淺談如何提高鋁型材用粉末涂料的耐候性:噴涂在鋁型材表面的粉末涂膜的耐候性，是影響鋁型材壽命的關(guān)鍵性因素。本文主要從粉末涂料的原材料、配方結(jié)構(gòu)、制作工藝、固化條件等技術(shù)角度分析，并結(jié)合所做的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)出幾個(gè)提高粉末涂料耐候性的可供參考的思路，從而*終達(dá)到延長(zhǎng)鋁型材壽命的目的。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，粉末涂料的戶外應(yīng)用越來(lái)越普遍，人們對(duì)粉末涂層耐候性和耐久性的關(guān)注度不斷提高，特別是對(duì)鋁型材、天花板、幕墻板等室外用品表面的粉末涂膜的耐候性要求越來(lái)越高。粉末涂料主要由樹(shù)脂、固化劑、助劑、顏填料等組成，噴涂在鋁型材表面的涂層隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，受周圍自然因素如日曬、雨淋、氧化、冷熱變化以及生物等的作用，會(huì)出現(xiàn)性能逐漸降低的現(xiàn)象，即老化。粉末涂料抑制或延緩自然老化的能力稱為耐自然老化性，簡(jiǎn)稱耐老化性，也叫耐候性。影響粉末涂料耐候性的因素很多，其中包括粉末涂料成分中的樹(shù)脂、固化劑、顏填料、助劑等各種原材料的性能、用量、配比等內(nèi)部因素；以及粉末涂料制作過(guò)程的工藝條件和涂料的固化程度；還有涂膜的使用環(huán)境如日光（主要是紫外線）的作用、大氣的組成（氧、臭氧、工業(yè)煙霧等）、濕度（包括酸雨、鹽霧等）、溫度變化等外部因素。
從粉末涂料本身的角度來(lái)看，提高粉末涂層耐候性能主要從原材料、配方結(jié)構(gòu)以及制作工藝等方面著手。一、原材料：粉末涂料主要由樹(shù)脂、固化劑、助劑、顏填料等材料組成，這些原材料的耐候性，基本上決定了涂料的耐候性。因此，要提高粉末涂料的耐候性能，首先要選擇耐候性能滿足鋁型材行業(yè)要求的原材料，而且這些耐候性合格的原材料也要滿足涂膜的其他性能。當(dāng)涂膜的各項(xiàng)性能相互間產(chǎn)生沖突時(shí)，可以根據(jù)客戶的要求側(cè)重于某項(xiàng)性能，但是人工加速老化試驗(yàn)結(jié)果要滿足GB 5237.4-2008中加速耐候性的要求。1.樹(shù)脂：因?yàn)闃?shù)脂是粉末涂料的主要成膜物質(zhì)，是決定粉末涂料性質(zhì)和涂膜性能的*主要成分，所以樹(shù)脂的選擇至關(guān)重要。選取市面上大型廠家常用的鋁型材用粉末涂料聚酯樹(shù)脂，使用同一配方結(jié)構(gòu)和相同制作工藝分別制粉進(jìn)行300小時(shí)耐老化試驗(yàn)以及涂膜外觀比較，結(jié)果如表1所示。（加速老化條件為8小時(shí)光照，4小時(shí)凝露循環(huán)；UVB-313EL燈，輻照度0.65W/㎡，光照溫度60℃；凝露溫度50℃）由試驗(yàn)結(jié)果可知，樹(shù)脂D、F、H在通一系列的樹(shù)脂中耐候性較好，但這種樹(shù)脂的缺點(diǎn)是分子量大，熔融黏度高，如果應(yīng)用在平面粉中*終會(huì)導(dǎo)致涂膜流平性能差。所以，通過(guò)在粉末涂料配方中選用耐候性能好的樹(shù)脂來(lái)提高平面粉的耐候性能時(shí)，必須考慮到涂膜的流平是否會(huì)變差，變差之后客戶能否接受。2.固化劑：盡管HAA體系的固化劑環(huán)保型眾所周知，但是它的缺點(diǎn)是固化反應(yīng)有副產(chǎn)物形成，厚噴時(shí)容易產(chǎn)生針孔、豬毛孔等弊端，涂膜過(guò)烘烤耐泛黃性和耐久性不如TGIC體系。[1]鋁型材行業(yè)目前難以接受HAA體系的這些弊端，或者說(shuō)是大部分粉末廠家沒(méi)有解決這些弊端，所以鋁型材用粉末涂料還是以TGIC體系為主。固化劑TGIC對(duì)粉末涂料的耐候性能也有一定的影響。
