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            浅谈如何提高铝型材用粉末涂料的耐候性:喷涂在铝型材表面的粉末涂膜的耐候性,是影响铝型材寿命的关键性因素。本文主要从粉末涂料的原材料、配方结构、制作工艺、固化条件等技术角度分析,并结合所做的实验结果,总结出几个提高粉末涂料耐候性的可供参考的思路,从而*终达到延长铝型材寿命的目的。随着国民经济的快速发展,粉末涂料的户外应用越来越普遍,人们对粉末涂层耐候性和耐久性的关注度不断提高,特别是对铝型材、天花板、幕墙板等室外用品表面的粉末涂膜的耐候性要求越来越高。粉末涂料主要由树脂、固化剂、助剂、颜填料等组成,喷涂在铝型材表面的涂层随着时间的延长,受周围自然因素如日晒、雨淋、氧化、冷热变化以及生物等的作用,会出现性能逐渐降低的现象,即老化。粉末涂料抑制或延缓自然老化的能力称为耐自然老化性,简称耐老化性,也叫耐候性。影响粉末涂料耐候性的因素很多,其中包括粉末涂料成分中的树脂、固化剂、颜填料、助剂等各种原材料的性能、用量、配比等内部因素;以及粉末涂料制作过程的工艺条件和涂料的固化程度;还有涂膜的使用环境如日光(主要是紫外线)的作用、大气的组成(氧、臭氧、工业烟雾等)、湿度(包括酸雨、盐雾等)、温度变化等外部因素。
从粉末涂料本身的角度来看,提高粉末涂层耐候性能主要从原材料、配方结构以及制作工艺等方面着手。一、原材料:粉末涂料主要由树脂、固化剂、助剂、颜填料等材料组成,这些原材料的耐候性,基本上决定了涂料的耐候性。因此,要提高粉末涂料的耐候性能,首先要选择耐候性能满足铝型材行业要求的原材料,而且这些耐候性合格的原材料也要满足涂膜的其他性能。当涂膜的各项性能相互间产生冲突时,可以根据客户的要求侧重于某项性能,但是人工加速老化试验结果要满足GB 5237.4-2008中加速耐候性的要求。1.树脂:因为树脂是粉末涂料的主要成膜物质,是决定粉末涂料性质和涂膜性能的*主要成分,所以树脂的选择至关重要。选取市面上大型厂家常用的铝型材用粉末涂料聚酯树脂,使用同一配方结构和相同制作工艺分别制粉进行300小时耐老化试验以及涂膜外观比较,结果如表1所示。(加速老化条件为8小时光照,4小时凝露循环;UVB-313EL灯,辐照度0.65W/㎡,光照温度60℃;凝露温度50℃)由试验结果可知,树脂D、F、H在通一系列的树脂中耐候性较好,但这种树脂的缺点是分子量大,熔融黏度高,如果应用在平面粉中*终会导致涂膜流平性能差。所以,通过在粉末涂料配方中选用耐候性能好的树脂来提高平面粉的耐候性能时,必须考虑到涂膜的流平是否会变差,变差之后客户能否接受。2.固化剂:尽管HAA体系的固化剂环保型众所周知,但是它的缺点是固化反应有副产物形成,厚喷时容易产生针孔、猪毛孔等弊端,涂膜过烘烤耐泛黄性和耐久性不如TGIC体系。[1]铝型材行业目前难以接受HAA体系的这些弊端,或者说是大部分粉末厂家没有解决这些弊端,所以铝型材用粉末涂料还是以TGIC体系为主。固化剂TGIC对粉末涂料的耐候性能也有一定的影响。
