Устойчивость к атмосферным воздействиям порошкового покрытия, нанесенного на поверхность алюминиевых профилей, является ключевым фактором, влияющим на срок службы алюминиевых профилей. В этой статье в основном анализируются с технической точки зрения, такие как сырье для порошковых покрытий, структура рецептуры, производственный процесс и условия отверждения, и в сочетании с экспериментальными результатами обобщаются несколько идей по улучшению устойчивости порошковых покрытий к атмосферным воздействиям в качестве эталона, тем самым в конечном итоге достигая цели продления срока службы алюминиевых профилей.
С быстрым развитием экономики нанесение порошковых покрытий на открытом воздухе становится все более распространенным, и люди уделяют все больше внимания атмосферостойкости и долговечности порошковых покрытий, особенно требованиям к атмосферостойкости порошковых покрытий на поверхностях алюминиевых профилей, потолков, панелей навесных стен и других наружных изделий.
Порошковые покрытия в основном состоят из смолы, отвердителя, добавок, пигментов и наполнителей. Покрытие, нанесенное на поверхность алюминиевых профилей, со временем постепенно ухудшает свои характеристики из-за естественных факторов окружающей среды, таких как солнечный свет, дождь, окисление, изменения температуры и микроорганизмы, что известно как старение. Способность порошковых покрытий ингибировать или замедлять естественное старение называется устойчивостью к естественному старению или просто устойчивостью к старению, также называемой устойчивостью к атмосферным воздействиям.
Существует множество факторов, влияющих на стойкость порошковых покрытий к атмосферным воздействиям. К ним относятся внутренние факторы, такие как свойства, количества и пропорции различного сырья в порошковом покрытии, включая смолу, отвердители, пигменты и добавки; технологические условия процесса изготовления порошковой окраски и степень отверждения покрытия; а также внешние факторы, связанные со средой, в которой используется покрытие, такие как воздействие солнечных лучей (в основном ультрафиолетовое излучение), состав атмосферы (кислород, озон, промышленный дым и т. д.), влажность (в том числе кислотные дожди и соляные брызги), перепады температур.
С точки зрения самого порошкового покрытия, улучшение устойчивости порошковых покрытий к атмосферным воздействиям в основном затрагивает такие аспекты, как сырье, структура рецептуры и производственный процесс.
1. Сырье
Порошковые покрытия в основном состоят из смолы, отвердителя, добавок, пигментов и наполнителей. Устойчивость к атмосферным воздействиям этого сырья в основном определяет устойчивость покрытия к атмосферным воздействиям. Поэтому для улучшения атмосферостойкости порошковых покрытий в первую очередь необходимо выбирать сырье, атмосферостойкость которого соответствует требованиям промышленности алюминиевых профилей. Это атмосферостойкое-сырье также должно отвечать другим требованиям к характеристикам покрывающей пленки. Когда существует конфликт между различными эксплуатационными характеристиками пленки покрытия, конкретные свойства могут быть приоритетными в соответствии с требованиями заказчика, но результаты испытаний на ускоренное старение должны соответствовать указанным требованиям к ускоренной устойчивости к атмосферным воздействиям.
1. Смола
Поскольку смола является основным пленкообразующим веществом-порошковых покрытий и основным компонентом, определяющим свойства порошковых покрытий и характеристики пленки покрытия, выбор смолы имеет решающее значение. Были выбраны полиэфирные смолы, обычно используемые для порошковых покрытий алюминиевых профилей крупными производителями на рынке. Используя ту же структуру рецептуры и производственный процесс, порошки были приготовлены отдельно для 300-часового испытания на стойкость к старению и для сравнения внешнего вида пленки покрытия.
(Условия ускоренного старения: 8 часов света, 4 часа цикла конденсации; лампа UVB-313EL, интенсивность излучения 0,65 Вт/㎡, температура освещения 60 градусов; температура конденсации 50 градусов)
Из результатов испытаний видно, что смолы D, F и H обладают относительно лучшей атмосферостойкостью среди смол ряда. Однако недостатком этих смол является их высокая молекулярная масса и высокая вязкость расплава. При нанесении в виде плоских порошков они в конечном итоге приведут к ухудшению характеристик выравнивания пленки. Поэтому при выборе смол с хорошей атмосферостойкостью для улучшения атмосферостойкости плоских порошков в рецептурах порошковых покрытий необходимо учитывать, ухудшится ли выравнивание пленки и сможет ли клиент с этим смириться.
