探究了建築（zhù）鋁型材用砂紋粉末塗料配方（fāng）中聚酯樹脂類型的選擇、固化劑用量、顏填料類型的選（xuǎn）擇對塗層耐候性（xìng）能及耐水煮性（xìng）能的影響，以及助劑對塗層紋理形態等的影響。

本研究（jiū）得到適用（yòng）於戶外（wài）建築鋁（lǚ）型材塗裝的耐候型砂紋粉末塗料，且各性能指（zhǐ）標均達到鋁型材相關（guān）國（guó）家標準要（yào）求。

金屬（shǔ）型（xíng）材以其優異的耐久（jiǔ）性、裝（zhuāng）飾性和加工成型性等特點，廣泛用（yòng）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（yǐ）上，因此粉末塗料在鋁型材方麵的應用得（dé）到了迅速增（zēng）長。

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

塗膜的機械性能如硬（yìng）度、耐磨（mó）性、耐酸（suān）性等指標卻大幅提高，使（shǐ）用壽命比普通陽（yáng）極氧化鋁材高出1倍（bèi），且色彩豐富，更能體現建築的（de）多樣化、個性化。

目前粉末靜電（diàn）噴塗已成為國內鋁型材表麵塗裝中的熱點，型材用粉末噴塗結合熱轉印技術會使其（qí）更時尚，使粉末噴塗的型材具有更大的發展（zhǎn）空間。

現在應用（yòng）於鋁型材的粉末塗料大都是流平粉末塗料，其耐候性一般，但是塗覆了流（liú）平粉末塗料的鋁（lǚ）型（xíng）材在搬運過程中以及其使（shǐ）用環（huán）境導致表（biǎo）麵極易被刮花且易變色。

因此鋁型材（cái）用流平粉末塗料越來越成為（wéi）非主流（liú）產品。而鋁型（xíng）材用砂紋粉末（mò）塗料恰恰解決了這（zhè）個問題，正在被大量使用。

鋁型材因具（jù）有大量的邊角，因此一般采用靜電噴塗的粉末塗料難以將鋁型材邊角完全塗覆，影響美觀；且由於（yú）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（shǐ）用過程中變色。

目前使用在鋁型材上的常規（guī）粉末塗料的邊角上粉率一般在40%左右，邊角上粉不足，影響邊角外觀；耐水煮的色差（chà）ΔE 一般在2.0 左右，目測已經能看出變（biàn）色，影響使用。

因此，本文從粉（fěn）末塗料的耐候性、耐水煮、邊角上粉等性能出發，針對鋁型（xíng）材（cái）的使用環境研製出符（fú）合鋁型材使用（yòng）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（shù）脂（工業級），國產樹脂A、國產樹脂B、國產樹脂C、進口樹脂D、進口樹脂E；

三縮（suō）水甘油基異氰脲酸（suān）酯（TGIC，工業級），鞍山潤德精細化工有限公司；

金紅石（shí）型鈦白粉（工業級），杜邦公司；

硫酸（suān）鋇（BaSO4，工業級），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（流平劑、安（ān）息香、脫氣劑（jì）等，均（jun1）為工業級（jí）），國產。

1.2 主要設備

Ф30型雙螺杆擠出（chū）機、萬能中藥粉碎機、ACM 磨粉（fěn）係（xì）統、小型靜電噴塗（tú）設備、激光粒度分布儀、衝擊試（shì）驗（yàn）儀、鹽霧試驗箱、氙燈人工加速老化試驗儀等（děng）塗料及塗層性能檢測設備。

1.3 粉末塗料及塗層製備

按比例稱取飽和羧基（jī）聚酯樹脂、異氰脲（niào）酸三縮水甘油（yóu）酯、填料、常（cháng）規（guī）助劑、砂紋劑、膨潤土、增電劑、顏料，置於（yú）混料（liào）缸，充分混合並破碎，得（dé）到預混物料；

預混合後（hòu）的（de）物料進（jìn）入雙螺杆擠出（chū）機（jī）擠出，擠出機（jī）加熱溫度（dù）控製在80～120℃；擠出後的物料經壓片（piàn）、冷卻、粉碎機粉碎成粒徑（等效粒徑D50）為20～45μm的（de）粉體，然後篩分、包裝。噴塗工藝參（cān）數見表1。

2、結果與討論（lùn）

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（guó）產樹脂C、進口樹（shù）脂（zhī）D以及進口樹脂E 等不同廠家的聚（jù）酯樹脂產品，按照相同配方設計製備塗層樣板， 進行氙燈老化與耐水煮性能測試，得到的老化試驗數（shù）據見表2，耐水煮性能（néng）見表3。

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

由表3可（kě）以看出，采用聚酯樹脂B時2h的耐水煮試驗色差能夠達到（dào）0.5 以內，目測已（yǐ）經看不出變（biàn）化，性能優良。

其次，試驗選取國產樹脂（zhī）B廠不同酸值類（lèi）型（20～25、30～38、40～ 50mgKOH/g）聚酯樹脂，鞍山TGIC固化劑（jì），選擇砂紋劑、膨潤土（tǔ）及填（tián）料硫酸鋇、鈦白粉等。

按照鋁型材用砂紋粉粉末塗（tú）料設計，得到在酸值（zhí）為30 ～38mgKOH/g的樹脂綜合（hé）性能最為優越。

其原因（yīn）可能是酸值（zhí）偏低時交聯密（mì）度不足，固（gù）化不夠完全，機械性能稍差，酸值（zhí）增大時（shí），聚酯樹脂反應活性將增大，反應速度過快，塗（tú）層固化得過快，紋（wén）理效果難以控製。