经过对国内三家销售量排名靠前的厂家的TGIC进行耐老化检测,发现它们的耐老化性能基本一致,无较大的差别。因此,在通过固化剂TGIC的选择上去提高粉末涂料的耐候性,并无多大的意义。3.颜料:颜料对粉末涂料耐候性的影响在原材料中是除了树脂之外影响*大的因素,因为颜料在使用过程中会褪色,所以对于铝型材用粉末涂料的颜料的选择也很重要。市场上即使是用一种颜色的颜料,它的品种非常多,不同品种的色相、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性等性能千差万别,这给我们粉末涂料厂家的选择带来很大的难度。颜料按化学组成分为无机颜料和有机颜料,它们的优缺点如表2所示。颜料的选择要从多方面考虑,如颜料的色相、着色力、遮盖力、耐热性、耐候耐光性、耐沸水性、毒性等等;而且由于一些颜料可能带有对树脂和固化剂起到促进作用的活性基团,所以也要考虑颜料对涂料反应速度、粘度的影响。为了提高粉末涂料的耐候性,颜料要选择耐光性在7-8级(8级*好),耐候性4-5级(5级*好)的品种,同时耐热性和耐沸水性要满足铝型材行业的使用要求。从表2可知,由颜料本身的性质决定,有机颜料的耐光性和耐候性有限,而无机颜料不够鲜艳,所以一些鲜艳颜色的粉末大多使用了耐光性和耐候性有限的有机鲜艳颜料,这就是鲜艳颜色的涂膜耐老化色差较大的主要原因。因此,为了保证鲜艳颜色涂膜的耐候性,除了选用耐候性能优异的其他材料,更加要注意颜料的选择。4.填料:填料的重要功能是添加到粉末涂料中以后,能够改进涂膜的硬度、刚性和耐划伤性等物理力学性能,同时有利于改进粉末涂料的贮存稳定性、松散性和带电等性能。[3]铝型材粉末涂料中*常用的填料为硫酸钡,经过对多个厂家的硫酸钡进行耐老化检测,发现耐候性能无明显差别。因此,为了保证涂料的耐候性,必须使用纯度高的硫酸钡作为填料。硫酸钡进仓前必须经过检验,使用10%的盐酸溶液是*简单快捷的方法,可以快速检测出硫酸是否含有碳酸钙,碳酸钙会降低涂料的耐候性能,不能作为铝型材用粉末涂料的填料。5.助剂:在粉末涂料配方中,助剂的用量很少,但在一般粉末涂料配方组成中是不可缺少的成分,而且对涂膜的外观及某些性能起决定性作用。经过对各国内大型厂家同类助剂进行加速老化对比试验后,发现不同厂家的流平剂、光亮剂、安息香等对涂膜耐老化性能影响不大;而不同厂家的蜡粉、消光剂对涂膜耐老化的影响较大。因此,为了提高粉末涂料的耐候性,可以考虑使用耐老化性能好的蜡粉和消光剂。二、配方结构:通过粉末涂料中聚酯树脂的酸值和固化剂羟基当量的计算,设计合适的固化剂用量,并通过加速老化试验的验证,使用*佳的固化剂用量,使涂料在固化时能够充分固化,从而达到*好的耐候性能。
在满足粉末涂料各项性能的前提下,尽量在配方中减少原材料的种类,特别是对涂膜耐候性起负作用的材料。在不影响涂膜遮盖力以及硬度、耐磨性的前提下,适当降低配方中的颜料(特别是吸油量大的颜料)和填料的用量,使配方中的颜料能够在熔融混炼过程充分被树脂包覆,在涂膜的使用过程中减少颜料的颜色变化,从而达到提高涂膜耐候性的目的。三、制作工艺:粉末涂料制作过程主要包括预混合、熔融挤出、压片破碎、分级粉碎四个阶段,其中预混合、熔融挤出两个工艺对粉末涂料的耐候性能有很大影响。预混合的作用是为了使粉末涂料配方中的各种原材料组成分散均匀,为熔融挤出打下良好的基础。为了提高耐候性,在预混合阶段,原材料必须按一定的先后顺序进行投料,而且投料量控制在混料缸容量的20%-80%,并适当延长混合时间。熔融挤出是为了使粉末涂料组成中的各种成分混合均匀,也就是达到粉末涂料成品中的每个粒子组成成分一样。