經(jīng)過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)三家銷售量排名靠前的廠家的TGIC進(jìn)行耐老化檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)它們的耐老化性能基本一致，無(wú)較大的差別。因此，在通過(guò)固化劑TGIC的選擇上去提高粉末涂料的耐候性，并無(wú)多大的意義。3.顏料：顏料對(duì)粉末涂料耐候性的影響在原材料中是除了樹(shù)脂之外影響*大的因素，因?yàn)轭伭显谑褂眠^(guò)程中會(huì)褪色，所以對(duì)于鋁型材用粉末涂料的顏料的選擇也很重要。市場(chǎng)上即使是用一種顏色的顏料，它的品種非常多，不同品種的色相、著色力、遮蓋力、耐候性、耐熱性等性能千差萬(wàn)別，這給我們粉末涂料廠家的選擇帶來(lái)很大的難度。顏料按化學(xué)組成分為無(wú)機(jī)顏料和有機(jī)顏料，它們的優(yōu)缺點(diǎn)如表2所示。顏料的選擇要從多方面考慮，如顏料的色相、著色力、遮蓋力、耐熱性、耐候耐光性、耐沸水性、毒性等等；而且由于一些顏料可能帶有對(duì)樹(shù)脂和固化劑起到促進(jìn)作用的活性基團(tuán)，所以也要考慮顏料對(duì)涂料反應(yīng)速度、粘度的影響。為了提高粉末涂料的耐候性，顏料要選擇耐光性在7-8級(jí)（8級(jí)*好），耐候性4-5級(jí)（5級(jí)*好）的品種，同時(shí)耐熱性和耐沸水性要滿足鋁型材行業(yè)的使用要求。從表2可知，由顏料本身的性質(zhì)決定，有機(jī)顏料的耐光性和耐候性有限，而無(wú)機(jī)顏料不夠鮮艷，所以一些鮮艷顏色的粉末大多使用了耐光性和耐候性有限的有機(jī)鮮艷顏料，這就是鮮艷顏色的涂膜耐老化色差較大的主要原因。因此，為了保證鮮艷顏色涂膜的耐候性，除了選用耐候性能優(yōu)異的其他材料，更加要注意顏料的選擇。4.填料：填料的重要功能是添加到粉末涂料中以后，能夠改進(jìn)涂膜的硬度、剛性和耐劃傷性等物理力學(xué)性能，同時(shí)有利于改進(jìn)粉末涂料的貯存穩(wěn)定性、松散性和帶電等性能。[3]鋁型材粉末涂料中*常用的填料為硫酸鋇，經(jīng)過(guò)對(duì)多個(gè)廠家的硫酸鋇進(jìn)行耐老化檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)耐候性能無(wú)明顯差別。因此，為了保證涂料的耐候性，必須使用純度高的硫酸鋇作為填料。硫酸鋇進(jìn)倉(cāng)前必須經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)，使用10%的鹽酸溶液是*簡(jiǎn)單快捷的方法，可以快速檢測(cè)出硫酸是否含有碳酸鈣，碳酸鈣會(huì)降低涂料的耐候性能，不能作為鋁型材用粉末涂料的填料。5.助劑：在粉末涂料配方中，助劑的用量很少，但在一般粉末涂料配方組成中是不可缺少的成分，而且對(duì)涂膜的外觀及某些性能起決定性作用。經(jīng)過(guò)對(duì)各國(guó)內(nèi)大型廠家同類助劑進(jìn)行加速老化對(duì)比試驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)不同廠家的流平劑、光亮劑、安息香等對(duì)涂膜耐老化性能影響不大；而不同廠家的蠟粉、消光劑對(duì)涂膜耐老化的影響較大。因此，為了提高粉末涂料的耐候性，可以考慮使用耐老化性能好的蠟粉和消光劑。二、配方結(jié)構(gòu)：通過(guò)粉末涂料中聚酯樹(shù)脂的酸值和固化劑羥基當(dāng)量的計(jì)算，設(shè)計(jì)合適的固化劑用量，并通過(guò)加速老化試驗(yàn)的驗(yàn)證，使用*佳的固化劑用量，使涂料在固化時(shí)能夠充分固化，從而達(dá)到*好的耐候性能。
