許井全

 

摘  要：本文介紹了應用于鋁型材上的熱轉印粉末涂料。對熱轉印工藝和粉末涂料配方設計進(jìn)行了簡(jiǎn)述，并對可能影響木紋紋理清晰度的制粉材料，進(jìn)行了逐一摸底試驗。同時(shí)對影響熱轉印質(zhì)量的因素也進(jìn)行了分析探討。

關(guān)鍵詞：木紋熱轉印紙、膜；熱轉印粉末涂料；木紋清晰度；鋁型材

 

0  前言

粉末涂料，經(jīng)常被稱(chēng)作干性油漆，是一種環(huán)保友好的產(chǎn)品，可以提供更多品種和更多顏色。我們看到越來(lái)越多的行業(yè)、越來(lái)越多的領(lǐng)域應用粉末涂料。隨著(zhù)鋁型材行業(yè)的飛速發(fā)展，應用于鋁型材上的粉末涂料已經(jīng)成為一個(gè)專(zhuān)業(yè)分支，并逐漸取代電泳漆和氟碳漆。隨著(zhù)轉印技術(shù)的出現，又使鋁型材專(zhuān)用粉末涂料更加豐富多彩。

鋁型材要求有高強的耐候性和裝飾性，因此，對鋁材都必須進(jìn)行表面處理，鋁型材的表面處理主要是有機涂層處理，它包括粉末涂料噴涂、氟碳漆噴涂和木紋處理，而木紋處理也是在粉末涂料涂層上進(jìn)行的。木紋處理技術(shù)又分為水轉印和熱轉印兩種，該技術(shù)自從90年代末期進(jìn)入我國，近幾年來(lái)有著(zhù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展。其主要特點(diǎn)是轉印圖像色彩鮮艷，層次豐富，其效果可與印刷相媲美，與印刷不同之處在于熱轉印是在高溫下使熱轉印油墨受熱升華，能多色圖案一次成圖，無(wú)需套色，凝華后即形成色彩亮麗的圖案，并可滲入到粉末涂料涂層內部40~60微米。所以，熱轉印產(chǎn)品經(jīng)久耐用，圖案不會(huì )脫落、龜裂和褪色。不會(huì )因熱轉印而改變產(chǎn)品原有光澤度、耐磨性、耐候性、耐酸堿性等特性，熱轉印只是起到表面裝飾效果。整個(gè)熱轉印行業(yè)，現在基本上已經(jīng)發(fā)展成完善的配套系統，包括粉末涂料、噴涂工藝、熱轉印機器、轉印紙和轉印膜的制造。

熱轉印技術(shù)的出現也給粉末涂料涂層提出了新的挑戰，它要求所用的粉末涂料，必須要與熱轉印紙、膜相匹配，才能得到良好的轉印效果。因此，探討粉末涂料涂膜的熱轉印工藝和研究熱轉印粉末涂料的配方設計是十分必要的。

 

2．熱轉印技術(shù)

熱轉印也稱(chēng)為熱升華，是將人像、風(fēng)景、木紋、大理石紋、立體浮雕等任意圖形，使用熱轉印油墨印在高精度紙上，再經(jīng)過(guò)相應的熱轉印設備，在短時(shí)間內加熱到一定的溫度，把紙上的圖像、色彩，逼真地轉印到鋁型材等材質(zhì)上的一種特殊工藝。

2．1  轉印紙

轉印紙主要分兩種，分別是木紋熱轉印紙和PET熱轉印膜。

木紋熱轉印紙、PET熱轉印膜均是利用加熱升華和滲透的原理來(lái)實(shí)現轉印裝飾的，但因二者在熱轉印時(shí)操作工藝和轉印設備上卻有所區別，使用PET熱轉印膜轉印的生產(chǎn)效率更高，且特別適合轉印異型或形狀復雜的鋁型材。

