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耐候（hòu）性能（néng）及耐水（shuǐ）煮性（xìng）能的影（yǐng）響，以及助（zhù）劑對塗（tú）層紋理（lǐ）形態等的影響。

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

金（jīn）屬型材以其優異的耐久性、裝飾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（qīng）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麵的（de）應用得（dé）到了迅速增長。

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

塗膜的機械性能如硬度、耐磨性、耐酸性等指標卻大幅提高，使用（yòng）壽命比（bǐ）普通陽極氧化鋁材高出1倍，且色彩（cǎi）豐富（fù），更能體現建築的多（duō）樣（yàng）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（zhōng）的（de）熱點，型材用粉末噴塗結（jié）合熱轉印技術會使其更時尚，使粉末噴（pēn）塗的型（xíng）材具有更大的（de）發展空間。

現在應用於鋁型材的粉末塗（tú）料大都是流平粉（fěn）末塗料，其耐候性一般，但是塗覆了流平粉末塗料（liào）的鋁（lǚ）型材在搬運過程中以及其使用環境（jìng）導致表麵（miàn）極易被刮花且易變色。

因此鋁（lǚ）型材用流平粉末塗料越來越成為非主流產品。而鋁型材用（yòng）砂紋粉（fěn）末（mò）塗料恰恰（qià）解決了這個問題（tí），正在被大量使用。

鋁型材因具有大（dà）量的邊角，因此（cǐ）一般采用靜電（diàn）噴塗的粉（fěn）末（mò）塗料難以將鋁型材邊角完全塗覆，影響（xiǎng）美觀；且由於鋁型材的特定使（shǐ）用環境，鋁型材粉末塗料（liào）必須具有良好的耐（nài）水煮性能，以避免其在（zài）使用過程中變色。

目前使（shǐ）用在鋁型材（cái）上的常規粉末（mò）塗料的邊（biān）角上粉率一般（bān）在40%左右，邊角上粉不足，影響（xiǎng）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，本文從粉末（mò）塗料的耐候（hòu）性、耐水煮、邊角上（shàng）粉等性能出（chū）發，針對鋁型材的使用環境研製出符合鋁型材使用的耐候性砂紋效（xiào）果粉（fěn）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（guó）產樹脂A、國（guó）產（chǎn）樹脂B、國（guó）產樹脂C、進口樹脂D、進口樹脂（zhī）E；

三縮水（shuǐ）甘油基異氰脲酸酯（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（liú）酸鋇（BaSO4，工業級），國產；

粉末塗料通用顏料（工業級），汽巴（bā）（Ciba）公司；

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

1.2 主要設備

Ф30型雙螺（luó）杆擠出機、萬能中藥粉碎機、ACM 磨粉（fěn）係統、小型靜電噴塗設備、激光粒度分布儀、衝擊試驗儀、鹽（yán）霧試驗箱、氙燈人工加速老化試驗儀等塗料及塗層（céng）性能檢測設備。

1.3 粉末塗料及塗層製備（bèi）

按比例稱取飽和（hé）羧基聚酯樹脂、異氰脲酸三縮水（shuǐ）甘油酯、填料、常（cháng）規助（zhù）劑、砂紋劑、膨潤（rùn）土、增電劑、顏（yán）料，置於混料缸，充分混合並破（pò）碎，得到預混物料；

預混合後的物料（liào）進入雙螺杆擠出機擠出，擠出機加熱溫（wēn）度控製在（zài）80～120℃；擠（jǐ）出後（hòu）的物料經壓（yā）片、冷卻、粉碎機粉碎成粒徑（等效粒徑D50）為20～45μm的粉體（tǐ），然後篩分、包裝。噴塗工藝參（cān）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、國產樹脂B、國產樹脂C、進口（kǒu）樹脂D以及進口樹脂E 等不同廠家（jiā）的聚酯樹脂產品，按照相同配方設計製備（bèi）塗（tú）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（jiàn）表（biǎo）2，耐水煮性能見表3。

從表（biǎo）2可知，國產（chǎn）樹脂B、進口樹脂E 製備的塗層耐老化性能（néng）較好（hǎo），其次是國產樹脂C。從鋁型材（cái）用粉末（mò）塗料對耐候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脂成分。

由表3可以看（kàn）出，采用聚酯樹脂（zhī）B時2h的耐水煮試驗色（sè）差能夠達到0.5 以內，目測已（yǐ）經（jīng）看不（bú）出變（biàn）化，性能優良。

其次，試驗選取國（guó）產樹脂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（jí）填料硫酸鋇、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的樹脂綜合性能最為優越。

其原因可能是酸值偏低時（shí）交聯（lián）密（mì）度不足（zú），固化不夠完全，機械性能（néng）稍差，酸值增大（dà）時（shí），聚酯樹脂反應活性（xìng）將增大，反應速度過快，塗層固化得過（guò）快，紋理效果難以控製（zhì）。

