淺談如何提高鋁型材用粉末涂料的耐候性:噴涂在鋁型材表面的粉末涂膜的耐候性，是影響鋁型材壽命的關(guān)鍵性因素。本文主要從粉末涂料的原材料、配方結(jié)構(gòu)、制作工藝、固化條件等技術(shù)角度分析，并結(jié)合所做的實驗結(jié)果，總結(jié)出幾個提高粉末涂料耐候性的可供參考的思路，從而*終達(dá)到延長鋁型材壽命的目的。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，粉末涂料的戶外應(yīng)用越來越普遍，人們對粉末涂層耐候性和耐久性的關(guān)注度不斷提高，特別是對鋁型材、天花板、幕墻板等室外用品表面的粉末涂膜的耐候性要求越來越高。粉末涂料主要由樹脂、固化劑、助劑、顏填料等組成，噴涂在鋁型材表面的涂層隨著時間的延長，受周圍自然因素如日曬、雨淋、氧化、冷熱變化以及生物等的作用，會出現(xiàn)性能逐漸降低的現(xiàn)象，即老化。粉末涂料抑制或延緩自然老化的能力稱為耐自然老化性，簡稱耐老化性，也叫耐候性。影響粉末涂料耐候性的因素很多，其中包括粉末涂料成分中的樹脂、固化劑、顏填料、助劑等各種原材料的性能、用量、配比等內(nèi)部因素；以及粉末涂料制作過程的工藝條件和涂料的固化程度；還有涂膜的使用環(huán)境如日光（主要是紫外線）的作用、大氣的組成（氧、臭氧、工業(yè)煙霧等）、濕度（包括酸雨、鹽霧等）、溫度變化等外部因素。
從粉末涂料本身的角度來看，提高粉末涂層耐候性能主要從原材料、配方結(jié)構(gòu)以及制作工藝等方面著手。一、原材料：粉末涂料主要由樹脂、固化劑、助劑、顏填料等材料組成，這些原材料的耐候性，基本上決定了涂料的耐候性。因此，要提高粉末涂料的耐候性能，首先要選擇耐候性能滿足鋁型材行業(yè)要求的原材料，而且這些耐候性合格的原材料也要滿足涂膜的其他性能。當(dāng)涂膜的各項性能相互間產(chǎn)生沖突時，可以根據(jù)客戶的要求側(cè)重于某項性能，但是人工加速老化試驗結(jié)果要滿足GB 5237.4-2008中加速耐候性的要求。1.樹脂：因為樹脂是粉末涂料的主要成膜物質(zhì)，是決定粉末涂料性質(zhì)和涂膜性能的*主要成分，所以樹脂的選擇至關(guān)重要。選取市面上大型廠家常用的鋁型材用粉末涂料聚酯樹脂，使用同一配方結(jié)構(gòu)和相同制作工藝分別制粉進(jìn)行300小時耐老化試驗以及涂膜外觀比較，結(jié)果如表1所示。（加速老化條件為8小時光照，4小時凝露循環(huán)；UVB-313EL燈，輻照度0.65W/㎡，光照溫度60℃；凝露溫度50℃）由試驗結(jié)果可知，樹脂D、F、H在通一系列的樹脂中耐候性較好，但這種樹脂的缺點是分子量大，熔融黏度高，如果應(yīng)用在平面粉中*終會導(dǎo)致涂膜流平性能差。所以，通過在粉末涂料配方中選用耐候性能好的樹脂來提高平面粉的耐候性能時，必須考慮到涂膜的流平是否會變差，變差之后客戶能否接受。2.固化劑：盡管HAA體系的固化劑環(huán)保型眾所周知，但是它的缺點是固化反應(yīng)有副產(chǎn)物形成，厚噴時容易產(chǎn)生針孔、豬毛孔等弊端，涂膜過烘烤耐泛黃性和耐久性不如TGIC體系。[1]鋁型材行業(yè)目前難以接受HAA體系的這些弊端，或者說是大部分粉末廠家沒有解決這些弊端，所以鋁型材用粉末涂料還是以TGIC體系為主。固化劑TGIC對粉末涂料的耐候性能也有一定的影響。
