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工業(yè)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 2320
工業(yè)鋁型材表面粉末涂料固化成膜處理過程：
工業(yè)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(xué)和表面化學(xué)基礎(chǔ)上的。粉末涂料一般以粉末狀態(tài)存在，必須熔融后才能附著在工業(yè)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(jīng)過交聯(lián)固化成膜過程。（1）玻璃化轉(zhuǎn)變過程。當(dāng)從室溫加熱時(shí)，粉末涂料要經(jīng)過玻璃化轉(zhuǎn)變過程，使樹脂從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變成高彈態(tài)，A點(diǎn)溫度是玻璃化溫度。
（2）熔融過程。溫度繼續(xù)升高時(shí)，樹脂便開始熔融，并從高彈態(tài)轉(zhuǎn)變成粘流態(tài)，B點(diǎn)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(shí)要吸收熱量，形成了吸熱峰B。
（3）固化過程。再繼續(xù)升溫時(shí)，樹脂和固化劑就從C點(diǎn)開始進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，放出反應(yīng)熱，溫度升高，在C和D點(diǎn)之間形成放熱峰，然后溫度開始回落，這種反應(yīng)一直進(jìn)行到D點(diǎn)，交聯(lián)固化才告結(jié)束。GB/T5237.4-2000是針對用于建筑行業(yè)的熱固性飽和聚酯粉末涂料的，這種樹脂，當(dāng)采用TGIC（異氰脲酸三縮水甘油酐）作固化劑時(shí)，聚酯樹脂中的羥基與TGIC中的縮水甘油基（環(huán)氧基）發(fā)生開環(huán)加成反應(yīng)完成固化膜過程。
（4）分解過程。如果還繼續(xù)升溫，涂膜就從E點(diǎn)開始分解，并吸收熱量。
工業(yè)鋁型材表面粉末噴涂處理，這里應(yīng)著重說明幾點(diǎn)：
1）玻璃化溫度是影響粉末涂料儲存穩(wěn)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(jié)團(tuán)。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(wěn)定性決定于粉末涂料用樹脂的軟化點(diǎn)、相對分子量、樹脂的結(jié)構(gòu)，同時(shí)也與固化劑的熔點(diǎn)、吸濕性以及顏料和填料的用量，助劑的狀態(tài)和用量有關(guān)。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(yīng)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(shù)。如果這個(gè)溫差大，粉末涂料在交聯(lián)固化反應(yīng)開始以前，有足夠的時(shí)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(yīng)溫度在145℃左右。
3）熱固性粉末涂料的熔融和交聯(lián)固化特性曲線如圖所示，當(dāng)粉末涂料未進(jìn)行交聯(lián)固化反應(yīng)時(shí)，熔融體的黏度隨加熱時(shí)間的延長而一直下降；當(dāng)固化反應(yīng)開始時(shí)，隨加熱時(shí)間的延長，熔融體的黏度下降速度減緩；當(dāng)并聯(lián)固化反應(yīng)到一定時(shí)間后，熔融體的黏度反而逐步上升，同時(shí)樹脂和固化劑的固化反應(yīng)率也上升。粉末涂料從開始熔融至部分交聯(lián)、但樹脂還可以流動(dòng)的最高黏度區(qū)間的時(shí)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(shí)間與粉末粒子直徑、熔融黏度、涂面平均波長彎曲系數(shù)的4次方成正比，而與表面張力、粉末粒子平均涂著層數(shù)（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(dāng)然，在不產(chǎn)生流痕的前提下，流平時(shí)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(nèi)標(biāo)準(zhǔn)要求 0.078mm（180目）篩余物≤0.5%；荷蘭UCB公司生產(chǎn)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(yùn)/cm。
（4）工業(yè)鋁型材表面粉末噴涂固化時(shí)的加熱速度是影響熱固性粉末涂料流平性的另一個(gè)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(yīng)溫度提高，相應(yīng)的熔融溫度也低，有利于涂膜的流平性。生產(chǎn)中，人們常利用此特性，通過提高固化溫度來縮短固化時(shí)間。
