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木紋熱轉印系列粉末涂料發展及原材料選擇淺析
時間: 2022-01-13   瀏覽:254   【加入收藏】  【字體:

摘要:概述熱轉印技術發展歷史,以及粉末噴涂、熱轉印生產工藝簡介,木紋熱轉印粉末涂料原材料選擇、木紋轉印紙的選擇與木紋粉末涂料的搭配,闡述了低能耗,環保性,木紋粉末涂料的必然發展趨勢。

 

1、粉末涂料的發展

 

粉末涂料即為粉體狀態涂料,涂裝過程也是以粉體狀態下進行,只有在烘烤成膜時它才有一個熔融而形成的液態過程。

 

粉末涂料的發展始于上世紀五十年代初期,由前聯邦德國克納薩克·格里塞恩公司于1952年發明乙烯類樹脂(PVC)的熱塑性粉末涂料。

 

五十年代后期,殼牌化學公司第一個研發出熱固性環氧粉末涂料,但由于分散均勻程度差,性能并不理想。

 

直到1962年,殼牌化學公司開發了熔融擠出工藝,從而改善分散均勻性差的問題,該工藝沿用至今,依然是粉末涂料的最主要生產工藝。

 

我國的粉末涂料發展更為滯后,上個世紀八十年代,由于受到技術、原材料、生產設備及應用設備等方面的影響,粉末涂料發展極為緩慢,品種僅限于環氧體系。

 

九十年代國內通過引進外資,進口較先進的粉末涂料生產設備和應用設備,國內的粉末涂料開始進入規?;l展。

 

隨著粉末涂料的發展,一些美術型的粉末涂料逐漸走入人們的視野。


2、熱轉印技術的運用

 

熱轉印技術很早就應用于織物熱轉移印花生產,隨著高科技飛速發展,熱轉印技術應用越來越廣泛。從油墨品種分類有熱壓轉印型和熱升華轉印型。

 

熱轉印技術在鋁型材上應用,給型材專用粉末涂料帶來了無限生機,豐富了粉末涂料的多姿多彩性。

 

熱轉印是一種干法生產工藝,油墨根據熱升華原理,能在3-5min內將所需木紋、大理石紋或者其他特色紋理快速轉印至鋁型材粉末涂層表面,并可滲透到涂層內部40-60μm,無任何縫隙。

 

隨著熱轉印的發展工藝選擇的豐富,目前熱轉印工藝大致有三種分別為:膠水粘合熱轉印、燙壓熱轉印和抽真空熱轉印。

 

2.1 木紋熱轉印粉末涂料的發展

 

木紋熱轉印粉末涂料作為一種美術型粉末涂料,噴涂固化后又需要進行熱轉印工藝,深度加工,發展初期受到技術、設備、工藝等各方面限制,并未廣泛應用。

 

熱轉印涂料相對于功能性涂料其產品附加值并不高,長期以來國外的有技術背景,有資金實力的大企業并未對熱轉印涂料這塊投入更多的研發成本,把研發的重心集中在產品附加值高的功能性涂料。

 

木紋熱轉印粉末涂料通過熱轉印工藝后,得到豐富多彩的圖案,特別是仿真原木視覺效果,在家具,門窗等鋁型材、鋁單板上應用得到了客戶的喜愛及認可。

 

得益于國內近年來房地產的發展,廣東鋁材加工行業的集中,熱轉印粉末涂料在華南地區得到了良好的發展。

 

3、木紋熱轉印粉末涂料原材料的選擇

 

目前鋁型材熱轉印的方式主要為真空轉印,所用熱轉印粉末必須保證不粘紙、轉印清晰、流平好、機械性能優良。在中國市場上木紋粉末涂料主要以聚酯/TGIC、聚氨酯/封閉異氫酸,這兩大類型為主。

 

3.1 羧基聚酯的選擇

 

聚酯/TGIC型木紋粉末機械性能較聚氨酯木紋粉末更為優越,價格也比較有優勢,但是如果聚酯選擇,配方設計不合理容易造成流平差、轉印不清晰、粘紙等問題。

 

根據熱轉印的技術原理,在該領域應用的樹脂主要的技術特點為快速固化和固化后具有較致密的表面,這樣可以保證轉印清晰、不粘紙,但是易導致流平差,外觀不佳。

 

如何制作出流平好、轉印清晰、不粘紙的聚酯/TGIC型粉末涂料,在于選擇低粘度不同酸值的聚酯,進行合理的搭配。

 

 

表1實驗表明,樹脂的酸值直接影響熱轉印清晰度及撕紙情況,熱轉印聚酯樹脂選擇高酸值,低粘度;如果單獨使用高酸值聚酯,涂膜流平效果不佳。

 

