铝型材专用热转印粉末涂料

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铝型材专用热转印粉末涂料

分类：技术文档　　　来源：鹿德仕·昕威粉末涂料(佛山)有限公司　　　发布时间：2023-08-12

摘要：本文介绍了应用于铝型材上的热转印粉末涂料。简述了热转印工艺和粉末涂料配方设计，并对影响木纹纹理清晰度的制粉材料进行了逐一摸底试验。分析探讨了影响热转印质量的因素。

1、概述

粉末涂料也被称作干性油漆，是一种环境友好型产品，可以提供色彩和花样繁多的粉末涂料品种。越来越多的行业、越来越多的领域开始应用粉末涂料。

随着铝型材行业的飞速发展，应用于铝型材的粉末涂料已成为粉末涂料的专业分支，并逐渐取代电泳漆和氟碳漆。随着转印技术的出现，铝型材专用粉末涂料品种更加丰富多彩。

铝型材需要有超强的耐候性和装饰性，因此铝材表面处理是必需的。铝型材的表面处理以有机涂层为主，包括粉末涂料喷涂、氟碳漆喷涂和木纹处理。

木纹处理是在粉末涂层表面进行的，分为水转印和热转印两种。热转印木纹技术从上世纪90年代末期进入我国，近几年得到突飞猛进的发展。

该技术的主要特点在于转印图像色彩鲜艳，层次丰富，转印效果可与印刷相媲美，与印刷技术的不同在于热转印是在高温下使油墨受热升华，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，并可渗入到粉末涂层40~60µm的内部。

所以热转印产品经久耐用，转印图案不会脱落、龟裂和褪色，不会因热转印处理而改变产品原有的光泽度、耐磨性、耐候性、耐酸碱性等。

热转印只是起到表面装饰作用，现在已基本形成完善的热转印配套系统，包括粉末涂料、喷涂工艺、热转印设备、转印纸和转印膜的制造。

热转印技术的出现向粉末涂层技术提出了新的挑战，它要求用于热转印的粉末涂料必须与热转印纸(膜)匹配，以保证获得良好的转印效果。

因此，探讨粉末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

热转印也称热升华，是将人像、风景、木纹、大理石纹、立体浮雕等各种图案，利用热转印油墨印制在高精度纸(膜)上，并采用热转印设备在短时间内将其加热到设定温度，使转印纸上的图案和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，即木纹热转印纸和PET热转印膜。这两种材料均利用加热升华和渗透原理实现转印目的。

但二者在热转印时所用转印设备和操作工艺有所不同，使用PET热转印膜转印的生产效率更高，特别适合转印异型铝材或形状复杂的铝材。

2.2 热转印工艺

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、成本低的简单工艺。热转印工艺为：选基材→用木纹热转印纸或PET热转印膜紧紧包裹住基材→加热转印→表面清洁→检验→包装。

2.2.1 热转印纸工艺

—适用于大面积和异形基材的工艺一：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，送至烘箱烘烤(180℃，6min左右)，撕下热转印纸，清洗表面，得到转印有木纹或石纹的铝型材。

—适用于大面积和异形基材的工艺二：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，用少量耐高温胶带粘住纸接口，套上耐高温的PET胶袋并扎紧；

固定胶袋两端，从两端抽真空，送至烘箱烘烤(180℃，6min左右)，取下PET胶袋，撕下热转印纸，清洁表面，即得到转印有木纹或石纹的铝型材。

—适用于各种平面铝型材的工艺三：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(180℃，20s左右)，撕下热转印纸，得到转印有木纹或石纹的铝板材。

2.2.2 PET热转印膜工艺

该工艺适用于大面积和异形铝材。工艺过程如下：取已喷涂好的铝型材，将PET热转印膜正面与铝型材的正面对贴。

用袋子将待转印的铝型材包裹住，用超声波封口机将PET转印膜封成袋子，袋子的两端不封口，固定PET热转印膜袋的两端，从两端抽真空，送至烘箱烘烤(180℃，6min左右)，撕下PET热转印膜，得到转印有木纹或石纹的铝型材。

3 、热转印专用粉末涂料

铝型材热转印工艺通常采用聚酯/TGIC型和聚氨酯型粉末涂料，这两种体系的粉末涂料具有优异的图案转移性能。

3.1 配方设计

所选用的聚酯树脂软化点应低一些，但玻璃化温度(Tg)以80~110℃为宜。目前聚酯厂家根椐热转印特性，专门推出了热转印粉末涂料用的聚酯树脂；

固化剂的加入量一定要足够，可适量加入固化催化剂，保证涂膜固化完全，防止二次进炉时涂层出现回粘问题而不好撕纸；

流平剂不宜多加，但应保证涂料有好的流平性；

热转印粉末涂料的底粉遮盖力不必太高，所以配方中钛白粉可少加，但应保证涂层有好的丰满度和鲜映度；

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，直接采用未转印前的纸样或膜样表面色作对比的结果不准确。

3.2 粉末涂料技术配方

聚氨酯型粉末涂料因成本问题，尽管具有诸多优点，但目前市场上却并不多见，大部分厂家仍以聚酯/TGIC型和聚酯/HAA型粉末涂料作为铝型材专用的热转印粉末涂料。表1~3是3个型号的粉末涂料基本配方。

