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铝型材专用热转印粉末涂料

发布时间:08-11  
许井全

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摘??要:本文介绍了应用于铝型材上的热转印粉末涂料。对热转印工艺和粉末涂料配方设计进行了简述,并对可能影响木纹纹理清晰度的制粉材料,进行了逐一摸底试验。同时对影响热转印质量的因素也进行了分析探讨。


关键词:木纹热转印纸、膜;热转印粉末涂料;木纹清晰度;铝型材


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0??前言


粉末涂料,经常被称作干性油漆,是一种环保友好的产品,可以提供更多品种和更多颜色。我们看到越来越多的行业、越来越多的领域应用粉末涂料。随着铝型材行业的飞速发展,应用于铝型材上的粉末涂料已经成为一个专业分支,并逐渐取代电泳漆和氟碳漆。随着转印技术的出现,又使铝型材专用粉末涂料更加丰富多彩。


铝型材要求有高强的耐候性和装饰性,因此,对铝材都必须进行表面处理,铝型材的表面处理主要是有机涂层处理,它包括粉末涂料喷涂、氟碳漆喷涂和木纹处理,而木纹处理也是在粉末涂料涂层上进行的。木纹处理技术又分为水转印和热转印两种,该技术自从90年代末期进入我国,近几年来有着突飞猛进的发展。其主要特点是转印图像色彩鲜艳,层次丰富,其效果可与印刷相媲美,与印刷不同之处在于热转印是在高温下使热转印油墨受热升华,能多色图案一次成图,无需套色,凝华后即形成色彩亮丽的图案,并可渗入到粉末涂料涂层内部40~60微米。所以,热转印产品经久耐用,图案不会脱落、龟裂和褪色。不会因热转印而改变产品原有光泽度、耐磨性、耐候性、耐酸碱性等特性,热转印只是起到表面装饰效果。整个热转印行业,现在基本上已经发展成完善的配套系统,包括粉末涂料、喷涂工艺、热转印机器、转印纸和转印膜的制造。


热转印技术的出现也给粉末涂料涂层提出了新的挑战,它要求所用的粉末涂料,必须要与热转印纸、膜相匹配,才能得到良好的转印效果。因此,探讨粉末涂料涂膜的热转印工艺和研究热转印粉末涂料的配方设计是十分必要的。


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2.热转印技术


热转印也称为热升华,是将人像、风景、木纹、大理石纹、立体浮雕等任意图形,使用热转印油墨印在高精度纸上,再经过相应的热转印设备,在短时间内加热到一定的温度,把纸上的图像、色彩,逼真地转印到铝型材等材质上的一种特殊工艺。


2.1??转印纸


转印纸主要分两种,分别是木纹热转印纸和PET热转印膜。


木纹热转印纸、PET热转印膜均是利用加热升华和渗透的原理来实现转印装饰的,但因二者在热转印时操作工艺和转印设备上却有所区别,使用PET热转印膜转印的生产效率更高,且特别适合转印异型或形状复杂的铝型材。


2.2??转印施工工艺


铝型材热转印工艺是一个投入设备少,操作人员少,比水转印生产效率高、成本低的简单工序。???


转印工序为:


选基材→用木纹热转印纸或PET热转印膜紧包裹住基材→加热转印→表面清洁→检验→包装。


2.2.1??应用热转印纸工艺


⑴?工艺1(适用于大面积和异形基材):取已经喷涂好的铝型材,用热转印专用胶水将热转印纸正面与铝型材的正面,对贴后送至烘箱烘烤(约180℃,??6分钟左右)后,撕下热转印纸,表面清洗,即可将所要木纹或石纹已转印至铝型材上。

⑵?工艺2(适用于大面积和异形基材):取已经喷涂好的铝型材,将热转印纸正面与铝型材的正面对贴,用少量的耐高温胶带粘住纸接口(套上耐高温的pet胶袋扎住、固定胶袋两头;从两头抽真空后,送至烘箱烘烤(约180℃,6分钟左右)取下pet胶袋,撕下热转印纸,表面清洁,即可将所要木纹或石纹转印至铝型材上。



