關(guān)鍵字：轉(zhuǎn)印  聚氨酯粉末  影響撕紙的因素

    1、前言

    粉末涂料具有環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、高效、性能卓越之“四E”優(yōu)點(diǎn)。隨著人們環(huán)保意識的提高，粉末涂裝的應(yīng)用越來越被人們喜愛。特別是美術(shù)紋理型粉末涂料，其獨(dú)特的裝飾效果，和靚麗的外觀，更受人們的鐘愛。近年來，轉(zhuǎn)印技術(shù)在粉末涂裝中的應(yīng)用，可以隨心所欲地獲得各種復(fù)雜的紋理圖案。

    轉(zhuǎn)印技術(shù)的出現(xiàn)，在美術(shù)紋理粉末的研究史上，有里程碑的意義。聚氨酯粉末涂料具有較高的交聯(lián)密度，優(yōu)異的圖案轉(zhuǎn)移性能。是故，聚氨酯在熱轉(zhuǎn)印中的應(yīng)用廣泛，在歐洲已經(jīng)成為主流。用于建筑物和家居裝飾中隨處可見。但是，在亞洲，由于專利和一些材料壟斷的因素影響，熱轉(zhuǎn)印應(yīng)用以P/TGIC體系為主。然而，在某些場合的特殊應(yīng)用需要，還是不得不選擇聚氨酯粉末。

    2、轉(zhuǎn)印技術(shù)

    轉(zhuǎn)印又可分為熱轉(zhuǎn)印和水轉(zhuǎn)印兩類。水轉(zhuǎn)印是用水作為媒介,把已經(jīng)印刷在紙基或特種PVA膜上的彩色圖案轉(zhuǎn)移到承印物表面的轉(zhuǎn)印方式，分為水貼紙和水披覆二種。設(shè)備要比熱轉(zhuǎn)印昂貴，在粉末涂料行業(yè)中少用；熱轉(zhuǎn)印是將數(shù)字圖案先通過印刷設(shè)備，將圖案打印在特殊的轉(zhuǎn)印專用紙上，然后再將印上圖案的轉(zhuǎn)印紙緊貼在承印物表面上，以高溫高壓的熱升華轉(zhuǎn)印技術(shù)把圖案精準(zhǔn)地轉(zhuǎn)印到承印物表面上。熱轉(zhuǎn)印貼轉(zhuǎn)印紙方式又分為膠水貼紙和抽真空法貼紙兩種。轉(zhuǎn)印粉末是紋理粉末的突破。它比傳統(tǒng)的紋理粉末（彩色粉、金銀花紋粉、點(diǎn)花粉）更易控制紋理，可以方便獲得各種復(fù)雜圖案。

    2、1 熱轉(zhuǎn)印

    熱轉(zhuǎn)印是根據(jù)熱升華原理工作的，基材用熱固性材料涂覆，完全固化后與轉(zhuǎn)印紙緊緊接觸，在150℃---250℃間,印刷油墨通過升華轉(zhuǎn)移到底材涂膜表面上。熱轉(zhuǎn)印最初是將轉(zhuǎn)印膜上的花紋,采用熱轉(zhuǎn)印技術(shù)印至鋁基材的聚氨酯粉末涂層表面上，以達(dá)到仿木材或石材的裝飾效果。它能在3-5分鐘內(nèi)將所需要的木紋或大理石花紋，快速轉(zhuǎn)印至鋁型材粉末涂層的表面上,并滲透到涂層內(nèi)部40——60微米。由于其抗腐蝕性、抗沖擊性、耐磨性好；耐老化性好，在戶外使用能保持15年不變色；重量輕、強(qiáng)度高等優(yōu)良的物理化學(xué)性能；清晰逼真的花紋；以假亂真的視覺效果。廣泛應(yīng)用于門窗、家具、室內(nèi)外裝修、建材等行業(yè)。由于聚氨酯粉末固化劑受壟斷的影響,價格昂貴。我國又將轉(zhuǎn)印應(yīng)用到聚酯/TGIC及環(huán)氧/聚酯體系。