表1 户外无光木纹粉末涂料配方及工艺条件

配方
原材料名称	质量份
聚酯	600
XG665消光固化剂	140
TGIC固化剂	15
PV88	10
安息香	4
沉淀钡	300
R-902	100
聚乙烯蜡	7
颜料	适量
固化及热转印条件
固化条件	200℃/10min
热转印条件	180℃/5min
60°光泽度	3%

表2 户外高光木纹粉末涂料配方及工艺条件

配方
原材料名称	质量份
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
固化及热转印条件
固化条件	200℃/10min
热转印条件	180℃/5min
60°光泽度	90%

表3 聚氨酯亚光木纹粉末涂料配方及工艺条件

配方
原材料名称	质量份
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
固化及热转印条件
固化条件	200℃/10min
热转印条件	180℃/5min
60°光泽度	6%

4、影响转印纹理清晰度的因素

我们就配方成分对转印纹理效果的影响进行了大量实验，试验结果如下：物理消光剂对木纹清晰度的影响见表4，聚酯树脂/催化剂配伍对木纹清晰度的影响见表5。

填料加入量对木纹清晰度的影响见表6，不同品牌聚酯树脂对木纹清晰度的影响见表7，羟烷基酰胺HAA固化剂对木纹清晰度的影响见8。

蜡粉对木纹清晰度的影响见表9，填料品种对木纹清晰度的影响见表10，流平剂对纹清晰度的影响见11，脱气剂对木纹清晰度的影响见表12，钛白粉填加量对木纹清晰度的影响见表13。

表4 物理消光剂对木纹清晰度的影响

注：优-木纹清晰；良-木纹模糊；劣-木纹清晰度很差。

从表4~13可以看出，消光剂对木纹纹理有一定的影响，加入量越大木纹纹理越不清晰；催化剂品种和添加量对木纹清晰度有很大影响；

不同厂家提供的聚酯所形成的木纹清晰度有所不同；填料用量对木纹清晰度也有影响，并非多多益善；HAA固化剂用量不同产生的木纹清晰度有一定差异；

但不同蜡粉品种对木纹纹理清晰度影响不大；选择不同品种的硫酸钡或碳酸钙形成的木纹纹理清晰度也有所不同；

改变流平剂和脱气剂的品种和用量对木纹纹理清晰度影响不大；不过钛白粉用量对木纹清晰度的影响很大，用量不宜过多。

5、热转印质量问题及原因分析

热转印质量问题及原因分析见表14。

表14热转印质量问题及原因分析

质量问题	原因分析
热转印后不好脱纸或脱膜	1 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。 2 喷粉后被转印基材表面的粉末涂层未完全固化，热转印时再次固化而回粘。 3 热转印胶水质量差，配比浓度及涂刷量不当直接影响脱纸效果。 4 建议在热转印胶水中适量加入离形剂(硅油)，可解决不好脱纸问题。
转印后热转印纸(膜)易碎或变焦	转印温度太高或时间太长造成热转印纸(膜)过快老化所致。
同一种热转印纸(膜)转印的产品有色差	1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”原则。 2 转印基材有色差。 3 转印设备性能不稳定。 4 热转印时未控制好转印温度和时间，通常转印温度为120~190℃，转印温度及时间与转印纹理颜色的深浅成正比。低于120℃时无法转印；高于190℃时随时间的延长，基材上转印的纹理颜色变浅。
热转印后产品出现斑点或雾状块现象	1 被转印基材表面原来就有斑点或雾状块。 2 被转印基材表面不耐高温，有粘纸或粘膜现象。 3 被转印基材表面的粉末涂层未完全固化。 4 热转印胶水的质量差、配比浓度及涂刷量不当，正常的热转印胶水在经过高温后会自动挥发，不留痕迹。 5 如使用热转印胶水粘纸造成此现象，建议将已转印的基材用清水擦洗干净或再送至烤箱作短暂烘烤以补救。 6 如使用热转印膜造成此现象，建议采用低浓度丙酮等有机溶剂擦洗以补救。
粉末涂层对转印质量的影响	1被转印基材表面质量不好直接影响转印效果和耐候性，喷粉时应选用耐候性较好的粉末，通常为聚酯类，其次为聚氨酯类，喷涂厚度60µm以上。 2被转印涂层的外观效果(光滑度、光泽度、颜色)很重要，将直接影响基材转印后的表面效果，若被转印基材的表面为高光，转印后的产品亦是高光。
产品表面色彩不均匀	1转印纸(膜)与铝材表面未紧贴，烘烤时转印纸翘起，或抽真空时管状袋有漏气现象。 2 烘箱内部的温度场不均匀。 3 基材进烘箱的时间不同，致使基材表面有的部位转印时间过长。 4 转印膜涂胶后，胶水涂布不均匀，出现“飞胶(聚胶)”现象，使转印纸不能完全紧贴于铝型材上。

6、结束语

热转印技术在铝型材上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了专门的试验研究队伍和专门的生产车间，也出现了很多专业生产厂。这对开拓热转印技术促进铝型材专用粉末涂料的发展发挥了积极作用。但是我们也看到撕纸问题困扰着一些厂家。

一些铝型材粉末涂料喷涂厂在贴纸和抽真空工序中都很顺利，但撕纸工序发生塞车现象，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，粉末涂料配方设计、粉末涂装工艺均需要深入研究，木纹纸上的图案及油墨质量也值得关注。

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