⑶?工艺3(适用各种平面铝型材):取已喷涂好的铝型材。将热转印纸正面与铝型材的正面对贴,用专用平板热转印机加热(约180℃,20秒左右)?撕下热转印纸,即可将所要木纹或石纹转印至铝材板上。




2.2.2??应用PET热转印膜工艺


工艺:(适用于大面积和异形铝型材)取已喷涂好的铝型材,将PET热转印膜正面对铝型材的正面对贴,袋子将被转印铝型材包裹住,用超声波封口机将PET转印膜封成袋子,袋子的两头不封口,固定PET热转印膜袋子两头,从两头抽真空后,送至烘箱烘烤(约180℃,6分钟左右)撕下PET热转印膜,即可将所要木纹或石纹转印至铝型材上。


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3??铝型材热转印专用粉末涂料


铝型材热转印工艺应用聚酯/TGIC型和聚氨酯型粉末涂料都具有优异的图案转移性能。


3.1??铝型材热转印专用粉末涂料配方设计


(1)选择聚酯树脂软化点要低一些,但玻璃化温度(Tg)在80-110℃为宜。根椐热转印特性,目前一些聚酯厂家,都有推出热转印粉末涂料专用聚酯树脂;


(2)固化剂的加入量一定要足够,也可适量加一些催化剂,保证一次固化完全,防止涂层在二次进炉时有回粘的现象,而不好撕纸;


(3)流平剂不应多加,但要有好的流平;


(4)热转印粉末涂料不要求底粉有太好的遮盖力,所以钛白粉要少加,保证涂层有好的丰满度和鲜映度;


(5)通常对比热转印纸或热转印膜的颜色时,要选取相同纹理、相同位置的对比样,用相同的转印条件、转印在同一底色的基材上,在同一光源下作对比的方式,因直接采用未转印前的纸样或膜样表面色作对比的方式会不准确。


3.2??热转印专用粉末涂料技术配方


由于聚氨酯型粉末涂料的成本问题,,尽管它的优点多多,目前市场上却并不多见,大部分厂家都是以生产聚酯/TGIC型和聚酯/HAA型粉末涂料,来作为铝型材专用热转印粉末涂料。下面是三个型号的粉末涂料基本配方。


3.2.1??户外无光木纹粉末涂料配方


聚酯600,XG665消光固化剂140,TGIC固化剂1,PV88??10,安息香?4,沉淀钡?300,R-902??100,?聚乙烯蜡??7,颜料适量;


热固化条件:200℃/10min???热转印条件:180℃/5min??光泽度(60°)3%


3.2.2??户外高光木纹粉末涂料配方


聚酯600,333固化剂32,PV88??9,701??11,安息香?4,沉淀钡?300,R-902??100,聚乙烯蜡??7,颜料适量。


热固化条件:200℃/10min???热转印条件:180℃/5min??光泽度(60°)90%


3.2.3??聚氨酯亚光木纹粉末涂料配方


羟基树脂(高羟值)200,羟基树脂(低羟值)460,B1530??310,?流平剂20,硫酸钡270,R902??240,?其它助剂?30,颜料适量。


热固化条件:200℃/10min 热转印条件:180℃/5min??光泽度(60°)6%


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4??影响纹理清晰度效果的因素


4.1??物理消光剂ki1099、SA206、3329对木纹清晰度的影响


物理消光剂ki1099、SA206、3329对木纹清晰度的影响见表1.从表1中可以看出,消光剂对木纹纹理有一定的影响,特别是加入量的多少,加入量越大木纹纹理越不清晰。


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表1物理消光剂ki1099、SA206、3329对木纹清晰度的影响






材料




1#




2#




3#




4#




5#




6#




7#




8#




9#






Kil009




9




12




15




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SA206




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7




9




11




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3329




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8




10




12






结???论



















































注:“优”表示木纹清晰;“良”表示木纹模糊;“劣”表示木纹清晰度很差


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4.2??6600A聚酯与催化剂搭配对木纹清晰度的影响???


