liàng）也就越大，通常鈦白粉的吸油量在20%～22%，硫酸鋇的（de）吸油量（liàng）在10%～15%，吸油量越大，塗層凸凹程度（dù）就越強；

硫酸鋇的粒度大小決定了它的吸油（yóu）量的多少（shǎo），沉澱硫酸鋇的粒度最小，在2～5μm範圍，其比表麵積最（zuì）大，吸油量也越大，因此凸（tū）凹程度也越（yuè）強。

2.4 顏料對耐水煮性能的影響

對於一些純色的粉末塗（tú）料，耐水煮測（cè）試後（hòu）色差容易控製，能達到0.5 左（zuǒ）右，多采用耐候型無機顏料（liào），如：鐵黑、碳黑、鉻（gè）黃、鐵紅、鈦（tài）藍、鈦青（qīng）、群青、鈦綠等。

對（duì）於一些鮮豔的粉末塗料，耐（nài）水（shuǐ）煮時色差較大，主要選擇一些耐高（gāo）溫性能較好的有機顏料。試驗研究（jiū）了不同種類的顏料耐水煮（zhǔ）性能的差別，見表6。

由表6可以看出，對於1#、2#、3# 試（shì）樣，顏色越（yuè）來越鮮豔時，耐水煮（zhǔ）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；

對於3#、4# 試樣，3#采用無機紅顏料，4#采用有機紅顏料，4#的色差變化大於3#，說明（míng）有機顏料（liào）的耐水（shuǐ）煮性能稍差，因此對於一些鮮豔顏色的調試應盡量選用一些（xiē）耐高溫的（de）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膨潤土來控製紋路的粗細、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（dà）小來調節紋路的粗細，見表7。

、

由表7可以看出，當砂紋劑（jì）在（zài）0.5%～1.0%範圍時塗層紋理逐漸減小，當達到1.5%時，砂紋紋理又開始（shǐ）變大。可以通過調節（jiē）膨（péng）潤土的量在一定程度上調節紋路（lù）凸起（qǐ）程度與光澤高（gāo）低。

2.6 耐候型鋁型材砂紋（wén）粉末塗料的配方及性能

通過上述針對（duì）聚酯樹脂、固化劑種類及用量、填料種類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（biāo）見表8～9。

具體生產（chǎn）時可依據用戶的需要添加對應的顏料及其他功能（néng）性助劑，可得到外觀與（yǔ）顏色各異的塗層。

3、結語（yǔ）

耐候型砂紋粉末塗料以其良好的耐刮傷性能，在鋁型材行業中的使用越（yuè）來越廣泛，並逐步替代之前的流（liú）平粉。由於鋁型材的特定使用環境，鋁型材粉末塗料必（bì）須具有良好的耐（nài）水煮與耐候性能。

來源（yuán）：廣州擎天材料科技（jì）有限（xiàn）公司