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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鍵性因素。本文主要從粉末涂料的原材料、配方結構、制作工藝、固化條件等技術角度分析，并結合所做的實驗結果，總結出幾個提高粉末涂料耐候性的可供參考的思路，從而*終達到延長鋁型材壽命的目的。隨著國民經濟的快速發展，粉末涂料的戶外應用越來越普遍，人們對粉末涂層耐候性和耐久性的關注度不斷提高，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，會出現性能逐漸降低的現象，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；還有涂膜的使用環境如日光（主要是紫外線）的作用、大氣的組成（氧、臭氧、工業煙霧等）、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、配方結構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。當涂膜的各項性能相互間產生沖突時，可以根據客戶的要求側重于某項性能，但是人工加速老化試驗結果要滿足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，是決定粉末涂料性質和涂膜性能的*主要成分，所以樹脂的選擇至關重要。選取市面上大型廠家常用的鋁型材用粉末涂料聚酯樹脂，使用同一配方結構和相同制作工藝分別制粉進行300小時耐老化試驗以及涂膜外觀比較，結果如表1所示。（加速老化條件為8小時光照，4小時凝露循環；UVB-313EL燈，輻照度0.65W/㎡，光照溫度60℃；凝露溫度50℃）由試驗結果可知，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，如果應用在平面粉中*終會導致涂膜流平性能差。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體系的固化劑環保型眾所周知，但是它的缺點是固化反應有副產物形成，厚噴時容易產生針孔、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。
經過對國內三家銷售量排名靠前的廠家的TGIC進行耐老化檢測，發現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。顏料按化學組成分為無機顏料和有機顏料，它們的優缺點如表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作用的活性基團，所以也要考慮顏料對涂料反應速度、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的使用要求。從表2可知，由顏料本身的性質決定，有機顏料的耐光性和耐候性有限，而無機顏料不夠鮮艷，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，能夠改進涂膜的硬度、剛性和耐劃傷性等物理力學性能，同時有利于改進粉末涂料的貯存穩定性、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，經過對多個廠家的硫酸鋇進行耐老化檢測，發現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。硫酸鋇進倉前必須經過檢驗，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。經過對各國內大型廠家同類助劑進行加速老化對比試驗后，發現不同廠家的流平劑、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、配方結構：通過粉末涂料中聚酯樹脂的酸值和固化劑羥基當量的計算，設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混合、熔融擠出、壓片破碎、分級粉碎四個階段，其中預混合、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。為了提高耐候性，在預混合階段，原材料必須按一定的先后順序進行投料，而且投料量控制在混料缸容量的20%-80%，并適當延長混合時間。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，在不出現膠化粒子的前提下，適當提高擠出機溫度（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；在保證生產進度的同時，可以適當降低擠出速度，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，各項物理化學性能才會達到*佳狀態，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；設計有利于提高涂膜耐候性的配方結構；控制好粉末涂料生產工藝。
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、配方結構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。當涂膜的各項性能相互間產生沖突時，可以根據客戶的要求側重于某項性能，但是人工加速老化試驗結果要滿足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，是決定粉末涂料性質和涂膜性能的*主要成分，所以樹脂的選擇至關重要。選取市面上大型廠家常用的鋁型材用粉末涂料聚酯樹脂，使用同一配方結構和相同制作工藝分別制粉進行300小時耐老化試驗以及涂膜外觀比較，結果如表1所示。（加速老化條件為8小時光照，4小時凝露循環；UVB-313EL燈，輻照度0.65W/㎡，光照溫度60℃；凝露溫度50℃）由試驗結果可知，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，如果應用在平面粉中*終會導致涂膜流平性能差。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體系的固化劑環保型眾所周知，但是它的缺點是固化反應有副產物形成，厚噴時容易產生針孔、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。