6600A聚酯与催化剂搭配对木纹清晰度的影响见表2。从表2结论中可以看出,催化剂的品种和添加量对木纹清晰度有很大影响。


4.3??填料加入量对木纹清晰度的影响


?填料加入量对木纹清晰度的影响见表3.从表3结论中可以看出,填料的添加量对木纹清晰度也有影响,但并不是多多益善。


4.4??不同厂家的聚酯树脂对木纹清晰度的影响


不同厂家的聚酯树脂对木纹清晰度的影响见表4。从表4结论中可以看出,不同厂家的聚酯对木纹清晰度是有影响的。


4.5??羟烷基酰胺HAA固化剂对木纹清晰度的影响


?羟烷基酰胺HAA固化剂对木纹清晰度的影响见表5.从表5结论中可以看出,HAA固化剂加入量对木纹清晰度有一点影响。


4.6??蜡粉对木纹清晰度的影响 ?


蜡粉对木纹清晰度的影响见表6.从表6结论中可以看出,不同蜡粉品种对木纹纹理清晰度无多大的影响。


4.7??填料品种对木纹清晰度的影响


填料品种对木纹清晰度的影响见表7.从表7可以看出,选择不同的硫酸钡或碳酸钙,对木纹


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表2??6600A聚酯与催化剂搭配对木纹清晰度的影响






材料




10#




11#




12#




13#




14#




15#






CY168




0.9




1.2




1.5




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SA316




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0.3




0.5




0.7






结???论




































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表3填料加入量对木纹清晰度的影响






材料




16#




17#




18#






W-44HB硫酸钡




80




100




120






结 ?论





















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表4?不同厂家的聚酯树脂对木纹清晰度的影响






材 ???料




19#




20#




21#




22#






A厂聚酯树脂




210




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?




?






B厂聚酯树脂




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210




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C厂聚酯树脂




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210




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D厂聚酯树脂




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210






结 ???论


























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表5?羟烷基酰胺HAA固化剂对木纹清晰度的影响







材 ?料




23#




24#




25#




26#




27#






HAA固化剂




11




13




15




17




19






结 ?论




优→劣:25#→26#→27#→24#→23#







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表6??蜡粉对木纹清晰度的影响







材???料




28#




29#




30#






821蜡




1




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M1#蜡




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0。3




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3920蜡




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1






结??论






















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表7?填料品种对木纹清晰度的影响







材???料




31#




32#




33#




34#




35#






1#硫酸钡




150




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?




?




?






2#硫酸钡




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150




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3#硫酸钡




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150




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沉淀硫酸钡




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150




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501碳酸钙




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150






结 ?论




优→劣:34#→32#→31#→35#→33#







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纹理清晰度有一定的影响。


4.8??流平剂对纹清晰度的影响


流平剂对纹清晰度的影响见表8.从表8结论中可以看出,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。


4.9??脱气剂对木纹清晰度的影响 ?


脱气剂对木纹清晰度的影响见表9.从表9结论中可以看出,脱气剂的品种和添加量对木纹清晰度的影响不是太大;


4.10??钛白粉填加量对木纹清晰度的影响


钛白粉填加量对木纹清晰度的影响。从表10结论中可以看出,钛白粉的加入量对木纹清晰度的影响很大,应少加一些。


以上十种材料对热转印粉末涂料木纹清晰度的影响结论,是通过试验和生产实践中得出的,受生产工艺和试验条件的限制,同时又受到所选材料的质量差异影响,因此,所显示的结论并不一定完全正确,仅供参考。


表8?流平剂对纹清晰度的影响







材??料




36#




37#




38#




39#






PV88




4




5




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?






208通用型




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?




20




25






结???论



























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表9??脱气剂对木纹清晰度的影响







材??料




40#




41#




42#




43#






安息香




0




1.2




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?






脱气剂




?




?




2




3






结???论



























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??表10钛白粉填加量对木纹清晰度的影响







材?料




44#




45#




46#






902钛白粉




5%




10%




20%






结???论






















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5??热转印质量问题的原因分析


热转印质量问题的原因分析见表11。 ??


