铝单板及铝型材木纹粉末涂料研发与应用

1 前言

木纹粉末涂料比较广泛应用于建筑铝型材、铝单板、防盗门、家电和其它一般工业等行业。根据形成纹理的方式不同，木纹粉末涂料又可分为热转印木粉粉末涂料（以下简称热转印粉）和立体木纹粉末涂料（以下简称立体粉），目前应用比较多的是热转印粉，其使用工艺是将粉末涂料喷涂到基材表面经高温烘烤成膜后，再将木纹纸粘贴在涂层表面，经过抽真空和高温烘烤，从而在涂层表面形成木纹图形。立体木纹是将喷涂后的粉末涂料在工件表面经烘烤成膜后，再次喷涂颜色反差较大的粉末涂料，经过滚刷刷出条纹状，再经过高温烘烤形成类似木纹纹理，用手触摸会有凹凸感。本文主要介绍建筑铝型材和铝单板用木纹粉末涂料，这种木纹粉末涂料主要应用在户外，要求具有很好的耐老化性能，所以一般选择聚酯类、聚氨酯类或氟碳类粉末涂料体系。

2 热转印粉末涂料的配方设计

本文的研究中，聚酯树脂主要选择DSM、安徽神剑、杭州中法和广州产协的聚酯树脂，固化剂是选择黄山华惠和常州牛塘的TGIC，宁波南海的T105，助剂主要来源于宁波南海、宁波志华、六安捷通达和科莱恩等，颜料和填料都是由国内厂商提供。为了改善热转印粉的易脱纸性，可以在配方中适量添加聚酰胺类的微粉蜡，以降低体系的表面张力，提高易脱纸性，但这样会降低转印油墨的吸收性、转印清晰度会下降。实验设备是国产32型双螺杆挤出机、中药粉碎机、静电喷枪、电热恒温烘箱和烫印机。

2.1 聚酯/类热转印粉

聚酯类的热转印粉末涂料又可分为聚酯/TGIC型和聚酯/HAA型，一般是以驼色和咖啡色为主色调。在设计热转印粉的配方时，既要考虑粉末涂料本身应具有的理化性能和耐老化性能外，还要考虑转印纹理的清晰度、转印深度和易脱纸性。考虑到易脱纸性，一般选择酸价适中或偏高一些、反应比较好的聚酯树脂，这样粉末涂层会有很好的交联密度，有较高的玻璃化温度，可避免热转印之后的粘纸现象。表1是聚酯/TGIC型热转印粉末涂料试验配方，表2是聚酯//HAA热转印粉末涂料试验配方。

表1 聚酯/TGIC型热转印粉末涂料试验配方

表2 聚酯//HAA热转印粉末涂料配方

试验时的转印条件为190℃*5min，通过以上配方的实验表明，低酸价的聚酯树脂会有粘纸现象，较高酸价的聚酯树脂粘纸现象就得到改善或解决；在配方中适量添加聚酰胺微粉蜡，粘纸现象也会得到改善，但转印深度随之降低。涂层固化时需要足够的烘烤温度和时间，

以保证固化充分，否则也会有粘纸现象。

表3 聚氨酯热转印粉末涂料配方

聚氨酯类热转印粉具有较高的交联密度，涂层固化后会获得较高的Tg点，所以在热转印时不会粘纸，同时其还对油墨的吸收能力好，所以转印纹理比较清晰。因此，从转印工艺和效果来看，聚氨酯类粉末涂料比聚酯类粉末涂料更适合用于热转印木纹粉，早期的聚氨酯类热转印粉应用比较广泛。但是由于羟基聚酯树脂和异氰酸酯固化剂价格相对比较高，聚氨酯类热转印粉的价格超出了国内市场的接受程度，后来逐渐被聚酯类热转印粉替代。但是粉末涂料领域还是少不了聚氨酯热转印粉末涂料。

3 热转印粉在配方设计和应用常见问题及解决方案

3.1 纹理不清晰或颜色浅

3.1.1配方颜料份偏高，可以适当通过降低颜料份来解决；

3.1.2转印温度高或转印时间长，一般来说转印温度在180℃-190℃，时间3-8分钟，适当降低转印温度和转印时间，可以提高转印深度。

3.2 粘纸

3.2.1转印温度偏高，可适当降低转印温度；

3.2.2涂层交联密度低，可选用较高酸价的树脂，提高交联密度；

3.2.3配方中适量添加聚酰胺微粉蜡，但要控制用量。

4 立体木纹粉末涂料

立体木纹粉相对于热转印木纹粉，涂层具有凹凸感，具有更质感的木纹效果，同时具有更好的耐候性能，在铝型材和铝单板的领域里，得到了越来越广泛的应用。表4为立体木纹粉末涂料配方：

表4 立体木纹粉末涂料配方

立体木纹粉在应用中，先将A粉喷涂到工件表面，在高温短时间内烘烤，粉末熔融和得到预固化，出炉后再喷涂B粉，经过滚刷刷出类似木纹纹理，再经过高温烘烤，A粉和B粉都得到完全固化，并且涂层之间有很好的附着力。因为立体木纹粉在应用上需要专用设备、整体成本较高、施工复杂，所以在国内的仅少数厂商的使用。

5 辉旭PVDF氟碳木纹粉

本文主要介绍的建筑铝单板和铝型材用木纹粉末涂料的种类、配方设计、应用工艺技术和常见问题的解决等。由辉旭微粉技术（上海）有限公司研发生产的PVDF氟碳粉末涂料，具有优异的耐化学性能、耐老化性能和物理机械性能，其涂层性能能够满足国家标准GB/T23443<<建筑装饰用铝单板》和美国建筑协会最高标准AAMA2605，在建筑铝型材和铝单板行业得到了越来越广泛的应用。辉旭公司在此基础上开发的PVDF氟碳木纹粉是属于立体木纹粉，施工工艺相同于以上立体木纹粉，不同之处在于氟碳木纹粉是属于热属性粉末涂料，不需要固化，只需要高温熔融就可得到各种性能优异的木纹涂层。