在滿足粉末涂料各項(xiàng)性能的前提下，盡量在配方中減少原材料的種類，特別是對(duì)涂膜耐候性起負(fù)作用的材料。在不影響涂膜遮蓋力以及硬度、耐磨性的前提下，適當(dāng)降低配方中的顏料（特別是吸油量大的顏料）和填料的用量，使配方中的顏料能夠在熔融混煉過(guò)程充分被樹(shù)脂包覆，在涂膜的使用過(guò)程中減少顏料的顏色變化，從而達(dá)到提高涂膜耐候性的目的。三、制作工藝：粉末涂料制作過(guò)程主要包括預(yù)混合、熔融擠出、壓片破碎、分級(jí)粉碎四個(gè)階段，其中預(yù)混合、熔融擠出兩個(gè)工藝對(duì)粉末涂料的耐候性能有很大影響。預(yù)混合的作用是為了使粉末涂料配方中的各種原材料組成分散均勻，為熔融擠出打下良好的基礎(chǔ)。為了提高耐候性，在預(yù)混合階段，原材料必須按一定的先后順序進(jìn)行投料，而且投料量控制在混料缸容量的20%-80%，并適當(dāng)延長(zhǎng)混合時(shí)間。熔融擠出是為了使粉末涂料組成中的各種成分混合均勻，也就是達(dá)到粉末涂料成品中的每個(gè)粒子組成成分一樣。為了提高耐候性，在熔融擠出階段，在不出現(xiàn)膠化粒子的前提下，適當(dāng)提高擠出機(jī)溫度（特別是在氣溫較低的情況下），使樹(shù)脂熔融成一種流體，保證顏料能有良好的潤(rùn)濕和獲得*大的剪切力，有利于顏料等的高度分散，使各組分成為一個(gè)均勻的體系；在保證生產(chǎn)進(jìn)度的同時(shí)，可以適當(dāng)降低擠出速度，保證物料有充足的熔融混煉時(shí)間；從而提高混煉效果，使粉末涂料中的顏料填料被樹(shù)脂充分包覆，而且各種原材料成分粒子分散均勻，特別是固化劑和樹(shù)脂能按配方的比例混煉均勻，固化時(shí)涂膜能夠充分固化，從而增加涂膜的表面致密性，*終提高粉末涂層的耐候性。四、固化條件：粉末涂料只有充分固化的情況下，樹(shù)脂的高分子鏈才會(huì)和固化劑完全交聯(lián)，各項(xiàng)物理化學(xué)性能才會(huì)達(dá)到*佳狀態(tài)，耐候性能也不例外。因此，提高耐候性能必須使粉末涂料充分固化，固化時(shí)要控制好溫度和時(shí)間。綜上所述，對(duì)于提高鋁型材用粉末涂料的耐候性，可參考如下思路：選用耐候性能好且流平不至于太差的樹(shù)脂；注意鮮艷顏料、蠟粉、消光劑的選擇；設(shè)計(jì)有利于提高涂膜耐候性的配方結(jié)構(gòu)；控制好粉末涂料生產(chǎn)工藝。

       鋁基板，是原材料的一種，是一種具有良好散熱功能的金屬基覆銅板。它是以電子玻纖布或其它增強(qiáng)材料浸以樹(shù)脂、單一樹(shù)脂等為絕緣粘接層，一面或雙面覆以銅箔并經(jīng)熱壓而制成的一種板狀材料，被稱為覆銅箔層壓鋁基板，簡(jiǎn)稱為鋁基覆銅板。下面就由康電路來(lái)為大家介紹一下鋁基板的性能和材料的表面處理。鋁基板的性能介紹：1、優(yōu)良的散熱性能--鋁基覆銅箔板具有優(yōu)良的散熱性能，這是此類板材*突出的特點(diǎn)。用它制成的PCB，不僅能有效地防止在其上裝載的元器件及基板的工作溫度上升，還能將電源功放元件，大功率元器件，大電路電源開(kāi)關(guān)等元器件產(chǎn)生的熱量迅速地散發(fā)，除此之外還因其密度小、質(zhì)輕(2.7g/cm3)，可防氧化，價(jià)格較便宜，因此它成為金屬基覆銅板中用途*廣、用量*大的一種復(fù)合板材。絕緣鋁基板飽和熱阻為1.10℃/W、熱阻為2.8℃/W，這樣大大提高了銅導(dǎo)線的熔斷電流。2、提高機(jī)械加工的效率和質(zhì)量--鋁基覆銅板具有高機(jī)械強(qiáng)度和韌性，此點(diǎn)大大優(yōu)于剛性樹(shù)脂類覆銅板和陶瓷基板。它可以在金屬基板上實(shí)現(xiàn)大面積的印制板的制造，特別適合在此類基板上安裝重量較大的元器件。