为了提高耐候性,在熔融挤出阶段,在不出现胶化粒子的前提下,适当提高挤出机温度(特别是在气温较低的情况下),使树脂熔融成一种流体,保证颜料能有良好的润湿和获得*大的剪切力,有利于颜料等的高度分散,使各组分成为一个均匀的体系;在保证生产进度的同时,可以适当降低挤出速度,保证物料有充足的熔融混炼时间;从而提高混炼效果,使粉末涂料中的颜料填料被树脂充分包覆,而且各种原材料成分粒子分散均匀,特别是固化剂和树脂能按配方的比例混炼均匀,固化时涂膜能够充分固化,从而增加涂膜的表面致密性,*终提高粉末涂层的耐候性。四、固化条件:粉末涂料只有充分固化的情况下,树脂的高分子链才会和固化剂完全交联,各项物理化学性能才会达到*佳状态,耐候性能也不例外。因此,提高耐候性能必须使粉末涂料充分固化,固化时要控制好温度和时间。综上所述,对于提高铝型材用粉末涂料的耐候性,可参考如下思路:选用耐候性能好且流平不至于太差的树脂;注意鲜艳颜料、蜡粉、消光剂的选择;设计有利于提高涂膜耐候性的配方结构;控制好粉末涂料生产工艺。







          为了减少火灾的危害,保护人身财产,在建筑内合理的设置防烟排烟系统是十分必要的。其中防烟排烟系统的耐火极限是一个非常重要的性能指标。根据 标准《GB51251-2017建筑防烟排烟系统技术标准规定》:4.4.8排烟管道的设置和耐火极限应符合下列规定:1、排烟管道及其连接部件应能在280℃时连续30min保证其结构的完整性。2、竖向设置的排烟管道应设置在独立的吊顶内,其耐火极限不应低于0.50h。3、水平设置的排烟管道应设置在吊顶内,其耐火极限不应低于0.05h;当确有困难时,可直接设置在室内,但管道耐火极限不应小于1.00h。4、设置在走道部位吊顶内的排烟管道,以及穿越防火分区的排烟管道,其管道的耐火极限不应小于1.00h,但设备用房和汽车库的排烟管道耐火极限可不低于0.05h。根据国标GB51251-2017,为了防止火焰烧坏防排烟风管而蔓延到其他防火分区,要求防排烟管道的耐火极限不小于1.0小时。建筑防排烟风管一般采用白铁皮或镀锌铁板钣金加工制得,CAS-FR高性能铝镁质防火绝热材料整体耐火时间≥1.5h,使用CAS-FR高性能铝镁质防火绝热材料能够达到 标准规定的耐火极限要求。CAS FR高性能铝镁质防火绝热材料的性能特点:1、防火板为复合材料,导热系数达到小于0.045W/m.k 2、防火板表面的纳米材料涂层,了耐火性能及其持续性;3、耐高温粘接剂的直接粘接,让施工更简单,整体造价更经济。







            铝型材的表面处理工艺多种多样,在这里主要介绍铝型材的氧化处理工艺。众所周知,铝型材的氧化处理工艺分为阳极氧化和化学氧化两大类,两者有比较大的差别。阳极氧化指的是将铝型材置于相应的电解液和特定的工艺条件下,利用电解作用使其表面形成氧化铝薄膜的过程,称为铝型材的阳极氧化处理。阳极氧化如果没有特别指明,通常是指硫酸阳极氧化。化学氧化指的是采用化学介质处理铝型材表面,通过化学反应使其表面氧化,生成稳定的防锈氧化膜,称为铝型材的化学氧化处理。化学氧化的工艺按其溶液性质可分为碱性氧化法和酸性氧化法两大类。
两种处理方法有如下三点区别:(1)阳极氧化是在通高压电的情况下进行的,它是一种电化学反应过程;化学氧化不需要通电,而只需要在药水里浸泡就行了,它是一种纯化学反应。(2)阳极氧化需要的时间很长,往往要几十分钟,而化学氧化只需要短短的几十秒。(3)阳极氧化生成的的氧化膜厚度约为5——20米(硬质阳极氧化膜厚度可达60——200米),拥有较高硬度,良好的耐热和绝缘性,抗蚀能力高于化学氧化膜,多孔,有很好的吸附能力。而化学氧化生成的膜仅仅0.01—0.15米左右,质软不耐磨,抗蚀能力低于阳极氧化膜,一般不宜单独使用。