    2、2  熱轉(zhuǎn)印工藝

     現(xiàn)在我以真空法貼轉(zhuǎn)印紙為例，介紹一下鋁型材熱轉(zhuǎn)印的工藝。 

    (1)用切膜機(jī)將熱轉(zhuǎn)印膜卷（購來的熱轉(zhuǎn)印膜為1000米一卷）裁成所需要的尺寸。

    (2)將裁好的轉(zhuǎn)印膜用超聲波包裝機(jī)根據(jù)工件的大小焊接成工件包裹袋。

    (3)在包裝平臺上,將噴好粉末并完全固化的工件插入用轉(zhuǎn)印膜制成的工件包裹袋。

    (4)將包好轉(zhuǎn)印膜的工件放在熱轉(zhuǎn)印機(jī)小車平臺上，依次可放18根鋁材，將鋁材包裹袋兩端接上真空抽頭并鎖緊，打開真空開關(guān)，此時轉(zhuǎn)印膜緊緊的貼在鋁材上。小車自動將鋁材送至烘烤爐內(nèi)，烘烤爐自動升溫220度并保溫3分鐘，小車自動退出烘烤爐。

    (5)松開真空抽頭，將工件取下。鼓氣使轉(zhuǎn)印紙與工件分離,去掉轉(zhuǎn)印膜，并檢查工件質(zhì)量。

    2、3 轉(zhuǎn)印粉末配方設(shè)計注意點(diǎn)

   （1）、參考等當(dāng)量反應(yīng)比例，保證完全固化。

   （2）、不要加無關(guān)蠟粉，以免轉(zhuǎn)印圖案模糊。

   （3）、添加適當(dāng)?shù)墓δ苄蕴盍显黾佑捕取?/P>

   （4）、保證膜面豐滿，鮮映性好。

    2、4 涂膜表面、Tg、硬度與撕紙的關(guān)系

    聚氨酯粉末配方須使用兩種不同羥值的樹脂,使涂膜表面產(chǎn)生微觀不平整，轉(zhuǎn)印紙在涂膜表面吸附力不一樣，而好撕紙；其次，涂膜不能產(chǎn)生回粘，TG在80—110℃為宜。Tg低于50度,轉(zhuǎn)印時(180---220℃)涂膜軟化,影響撕紙。TG高于130℃,涂膜太脆,易引起常規(guī)使用中底材的損壞；再次，涂膜的硬度也十分重要，硬度低紙不好撕，硬度至少3N才能撕紙. 硬度太高，圖案不能完全轉(zhuǎn)移（或完全轉(zhuǎn)移需要較長的時間），轉(zhuǎn)印的附著力與滲透力也差。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在轉(zhuǎn)印溫度（如200℃）下，測涂膜的抗劃傷性（Oesterle型435抗劃傷試驗(yàn)儀），較好的至少為8N，最好的至少為11N。耐劃傷的上限取決于熱轉(zhuǎn)印的時間，最長的轉(zhuǎn)印時間又取決于涂膜的熱穩(wěn)定性。一般而然，最大的抗劃傷應(yīng)該小于30N。

    3、酯氨酯粉末涂料在熱轉(zhuǎn)印中的應(yīng)用  

    聚氨酯粉末涂料是由羥基聚酯、封閉型異氰酸酯、流平劑、顏填料及助劑等組成的熱固性粉末涂料。羥基（R-OH）與異氰酸酯（R-N=C=O）反應(yīng)生成氨基甲酸酯鍵,才算真正的聚氨酯粉末涂料。而甘脲類不在此論.聚氨酯粉末涂膜物理性能好，涂膜高交聯(lián)密度給予優(yōu)異的耐水性、耐溶劑性、耐候性、很強(qiáng)的耐油性和耐涂鴉性。特別適合用于圖案熱轉(zhuǎn)印。

    縱觀我國的粉末市場，由于聚氨酯低光粉末在熱轉(zhuǎn)印應(yīng)用中有獨(dú)特之處，用量有了增加趨勢。聚氨酯粉末可利用高低羥值的樹脂共擠，一步到位得到低光粉末。不會象P/TGIC蠟系低光那樣易起霧，也不會象P/GMA丙烯酸低光粉那樣光澤重現(xiàn)性差、硬度不理想�，F(xiàn)在DEGUSSA還開發(fā)了一種特殊的結(jié)晶型樹脂產(chǎn)品。專用于低光超耐候粉末。并專為熱轉(zhuǎn)印的需要而設(shè)計.

