铝型材的低温、快速固化粉末涂料研发与应用

1、前言

在一般工业中，特别是一些热敏材料的粉末喷涂，已经实现了低温固化，有报道最低可实现110℃/20分钟，这类粉末涂料大都是基于耐候性很差的环氧树脂型粉末涂料，并且涂层表面大多粗糙（有少量的胶化颗粒造成）。对于铝型材行业，建筑型材以粉末涂料涂装在我国有近20年历史。随着中国经济的快速增长，到2009年建筑型材已达到496万吨，并预计2010年可达700万吨。而2009年建材用粉量超过9万吨，2010年更可预期超过10万吨。一般建材用粉末涂料为聚酯/TGIC或聚酯/TGIC-Free型，烘烤条件为200℃/10分钟，每吨铝材以天燃气计需耗55m3。有效降低粉末涂料固化温度，减少固化时间，同时确保铝材表面涂层符合相关建材标准，特别是户外耐候性要求，一直是建筑铝型材行业及粉末涂料行业十分关注的问题。从节约能源、降低成本、提高铝材生产效率、特别是国家正在大力倡导并推广低碳经济考虑，适合建筑铝型材表面涂装的低温/快速固化涂料开发具有十分重大意义。

2、实验

2.1 原料：

聚酯树脂A、聚酯树脂B、HAA固化剂、TGIC（异氰脲酸三缩水甘油酯）固化剂、流平剂、安息香、钛白粉、碳黑、砂纹剂、硫酸钡。

2.2试验设备：

PHJ－300混合机

GSJ－70押出机

ACM－30磨粉机

冷却机 FYP－58

Gema Corona静电喷枪

恒温烘箱

2.3配方及制造工艺

2.3.1、灰色平面粉末配方和灰砂纹粉末配方

2.3.2 制造工艺

按配方物料精确称量，投入至PHJ－300混合机中，打开底部搅拌浆开关，同时打开高速搅拌器开关，共搅拌时间10±2分钟。设定GSJ－70押出机温度Ⅰ区：100℃±2，Ⅱ区：115℃±5转速频率45Hz，在达到设定温度后将PHJ－300中搅拌好的物料投入到GSJ－70中押出，再在冷却机FYP－58冷却破碎后经ACM－30磨粉机中粉碎成平均粒径D50为25～40um之间的粉末成品。

制成的粉末用Corona喷枪喷涂到经前处理过的铝板上在电热恒温烘箱中烘烤。

2.3.3烘烤温度及时间

200℃/5±1分钟或180℃/10±2分钟

烘烤后的样板按GB5237.4-2008测试。

3、结果及讨论

推荐的烘烤条件：

Defuson 09系列之烘烤条件均是以铝材（或镀锌材）表面实际温度

200℃ / 5±1 min或

190℃ / 8±2 min或

180℃ / 10±2 min

物理性能

化学性能（在铝板上并经过标准的铬化处理）：

耐气候性能：

人工加速老化 QUV－B （313灯）保光率：达到50%光泽时间：≥300小时。    

人工加速老化（GB/T 1865－1997中方法，氙灯加速耐候试验，1000小  时。

△E≤5，保光率：≥50%

Defuson 09系列为低温快速固化的聚酯粉末涂料体系。

Defuson 09系列完全满足建筑铝型材标准：

GB 5237.4—2008 （I）

AAMA 2603—02

Qualicoat class I

Defuson 09系列为铝型材企业达到节能、低碳目标做出贡献：

降低耗能30%以上

可提高铝型企业粉末喷涂产能30%以上

每千吨铝材减少碳排放大约30吨

总结：成功研制了适合于建筑铝型材的低温/快速固化聚酯粉末涂料Defuson 09。测试了其物理、化学性能。讨论了该系列产品将对铝材行业节能、低碳排放的贡献。