铝型材专用热转印粉末涂料

铝型材专用热转印粉末涂料

Powder Coatings for Heat Transfer Process on Aluminium Profiles

许井全(鹿德仕·昕威粉末涂料(佛山)有限公司)

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

表2 户外高光木纹粉末涂料配方及工艺条件

表3 聚氨酯亚光木纹粉末涂料配方及工艺条件

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