2．2  轉印施工工藝

鋁型材熱轉印工藝是一個(gè)投入設備少，操作人員少，比水轉印生產(chǎn)效率高、成本低的簡(jiǎn)單工序。   

轉印工序為：

選基材→用木紋熱轉印紙或PET熱轉印膜緊包裹住基材→加熱轉印→表面清潔→檢驗→包裝。

2.2.1  應用熱轉印紙工藝

⑴ 工藝1（適用于大面積和異形基材）：取已經(jīng)噴涂好的鋁型材，用熱轉印專(zhuān)用膠水將熱轉印紙正面與鋁型材的正面，對貼后送至烘箱烘烤（約180℃,?。斗昼娮笥遥┖?，撕下熱轉印紙，表面清洗，即可將所要木紋或石紋已轉印至鋁型材上。
    ⑵ 工藝2（適用于大面積和異形基材）：取已經(jīng)噴涂好的鋁型材，將熱轉印紙正面與鋁型材的正面對貼，用少量的耐高溫膠帶粘住紙接口（套上耐高溫的pet膠袋扎住、固定膠袋兩頭;從兩頭抽真空后，送至烘箱烘烤（約180℃,６分鐘左右）取下pet膠袋，撕下熱轉印紙，表面清潔，即可將所要木紋或石紋轉印至鋁型材上。
    ⑶ 工藝3（適用各種平面鋁型材）：取已噴涂好的鋁型材。將熱轉印紙正面與鋁型材的正面對貼，用專(zhuān)用平板熱轉印機加熱（約180℃，20秒左右） 撕下熱轉印紙，即可將所要木紋或石紋轉印至鋁材板上。

2.2.2  應用PET熱轉印膜工藝

工藝：（適用于大面積和異形鋁型材）取已噴涂好的鋁型材，將PET熱轉印膜正面對鋁型材的正面對貼，袋子將被轉印鋁型材包裹住，用超聲波封口機將PET轉印膜封成袋子，袋子的兩頭不封口，固定PET熱轉印膜袋子兩頭，從兩頭抽真空后，送至烘箱烘烤（約180℃,６分鐘左右）撕下PET熱轉印膜，即可將所要木紋或石紋轉印至鋁型材上。

 

3  鋁型材熱轉印專(zhuān)用粉末涂料

鋁型材熱轉印工藝應用聚酯/TGIC型和聚氨酯型粉末涂料都具有優(yōu)異的圖案轉移性能。

3．1  鋁型材熱轉印專(zhuān)用粉末涂料配方設計

（1）選擇聚酯樹(shù)脂軟化點(diǎn)要低一些，但玻璃化溫度（Tg）在80-110℃為宜。根椐熱轉印特性，目前一些聚酯廠(chǎng)家，都有推出熱轉印粉末涂料專(zhuān)用聚酯樹(shù)脂；

（2）固化劑的加入量一定要足夠，也可適量加一些催化劑，保證一次固化完全，防止涂層在二次進(jìn)爐時(shí)有回粘的現象，而不好撕紙；

（3）流平劑不應多加，但要有好的流平；

（4）熱轉印粉末涂料不要求底粉有太好的遮蓋力，所以鈦白粉要少加，保證涂層有好的豐滿(mǎn)度和鮮映度；

（5）通常對比熱轉印紙或熱轉印膜的顏色時(shí)，要選取相同紋理、相同位置的對比樣，用相同的轉印條件、轉印在同一底色的基材上，在同一光源下作對比的方式，因直接采用未轉印前的紙樣或膜樣表面色作對比的方式會(huì )不準確。

3．2  熱轉印專(zhuān)用粉末涂料技術(shù)配方

由于聚氨酯型粉末涂料的成本問(wèn)題，，盡管它的優(yōu)點(diǎn)多多，目前市場(chǎng)上卻并不多見(jiàn)，大部分廠(chǎng)家都是以生產(chǎn)聚酯/TGIC型和聚酯/HAA型粉末涂料，來(lái)作為鋁型材專(zhuān)用熱轉印粉末涂料。下面是三個(gè)型號的粉末涂料基本配方。

3.2.1  戶(hù)外無(wú)光木紋粉末涂料配方

聚酯600，XG665消光固化劑140，TGIC固化劑1，PV88  10，安息香 4，沉淀鋇 300，R-902  100， 聚乙烯蠟  7，顏料適量；

熱固化條件：200℃/10min   熱轉印條件：180℃/5min  光澤度（60°）3%

3.2.2  戶(hù)外高光木紋粉末涂料配方

聚酯600，333固化劑32，PV88  9，701  11，安息香 4，沉淀鋇 300，R-902  100，聚乙烯蠟  7，顏料適量。

熱固化條件：200℃/10min   熱轉印條件：180℃/5min  光澤度（60°）90%

3.2.3  聚氨酯亞光木紋粉末涂料配方

羥基樹(shù)脂（高羥值）200，羥基樹(shù)脂（低羥值）460，B1530  310， 流平劑20，硫酸鋇270，R902  240， 其它助劑 30，顏料適量。

熱固化條件：200℃/10min    熱轉印條件：180℃/5min  光澤度（60°）6%

 

4  影響紋理清晰度效果的因素

4.1  物理消光劑ki1099、SA206、3329對木紋清晰度的影響

物理消光劑ki1099、SA206、3329對木紋清晰度的影響見(jiàn)表1.從表1中可以看出，消光劑對木紋紋理有一定的影響，特別是加入量的多少，加入量越大木紋紋理越不清晰。