經過對國內三家銷售量排名靠前的廠家的TGIC進行耐老化檢測，發現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。顏料按化學組成分為無機顏料和有機顏料，它們的優缺點如表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作用的活性基團，所以也要考慮顏料對涂料反應速度、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的使用要求。從表2可知，由顏料本身的性質決定，有機顏料的耐光性和耐候性有限，而無機顏料不夠鮮艷，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，能夠改進涂膜的硬度、剛性和耐劃傷性等物理力學性能，同時有利于改進粉末涂料的貯存穩定性、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，經過對多個廠家的硫酸鋇進行耐老化檢測，發現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。硫酸鋇進倉前必須經過檢驗，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。經過對各國內大型廠家同類助劑進行加速老化對比試驗后，發現不同廠家的流平劑、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、配方結構：通過粉末涂料中聚酯樹脂的酸值和固化劑羥基當量的計算，設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混合、熔融擠出、壓片破碎、分級粉碎四個階段，其中預混合、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。為了提高耐候性，在預混合階段，原材料必須按一定的先后順序進行投料，而且投料量控制在混料缸容量的20%-80%，并適當延長混合時間。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，在不出現膠化粒子的前提下，適當提高擠出機溫度（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；在保證生產進度的同時，可以適當降低擠出速度，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，各項物理化學性能才會達到*佳狀態，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；設計有利于提高涂膜耐候性的配方結構；控制好粉末涂料生產工藝。
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11月10日，以“高質量·新技術·再創鋁業新輝煌”為主題的2019廣東鋁加工技術（國際）研討會在佛山南海完滿落幕。大會開幕當天迎來了近千家企業超2500名鋁加工領域的國內外專家學者、嘉賓代表到場，期間通過技術專題報告、技術工藝分享、技術分論壇等會議環節，總結經驗，繼往開來。共襄盛會思考行業創新未來當前，中國鋁加工產業面臨著全球貿易保護、環保壓力加大、國內消費“天花板”即將形成等前所未有的嚴峻形勢；而佛山南海，素有“中國鋁材之都”的稱號，也是中國民用鋁型材的發源地，從南海走出去的鋁型材，支撐和見證著一座座城市建筑拔地而起，載譽國內，影響全球。作為鋁加工產業的年度盛事，2019廣東鋁加工技術（國際）研討會的舉辦，立足于行業迫切需求，背靠著良好的產業創新基礎，打造起一個國際性、創新性的鋁加工技術交流平臺。正如佛山市南海區委常委伍志強在大會開幕式上所表示，研討會的召開，能讓廣大鋁業專家學者齊聚一堂，把脈行業發展，推動技術創新，為鋁型材行業的發展提供強大的智力支持，為產業轉型升級提供強大動力，將深刻影響未來鋁業發展格局，再創鋁業發展新輝煌。站在亟需轉型升級的新時代，每一位鋁加工人，都在致力為 創新型城市的建設貢獻己力，在推動 經濟高質量發展的征程中一往無前。聚焦大會期間的展覽專區，人山人海、氣氛活躍，上百家企業攜自身優勢產品亮相，在盡顯企業風采企業品牌知名度的同時，釋放出強大的創新活力。國際鋁業協會秘書長羅恩·耐普認為，中國鋁業是全球的，它是創新和專注于性能的，是在行業內各個領域——上游、中游和下游產業中值得賴的全球合作伙伴。而這，正是中國鋁加工所帶來的產業魅力和品牌影響力，籍著研討會的平臺優勢，國內外同行企業間將能更好地對接產業科技創新資源，開啟一個更為廣闊的市場空間，思考如何邁向更為美好的行業未來。共研技術激發創新制造活力對于如何實現中國鋁加工產業新時代高質量發展，中國有色金屬工業協會黨委副書記、中國有色金屬加工工業協會理事長范順科在研討會上提出了自身建議。其中，范順科提到，要加強技術改造和裝備升級，加強新應用開發，向深加工延伸，同時加快轉型升級，實現從規模速度型向綠色制造和智能制造轉變。而在實現的過程中，沒有“捷徑”，鋁加工企業必須持續前進，積極尋求蛻變。2019廣東鋁加工技術（國際）研討會現場打造多場技術研討，包括：技術專題報告環節、工藝技術互動會、新產品發布專場，以及涵蓋熔鑄與合金，擠壓與模具，表面處理，設備、環保、檢測與輔料，管理、創新與門窗等領域的專題研討會，一眾與會專家、嘉賓和企業代表廣泛關注，積極參與。這 ，精英薈萃，專家云集，就技術工藝創新、產品應用開拓、新型材料研發等方向進行了深入交流，共同探討我國鋁加工產業高質量發展路徑。事實上，努力走出一條“創新驅動、內生增長”的發展道路，離不開鋁加工企業的團結聚力。為充分發揮的資源整合優勢，創造企業間相互交流、增進了解、開展合作的良好機會，助力鋁加工行業的創新、綠色、智能發展，大會還舉辦了盛大的企業參觀活動。參觀團隊走進廣東興發鋁業有限公司、佛山市銀正鋁業有限公司、佛山市普拉迪數控科技有限公司、佛山市美圖機械制造有限公司、佛山市?；砻嫣幚砜萍加邢薰?、佛山市澳科自動化工程有限公司以及意利克節能科技（廣東）有限公司，在參觀學習、經驗共享中了解技術差異，明晰自身優勢和不足。2019年已接近尾聲，思考產業的整體發展尤有必要?？v觀本次研討會，與會人士一致認為，“創新”和“質量”，是通向高質量發展的關鍵動能。相通過傳承初心、奮發進取、精誠團結，鋁加工人能破浪前行，迎接產業發展的更多“高光時刻”。