液体或粉末——解析建筑外表面金属涂层郭翔

液体或粉末——解析建筑外表面金属涂层郭翔

郭翔

加拿大TurnerFleischer建筑设计公司M3B2T8

一些世界上最著名的建筑——从美国非洲裔历史文化国家博物馆到阿联酋的迪拜国际机场——有一个共同的特点：金属涂层表面。这些外观可以是充满活力的、色彩丰富的、闪闪发光的、优雅的柔和，或者甚至是随着灯光变化而产生色彩变化的外观。金属涂层不仅为建筑的表面提供风化性能，而且还形成几乎无限的审美选择。从经典的颜色到创新的特效，金属涂层都可以做到，甚至可以复制其他建筑材料如木材或大理石的外观。涂层选择标准的范围涉及从美学选择到性能规范。尽管存在大量的金属涂层选择，但大多数建筑项目选择的是PVDF液体涂料或聚酯粉末涂料。

液体涂层在北美是铝型材表明的标准技术。超过90%重要建筑物的铝型材是涂有液体涂料的。50多年来，聚偏二氟乙烯(PVDF)树脂液体涂料增强了建筑外墙金属建筑产品的外观与性能。聚酯粉末涂料在欧洲是铝型材的最佳选择，并且40年以来一直在发展。这个选择的驱动因素包括成本与环境意识。

本文主要比较PVDF液体涂料与聚酯粉末涂料用于建筑外部金属表皮时诸多不同要素，包括：适合用途、成分、颜色选择与外观、性能规格、维护及保修等等。

适合用途

建筑涂料被应用于建筑外部金属表皮，以达到设计外观效果并保障持久性能，例如：幕墙系统、铝窗与门框、屋顶、拱腹、沟槽、金属墙板、外墙、遮阳棚、百叶窗等。

涂料类型与工艺

1）盘卷工艺与涂层：用于铝或钢表面的液体涂料

盘卷工艺的建筑产品从金属带卷开始。基材可以包括预处理的热浸镀锌钢(HDG)、含有铝-锌合金(Galvalume)的钢板及预处理的铝。在持续的过程中，卷绕被解开、清洗、处理、底漆和涂漆，然后在另一端重新卷绕，并打包出货。到达制造商后，带卷展开成扁平的预涂金属板，并形成为屋顶板、墙板及水槽等形状。通常，液体涂料更具灵活性，并允许改型，而粉末涂料更适合于预成型的建筑产品。

2）挤压工艺与涂层：用于挤压铝板的液体或粉末涂层

铝的挤压工艺是通过在精加工完成之前将加热的铝坯穿过模具挤压成型，从而形成金属产品。模具的形状决定了挤压的形状。门窗产品是挤压铝最常见的案例，如窗框、幕墙、店面和入口系统。

3）液体喷涂挤压涂层

在实际要求的喷雾控制下，液体涂料被喷塑到挤压铝构件或其他类似金属板上。这类建筑可以是从大的商业综合体体到住宅。

4）粉末挤压涂层

聚酯粉末涂料可以在工厂环境下应用于铝挤压件。典型应用包括住宅窗户、围栏、店面和扶手。这些涂层的硬度有助于防止划痕。精加工程度越高，膜厚度越大，则柔韧性越差。这使得粉末涂料更容易发生碎裂，尤其是在窗户和幕墙框架的边缘。碎裂可以暴露出可能产生腐蚀环境的小面积的铝。

涂料成份

树脂、颜料和添加剂可以为液体涂料与粉末涂料提供配方。

树脂用作形成漆膜的粘合剂，是决定涂料耐久性、外观和性能的主要成分颜料提供颜色，并可影响涂料的耐久性添加剂影响涂料应用、固化时间及表面外观。另外液体与粉末涂层都需要对金属进行清洁和预处理。

1）液体涂料

为满足对建筑金属产品风化作用的卓越性能，一般业界认为PVDF占70%。其余30%由涂料制造商开发的专有芳基配方组成。颜料、溶剂及添加剂也包括在配制的液体产品中。溶剂保持液体状态。在固化过程中，溶剂蒸发，而树脂基体则粘附到金属上。