經(jīng)過對國內(nèi)三家銷售量排名靠前的廠家的TGIC進(jìn)行耐老化檢測，發(fā)現(xiàn)它們的耐老化性能基本一致，無較大的差別。因此，在通過固化劑TGIC的選擇上去提高粉末涂料的耐候性，并無多大的意義。3.顏料：顏料對粉末涂料耐候性的影響在原材料中是除了樹脂之外影響*大的因素，因為顏料在使用過程中會褪色，所以對于鋁型材用粉末涂料的顏料的選擇也很重要。市場上即使是用一種顏色的顏料，它的品種非常多，不同品種的色相、著色力、遮蓋力、耐候性、耐熱性等性能千差萬別，這給我們粉末涂料廠家的選擇帶來很大的難度。顏料按化學(xué)組成分為無機(jī)顏料和有機(jī)顏料，它們的優(yōu)缺點如表2所示。顏料的選擇要從多方面考慮，如顏料的色相、著色力、遮蓋力、耐熱性、耐候耐光性、耐沸水性、毒性等等；而且由于一些顏料可能帶有對樹脂和固化劑起到促進(jìn)作用的活性基團(tuán)，所以也要考慮顏料對涂料反應(yīng)速度、粘度的影響。為了提高粉末涂料的耐候性，顏料要選擇耐光性在7-8級（8級*好），耐候性4-5級（5級*好）的品種，同時耐熱性和耐沸水性要滿足鋁型材行業(yè)的使用要求。從表2可知，由顏料本身的性質(zhì)決定，有機(jī)顏料的耐光性和耐候性有限，而無機(jī)顏料不夠鮮艷，所以一些鮮艷顏色的粉末大多使用了耐光性和耐候性有限的有機(jī)鮮艷顏料，這就是鮮艷顏色的涂膜耐老化色差較大的主要原因。因此，為了保證鮮艷顏色涂膜的耐候性，除了選用耐候性能優(yōu)異的其他材料，更加要注意顏料的選擇。4.填料：填料的重要功能是添加到粉末涂料中以后，能夠改進(jìn)涂膜的硬度、剛性和耐劃傷性等物理力學(xué)性能，同時有利于改進(jìn)粉末涂料的貯存穩(wěn)定性、松散性和帶電等性能。[3]鋁型材粉末涂料中*常用的填料為硫酸鋇，經(jīng)過對多個廠家的硫酸鋇進(jìn)行耐老化檢測，發(fā)現(xiàn)耐候性能無明顯差別。因此，為了保證涂料的耐候性，必須使用純度高的硫酸鋇作為填料。硫酸鋇進(jìn)倉前必須經(jīng)過檢驗，使用10%的鹽酸溶液是*簡單快捷的方法，可以快速檢測出硫酸是否含有碳酸鈣，碳酸鈣會降低涂料的耐候性能，不能作為鋁型材用粉末涂料的填料。5.助劑：在粉末涂料配方中，助劑的用量很少，但在一般粉末涂料配方組成中是不可缺少的成分，而且對涂膜的外觀及某些性能起決定性作用。經(jīng)過對各國內(nèi)大型廠家同類助劑進(jìn)行加速老化對比試驗后，發(fā)現(xiàn)不同廠家的流平劑、光亮劑、安息香等對涂膜耐老化性能影響不大；而不同廠家的蠟粉、消光劑對涂膜耐老化的影響較大。因此，為了提高粉末涂料的耐候性，可以考慮使用耐老化性能好的蠟粉和消光劑。二、配方結(jié)構(gòu)：通過粉末涂料中聚酯樹脂的酸值和固化劑羥基當(dāng)量的計算，設(shè)計合適的固化劑用量，并通過加速老化試驗的驗證，使用*佳的固化劑用量，使涂料在固化時能夠充分固化，從而達(dá)到*好的耐候性能。
在滿足粉末涂料各項性能的前提下，盡量在配方中減少原材料的種類，特別是對涂膜耐候性起負(fù)作用的材料。在不影響涂膜遮蓋力以及硬度、耐磨性的前提下，適當(dāng)降低配方中的顏料（特別是吸油量大的顏料）和填料的用量，使配方中的顏料能夠在熔融混煉過程充分被樹脂包覆，在涂膜的使用過程中減少顏料的顏色變化，從而達(dá)到提高涂膜耐候性的目的。三、制作工藝：粉末涂料制作過程主要包括預(yù)混合、熔融擠出、壓片破碎、分級粉碎四個階段，其中預(yù)混合、熔融擠出兩個工藝對粉末涂料的耐候性能有很大影響。