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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,從而最終達到延長鋁型材壽命的目的。
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、冷熱變化以及微生物等的作用,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。
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,使用最佳的固化劑用量,使涂料在固化時能夠充分固化,從而達到最好的耐候性能。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最大的剪切力,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,最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最佳狀態,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。
總結