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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 2233
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，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點溫度是玻璃化溫度。
（2）熔融過程。溫度繼續(xù)升高時，樹脂便開始熔融，并從高彈態(tài)轉(zhuǎn)變成粘流態(tài)，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(xù)升溫時，樹脂和固化劑就從C點開始進(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，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，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：
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、相對分子量、樹脂的結(jié)構(gòu)，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(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，熔融體的黏度隨加熱時間的延長而一直下降；當(dāng)固化反應(yīng)開始時，隨加熱時間的延長，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(yīng)率也上升。粉末涂料從開始熔融至部分交聯(lián)、但樹脂還可以流動的最高黏度區(qū)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(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(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間。
