摘要：

为了提高对粉末涂料老化机理的了解，提升铝型材用粉末涂料的耐候性能，本研究以三羟甲基丙烷（TMP）为扩链剂，采用完全缩聚的工艺合成铝型材用超耐候粉末涂料用聚酯树脂。

对粉末涂料进行高压水煮、氙灯加速老化测试，通过扫描电镜（SEM）研究了铝型材粉末涂料老化过程中官能团和微观结构的变化，通过紫外光人工加速老化(UVB)研究普通聚酯、超耐候聚酯复配体系的耐候性。

结果表明:TPM含量为2%，超耐候聚酯树脂的流平性能最佳；超耐候粉末涂料的老化机理主要为控制扩散；普通聚酯与超耐候聚酯复配比列为70/30时，综合性能最佳。

粉末涂料具备装饰性好、绿色环保、涂装高效、性能卓越的特点，在铝型材涂装上有广泛应用。

目前，市售铝型材用粉末涂料主要是聚酯/TGIC体系，聚酯/TGIC体系粉末涂料的成膜物质是聚酯树脂，因此，聚酯树脂的耐候性最大程度决定了粉末涂料的生命周期。

普通铝型材用酯树脂根据耐候性的差异可以分为一般工业、建材级，一般工业耐候性为3-4年，建材级耐候性为5-6年。

普通铝材聚酯树脂的耐候性受限于分子结构：分子主链含有大量酯键，易发生水解；分子主链含有“β-H”, 在光照、高温条件下，易发生“β-消除反应”，产生不饱和键。

耐候性限制了粉末涂料涂装的铝型材在超高层建筑、高端设备上的应用。

根据GB/T5237.4-2017中规定，涂膜加速耐候性能Ⅰ级标准，经1000小时氙灯测试，保光率≥50%，△Eab≤附录D中规定值；

涂膜加速耐候性能Ⅱ级标准，经1000小时氙灯测试，保光率≥90%，△Eab≤附录D中规定值；涂膜加速耐候性能Ⅲ级标准，经4000小时氙灯测试，保光率≥75%，△Eab≤3.0。

普通聚酯树脂耐候性能可达到加速耐候性能Ⅰ级、Ⅱ级，无法达到Ⅲ加速耐候性能要求。

为提高铝型材用粉末涂料耐候性，主流技术手段有：

（1）氟树脂共混改性，采用有机氟树脂与聚酯树脂一次挤出，利用氟树脂与聚酯树脂内聚能的差异，使得氟树脂在固化过程中迁移至涂膜表面，形成氟碳/聚酯复合涂膜，该技术缺陷为氟树脂易对普通粉末涂料产生干扰；

（2）助剂共混改性，通过在粉末涂料体系中添加紫外光吸收剂、抗氧剂，提升耐候性，该技术缺陷为助剂消耗后，涂膜耐候性会大幅下降；

（3）高耐候等级的颜填料复合改性，采用高耐候的颜、填料改性粉末涂料，提升耐候性，该技术的缺陷为耐候性提升较小。

本研究探索合成一种TGIC固化的超耐候铝型材粉末涂料用端羧基聚酯树脂，并制备成粉末涂料，探讨了聚酯交联密度、IPA含量对涂膜耐流平、耐高压水煮、耐候性的影响；

剖析了铝型材用超耐候粉末涂料老化过程中微观结构变化，提出了新的粉末涂料老化机理。

1 实验部分

1.1 主要原料与仪器

新戊二醇(NPG)：巴斯夫股份公司；

安息香：韩国美源特殊化工株式会社；

差动热分析仪：CDR-4P型，上海天平仪器厂；

旋转黏度仪：DV-Ⅱ型，BROOKFIELD公司；

色差仪：Ci6x型，X-rite公司；

光泽仪：Micro-tri-gloss型，BYK Gardner公司；

离子溅射仪：E-1010型，日本HITACHI公司；

扫描电镜(SEM) ：Hitachi S-4800型，日本HITACHI公司；

红外光谱仪(IR)：IRAffinity-1型....