而（ér）且飽和羧基（jī）聚酯樹脂是（shì）由多元醇與多元酸縮聚製得的，高酸（suān）值聚酯樹脂的製備（bèi）通常需添加（jiā）偏苯三酸酐類的原材料，而該類物質（zhì）會使（shǐ）塗層的耐候性能降低，因而考慮到耐候性方麵，不適宜選擇酸（suān）值太高的聚酯樹脂。

綜上（shàng）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（xiǎng）

本試驗選用酸值為30～38mgKOH/g的飽和羧基聚（jù）酯樹脂（國產樹脂B），添加鈦白（bái）粉、砂紋劑、膨潤（rùn）土等，按照鋁型材用粉末塗料設（shè）計配方，對比了TGIC用量對塗層相關性能的影響，試驗結果見表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，不但會增加配方成（chéng）本，還會因為膠化速度急劇增大而（ér）影響塗層（céng）紋路的效果。

另外不同樹脂生產廠商（shāng）生產的聚酯樹脂酸值的範圍各有差異，即（jí）使是同一（yī）公司的同一產（chǎn）品，不（bú）同的生產批次（cì）其酸值（zhí）也或多或少存在一些變（biàn）動。

所以在設計配方時，應（yīng）當（dāng）根據所選用聚酯樹脂酸（suān）值的具體情況，首先計算固化劑的理論用量，然後在此理論（lùn）基礎上通過具體試驗進行驗證，並最終確定實際固化劑用量。

本試驗選取的酸（suān）值為30～38mgKOH/g的聚酯樹脂，對其（qí）選取鞍山TGIC 作為（wéi）固化（huà）劑，推薦14.5～15.5g/200g樹脂的配方用量。

2.3 填料的影響

製備鋁型材用耐候型砂紋粉末塗（tú）料時，因其耐候（hòu）性能要求較（jiào）高，填（tián）料通常選用（yòng）硫酸鋇（bèi）。

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

加入填料的量越（yuè）多（duō），相對應的吸（xī）油量也（yě）就越（yuè）大，通常鈦白粉的吸油（yóu）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（liú）酸鋇的粒度大小決定了（le）它的（de）吸油量的多少（shǎo），沉（chén）澱硫酸鋇的粒度最小，在2～5μm範圍，其比表麵積最大，吸油量也越大，因此凸凹程度也越強。

2.4 顏料（liào）對耐水煮性能的影響

對於一些純色的粉末塗料，耐水煮測試後色差容易控製，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（hóng）、鈦（tài）藍、鈦青、群青（qīng）、鈦綠等。

對（duì）於一些鮮豔的（de）粉末塗料（liào），耐水煮時色差較大，主要選（xuǎn）擇一（yī）些耐高溫性能較（jiào）好的有機（jī）顏料。試驗研究了不同（tóng）種類的顏料耐水（shuǐ）煮性能的差別，見表6。

由表6可以看出，對（duì）於1#、2#、3# 試樣，顏色越來越（yuè）鮮豔時，耐水煮時其色差變化越來越大，說明顏色（sè）越鮮豔其耐水煮性能越差；

對（duì）於3#、4# 試樣，3#采用無（wú）機紅顏料，4#采用有機紅顏料，4#的（de）色差變化（huà）大（dà）於3#，說明有機顏料的耐（nài）水煮性能稍差，因此對於一些鮮豔顏（yán）色的調試應盡量選用一些耐高溫的有機顏料。

2.5 砂紋粉紋路的研究

一般通（tōng）過（guò）砂紋粉配方中的砂（shā）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（lì）度大小（xiǎo）來調節（jiē）紋路的（de）粗細，見表7。

、

由表7可以看出，當砂紋劑在0.5%～1.0%範圍時塗層紋理逐漸減（jiǎn）小，當達到1.5%時，砂紋紋理又開始變（biàn）大。可（kě）以通過調節膨潤土的量（liàng）在一定程度上調節紋（wén）路（lù）凸起程度（dù）與光澤高低。

2.6 耐候型（xíng）鋁型（xíng）材砂紋粉末塗料的配方及性能

通過上述針對聚酯樹脂（zhī）、固化劑種（zhǒng）類及（jí）用（yòng）量、填料種類及（jí）助劑用量（liàng）的篩選和研究（jiū），應用於（yú）鋁型材的節能環保耐候型粉末（mò）塗（tú）料配方（fāng）構成及性能指標（biāo）見表8～9。

具體生（shēng）產時（shí）可依（yī）據（jù）用戶的需要添加對應的顏料及其他功能性助劑，可得到外（wài）觀與顏色各異的（de）塗層。

3、結語

耐候型砂紋粉末塗料以其良好的（de）耐刮傷性能，在鋁型材行業中（zhōng）的使用越來越（yuè）廣（guǎng）泛，並逐步替代之（zhī）前的流平粉。由於鋁型（xíng）材的特定使用環境（jìng），鋁型材（cái）粉末塗料必（bì）須具有良好的耐水煮與耐候性能。

來源：廣州擎天材料科技有限公司