    3、1 聚氨酯高光粉末涂料在熱轉(zhuǎn)印中相對不好撕紙

    聚氨酯粉末由單一聚酯組成的熱固性涂膜是撕紙效果不理想的。例如：

    聚氨酯高光粉末參考配方：(固化條件200℃10Min)

    材料名稱                  質(zhì)量份

    羥基聚酯  HV=30            56.6

    1530（NCO含量15%）         8.5

    二丁基月桂酸錫              0.1

    流平劑                     1

    鈦白粉(金紅石)             22

    硫酸鋇                     14

    安息香                     0.4

    顏料                       適量

    這種粉末的光澤（60°）大約90%，涂膜似鏡光潔，與轉(zhuǎn)印紙緊密相貼，故不易分離。所以我們設(shè)計配方時常選用高低羥值的兩種聚酯。如果兩種羥值差別太小,膠化時間差異不大，涂膜與轉(zhuǎn)印紙的分離還是不容易.通過大量的實(shí)驗(yàn)，我們將羥基聚酯樹脂的羥值75 mgKOH/g定為參照點(diǎn)，＞75mgKOH/g為高羥值，＜ 75mgKOH/g為低羥值，采用這兩種范圍羥值的聚酯樹脂來獲得與轉(zhuǎn)印紙易分離的涂膜。

    3、2 聚氨酯半光粉末在熱轉(zhuǎn)印中相對好撕紙

    聚氨酯半光粉末涂料，主要是靠高低羥值的兩種樹脂固化反應(yīng)期間引起不規(guī)則反應(yīng)速率，產(chǎn)生微觀結(jié)構(gòu)粗糙程度的涂膜而消光。由于涂膜表面產(chǎn)生微觀不平整，轉(zhuǎn)印紙不能完全緊貼而好撕紙；粉末粒度可控制在35μ左右。烘烤過程中，反應(yīng)活性大的粉末粒子先發(fā)生反應(yīng)，而此時它們并不能達(dá)到合適的聚結(jié)，在熔融的涂膜表面上形成部分凸起的網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)活性較小的粉末粒子交聯(lián)時，它們在先形成的這種網(wǎng)上收縮，產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)互穿消光。半光粉末包括：兩種不同樹脂與一種固化劑的配制；一種樹脂與兩種不同的固化劑的配制；使用兩種樹脂和兩種固化劑配制等等。

    當(dāng)然，也可以象其它體系一樣，使用消光填料消光；加入物理消光劑之類不相混溶的材料消光；使用具有兩種不同活性的粉末的混拼物消光等。 

    但,聚氨酯這種共擠的拼混比干混的拼混有了質(zhì)的區(qū)別，重復(fù)性好。通常使用羥值30和羥值300的聚酯相拼混，羥值300聚酯占聚酯總量的25%--40%時光澤水平較低；10%以下只是輕微消光。增加羥值300的聚酯用量，會導(dǎo)致凝膠化時間變短，并出現(xiàn)耐化學(xué)品性提高的趨勢。在最低光澤水平時，擠出的混合物明顯相分離，須加助劑優(yōu)化。這兩種聚酯與聚二氮丁酮固化劑相配合，同樣可以得到低光澤(10---15%)、流平好、機(jī)械性能優(yōu)良和耐溶劑良好的涂膜。 

    聚氨酯半光粉末參考配方一：(固化條件200℃10Min)

    羥基樹脂（HV:36--40）           50

    羥基樹脂（HV:280--310）         14

    封閉異氰酸酯（NCO含量15%）     30

    流平劑                          1. 5

    填充料                          40

    安息香                          0. 4

    炭黑                            1

    其它助劑                        適量

    該粉末的光澤（60°）大約18%---20%。

   DEGUSSA公司推出了一個特殊的結(jié)晶樹脂產(chǎn)品EP-R4030，最近已工業(yè)化生產(chǎn)，推向市場。專為提供低光澤、超耐候而設(shè)計。該產(chǎn)品的羥值為30，熔點(diǎn)為110℃。添加量占樹脂總量的35%----45%時，能提供低光澤和柔韌性。在低光澤（5%----25%）時，給予超耐候性、和良好的柔韌性。并且，光澤有非常優(yōu)異的批次間重現(xiàn)性。 

    聚氨酯半光粉末參考配方二：(固化條件200℃12Min)

