鋁型材用節(jié)能環(huán)保型耐氣候粉末涂料的研究

　　引言

　　溶劑型涂料排放大量的揮發(fā)性有機物對大氣的污染及資源的浪費已成為世界各國非常關(guān)注的問題，發(fā)展低污染涂料是21世紀的重要方向，而粉末涂料以4E(環(huán)保、經(jīng)濟、高效和性能卓越)優(yōu)點，成為溶劑型涂料的主力替代品。

　　鋁及鋁合金由于具有密度小、電導(dǎo)熱能力強、成型加工性好等優(yōu)異的綜合性能，在建筑、交通、能源、食品、電子等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)中使用量僅次于鋼鐵的第二大金屬材料[1]。隨著國民經(jīng)濟持續(xù)增長以及全面建設(shè)小康社會的推進，消費者對鋁合金型材的認識逐步提高，鋁合金型材成為門窗、幕墻建筑的首選材料。粉末噴涂鋁型材由于性能優(yōu)良、裝飾美觀且價格適中，一直深受客戶青睞。目前，粉末涂料應(yīng)用在鋁型材方面的應(yīng)用已經(jīng)由歐洲擴大到美洲，澳洲，遠東，中東和非洲。

　　基于建筑鋁型材涂覆的特點，其適用的粉末涂料應(yīng)具有以下性能要求：高耐候性、強的機械性能、好的施工適應(yīng)性、優(yōu)異的耐蝕性、多樣的色澤及高流平性的外觀設(shè)計。鋁型材涂覆用粉末涂料品種按樹脂基料主要分為耐候性的聚酯/TGIC型、聚酯/HAA型及非耐候性的聚酯/環(huán)氧混合型[2]。在應(yīng)用上，聚酯粉末涂料主要應(yīng)用于鋁框架、門窗、陽臺、走廊和隔墻板等高防腐蝕性鋁型材;而環(huán)氧樹脂粉末涂料具有優(yōu)異的附著性、防腐蝕性，但耐候性較差，故一般用于戶內(nèi)或者作為底漆使用。

　　由于TGIC本身具有毒性，歐洲、日本國家對TGIC型粉末的限制逐步嚴格;同時TGIC型粉末儲存穩(wěn)定性差，高溫結(jié)團嚴重，性能衰減快，固化溫度偏高，粉末客戶也逐漸認識到其綜合成本較高，TGIC將越來越成為非主流產(chǎn)品。而HAA型粉末的無毒環(huán)保性，優(yōu)異的儲存性能恰恰解決了此問題，同時HAA型固化溫度較低，可實現(xiàn)中薄涂，大大降低了能耗和碳排放，其長期綜合成本和社會效益非常明顯，符合我國國情的發(fā)展。在歐洲，聚酯/HAA體系粉末成為鋁型材用主要的耐候粉末涂料品種，但在我國聚酯/HAA體系粉末僅起步在家電領(lǐng)域應(yīng)用[5]，在鋁型材領(lǐng)域應(yīng)用還完全是空白。因此，本文從節(jié)能環(huán)保、高耐候性能出發(fā)，針對鋁型材研制出符合其使用特點的聚酯/HAA體系節(jié)能環(huán)保耐候型粉末涂料。

　　1　試驗部分

　　1.1　原材料

　　飽和羧基聚酯樹脂(工業(yè)級)，國產(chǎn)樹脂1、國產(chǎn)樹脂2、國產(chǎn)樹脂3、進口樹脂;β-羥烷基酰胺(SA3120，T105工業(yè)級)，六安捷通達/寧波南海化學有限公司產(chǎn)品;β-羥烷基酰胺(Primid XL 552，工業(yè)級)，Rohom&Hass公司產(chǎn)品;三縮水甘油基異氰尿酸酯(TGIC，工業(yè)級)，鞍山潤德精細化工有限公司產(chǎn)品;金紅石型鈦白粉(工業(yè)級)，杜邦公司產(chǎn)品;硫酸鋇(BaSO4，工業(yè)級)，國產(chǎn)產(chǎn)品;粉末涂料通用顏料(工業(yè)級)，汽巴(Ciba)公司產(chǎn)品;粉末涂料通用助劑(流平劑、脫氣劑、安息香等，均為工業(yè)級)，國產(chǎn)產(chǎn)品。

　　1.2　主要設(shè)備

　　Ф30型雙螺桿擠出機、萬能中藥粉碎機、ACM磨粉系統(tǒng)、小型靜電噴涂設(shè)備、沖擊試驗儀、氙燈人工加速老化試驗儀、鹽霧試驗箱、激光粒度分布儀等涂料及涂層性能檢測設(shè)備。

　　1.3 粉末涂料及涂層制備

　　按設(shè)計配方稱取各組分，萬能中藥粉碎機充分預(yù)混合完畢后通過雙螺桿擠出機在設(shè)定溫度下進行熔融擠出，擠出片料經(jīng)冷卻、粉碎、過篩、靜電噴涂、熱固化成膜，最后對涂膜進行性能測試。噴涂工藝參數(shù)如表1所示：

　　2 結(jié)果與討論

　　2.1 聚酯樹脂的選擇

　　試驗首先選取了國產(chǎn)樹脂1、國產(chǎn)樹脂2、國產(chǎn)樹脂3、進口樹脂1以及進口樹脂2等不同廠家的聚酯樹脂產(chǎn)品，按照相同配方設(shè)計制備涂層樣板，送國家涂料質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心進行氙燈老化測試，得到的老化性能比較如圖1所示，具體老化實驗數(shù)據(jù)如表2所示。

上一頁12345下一頁