而且飽和羧基聚酯樹脂是由（yóu）多元醇與多元酸縮聚製得的，高酸（suān）值聚酯樹脂的（de）製備通常需添加偏苯三酸酐類的（de）原材料，而該類物質會使塗層的（de）耐候性能降低，因而考慮到耐（nài）候性方麵，不適宜選擇（zé）酸值太（tài）高的聚酯樹脂。

綜（zōng）上所述，本試驗選（xuǎn）用國產樹脂B廠酸值在30～38mgKOH/g範圍內的飽和羧（suō）基聚酯樹脂。

2.2 固化劑（jì）用量的影響

本（běn）試驗選用酸值為30～38mgKOH/g的飽和羧基聚酯（zhǐ）樹脂（國產（chǎn）樹（shù）脂B），添加鈦白粉、砂紋劑、膨潤土等，按照鋁型材用粉（fěn）末塗料（liào）設計配方，對比了（le）TGIC用量對塗層相關（guān）性能（néng）的影（yǐng）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（tú）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（dàn）是當固（gù）化劑用量超過一定的程度，不但會增（zēng）加配方（fāng）成本（běn），還會因為膠化速度急劇（jù）增大而影響塗層紋路的（de）效（xiào）果。

另外不同樹脂生產廠商生產（chǎn）的聚酯樹脂酸值的範圍各有差異，即使是（shì）同一公司的同一產品（pǐn），不同的生產批次其（qí）酸值也或（huò）多或少存在一些變動（dòng）。

所以在設計配方時，應當（dāng）根據所選（xuǎn）用聚酯樹脂（zhī）酸值的具體情況，首先計算固化劑的理論用量，然（rán）後在此理（lǐ）論基礎上通過具體試驗進行驗證，並最終確定實際（jì）固化劑用量。

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

2.3 填料（liào）的影響

製備鋁型材用耐候型砂紋粉末塗料時，因其耐（nài）候性能要求較高，填料通常選用（yòng）硫酸鋇（bèi）。

硫酸鋇有天然硫酸鋇（重晶石，250目）、8000鋇（8 000目）、沉澱硫酸鋇（10000 ～ 20000目）幾種，在使用中，通常通過選用硫酸鋇的（de）種類（lèi）來調節砂紋粉的紋路大小（xiǎo）與形態，見表5。

加入（rù）填料（liào）的量越多，相（xiàng）對（duì）應的吸油量也就越大，通常鈦白粉的吸油量在20%～22%，硫酸鋇的吸油量在10%～15%，吸油量（liàng）越大，塗層凸凹程（chéng）度就（jiù）越強；

硫酸（suān）鋇的粒度大小決定了它的吸油量的多少，沉澱硫酸（suān）鋇的粒度最小（xiǎo），在2～5μm範圍，其比表麵積最大，吸油量也越大，因此（cǐ）凸凹程度也越強。

2.4 顏料對耐水煮性能的影響（xiǎng）

對於一些純色的粉末塗料，耐水煮測試後色（sè）差容（róng）易（yì）控製，能達（dá）到0.5 左右（yòu），多采用耐候型無機顏料，如：鐵黑、碳黑、鉻（gè）黃、鐵紅、鈦藍、鈦青、群青（qīng）、鈦綠等。

對於一些鮮豔的粉末（mò）塗料（liào），耐水煮時色差較（jiào）大，主要（yào）選擇一些耐（nài）高溫性能（néng）較好的有機顏料。試驗研究了不（bú）同種類的（de）顏料耐水煮性能的（de）差別，見表6。

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

對於3#、4# 試樣，3#采用無機紅顏（yán）料，4#采用（yòng）有機（jī）紅（hóng）顏料，4#的色差變化大於3#，說明有機顏料的（de）耐水煮性能稍差（chà），因此對於一些鮮豔顏色的調試（shì）應盡量選用一些耐高溫的有機顏料。

2.5 砂紋粉紋路的研（yán）究

一般通過砂（shā）紋粉配方（fāng）中的砂（shā）紋劑（jì）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（qǐ）程度，通過粉末粒（lì）度大小來調節紋路的粗細，見表7。

、

由表（biǎo）7可以看出，當砂紋劑在0.5%～1.0%範圍時塗層紋理逐（zhú）漸減小（xiǎo），當達到1.5%時（shí），砂紋紋理又開始變大。可以通過調（diào）節膨（péng）潤土的量在一定程度（dù）上調節紋路凸（tū）起程度與光澤高（gāo）低。

2.6 耐候型鋁型材砂紋粉末塗料的配方及性（xìng）能

通過上（shàng）述針對聚酯（zhǐ）樹脂、固化劑種類及用量、填料種類及助劑用（yòng）量的篩選（xuǎn）和研究，應用於鋁（lǚ）型材的節能環保耐（nài）候型（xíng）粉末塗料配方構成及性能指標見表8～9。

具（jù）體生產（chǎn）時可依據用戶的需要（yào）添加對應的顏料及（jí）其他功能性助劑，可得到外觀與顏色各異的塗層。

3、結語

耐候型砂紋粉末（mò）塗料以其良好的耐刮傷性能，在鋁型材行業中的使用越來越廣泛，並逐步替代之（zhī）前的（de）流平粉。由於鋁型材的特定使用（yòng）環境，鋁型材粉末塗（tú）料必須具有良好（hǎo）的耐水煮與耐候性能。

來源：廣州擎天材料科技有限（xiàn）公（gōng）司