    1530            18.4     

    EP-R4030       20.7

    P1580          38.4     

    碳黑            1

    流平劑          1       

    安息香          0.5

    填料            20

    其它助劑        適量

    該粉末的光澤（60°）14%。

    當(dāng)含印刷油墨圖案的轉(zhuǎn)印紙，貼在該類半光型熱固性涂膜上實(shí)施轉(zhuǎn)印工序后,轉(zhuǎn)印紙能與熱固性涂膜容易分離,并且，轉(zhuǎn)印紙上的圖案能滲透到熱固性涂膜內(nèi)部40——60微米,得到牢固、逼真的圖案。不會被溶劑擦去，且具有優(yōu)異的耐候性。

    3、3 聚氨酯無光粉末在熱轉(zhuǎn)印中也相對好撕紙

    無光涂膜其實(shí)也是一種微觀不平整涂層，所以，也相對好撕紙。用兩種羥值聚酯或含兩種不同官能團(tuán)的固化劑(Crelan VP LS2181/1 為Bayer產(chǎn)品)反應(yīng)，勻可得到無光粉末。這種固化劑的兩種基團(tuán)分別是異氰酸酯基和羧基。而且它們能產(chǎn)生兩種平行的固化反應(yīng)。Crelan VP LS2181/1 的異氰酸酯基與含羥基的聚脂反應(yīng)，羧基則與TGIC（或羥烷基酰胺）反應(yīng)。也可與二氮丁酮固化劑相配合，光澤可以控制在1---85%之間。當(dāng)與封閉型異氰酸酯固化劑結(jié)合使用時，也能得到各種光澤水平，涂層流平好，機(jī)械性能和耐化學(xué)品性十分優(yōu)良的粉末。并且圖案轉(zhuǎn)印性優(yōu)異。

    聚氨酯無光粉末參考配方：

    羥基樹脂（高羥值）   117   

    羥基樹脂（低羥值）   273

    封閉異氰酸酯         243  

    流平劑               10

    消光填料             300   

    安息香                 4

    炭黑                  8

    其它助劑              40 

    運(yùn)用此配方可得光澤度（60°）5%左右的聚氨酯粉末涂料，調(diào)節(jié)高羥值樹脂與低羥值樹脂(低支化度)的比例，填料的品種及加入量，可以調(diào)整涂膜光澤。實(shí)施轉(zhuǎn)印工序后,轉(zhuǎn)印紙能與熱固性涂膜容易分離,并且轉(zhuǎn)印紙上的圖案能滲透到熱固性涂膜內(nèi)部40——60微米,得到牢固、逼真的圖案。不會被溶劑擦去，且具有優(yōu)異的耐候性。

    4、 影響撕紙的一些因素探討

    不包括轉(zhuǎn)印貼紙方式和膠水等的影響,涉及撕紙的因素有:

    1）光澤影響，熱轉(zhuǎn)印紙好撕的粉末依次是 “無光粉＞亞光粉＞高光粉”。無光粉和亞光粉的表面實(shí)際上是一種微觀的不平表面，不是光面，轉(zhuǎn)印紙在上面不是全面的緊貼，所以好撕；

    2）體系影響，當(dāng)然是聚氨酯體系最好，不要用Primid體系，這種體系易粘紙；

    3）涂膜固化程度影響，固化不徹底會影響撕紙。熱轉(zhuǎn)印產(chǎn)品，首先必須涂膜固化完全，否則進(jìn)行熱轉(zhuǎn)印時就會有粘紙現(xiàn)象；

    4）熱轉(zhuǎn)印時的溫度與時間控制影響，熱轉(zhuǎn)印產(chǎn)品根據(jù)轉(zhuǎn)印紙質(zhì)量決定熱轉(zhuǎn)印時的爐溫和時間，一般來講熱轉(zhuǎn)印溫度控制在150—220℃之間，轉(zhuǎn)印時長控制在3——8分鐘為宜。通常來講，轉(zhuǎn)印紙質(zhì)量差的應(yīng)該降低轉(zhuǎn)印溫度；

    5）粉末涂料產(chǎn)品生產(chǎn)分散性影響，粉末涂料產(chǎn)品生產(chǎn)分散不良也會產(chǎn)生粘紙現(xiàn)象。

    5、結(jié)束語

    聚氨酯粉末盡管價格較高，但性能卓越，且應(yīng)用在熱轉(zhuǎn)印中轉(zhuǎn)移性好、圖案清晰逼真。在市場上有一定的份額。但是，配方設(shè)計中必須要使用至少兩種不同羥值的聚酯樹脂，產(chǎn)生固化速度差，形成微觀不平整涂膜，才好撕紙。單獨(dú)使用一種聚酯樹脂不好撕紙。