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工業鋁型材表面粉末涂料固化成膜處理過程

艾普斯   丨  2017.08.10   丨  2017

  工業鋁型材表面粉末涂料固化成膜處理過程：

  工業鋁型材表面處理過程中粉末涂料的固化成膜是建立在涂料流變學和表面化學基礎上的。粉末涂料一般以粉末狀態存在，必須熔融后才能附著在工業鋁型材基體上，流平后固化成膜。對于熱塑性粉末涂料，只需要熔融流平；對熱固性粉末涂料而言，熔融流平后，還必須經過交聯固化成膜過程。
  （1）玻璃化轉變過程。當從室溫加熱時，粉末涂料要經過玻璃化轉變過程，使樹脂從玻璃態轉變成高彈態，A點溫度是玻璃化溫度。
  （2）熔融過程。溫度繼續升高時，樹脂便開始熔融，并從高彈態轉變成粘流態，B點溫度是樹脂熔融溫度。在這一過程中，粉末涂料中的樹脂在熔融時要吸收熱量，形成了吸熱峰B。
  （3）固化過程。再繼續升溫時，樹脂和固化劑就從C點開始進行化學反應，放出反應熱，溫度升高，在C和D點之間形成放熱峰，然后溫度開始回落，這種反應一直進行到D點，交聯固化才告結束。GB/T5237.4-2000是針對用于建筑行業的熱固性飽和聚酯粉末涂料的，這種樹脂，當采用TGIC（異氰脲酸三縮水甘油酐）作固化劑時，聚酯樹脂中的羥基與TGIC中的縮水甘油基（環氧基）發生開環加成反應完成固化膜過程。
  （4）分解過程。如果還繼續升溫，涂膜就從E點開始分解，并吸收熱量。

                                                                                      鋁型材工作臺

  工業鋁型材表面粉末噴涂處理，這里應著重說明幾點：

 1）玻璃化溫度是影響粉末涂料儲存穩定性的重要因素。在儲存期間，如果溫度高于玻璃化溫度，則粉末涂料就容易結團。因此粉末涂料最好在低于玻璃化溫度20℃以下的條件下儲存和使用。粉末涂料的玻璃化溫度和儲存穩定性決定于粉末涂料用樹脂的軟化點、相對分子量、樹脂的結構，同時也與固化劑的熔點、吸濕性以及顏料和填料的用量，助劑的狀態和用量有關。TGIC固化用聚酯樹脂的玻璃化溫度大多在53-67℃之間，固化劑比例6%-10%，其儲存溫度最好不要超過35℃.
  2）粉末涂料用樹脂的熔融溫度和粉末涂料開始固化反應溫度間的溫差大小是影響粉末涂料熔融流平性的生要參數。如果這個溫差大，粉末涂料在交聯固化反應開始以前，有足夠的時間充分熔融流平，則涂膜外觀的平整性就好。常用聚酯樹脂的軟化范圍為100-120℃，粉末涂料的開始固化反應溫度在145℃左右。
  3）熱固性粉末涂料的熔融和交聯固化特性曲線如圖所示，當粉末涂料未進行交聯固化反應時，熔融體的黏度隨加熱時間的延長而一直下降；當固化反應開始時，隨加熱時間的延長，熔融體的黏度下降速度減緩；當并聯固化反應到一定時間后，熔融體的黏度反而逐步上升，同時樹脂和固化劑的固化反應率也上升。粉末涂料從開始熔融至部分交聯、但樹脂還可以流動的最高黏度區間的時間越長，其面積S越大，則越有利于粉末涂料涂膜的流平性。
  由上式可知，涂層流平所需時間與粉末粒子直徑、熔融黏度、涂面平均波長彎曲系數的4次方成正比，而與表面張力、粉末粒子平均涂著層數（即膜厚）成正比。這就是說，格里到流平性好的涂層，粉末涂料的粒徑要小、樹脂的熔融黏度要低、而表面張力要高、涂層厚度要厚。當然，在不產生流痕的前提下，流平時間長一些好。常用TGIC固化聚酯粉末涂料的粒子直徑為15-90μm，平均直徑為30-35μm，國內標準要求 0.078mm（180目）篩余物≤0.5%；荷蘭UCB公司生產的不同牌號的TGIC固化用聚酯樹脂的黏度在5000-12000Pa?s之間，而PrimidXL552固化用聚酯樹脂的黏度在3000-5700Pa?s之間；聚酯樹脂的表面張力按資料介紹為43μN/cm。
  （4）工業鋁型材表面粉末噴涂固化時的加熱速度是影響熱固性粉末涂料流平性的另一個重要因素。由此可見，隨升溫速度的加快，粉末涂料的最低熔融黏度降低；而熔融黏度越低，則越有利于涂膜的流平性。隨升溫速度的加快，開始反應溫度提高，相應的熔融溫度也低，有利于涂膜的流平性。生產中，人們常利用此特性，通過提高固化溫度來縮短固化時間。