摘要：

比较了建筑铝型材3种表面处理的特点，分析了粉末涂装的相对优势。介绍了户外粉末涂料在耐候改进和低温固化2个方面的研究进展。

引言

铝型材具有密度小、质量轻、加工性和可塑性强的特点，广泛应用在建筑家居领域。

在建筑金属型材中，铝型材占比在80%以上，早在2010年我国建筑铝型材年产量就超过了500万t， 是世界建筑铝型材第一生产大国。

铝型材在大气中能自然氧化生成一层致密的Al2O3氧化膜， 但是通常情况下这层氧化膜的厚度很薄，很容易受损失去保护作用。

此外，未经表面处理的铝型材外观单一，容易审美疲劳。铝型材的表面处理有两大作用，一是防止腐蚀的发生，有效延长使用寿命；

二是可以掩盖铝型材在加工过程中导致的少量表面瑕疵， 并带来各种丰富多彩的表面效果，装饰性大大提高。

本文从涂层性能和应用性能两个方面对建筑铝型材3种不同的表面处理方式进行了对比，并且结合粉末涂装的特点，总结分析了作为粉末涂料重要发展方向的耐候性以及低温固化的研究进展情况。

指出粉末涂料的耐候性能还需要进一步提高以扩大应用，同时在烘烤固化环节的能耗需要进一步降低。

1 粉末喷涂在建筑铝型材表面处理中的优势

目前铝型材的表面处理主要包括阳极氧化、电泳涂装和粉末喷涂3种。通常完整的阳极氧化工艺流程需要经过机械预处理、化学前处理、阳极氧化、着色和封闭5道工序。

电泳涂装工艺与阳极氧化工艺大体一致，区别在于电泳涂装在阳极氧化着色工序之后用电泳涂装工序取代了封闭工序。

所以经过电泳涂装的铝型材表面其实是阳极氧化膜和电泳涂层的复合膜，又称阳极氧化复合膜。粉末喷涂也需要化学前处理，之后进行静电喷涂粉末涂料。

铝型材的3种表面处理得到的涂膜性能上各有特点。阳极氧化在早期是我国建筑铝型材表面处理的最主要方式，阳极氧化膜具有高的耐磨性、良好的绝热绝缘性能和抗蚀性能，现在仍是铝型材表面处理的主要方式之一。

电泳涂装成熟于日本，日本是个海洋气候国家，四面环海，海盐微粒或者混有海沙的灰泥引起的铝型材腐蚀问题比较突出，阳极氧化处理工艺难以实现这种高腐蚀环境下的有效保护。

电泳涂装具有优异的耐候性和抗腐蚀性，同时外观亮丽，易于清扫，因此得到了迅速发展。美国佛罗里达暴晒试验数据显示，电泳涂装得到的阳极氧化复合膜（5a的保光率）与氟碳涂层相当，色差还小于氟碳涂层。

然而电泳涂装也存在漆膜易划伤的缺陷，此外作为基层的阳极氧化膜韧性差，在机械应力或热应力下容易发生开裂， 有报道显示冷封孔的阳极氧化膜只能承受66℃烘烤，在82℃下烘烤只有一半的试样合格。

20世纪90年代初，粉末喷涂开始在我国铝型材的表面处理中规模化应用，近10a来发展迅速。粉末喷涂的性能优势并不明显。

如在外观平整度和涂膜均匀性上不如阳极氧化和电泳涂装、耐候性能介于阳极氧化和电泳涂装之间，但耐磨性、耐酸性和柔韧性明显优于阳极氧化和电泳涂装。

建筑铝型材作为一种半永久性结构，耐久性至关重要， 因而抵抗机械作用与抗老化保持涂膜的完整性和功能性尤为重要。

通常使用的电泳漆是丙烯酸涂料，具有非常优异的耐候性，GB 5237―2008 加速耐候性最低级别也要求1000h氙灯老化保光率＞80%，最高级别甚至要求4000h氙灯老化保光率＞80%；

建筑铝型材通用型粉末涂料主体结构是聚酯树脂，其耐候性比丙烯酸略差，GB 5237―2008加速耐候性最高级别也仅要求1000h氙灯老化保光率＞90%。

这表明电泳涂装耐候性平均值明显高于粉末喷涂，建筑铝型材的粉末涂装耐候性已经落后于实际需求。

在应用上粉末喷涂优势较大。粉末喷涂可以实现多达几千种色彩和各式各样的纹理装饰效果，这是阳极氧化和电泳涂装所难以达到的。

另外，粉末喷涂环保优势明显。阳极氧化和电泳涂装工艺中，水和电的消耗是相当大的，在氧化工序中，整流机的输出电流可达到8~11kA，电压在15~17.5V（硫酸直流阳极氧化工艺氧化电压一般为12~18V），吨电耗可达1000度左右。

此外，阳极氧化、着色和....