預(yù)混合的作用是為了使粉末涂料配方中的各種原材料組成分散均勻，為熔融擠出打下良好的基礎(chǔ)。為了提高耐候性，在預(yù)混合階段，原材料必須按一定的先后順序進(jìn)行投料，而且投料量控制在混料缸容量的20%-80%，并適當(dāng)延長混合時間。熔融擠出是為了使粉末涂料組成中的各種成分混合均勻，也就是達(dá)到粉末涂料成品中的每個粒子組成成分一樣。為了提高耐候性，在熔融擠出階段，在不出現(xiàn)膠化粒子的前提下，適當(dāng)提高擠出機(jī)溫度（特別是在氣溫較低的情況下），使樹脂熔融成一種流體，保證顏料能有良好的潤濕和獲得*大的剪切力，有利于顏料等的高度分散，使各組分成為一個均勻的體系；在保證生產(chǎn)進(jìn)度的同時，可以適當(dāng)降低擠出速度，保證物料有充足的熔融混煉時間；從而提高混煉效果，使粉末涂料中的顏料填料被樹脂充分包覆，而且各種原材料成分粒子分散均勻，特別是固化劑和樹脂能按配方的比例混煉均勻，固化時涂膜能夠充分固化，從而增加涂膜的表面致密性，*終提高粉末涂層的耐候性。四、固化條件：粉末涂料只有充分固化的情況下，樹脂的高分子鏈才會和固化劑完全交聯(lián)，各項物理化學(xué)性能才會達(dá)到*佳狀態(tài)，耐候性能也不例外。因此，提高耐候性能必須使粉末涂料充分固化，固化時要控制好溫度和時間。綜上所述，對于提高鋁型材用粉末涂料的耐候性，可參考如下思路：選用耐候性能好且流平不至于太差的樹脂；注意鮮艷顏料、蠟粉、消光劑的選擇；設(shè)計有利于提高涂膜耐候性的配方結(jié)構(gòu)；控制好粉末涂料生產(chǎn)工藝。

          雙色鋁型材生產(chǎn)過程中要注意的十個問題：(1)選擇寬度、厚度適中的貼膜；由于鋁型材加工斷面形狀復(fù)雜，外表向?qū)挕⒄瓚沂廨^大，容易將飛邊吹起，降低貼膜的遮蓋能力，影響噴涂質(zhì)量。貼膜過窄，則遮蓋不住，顯然不能噴涂。另一方面，在選擇貼膜厚度時，只要能遮蓋，具有彈性即可，不一定選擇太厚的貼膜，因太厚的貼膜將增加鋁型材加工生產(chǎn)成本，而且也沒有必要。(2)貼膜后及時噴涂。型材貼膜以后，應(yīng)及時進(jìn)行噴涂，停放時間越短越好。如果停放時間太長，由于貼膜上的膠干燥，失去粘度，特則是經(jīng)風(fēng)一吹，貼膜脫落，導(dǎo)致噴涂同難。因此，為了確保貼膜及噴涂質(zhì)量，一般貼膜以后的停放時間不要超過16h。(3)選樣粘度適中的貼膜。在雙色鋁型材加工生產(chǎn)中，貼膜的合理選擇是關(guān)鍵。貼膜的粘度過低則貼不住。貼膜容易脫落，給噴涂帶來相當(dāng)大的難度。貼膜的粘度過大，說明貼膜上的膠比較多，當(dāng)貼膜撕掉后，容易將貼膜上的膠粘在型材上，影響型材的表面質(zhì)量，另一方面，在選擇貼膜時，盡可能選用膠的成分與涂漆成分一致或相接近，這樣可減輕對漆膜色澤的影響。山東鋁型網(wǎng)(4)確定顏色、分界面及分界線。鋁型材加工在噴涂之前，一定要根據(jù)型材的使用功能以及客戶的要求(合同要求)，分清每個面所要噴徐的顏色，分界面是哪個面，分界線是哪條線，在什么位置：一般來說，內(nèi)側(cè)是淺色，外側(cè)是深色在弄清了分界面、分界線及顏色的要求之后才能貼膜，要注意千萬不能將膜的位置貼錯。