 

表1物理消光劑ki1099、SA206、3329對木紋清晰度的影響

注：“優(yōu)”表示木紋清晰；“良”表示木紋模糊；“劣”表示木紋清晰度很差

 

4.2  6600A聚酯與催化劑搭配對木紋清晰度的影響   

6600A聚酯與催化劑搭配對木紋清晰度的影響見(jiàn)表2。從表2結論中可以看出，催化劑的品種和添加量對木紋清晰度有很大影響。

4.3  填料加入量對木紋清晰度的影響

     填料加入量對木紋清晰度的影響見(jiàn)表3.從表3結論中可以看出，填料的添加量對木紋清晰度也有影響，但并不是多多益善。

4.4  不同廠(chǎng)家的聚酯樹(shù)脂對木紋清晰度的影響

不同廠(chǎng)家的聚酯樹(shù)脂對木紋清晰度的影響見(jiàn)表4。從表4結論中可以看出，不同廠(chǎng)家的聚酯對木紋清晰度是有影響的。

4.5  羥烷基酰胺HAA固化劑對木紋清晰度的影響

     羥烷基酰胺HAA固化劑對木紋清晰度的影響見(jiàn)表5.從表5結論中可以看出，HAA固化劑加入量對木紋清晰度有一點(diǎn)影響。

4.6  蠟粉對木紋清晰度的影響     

蠟粉對木紋清晰度的影響見(jiàn)表6.從表6結論中可以看出，不同蠟粉品種對木紋紋理清晰度無(wú)多大的影響。

4.7  填料品種對木紋清晰度的影響

填料品種對木紋清晰度的影響見(jiàn)表7.從表7可以看出，選擇不同的硫酸鋇或碳酸鈣，對木紋

 

表2  6600A聚酯與催化劑搭配對木紋清晰度的影響

 

表3填料加入量對木紋清晰度的影響

 

表4 不同廠(chǎng)家的聚酯樹(shù)脂對木紋清晰度的影響

 

表5 羥烷基酰胺HAA固化劑對木紋清晰度的影響

材     料	23#	24#	25#	26#	27#
HAA固化劑	11	13	15	17	19
結     論	優(yōu)→劣：25#→26#→27#→24#→23#

 

表6  蠟粉對木紋清晰度的影響

材   料	28#	29#	30#
821蠟	1
M1#蠟		0。3
3920蠟			1
結  論	優(yōu)	優(yōu)	優(yōu)

 

表7 填料品種對木紋清晰度的影響

材   料	31#	32#	33#	34#	35#
1#硫酸鋇	150
2#硫酸鋇		150
3#硫酸鋇			150
沉淀硫酸鋇				150
501碳酸鈣					150
結     論	優(yōu)→劣：34#→32#→31#→35#→33#

 

紋理清晰度有一定的影響。

4.8  流平劑對紋清晰度的影響            

    流平劑對紋清晰度的影響見(jiàn)表8.從表8結論中可以看出，不同品種的流平劑和加入量對木紋清晰度的影響不是太大。

4.9  脫氣劑對木紋清晰度的影響         

脫氣劑對木紋清晰度的影響見(jiàn)表9.從表9結論中可以看出，脫氣劑的品種和添加量對木紋清晰度的影響不是太大；

4.10  鈦白粉填加量對木紋清晰度的影響

鈦白粉填加量對木紋清晰度的影響。從表10結論中可以看出，鈦白粉的加入量對木紋清晰度的影響很大，應少加一些。

以上十種材料對熱轉印粉末涂料木紋清晰度的影響結論，是通過(guò)試驗和生產(chǎn)實(shí)踐中得出的，受生產(chǎn)工藝和試驗條件的限制，同時(shí)又受到所選材料的質(zhì)量差異影響，因此，所顯示的結論并不一定完全正確，僅供參考。

表8 流平劑對紋清晰度的影響

材  料	36#	37#	38#	39#
PV88	4	5
208通用型			20	25
結   論	優(yōu)	優(yōu)	優(yōu)	優(yōu)

 

表9  脫氣劑對木紋清晰度的影響

材  料	40#	41#	42#	43#
安息香	0	1．2
脫氣劑			2	3
結   論	優(yōu)	優(yōu)	優(yōu)	優(yōu)

 

  表10鈦白粉填加量對木紋清晰度的影響

材 料	44#	45#	46#
902鈦白粉	5%	10%	20%
結   論	優(yōu)	良	劣