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工業(yè)鋁型材表面粉末涂料固化成膜處理過(guò)程
艾普斯 丨 2017.08.10 丨 2206
工業(yè)鋁型材表面粉末涂料固化成膜處理過(guò)程：
工業(yè)鋁型材表面處理過(guò)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(zhù)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(guò)交聯(lián)固化成膜過(guò)程。（1）玻璃化轉變過(guò)程。當從室溫加熱時(shí)，粉末涂料要經(jīng)過(guò)玻璃化轉變過(guò)程，使樹(shù)脂從玻璃態(tài)轉變成高彈態(tài)，A點(diǎn)溫度是玻璃化溫度。
（2）熔融過(guò)程。溫度繼續升高時(shí)，樹(shù)脂便開(kāi)始熔融，并從高彈態(tài)轉變成粘流態(tài)，B點(diǎn)溫度是樹(shù)脂熔融溫度。在這一過(guò)程中，粉末涂料中的樹(shù)脂在熔融時(shí)要吸收熱量，形成了吸熱峰B。
（3）固化過(guò)程。再繼續升溫時(shí)，樹(shù)脂和固化劑就從C點(diǎn)開(kāi)始進(jìn)行化學(xué)反應，放出反應熱，溫度升高，在C和D點(diǎn)之間形成放熱峰，然后溫度開(kāi)始回落，這種反應一直進(jìn)行到D點(diǎn)，交聯(lián)固化才告結束。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(shù)脂，當采用TGIC（異氰脲酸三縮水甘油酐）作固化劑時(shí)，聚酯樹(shù)脂中的羥基與TGIC中的縮水甘油基（環(huán)氧基）發(fā)生開(kāi)環(huán)加成反應完成固化膜過(guò)程。
（4）分解過(guò)程。如果還繼續升溫，涂膜就從E點(diǎn)開(kāi)始分解，并吸收熱量。
工業(yè)鋁型材表面粉末噴涂處理，這里應著(zhù)重說(shuō)明幾點(diǎn)：
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(shù)脂的軟化點(diǎn)、相對分子量、樹(shù)脂的結構，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(shù)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(guò)35℃.2）粉末涂料用樹(shù)脂的熔融溫度和粉末涂料開(kāi)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(gè)溫差大，粉末涂料在交聯(lián)固化反應開(kāi)始以前，有足夠的時(shí)間充分熔融流平，則涂膜外觀(guān)的平整性就好。常用聚酯樹(shù)脂的軟化范圍為100-120℃，粉末涂料的開(kāi)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(lián)固化特性曲線(xiàn)如圖所示，當粉末涂料未進(jìn)行交聯(lián)固化反應時(shí)，熔融體的黏度隨加熱時(shí)間的延長(cháng)而一直下降；當固化反應開(kāi)始時(shí)，隨加熱時(shí)間的延長(cháng)，熔融體的黏度下降速度減緩；當并聯(lián)固化反應到一定時(shí)間后，熔融體的黏度反而逐步上升，同時(shí)樹(shù)脂和固化劑的固化反應率也上升。粉末涂料從開(kāi)始熔融至部分交聯(lián)、但樹(shù)脂還可以流動(dòng)的最高黏度區間的時(shí)間越長(cháng)，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(cháng)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(zhù)層數（即膜厚）成正比。這就是說(shuō)，格里到流平性好的涂層，粉末涂料的粒徑要小、樹(shù)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(chǎn)生流痕的前提下，流平時(shí)間長(cháng)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(chǎn)的不同牌號的TGIC固化用聚酯樹(shù)脂的黏度在5000-12000Pa?s之間，而PrimidXL552固化用聚酯樹(shù)脂的黏度在3000-5700Pa?s之間；聚酯樹(shù)脂的表面張力按資料介紹為43μN/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(jiàn)，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(kāi)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(chǎn)中，人們常利用此特性，通過(guò)提高固化溫度來(lái)縮短固化時(shí)間。