         工业铝型材表面处理有好几种方法,阳极氧化,粉末喷涂,电泳处理等等,不管是哪种方法都是在铝型材表面形成一层保护膜,要想判断工业铝型材表面处理是否达标的话,就是判断氧化膜的厚度是否达标。下面小编就来给大家讲解一下各个白面处理方式得到的氧化膜厚度标准。
一是阳极氧化。铝型材表面氧化膜厚,根据使用需要主要分4个等级,分别是AA10、AA15、AA20、AA25,即铝合金型材的表面膜厚均值分别是10μm、15μm、20μm、25μm,其局部不低于8μm、12μm、16μm、20μm。二是粉末喷涂。粉末喷涂表面涂层膜厚一般不分等级,通常平均膜厚不低于40μm,局部不低于35μm。三是电泳表面处理。电泳表面膜厚一般分为三个等级:A、B、S三个等级。A级:12μm氧化膜+9μm电泳膜,复合膜厚局部不低于21μm。B级:9μm氧化膜+7μm电泳膜,复合膜厚局部不低于16μm。S级:6μm氧化膜+15μm电泳膜,复合膜厚局部不低于21μm。






       铝及其铝合金在大气中很易被腐蚀和氧化。通常情况下,其产品必须经过表面处理来提高使用性能。传统方法主要是采用化学氧化和直流阳极氧化处理,传统方法缺陷众多,如表面粗糙、质软、硬度低、耐磨性、抗蚀性和绝缘绝热性差等。而采用脉冲阳极氧化的铝及其铝合金产品的氧化膜结构具有均匀致密、纯度高、孔隙率低等优势。目前,脉冲阳极氧化是铝合金工业*有前途的阳极氧化方法。在工业发展中*值得关注的两个问题分别是:(1)阳极氧化参数对各种铝合金涂层的机械性能的影响;(2)降低阳极氧化设备的成本而不降低涂层性能。为了更好更快的工业应用,来自波兰的研究人员研究了脉冲阳极氧化的镀液温度以及电流密度对机械强度的影响。新研究表明,在脉冲电流对5005铝合金进行硬质阳极氧化过程中,提高镀液温度不会降低镀层的耐磨性和抗刮性等力学性能,进而有利于保持阳极氧化装置的成本效益。相关论文以题为“Mechanical properties of a pulsed anodised 5005 aluminium alloy”于2月15日发表在Surface and Coatings Technology。铝灰是一次和二次铝工业中产生的废弃物。主要有三方面的来源,一是氧化铝通过电化学法熔炼金属铝产生的铝灰,为30~50kg/t铝。二是金属铝在铸锭、多次重熔、配制合金、零部件浇铸等过程产生的铝灰,为30~40kg/t铝。以上铝灰称为一次铝灰,也称为白灰,目前大部分企业将金属铝含量较高的一次铝灰回收利用。三是指二次铝工业,即将废弃的铝制品及其加工产生的废屑,回收一次铝灰过程产生的废弃物等,称为二次铝灰,也称黑灰,目前回收率一般在75%~85%,为150~250kg/t铝。估计我国每年产生铝灰在250万t以上。一次铝灰回收金属铝的工艺技术已趋成熟,并投入工业化生产,但二次铝灰的回收或利用仍处于研究阶段,大量的铝灰渣堆积或填埋。欧洲把铝灰定为有害废弃物,主要危害为渗出性或在遇水及潮湿的空气中极易反应生成有害、有毒的气体,如氨气、甲烷、氢气等,未处理的铝灰对地下水及空气会造成污染,并占用土地。
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