另外鋁基板還具有良好的平整度，可在基板上進(jìn)行敲錘、鉚接等方面的組裝加工或在其制成PCB上沿非布線部分折曲、扭曲等，而傳統(tǒng)的樹(shù)脂類覆銅板則不能。3、尺寸的穩(wěn)定性高--對(duì)于各種覆銅板來(lái)說(shuō)都存在著熱膨脹(尺寸穩(wěn)定性)問(wèn)題，特別是板的厚度方向(Z軸)的熱膨脹，使金屬化孔，線路的質(zhì)量受到影響。其主要原因是板材的線膨脹系數(shù)有差異，如銅的，而環(huán)氧玻纖布基板的線膨脹系數(shù)為3。兩者線膨脹相差很大，易造成基板受熱膨脹變化的差異，致使銅線路和金屬化孔斷裂或遭到破壞。而鋁基板的線膨脹系數(shù)在之間，它比一般的樹(shù)脂類基板小得多，而更接近于銅的線膨脹系數(shù)，這樣有利于保證印制電路的質(zhì)量和可靠性。鋁基板材料的表面處理：去油--鋁基板材表面在加工和運(yùn)輸過(guò)程中表面涂有油層保護(hù)，使用前必須將其清洗干凈。其原理是利用汽油(一般用航空汽油)作為溶劑，可將其溶解，再用水溶性的清洗劑將油污除去。用流水沖其表面，使其表面干凈，不掛水珠。脫脂-經(jīng)過(guò)上述處理過(guò)的鋁基材，表面尚有未除凈的油脂，為了將其徹底去除，用強(qiáng)堿氫氧化鈉在50℃浸泡5min，再用清水沖洗。堿蝕--作為基底材料的鋁板表面，應(yīng)具有一定的粗糙度。由于鋁底材及其表面的氧化鋁膜層均為兩性材料，可利用酸性、堿性或復(fù)合堿性溶液體系對(duì)鋁基底材料的腐蝕作用對(duì)其表面進(jìn)行粗化處理。另外，粗化溶液中還需加入其他物質(zhì)和助劑，使其達(dá)到下述的目的。化學(xué)拋光(浸亮)--由于鋁底基材料中含有其他雜質(zhì)金屬，在粗化過(guò)程中易形成無(wú)機(jī)化合物粘附在基板表面，因而要對(duì)表面形成的無(wú)機(jī)化合物進(jìn)行分析。根據(jù)分析結(jié)果，配制相適應(yīng)的浸亮溶液，將粗化后的鋁基板置于此浸亮溶液中，保證一定的時(shí)間，從而使鋁板的表面干凈并發(fā)亮。

       鋁合金型材的壁厚是重要的質(zhì)量指標(biāo)，建材標(biāo)準(zhǔn)與門窗標(biāo)準(zhǔn)分別對(duì)壁厚進(jìn)行了規(guī)定，特別是門窗標(biāo)準(zhǔn)《鋁合金門窗》GB/T8478規(guī)定了受力桿件的壁厚要求。本文主要從標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定、受力桿件的受力部位、壁厚的測(cè)量等方面進(jìn)行了說(shuō)明，介紹了鋁型材壁厚相關(guān)內(nèi)容。鋁合金門窗因其強(qiáng)度高、表面處理顏色多樣化、門窗性能優(yōu)越等特點(diǎn)越來(lái)越受到大家的歡迎，鋁合金門窗型材產(chǎn)品也成為大多鋁材廠的主要產(chǎn)品。門窗鋁型材生產(chǎn)時(shí)執(zhí)行國(guó)標(biāo)，并符合訂單合同的相關(guān)要求，而型材壁厚是重要的質(zhì)量指標(biāo)， 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也對(duì)型材的壁厚作出了規(guī)定。本文主要對(duì)門窗型材的壁厚談?wù)剛€(gè)人的理解。一、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)壁厚的規(guī)定：國(guó)標(biāo)《鋁合金建筑型材第1部分：基材》GB/T5237.1-2017是鋁型材廠執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定ABC三類壁厚的公差標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)可知，型材壁厚執(zhí)行正負(fù)公差，并有精度等級(jí)之分。如門窗型材壁厚為1.4mm，外接圓小于100mm，按高精級(jí)，則A類壁厚公差是±0.13mm。