此時添加適量的反應活性適中的低酸值聚酯,可以適當調節流平效果,且轉印效果也得到改善。

 

3.2 羥基聚酯的選擇

 

聚氨酯木紋粉末涂料流平性很好,隨著樹脂羥值的增大,轉印效果越來越清晰,但涂膜機械性能越來越差。

 

 

表2試驗結果表明,不同羥值的羥基樹脂轉印效果均比較優越,但高經的沖擊性能較差,涂膜光澤較低,使用高羥聚酯的聚氨酯木紋粉末涂料原料成本高的離譜。

 

再加上其機械性能及耐沸水性能較差,所以推薦使用中、低羥值樹脂為主,或者搭配適量高羥樹脂,均能滿足良好的轉印效果。

 

3.3 顏料選擇

 

關于木紋粉末涂料顏料的選擇,考慮其耐候性能,首選無機顏料,對于無機顏料的選擇在這里就不再詳細敘述。當無機顏料無法滿足客戶顏色需求時候,我們可以合理的選擇具有高的著色強度,鮮艷的顏色,色譜齊全的有機顏料。

 

選擇有機顏料應主要以下特性:

 

(l)優良的耐熱穩定性,防止粉末涂料在熱熔融擠出時及加熱固化過程中和熱轉印過程中,受熱分解或晶型變化而導致顏色改變;

    

(2)良好的耐光與耐氣候牢度,木紋系列產品多用于門窗及家具,避免涂膜在使用過程中短期內明顯變色;

    

(3)具有良好的分散性,在粉末涂料生產過程中能均勻的分散于涂膜中。

    

(4)需擁有良好的摩擦牢度(顏料從固化涂層中遷移到涂層表面,發生“噴霜”或“銅光”現象,導致顏料摩擦牢度低劣),木紋系列產品多用于人們日常生活中長期接觸到的門窗及家具,使用摩擦牢度差的顏料,影響消費者正常使用。

 

3.4 填料選擇

 

考慮到木紋產品耐候性能及表觀流平性的高要求,目前基本使用硫酸鋇作為主要填料,未經過酸洗的原生礦硫酸鋇,含有較多碳酸鈣,且批次穩定性差,水煮性能較差。這里建議使用酸洗硫酸鋇及沉淀硫酸鋇作為主要填料。

 

木紋粉末產品轉印清晰度,與涂層透明度即透光率成正比。從理論上來講填料的折射率與基體的折射率相近,對涂層透明度即透光率影響不大。

 

但不同折射率的填料還是存在一定微小差異,使用不同品種的硫酸鋇形成木紋紋理的清晰度也是有些許差異。

 

3.5 轉印紙的選擇

 

轉印材料目前主要有轉印膜和轉印紙兩大類型,由于成本原因國內大部分使用的是轉印紙,這里主要敘述下轉印紙的選擇。

 

表面粗糙的轉印紙,轉印過程中容易出現粘紙,轉印型材直角處殘留纖維狀毛絮等問題。太過于光滑的轉印紙,雖然不會出現粘紙現象,但其油墨滲透性較差,造成轉印清晰度稍差。

 

在熱轉印紙的選擇上需要有較高的抗張強度和耐熱性能,轉印紙的緊度要大一些,透氣度要小一些。如果轉印紙的緊度過小、透氣度較大,在熱升華轉印過程中,升華的油墨就會透過原紙背面向外擴散,影響轉印效果。

 

 

從表3實驗可以看出,同樣木紋粉末涂層,選用不同紋理的木紋紙,轉印粘紙性效果不同。我們總結:淺顏色的木紋紙撕紙性能優越,深顏色的木紋紙撕紙性能較差。

 

我們對木紋轉印紙深入研究發現,用于印刷木紋紙的油墨用量及固含量是產生上述差異的主要原因。對于淺顏色(油墨用量少)的木紋紙,轉印撕紙性好,可以不考慮這些因素。

 

對于深顏色(油墨用量多)的木紋紙,應注意選擇油墨,合理控制油墨中,不同粘度縮丁醛含量。

 

4、結論

 

近幾年得益于鋁型材市場的高速發展,熱轉印粉末涂料產品以其逼真的裝飾效果和艷麗的色彩,受到廣大用戶的喜愛,多彩的木紋色滿足了消費者向往自然、舒適生活的追求。

 

木紋轉印工藝能使生產的木紋型材紋理清晰、立體感強,更能體現木紋的自然感覺,是替代木材的理想節能環保材料,符合當前倡導“以鋁代木”的綠色環保概念,木紋系列粉末涂料在門窗行業也已廣泛使用,在接下來的全鋁家具也必將大發異彩。

 

 

 

 

 

來源:廣東睿智環??萍加邢挢熑喂?/p>

 

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