这种液体涂层可以应用于盘卷工艺的涂层、铝挤压件或喷涂挤压涂层。不管方法如何，基于PVDF树脂的液体涂料系统需首先进行预处理，清洁金属并准备涂覆工艺。接下来是一个双涂层系统：a）底漆：增强耐腐蚀性，确定粘合质量；b)面漆：确定颜色，有助于风化性能，并可提供涂层特性其他。

除了双涂层系统之外，一些液体涂层系统具有三涂层工艺。一般三涂层工艺还包括另外的漆层或透明涂层以增强颜色或风化性能。然而，根据实际工程暴露的测试表明，许多双层系统的风化性能相当于三涂层系统。液体配方中的两层和三层金属涂层具有出色的风化作用。

2）粉末涂料

为了易于使用，聚酯粉末涂料通常是很少使用底漆或透明涂层的单涂层系统。粉末涂料是干膜工艺，使用细磨的树脂微粒、颜料及添加剂，也可以使用液体涂料中使用的溶剂。混合物被溶解、挤压、冷却、切成碎片并研磨成粉末。粉末是带电的，并将其喷涂到挤压铝上。带电的粉末颗粒粘附在金属上，并保持在那里，直到融化，熔融成均匀流动的涂层。

为了产生明亮的金属粉末涂层，透明涂层被用来密封铝并防止其氧化。透明涂层使用粉末涂料是不切实际的。它会造成整个涂层系统过厚。此外，透明涂层使用液体涂料来代替，但这种方法成本过高。

美学形态

颜色、形式、空间和光线是建筑工程的基本组成部分。颜色是影响其他因素的最主要因素。这是人们看到并影响他们体验空间的第一件事。对于外部建筑构件，颜色趋向于更加保守、经典的色调。白色、米色、金属色及灰色是多年来最流行的颜色选择，而大胆的颜色则越来越多地用于更大的表面(如屋顶)。建筑师应指定高性能建筑涂料，以确保颜色能够维持其预期的外观。

液体涂层提供几乎无限的颜色与美观选择。它们具有各种颜色、光泽度、效果和纹理。与粉末涂料相比，液体涂料具有更广泛的美学选择，特别是金属、特效颜色和光泽度。液体涂层可以达到非常光滑的效果，因此吸引建筑师的注意。

粉末涂层有一系列的纯色和珠光色。粉末附着在铝上的方法可产生轻微的橙皮纹理。与液体涂层相比，粉末涂层更具有多层性能和金属性的美感。

耐久性

粉末涂层一般被认为是更能经受得起环境的考验，因为它们在应用的时候几乎不含VOCs。然而，粉末涂层的制造过程更加严苛。液体涂层一般是用含有VOCs的溶剂制成的，但是如果使用高科技以及环境控制系统，VOCs排放通常被控制和消除，比如热氧化剂。热氧化剂将VOCs转化成无害的水蒸气和二氧化碳。

维护及保修

当液体涂层或粉末涂层施工完成后，在许多情况下，使用软管或光压力喷雾设备进行简单的水清洗是足够的。当大量的泥土或其他污染物沉积在表面时，可能需要更强的方法。但钢丝刷，磨料或类似的清洁工具，会机械地磨损涂层的表面。此外，在使用清洁剂时，先在不显眼的区域测试清洁剂，不要使用磨砂或腐蚀性清洁剂或溶剂，否则可能会造成永久性损坏。

结论

选择液体涂层或粉末涂层建筑的外观效果和耐用性能有着至关重要的作用。建筑师需要掌握这方面的知识，并与制造商和施工方充分沟通，选择理想的系统。

参考文献

[1]SARAJOHNSON.VALSPAR[J],ARCHITECT,2016.12

[2]BLAINEBROWNELL.MaterialStrategies:InnovativeApplicationsinArchitecture,2013.07,PrincetonArchitecturalPress

[3]LKoprivec.Smartmaterialsandtheirapplicationinarchitecture[J]ARARCHITECTURERESEARCH,2010.01

作者简介：

性别男出生年份月份1987.11民族汉籍贯（省、市）江苏.南京学历硕士职称（在读生不用填）中级职称（建筑师）主要研究方向（学生则填在校学习的方向）住宅设计、商业综合体设计、绿色建筑设计