國(guó)標(biāo)《鋁合金門窗》GB/T8478-2008是門窗加工的標(biāo)準(zhǔn)，其中對(duì)于鋁型材的壁厚有明確規(guī)定，門不小于2.0mm、窗不小于1.4mm。上海地方標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑處窗應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》DG/TJ08-2242-2017中規(guī)定鋁型材壁厚不小于1.8mm。福建地方標(biāo)準(zhǔn)《福建省民用建筑外窗工程技術(shù)規(guī)范》DBJ 13-255-2016中規(guī)定鋁型材壁厚不小于1.6mm。二、受力部位壁厚示意：在標(biāo)準(zhǔn)中雖然定義了門窗主要受力部位，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中不是特別順暢，有時(shí)也存在爭(zhēng)議。對(duì)于受力部位，我個(gè)人的理解是型材的主要腔體一周、主要翅部、及安裝五金的槽口等部位。其他部位比如膠條槽口、角片槽口等就不是主要受力部位。三、壁厚測(cè)量方法：鋁型材壁厚使用千分尺測(cè)量，測(cè)量精度為0.01mm。不建議使用游標(biāo)卡尺測(cè)量壁厚，因?yàn)槭褂糜螛?biāo)卡尺測(cè)量時(shí)的力度不好掌握，測(cè)量結(jié)果會(huì)因人而異。而千分尺有棘輪設(shè)置，能夠保證測(cè)量施加力度符合要求，多次測(cè)量結(jié)果一致。壁厚測(cè)量要注意精度問(wèn)題。標(biāo)準(zhǔn)要求是≥1.4mm，精度為小數(shù)點(diǎn)后一位，那么測(cè)量壁厚的數(shù)值精度同樣保留一位小數(shù)是否合適呢？例如，測(cè)量壁厚數(shù)值為1.35mm，保留小數(shù)點(diǎn)1位，按數(shù)字修約規(guī)則“四舍五入”及“四舍六入五留雙”修約后記錄為1.4mm，從數(shù)據(jù)上看是符合≥1.4mm的要求的。那測(cè)量結(jié)果為1.35mm壁厚的型材符合標(biāo)準(zhǔn)要求嗎？個(gè)人理解為，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定壁厚≥1.4mm，目的是提高型材的質(zhì)量，實(shí)際產(chǎn)品壁厚要厚些，且要達(dá)到1.4mm。所以測(cè)量結(jié)果為1.35mm壁厚的型材不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。測(cè)量壁厚時(shí)，還要注意壁厚為測(cè)量面的任意點(diǎn)壁厚，如果測(cè)量面上有一處的壁厚不符合要求則產(chǎn)品不符合要求。壁厚指標(biāo)不是測(cè)量的平均值，而是任意點(diǎn)壁厚。見(jiàn)圖8，圖中標(biāo)記紅色部位壁厚為1.35mm，即使平均壁厚達(dá)到1.4mm也不符合壁厚≥1.4mm的標(biāo)準(zhǔn)?？傊?，門窗標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鋁合金型材壁厚的規(guī)定提高了門窗整體性能，鋁型材生產(chǎn)廠家與門窗加工單位對(duì)此應(yīng)加深理解，生產(chǎn)出符合國(guó)標(biāo)的門窗。鋁型材受力桿件壁厚的問(wèn)題一直是門窗相關(guān)企業(yè)關(guān)心的問(wèn)題，大家對(duì)于哪個(gè)部位是受力部位理解也不盡相同，我們要嚴(yán)謹(jǐn)對(duì)待標(biāo)準(zhǔn)的要求，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量，為鋁合金門窗行業(yè)作出貢獻(xiàn)。