(5)貼膜質(zhì)量：貼膜是雙色鋁型材加工加工中的一道關(guān)鍵工序，貼膜質(zhì)量的好壞，直接影響到鋁型材加工的表面質(zhì)量，主要包括以下幾個方畫：一是貼膜時盡可能不要使貼膜形成過大的張力，也就足說不能使貼膜發(fā)生變形，否則貼好后的貼膜容易收縮，使鋁型材加工兩端出現(xiàn)無貼膜現(xiàn)象；另一方面，鋁型材加工兩端貼膜斷開時，要用刀片切開，而不能拉斷，否則，拉斷的貼膜仍然要收縮；二是貼膜寬度要與貼面寬度相吻合，一般情況下，貼膜寬度稍大于鋁型材加工的貼面寬度，若是貼膜過寬，超出鋁型材加工邊緣過多，當(dāng)噴涂時，容易被壓縮空氣吹起，若是貼膜過窄，不能完全遮蓋，顯然是不行的；四是貼面分界線在溝槽邊緣時，一定要將；貼膜的飛邊壓入溝槽內(nèi)，否則，噴涂時氣流容易將貼膜吹起，影響鋁型材加工噴涂質(zhì)量；五是貼膜時，一定將貼膜貼平，防止皺折、卷縮等現(xiàn)象；六是對于斷面形狀復(fù)雜的型材，如果一次貼膜困難時，可以分兩次或多次貼膜，保證貼膜的覆蓋質(zhì)量；七是對一些壁厚較薄或懸臂較大等特殊斷面的鋁型材加工，貼膜時不能壓得太緊，一定要注意不能使鋁型材加工產(chǎn)生變形；八是 次噴涂后，鋁型材加工的停放時間不能過長，否則會使型材表而落上灰塵，導(dǎo)致貼膜困難，從而影響貼膜質(zhì)量：山東鋁型材模具廠(6)嚴(yán)格執(zhí)行貼膜工藝。鋁型材加工貼膜必須經(jīng)過 次噴涂后再貼，不允許型材鉻化后直接貼膜，這是因為貼膜上有膠，如果直接將貼膜貼在鉻化層上，膠就會粘在鉻化層上，或者撕貼膜時，就會將鉻化層，撕掉，這樣就會大大降低漆膜的附著力，*終影響鋁型材加工的噴涂質(zhì)量，導(dǎo)致漆膜脫落，其后果不堪設(shè)想。(7)撕膜時間。鋁型材加工經(jīng)貼膜、噴涂以后，要撕去貼膜，但不能噴涂后馬上就撕去貼膜，要控制好撕膜。-般來說，噴涂后經(jīng)過流平，漆膜基本凝固，這一過程不能少于10min．然后才能撕去貼膜撕膜。否則，漆膜未開，撕膜的過程中容易將貼膜落在鋁型材加工上，影響漆膜質(zhì)量。另一方面，撕膜的時候動作要快，以免影響撕膜質(zhì)量。(8)避免多次返工。在雙色鋁型材加工生產(chǎn)過程中，由于各種因素影響，返工是不可避免的，但是每返工一次就要增加一次固化。對漆膜來說。多次噴涂，漆膜厚度不斷增加，再經(jīng)多次固化，降低了漆膜附著力，容易造成漆膜脫落。因此，在雙色鋁型材加工的生產(chǎn)中盡可能避免多次返工。廣東鋁型材模具廠(9)膜厚的合理控制、雙色鋁型材加工生產(chǎn)是要經(jīng)過兩次以上的噴涂，如果我們還像單噴那樣操作，就會導(dǎo)致有的面漆膜較厚，有的面漆膜較薄，從而引起膜厚嚴(yán)重不均勻。因此在噴涂時就要進(jìn)行合理控制， 次噴徐時，只需對著面重點噴涂，而另一面可以不涂或少涂。第二次噴涂叫，閃樣盡可能對需要的面重點噴，其他面不噴或少噴，同時還要根據(jù) 次噴涂情況以及選用的涂漆顏色．合理地控制第二次噴涂厚度，但必須保證第二次噴涂對前一次噴涂的浚蓋效果。(10)噴涂順序雙色鋁型材加工，需要涂上兩種顏色，有兩種顏色必然存在深色與淺色，噴涂必然有先有后，噴涂前必須要考慮哪種顏色先噴，哪種顏色后噴，要根據(jù)具體情況而定，若是先噴淺色、后噴深色，則先噴涂的淺色就要經(jīng)過兩次固化，即兩次烘烤，容易將淺色烘烤變色，若是先噴深色、后噴淺色，則后噴淺色對前噴深色的覆蓋性受到一定影響，要想覆蓋深色就要增加漆膜厚度，但是漆膜厚到一定的程度后，又容易產(chǎn)生脫膜現(xiàn)象。因此。在實際生產(chǎn)中，采用先淺后深的工藝較為可行。