木纹热转印粉末涂料配方及工艺探讨

2018-11-08 18:04

木纹热转印粉末涂料配方及工艺探讨



  慧聪表面处理网讯:本文回顾了粉末涂料热转印的研发史,概述了粉末热转印的技术基础和应用领域,同时讨论了影响粉末热转印的影响因素,并简要探讨了超耐候热转印。

  热转印技术很早就应用于织物转移印花生产,随着科技飞速发展,热转印技术应用越来越广泛。热转印分热压转印型和热升华转印型,本文探讨的是在粉末行业流行的热升华转印。将精美图案转印到粉末涂料涂层之上从而改变金属表面形成木纹效果或其它图案成为当下流行趋势,这一绿色环保技术的应用改变了人们对实木的依赖,减少了对森林的过度砍伐。该技术由包括听特玛在内的意大利粉末聚酯树脂生产商,粉末涂料生产商,喷涂厂和最终用户根据市场对流行趋势的追求于上世纪90年代共同研发,并成功应用于型材和各种基材上。图1展示了热转印树脂的研发及发展历程。

木纹热转印粉末涂料配方及工艺探讨

  将热升华染料油墨印刷至转印纸或转印膜,然后将转印膜/纸的图案通过真空、热和压力的共同作用转印至粉末涂层之上。

  升华是物质从固体直接相变成气体的改变过程,凝华是物质从气体直接相变成固体的改变。高温使固体染料升华并脱离转印纸或膜渗透进入粉末涂层结构中,升华后染料从气体经冷却凝华成固体状态,从而成为粉末涂层的一部分。

  能抵御200℃的金属或其它基材,包括陶瓷、玻璃和高低光粉末喷涂装饰基材。

  哪里有外表改变需求,哪里就有转印。根据市场细分,粉末热转印被广泛应用于建筑,交通,一般工业和家电领域,诸如门窗、车库,装饰天花,商店固定装置,货架,展示柜,台板,遮阳蓬,长凳,桌椅,装饰平台,扶手,家电,厨具,冰箱,烧烤设备,钟,阳光房和豪华游艇内饰等。详细概览见图2。

木纹热转印粉末涂料配方及工艺探讨

  通常物质分为四种状态,即固、液、气和等离子态,图3描述了相态之间的转换,升华热转印是利用染料油墨的升华和凝华实现染料分子从转印纸或转印膜至承印物粉末涂层的渗透迁移,从而实现图案的转印,形成木纹或其它期望效果。图4给出了转印的工艺过程。

木纹热转印粉末涂料配方及工艺探讨

  转印的效果好坏取决于多种因素,应重点考虑基材的预处理,粉末涂料及其固化程度,转印膜对基材的包覆程度,转印温度,图案设计和油墨质量等,以下着重探讨树脂,油墨和配方的影响。

  树脂作为应用背后的重要化学因素很大程度上决定了最终的性能。特别设计的高性能功能树脂具有以下特点。好的树脂制成热转印粉末涂料,转印时,应具易撕纸,精确重现,高清晰,高度稳定的光泽控制,优异的耐化学品和耐候性,全面的稳定性能使工艺更简单,非挥发的技术,极其优异的流平滑,高交联密度,符合严苛的Qualicoat和GSB标准要求等。具体到树脂参数,应具有较高酸值或羟值。

  染料油墨进入涂层深度决定图案品质和稳定性,同时,染料油墨也很大程度影响木纹或其它转印效果的色彩饱满度,色牢度和保色时间。通过对转印样板切面的分析发现,油墨进入粉末涂层深度50%左右;转印图案饱满度达到最佳,见图5。当然,众多其它因素也影响转印图案品质。

木纹热转印粉末涂料配方及工艺探讨

  在热转印的初期研发阶段,欧洲粉末涂料工程师将羟端基聚酯树脂和异氰酸酯固化剂作为热转印首选,而高低羟一步法挤出成为经典低光方案,其具有光泽低,饱满度高且具光滑手感。如听特玛Albester Silky Matt 3115(290羟值)和Albester Silky Matt 3225/3600/3120(约50羟值),随着转印技术被中国粉末工程师们学习和使用后,在中国广东,热转印技术如雨后春笋般发展壮大,并形成了中国粉末转印技术,其中以高酸值户外聚酯和中羟羟端基聚酯与聚氨酯固化剂及TGIC固化最为流行,如听特玛Albester Silky Matt 5900(90:10TGIC)/Albester 3310(110羟值),该体系结合了TGIC体系和聚氨脂体系的优点,高交联密度,易撕纸,高饱满度,转印后木纹栩栩如生。另外,非常具有创新精神的中国粉末工程师们又开发了肌肤木纹,GMA体系和超耐候木纹等。

  随着木纹转印的发展,越来越多木纹型材应用于户外,强烈的紫外线时刻考验着木纹的耐候品质,同时,欧洲的Qualideco也对于木纹粉末涂料和木纹转印引入了认证,要求粉末涂层达到等级2超耐候。意大利的几家转印膜(纸)生产商也加大了对超耐候转印膜的研发。听特玛推出系列了超耐候聚酯方案,如Albester 6140(93:7TGIC超耐候),Albester Silky Matt 6520/6580(TGIC/HAA双体系低光超耐候)和AlbesterSilkyMatt6615/6620(聚氨酯高低羟低光超耐候)均能满足Qualideco/Qualicoat粉末涂层等级2要求,图6给出了部分产品佛罗里达暴晒结果。目前,在转印膜领域,仅部分颜色转印膜可达到超耐候等级2要求,尚需上游升华转印油墨生产商攻克所有流行色系的等级2耐候要求。

木纹热转印粉末涂料配方及工艺探讨

  昕特玛产品或产品系列的推出都必须经过严格的试验和检测研究,包括理化性能/撕纸/加速老化等性能。而光学显微镜和3D原子力显微镜被用来定性和定量测试以验证产品符合设计和应用要求,其对研究聚氨酯一步法低光效果具有重要意义。详见图7。

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  特玛战略支持木纹转印,投入大量资源研发木纹转印树脂方案,推出了系列木纹转印方案涵盖了聚氨酯一步法低光/半光体系,TGIC&HAA固化体系,并力推木纹转印产品的内在品质升级满足户外耐候应用,超耐候木纹应运而生。

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