許井全

 

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

關(guān)鍵詞：木紋熱轉(zhuǎn)印紙、膜；熱轉(zhuǎn)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。我們看到越來越多的行業(yè)、越來越多的領(lǐng)域應(yīng)用粉末涂料。隨著鋁型材行業(yè)的飛速發(fā)展，應(yīng)用于鋁型材上的粉末涂料已經(jīng)成為一個專業(yè)分支，并逐漸取代電泳漆和氟碳漆。隨著轉(zhuǎn)印技術(shù)的出現(xiàn)，又使鋁型材專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行的。木紋處理技術(shù)又分為水轉(zhuǎn)印和熱轉(zhuǎn)印兩種，該技術(shù)自從90年代末期進入我國，近幾年來有著突飛猛進的發(fā)展。其主要特點是轉(zhuǎn)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(zhuǎn)印是在高溫下使熱轉(zhuǎn)印油墨受熱升華，能多色圖案一次成圖，無需套色，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(nèi)部40~60微米。所以，熱轉(zhuǎn)印產(chǎn)品經(jīng)久耐用，圖案不會脫落、龜裂和褪色。不會因熱轉(zhuǎn)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(zhuǎn)印只是起到表面裝飾效果。整個熱轉(zhuǎn)印行業(yè)，現(xiàn)在基本上已經(jīng)發(fā)展成完善的配套系統(tǒng)，包括粉末涂料、噴涂工藝、熱轉(zhuǎn)印機器、轉(zhuǎn)印紙和轉(zhuǎn)印膜的制造。

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

 

2．熱轉(zhuǎn)印技術(shù)

熱轉(zhuǎn)印也稱為熱升華，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(zhuǎn)印油墨印在高精度紙上，再經(jīng)過相應(yīng)的熱轉(zhuǎn)印設(shè)備，在短時間內(nèi)加熱到一定的溫度，把紙上的圖像、色彩，逼真地轉(zhuǎn)印到鋁型材等材質(zhì)上的一種特殊工藝。

2．1  轉(zhuǎn)印紙

轉(zhuǎn)印紙主要分兩種，分別是木紋熱轉(zhuǎn)印紙和PET熱轉(zhuǎn)印膜。

木紋熱轉(zhuǎn)印紙、PET熱轉(zhuǎn)印膜均是利用加熱升華和滲透的原理來實現(xiàn)轉(zhuǎn)印裝飾的，但因二者在熱轉(zhuǎn)印時操作工藝和轉(zhuǎn)印設(shè)備上卻有所區(qū)別，使用PET熱轉(zhuǎn)印膜轉(zhuǎn)印的生產(chǎn)效率更高，且特別適合轉(zhuǎn)印異型或形狀復(fù)雜的鋁型材。

2．2  轉(zhuǎn)印施工工藝

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

轉(zhuǎn)印工序為：

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

2.2.1  應(yīng)用熱轉(zhuǎn)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(zhuǎn)印專用膠水將熱轉(zhuǎn)印紙正面與鋁型材的正面，對貼后送至烘箱烘烤（約180℃,　６分鐘左右）后，撕下熱轉(zhuǎn)印紙，表面清洗，即可將所要木紋或石紋已轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)印紙，表面清潔，即可將所要木紋或石紋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)印紙正面與鋁型材的正面對貼，用專用平板熱轉(zhuǎn)印機加熱（約180℃，20秒左右） 撕下熱轉(zhuǎn)印紙，即可將所要木紋或石紋轉(zhuǎn)印至鋁材板上。

2.2.2  應(yīng)用PET熱轉(zhuǎn)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(zhuǎn)印膜正面對鋁型材的正面對貼，袋子將被轉(zhuǎn)印鋁型材包裹住，用超聲波封口機將PET轉(zhuǎn)印膜封成袋子，袋子的兩頭不封口，固定PET熱轉(zhuǎn)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(zhuǎn)印膜，即可將所要木紋或石紋轉(zhuǎn)印至鋁型材上。

 

3  鋁型材熱轉(zhuǎn)印專用粉末涂料

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

3．1  鋁型材熱轉(zhuǎn)印專用粉末涂料配方設(shè)計

（1）選擇聚酯樹脂軟化點要低一些，但玻璃化溫度（Tg）在80-110℃為宜。根椐熱轉(zhuǎn)印特性，目前一些聚酯廠家，都有推出熱轉(zhuǎn)印粉末涂料專用聚酯樹脂；

（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，防止涂層在二次進爐時有回粘的現(xiàn)象，而不好撕紙；

（3）流平劑不應(yīng)多加，但要有好的流平；

（4）熱轉(zhuǎn)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度和鮮映度；

（5）通常對比熱轉(zhuǎn)印紙或熱轉(zhuǎn)印膜的顏色時，要選取相同紋理、相同位置的對比樣，用相同的轉(zhuǎn)印條件、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)印前的紙樣或膜樣表面色作對比的方式會不準確。

3．2  熱轉(zhuǎn)印專用粉末涂料技術(shù)配方

由于聚氨酯型粉末涂料的成本問題，，盡管它的優(yōu)點多多，目前市場上卻并不多見，大部分廠家都是以生產(chǎn)聚酯/TGIC型和聚酯/HAA型粉末涂料，來作為鋁型材專用熱轉(zhuǎn)印粉末涂料。下面是三個型號的粉末涂料基本配方。

3.2.1  戶外無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(zhuǎn)印條件：180℃/5min  光澤度（60°）3%

3.2.2  戶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(zhuǎn)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

羥基樹脂（高羥值）200，羥基樹脂（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(zhuǎn)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表2。從表2結(jié)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表3.從表3結(jié)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  不同廠家的聚酯樹脂對木紋清晰度的影響

不同廠家的聚酯樹脂對木紋清晰度的影響見表4。從表4結(jié)論中可以看出，不同廠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表5.從表5結(jié)論中可以看出，HAA固化劑加入量對木紋清晰度有一點影響。

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表6.從表6結(jié)論中可以看出，不同蠟粉品種對木紋紋理清晰度無多大的影響。

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 不同廠家的聚酯樹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(jié)     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(jié)  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(jié)     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表8.從表8結(jié)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表9.從表9結(jié)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(jié)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(yīng)少加一些。

以上十種材料對熱轉(zhuǎn)印粉末涂料木紋清晰度的影響結(jié)論，是通過試驗和生產(chǎn)實踐中得出的，受生產(chǎn)工藝和試驗條件的限制，同時又受到所選材料的質(zhì)量差異影響，因此，所顯示的結(jié)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(jié)   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(jié)   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(jié)   論	優(yōu)	良	劣