仿木纹热渗透铝型材生产工艺分析

■毛佩林，张景麦

■1.江西省建筑材料工业科学研究设计院，江西 南昌 330001;2.运城市建材产品质量监督检验站，山西 运城 044000

铝合金型材要求有很强的装饰性和耐候性，因此，对铝型材必须进行表面处理，铝型材的表面处理主要是有机涂层处理，包括粉末涂料喷涂、氟碳漆喷涂和仿木纹处理，而仿木纹处理也是在粉末涂料涂层上进行的。仿木纹处理技术又有水转印和热渗透两种，该技术自从90 年代后期才被引进到中国，近几年得到快速的发展。其主要特点是层次丰富，图像色彩鲜艳，其效果可与印刷相媲美，和印刷不同之处在于热渗透是在高温下使热转印油墨受热升华，能多色图案一次成图，凝华后即形成色彩亮丽的图案，无需套色，并可渗入到粉末涂料涂层内部60～70μm。所以，热渗透产品经久耐用，图案不会脱落、龟裂和褪色，不会因热渗透而改变产品原有光泽度、耐磨性、耐候性、耐酸碱性等特性，热渗透只是起到表面装饰效果。铝材表面经仿真木纹图案处理后，能充分发挥粉末喷涂型材耐磨性、耐腐蚀、不易变形等优点，提供真实的外观、良好的硬木效果，可达到甚至超过实木的装饰效果，作为新一代绿色环保产品，返朴归真，尽显现代生活品味，而且无需维护，加上清晰逼真的木纹，以假乱真的视觉效果，能广泛应用建材、市政、园林、景观、室内外装修等行业，是国际上一项新兴的材料表面处理技术。

1 生产工艺流程

木纹处理生产工艺流程图如下:

图1 木纹处理生产工艺流程图

经过上述的流程，铝型材的表面形成所需的各种颜色。

2 生产原材料、配方以及工艺条件对生产影响的研究

2.1 填料加入量的影响

填料的添加量影响木纹清晰度，但并不是越多越好。为了得到满意的涂膜外观和性能，必须确定合适的填料品种，同时还要考虑填料用量。填料用量较大有利于降低粉末涂料的产品成本和提高涂膜硬度等性能，但会降低涂膜的冲击强度和致密性。

2.2 不同厂家的聚酯树脂的影响

在聚酯粉末涂料配方中，聚酯树脂是粉末涂料和涂膜性能的主要成分。目前聚酯粉末涂料用聚酯树脂的品种很多，而且不同厂家之间的价格和质量的差别也很大，所以根据粉末涂料性能和涂装工艺条件的要求选择合适的树脂品种是很重要的［1］。不同厂家的聚酯树脂其胶化时间、熔融水平流动性均有一定的差别。有些树脂的差别较大，这是因为不同厂家的聚酯树脂在原材料成分、结构、反应活性、熔融黏度等方面均存在差别，导致粉末涂料之间的差别。因此为了得到涂膜性能满意的产品，必须选择合适的、相匹配、质量稳定的聚酯树脂品种。

2.3 羟烷基酰胺HAA 固化剂的影响

不同用量的HAA 对涂膜性能的影响在同一固化剂体系中，对粉末涂料的熔融水平流动性影响不大，但固化剂的用量会影响胶化时间和涂膜的冲击强度，当固化剂的用量减少时，涂膜的抗冲击强度降低。因此在设计粉末配方时，应以原料厂家推荐的用量为基础，再通过试验选择合理的固化剂用量［1］。

2.4 填料品种的影响

不同填料品种对HAA 固化的聚酯粉末涂料胶化时间有一定的影响，对熔融水平流动性的影响以及对涂膜外观、光泽、铅笔硬度和冲击强度的影响比较大。究其原因是填料品种之间吸油量、粒度大小和分布、密度和硬度以及分散性等差别较大。选择不同的硫酸钡或碳酸钙，对木纹清晰度的影响不是太大。根据聚酯粉末涂料耐候性要求，选择分散性好，耐候性好的填料，最好不要选用耐酸、耐碱性差，又容易粉化的填料，例如碳酸钙、滑石粉等。另外又根据涂膜的特殊性能，相应选择特殊性能的填料，例如要求涂膜硬度高时，选用高岭土、硅微粉和云母粉等填料;对于消光涂膜可以选用消光硫酸钡等填料［1］。

2.5 流平剂的影响

流平剂是对于得到高光、有光、半光和无光等平整涂膜外观不可缺少的成分，主要功能是粉末涂料熔融流平时降低表面张力，避免成膜过程中形成缩孔。如果流平剂的用量少，分散不均匀使表面张力分布不均，流平效果不好;当流平剂用量过多时，一方面影响粉末涂料贮存的稳定性，另一方面迁移到涂膜表面影响涂膜的光泽，往往降低涂膜光泽，手摸时容易产生手印，因此需要添加合适的用量。考虑到颜料和填料对流平剂的吸附作用，当使用吸油量大的颜填料或者颜填料含量高时，可以适当增加流平剂的加入量。当配方中没有流平剂或流平剂用量少时，涂膜会有个别缩孔。而用量在成膜物质的1%以上时，涂膜无缩孔而且平整。由于流平剂是黏稠状液体，可以降低粉末涂料的熔融黏度，有利于改善涂料的流平性。但是，加入量过多会降低粉末涂料的贮存稳定性，而且流平剂较易浮到涂膜表面，从而降低涂膜的涂膜光泽和耐污染性。不同品种的流平剂和加入量对木纹清晰度的影响不是太大。

2.6 其他助剂的影响

粉末涂料常用的脱气剂是安息香。熔融状态下，安息香具有较低的表面张力，能有效地消除粉末涂料中因被涂工件表面吸附的挥发物或小分子物质在烘烤过程中逸出而形成的针孔或气孔等缺陷。脱气剂的添加量和品种对木纹清晰度的影响不是太大。

2.7 钛白粉添加量对木纹清晰度的影响

规格不同的钛白粉会影响聚酯粉末熔融水平流动性和涂料胶化时间，特别是金红石型和锐钛型钛白粉之间的差别较大，金红石型钛白粉品种之间的差别则相对较小。在设计粉末涂料配方时，不能忽略钛白粉规格对涂膜性能的影响，应根据钛白粉品种选择能满足涂膜性能的配方。钛白粉的加入量对木纹清晰度的影响很大，应适当减少加入量。

3 结语

仿木纹热渗透作为高档的表面涂装工艺手段，可以同时满足喷涂铝合金型材自身材料的保温节能及表面花纹图案色彩丰富的要求，已经成为建筑行业中的一种既美观华贵、又实用节能的高科技技术而日益普及。但其耐光性和耐候性尚未经过权威部门的检测确认，其使用寿命仍然值得推敲［2］。因此，在生产过程中必须对产品质量严加把关，确保产品质量，满足市场需求。

［1］刘宏.铝型材粉末涂料静电喷涂与生产［M］.北京:化学工业出版社，2009:186 -192.

［2］朱祖芳.建筑铝型材的表面处理技术现状及发展趋势［J］.电镀与涂饰，2005，24(4):16.