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表11??热转印质量问题的原因分析


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质量问题




原 因 分???析






热转印后,出现不好脱纸或脱膜现象的原因




被转印基材的表面有质量问题,如不耐高温,有粘纸或粘膜现象等。


在喷粉后,被转印基材表面的喷粉层未完全固化,致使在热转印时再次固化。


如使用了热转印胶水,热转印胶水的质量、配比浓度及涂刷量等因素都会直接影响到脱纸。


如使用了热转印胶水,建议可在热转印胶水中适当加入离形剂(又称硅油),即可解决不好脱纸的现象。






热转印后出现热转印纸或热转印膜易碎或变焦现象




通常是转印烘烤的温度太高或时间太长而造成热转印纸或热转印膜过快老化所致。

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同一种热转印纸或热转印膜产生转印产品的色差

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比色时,未遵守“选取相同纹理、相同位置的对比样,用相同的转印条件、转印在同一底色的基材上,在同一光源下作对比”的比色条件。转印基材有色差。转印设备性能不稳定。


热转印加工时,未控制好转印时的温度和时间,通常转印温度在120℃~190℃间时,转印温度及时间与转印纹理颜色的深浅成正比关系,否则,低于120℃的转印温度时,无法转印;高于190℃的转印温度时,会随着时间的推移,逐渐使已转印至基材上纹理的颜色变浅。






粉末涂料涂层对转印质量的影响




转印产品基材。表面质量的好坏,会直接影响到最后转印产品的转印效果和耐候性,喷粉时,要选用耐候性较好的粉末,通常为聚酯类,其次为聚氨酯类,喷涂的厚度为60μm以上。


被转印涂层的外观效果很重要,如光滑度、光泽度、颜色等,均会直接影响到基材转印后的表面效果,如果被转印基材的表面是高光面,转印后的产品亦是高光的。






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表11??热转印质量问题的原因分析(续)


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质量问题




原 因 分???析






热转印后,产品出现斑点或雾状块的现象




被转印基材的表面原来就有斑点或雾状块。


被转印基材的表面不耐高温,有粘纸或粘膜现象。


被转印基材表面的喷粉层未完全固化。


如使用了热转印胶水,热转印胶水的质量、配比浓度及涂刷量等因素都会造成此现象,正常的热转印胶水在经过高温后会自动挥发,不留痕迹。


如使用了热转印胶水粘纸造成此现象,应视实际情况,建议可采取将已转印的基材用清水擦洗或再送至烤箱作短暂烘烤的方式来补救。


如使用了热转膜造成此现象,建议可采用低浓度的丙酮等有机溶剂擦洗的方式来补救。






产品表面色彩不均匀或有深有浅的原因??

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转印纸或转印膜与的表面接触未紧贴或不充分,如烘烤时,转印纸有翘起,或抽真空时,管状袋有漏气等现象。


烘箱里不同位置的温度不相同或不均匀。


基材进烘箱时,不同位置不是同一时间进箱的,致使基材有的部位相对其它部位转印的时间长。


转印涂膜涂胶后,胶水不能均匀涂上,出现“飞胶(聚胶)”的现象,使转印纸不能完全紧贴于铝型材上。






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6??结语


热转印技术在铝型材上的应用,无疑给铝型材专用粉末涂料带来了无限生机,也丰富了粉末涂料的多姿多彩性。很多粉末涂料生产厂都成立专门的研究试验队伍和专门的生产车间,也出现了很多专业生产厂。这些对开拓热转印技术促进铝型材专用粉末涂料的发展,起到了积极作用。但是,我们也看到撕纸问题也在困扰着一些厂家。我到过一些铝型材粉末涂料喷涂厂,铝型材的贴纸和抽真空工序都很顺畅,但撕纸工序就显得塞车,大部分员工都集结在撕纸和最后的表面清理工序。如何让撕纸工序简单顺畅起来,粉涂料的配方设计方面要探讨,粉末涂料的涂装工艺要研究,木纹纸上的图案油墨质量也值得关注。

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