许井全

 

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

 

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。

 

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。

 

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%

 

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。

 

表1物理消光剂ki1099、SA206、3329对木纹清晰度的影响

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

 

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

 

表2  6600A聚酯与催化剂搭配对木纹清晰度的影响

 

表3填料加入量对木纹清晰度的影响

 

表4 不同厂家的聚酯树脂对木纹清晰度的影响

 

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#

 

表6  蜡粉对木纹清晰度的影响

材   料	28#	29#	30#
821蜡	1
M1#蜡		0。3
3920蜡			1
结  论	优	优	优

 

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
2#硫酸钡		150
3#硫酸钡			150
沉淀硫酸钡				150
501碳酸钙					150
结     论	优→劣：34#→32#→31#→35#→33#

 

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
208通用型			20	25
结   论	优	优	优	优

 

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
脱气剂			2	3
结   论	优	优	优	优

 

  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	优	良	劣