2. Отвердители
Хотя отвердители на основе-HAA хорошо-хорошо известны своей экологичностью, их недостатком является то, что в результате реакции отверждения образуются-побочные продукты, которые могут привести к таким проблемам, как образование микропор и кратеров при толстом распылении. Перезапеченная пленка также имеет меньшую стойкость к пожелтению и долговечность по сравнению с системой TGIC. [1] Производителям алюминиевых профилей в настоящее время трудно принять эти недостатки системы HAA, или большинство производителей порошковых покрытий не решили эти проблемы, поэтому в порошковых покрытиях для алюминиевых профилей по-прежнему в основном используется система TGIC. Отвердитель TGIC также оказывает определенное влияние на стойкость порошковых покрытий к атмосферным воздействиям.
3. Пигменты
Пигменты являются вторым по значимости фактором устойчивости порошковых покрытий к атмосферным воздействиям после смол, поскольку пигменты могут выцветать во время использования. Поэтому выбор пигментов для порошковой окраски алюминиевых профилей также очень важен. Даже для пигмента одного цвета на рынке существует множество разновидностей, причем разные сорта сильно различаются по оттенку, красящей способности, укрывистости, устойчивости к атмосферным воздействиям, термостойкости и другим свойствам, что значительно затрудняет выбор производителей порошковых покрытий. Пигменты по химическому составу подразделяются на неорганические и органические, а также их преимущества и недостатки.
При выборе пигментов необходимо учитывать множество факторов, таких как оттенок пигмента, интенсивность окраски, укрывистость, термостойкость, устойчивость к погодным условиям и свету, стойкость к кипящей воде, токсичность и так далее. Кроме того, поскольку некоторые пигменты могут содержать активные группы, которые могут способствовать действию смол и отвердителей, необходимо также учитывать влияние пигментов на скорость реакции и вязкость покрытия.
Для улучшения атмосферостойкости порошковых покрытий следует выбирать пигменты со степенью светостойкости 7–8 (лучший показатель — 8) и рейтингом стойкости к атмосферным воздействиям 4–5 (наилучший показатель — 5). При этом термостойкость и стойкость к кипящей воде должны соответствовать требованиям промышленности алюминиевых профилей.
В зависимости от природы самих пигментов органические пигменты имеют ограниченную светостойкость и устойчивость к атмосферным воздействиям, тогда как неорганические пигменты недостаточно яркие. Поэтому в порошках ярких-цветов в основном используются органические яркие пигменты, которые имеют ограниченную светостойкость и устойчивость к атмосферным воздействиям. Это основная причина, почему яркие-покрытия имеют большую разницу в цвете, связанную со старением-. Следовательно, чтобы обеспечить устойчивость ярких-покрытий к атмосферным воздействиям, помимо выбора других материалов с превосходной устойчивостью к атмосферным воздействиям, необходимо уделять больше внимания выбору пигментов.
4. Наполнители
Основная функция наполнителей заключается в том, что при добавлении к порошковым покрытиям они могут улучшить физические и механические свойства пленки покрытия, такие как твердость, жесткость и устойчивость к царапинам, а также помогают улучшить стабильность при хранении, рыхлость и электростатические свойства порошкового покрытия. Наиболее часто используемым наполнителем в порошковых покрытиях алюминиевых профилей является сульфат бария. После проведения испытаний на устойчивость к старению сульфата бария от нескольких производителей было обнаружено, что существенной разницы в устойчивости к атмосферным воздействиям нет.
Поэтому для обеспечения атмосферостойкости покрытия в качестве наполнителя необходимо использовать сульфат бария-высокой чистоты. Сульфат бария должен быть проверен перед поступлением на склад. Использование 10%-ного раствора соляной кислоты — самый простой и быстрый способ быстро определить, содержит ли сульфат бария карбонат кальция. Карбонат кальция может снизить атмосферостойкость покрытия и не может использоваться в качестве наполнителя для порошковых покрытий алюминиевого профиля.
5. Добавки
Количество добавок в составах порошковых покрытий невелико, но они являются незаменимыми компонентами обычных составов порошковых покрытий и играют решающую роль в внешнем виде и некоторых свойствах пленки покрытия. После проведения сравнительных испытаний на ускоренное старение аналогичных добавок крупных отечественных производителей было установлено, что выравниватели, придания блеска и бензоин разных производителей мало влияют на стойкость пленки покрытия к старению. С другой стороны, восковые порошки и матирующие средства разных производителей оказывают большее влияние на стойкость покрытия к старению. Поэтому для повышения атмосферостойкости порошковых покрытий целесообразно использовать восковые порошки и матирующие средства с хорошей стойкостью к старению.
