CN115651506A - 一种热转印粉末涂料及其制备方法和户外铝材的生产方法 - Google Patents

一种热转印粉末涂料及其制备方法和户外铝材的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于涂料技术领域，涉及一种热转印粉末涂料及其制备方法和户外铝材的生产方法，鉴于现有氟碳粉末涂料和环氧聚酯粉末涂料存在的缺陷，根据本发明所述方法采用超耐候聚酯树脂和环氧树脂制备得到的粉末涂料的表面流平效果好，流平等级≥9级，且将其质量比控制为2.5‑5:1，并加入占其质量的1/(15‑20)的固化剂TGIC，在较低的固化温度和时间条件下反应后铝材可以获得很好的耐候性，通过热转印得到的户外铝材的涂层渗透率≥95%，采用现有技术的老化测试方法，在老化1200h后的保光率≥90%，便于户外铝材的大规模工业化生产。

Description

一种热转印粉末涂料及其制备方法和户外铝材的生产方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体为一种热转印粉末涂料及其制备方法和热转印方法，尤其涉及一种户外铝材用耐候热转印粉末涂料及其制备方法和户外铝材的生产方法。
背景技术
热转印粉末涂料作为一种环境友好型、高装饰性的涂料，目前已经被广泛地应用到铝材领域当中，氟碳粉末涂料由于其具有优异的耐化学性、耐候性及装饰性，能更好地保护工业装置和其它结构设施，所以广泛应用于桥梁、门窗、内外墙等建材领域。但是目前的氟碳粉末涂料的表面流平效果不佳，物理性能差，限制了户外铝材等建材的大规模工业化生产；且现有的环氧聚酯粉末涂料仅能适用于室内金属制品的涂装，且固化温度较高，因此，急需研制出一种适用于户外铝材的耐候热转印粉末涂料，以满足建材领域的发展需要。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明的主要目的是提出一种户外铝材用耐候热转印粉末涂料及其制备方法和户外铝材的生产方法。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种户外铝材用耐候热转印粉末涂料，包括如下质量份数的组份：
超耐候聚酯树脂35-50，环氧树脂10-15，TGIC 3-3.5，流平剂0.5-0.7，安息香0.5-0.6，硫酸钡10-20，颜料15-30，热转印助剂0.5-1.0，其他助剂0.1-1.0；且超耐候聚酯树脂和环氧树脂的质量比为2.5-5:1，超耐候聚酯树脂和环氧树脂的质量和与TGIC的质量比为15-20:1；所述粉末涂料用于户外铝材热转印时的固化温度为110-120℃，转印温度为110-125℃。优选的，超耐候聚酯树脂和环氧树脂的质量比可以为例如但不限于2.5:1、2.6:1、2.7:1、2.8:1、2.9:1、3:1、3.3:1、3.5:1、3.8:1、4:1、4.2:1、4.6:1、4.8:1、5:1中的任意一者或任意两者之间的范围；超耐候聚酯树脂和环氧树脂的质量和与TGIC的质量比可以为例如但不限于15:1、15.5:1、16:1、16.5:1、17:1、17.5:1、18:1、18.5:1、19:1、19.5:1、20:1中的任意一者或任意两者之间的范围。
作为本发明所述的一种户外铝材用耐候热转印粉末涂料的优选方案，其中：所述其他助剂包括光亮剂、紫外线吸收剂。
作为本发明所述的一种户外铝材用耐候热转印粉末涂料的优选方案，其中：所述光亮剂的质量份数为0-0.5，紫外线吸收剂的质量份数为0.1-1.0。
作为本发明所述的一种户外铝材用耐候热转印粉末涂料的优选方案，其中：所述流平剂为宁波南海化学有限公司的GLP588；所述颜料为木纹颜料，其为木质素粉和纳米红磷的混合物；优选的，所述木质素粉和纳米红磷的占比分别为40％和60％，所述木质素粉可以形成凹凸的表面，给木纹效果带来立体感，所述纳米红磷能够起到阻燃的作用，还具有更加深邃的色彩感；所述热转印助剂为东莞索是新材料有限公司的转印促进剂T-706；所述光亮剂为宁波南海化学有限公司的BLC701B；所述紫外线吸收剂按重量份包括：2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮6份、4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶2份、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸异辛酯1份和二烷基二硫代氨基甲酸钼1份。
为解决上述技术问题，根据本发明的另一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种户外铝材用耐候热转印粉末涂料的制备方法，包括如下步骤：
A1.根据上述组份的粉末涂料准备原料；
A2.将除超耐候聚酯树脂、环氧树脂和TGIC以外的其他原料进行预混合制备得到混合物A；在混合物A搅拌过程中依次加入环氧树脂、TGIC形成混合物B；在混合物B中加入超耐候聚酯树脂形成混合物C；
A3.将混合物C进行熔融挤出，破碎分级得到粉末涂料。
作为本发明所述的一种户外铝材用耐候热转印粉末涂料的制备方法的优选方案，其中：所述步骤A3中，熔融挤出的温度为100-105℃。
作为本发明所述的一种户外铝材用耐候热转印粉末涂料的制备方法的优选方案，其中：所述步骤A3中，粉末涂料的粒径为20-30μm。
为解决上述技术问题，根据本发明的另一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种户外铝材的生产方法，包括如下步骤：
B1.在铝材表面喷涂上述组份的粉末涂料形成有效涂层；
B2.对有效涂层进行固化处理；
B3.采用转印纸包裹铝材，转印纸的图案与铝材涂层正面对贴；
B4.将塑料胶袋套在铝材上，抽真空；
B5.将包裹好的铝材送至烘烤炉转印；
B6.从烘烤炉中取出已被转印的铝材，待冷却后，自一端拉掉塑料胶袋，撕下转印纸得到成品。
作为本发明所述的一种户外铝材的生产方法的优选方案，其中：所述步骤B1中，所述喷涂采用静电喷涂，电压为20-30V，输粉量为20-50g/min。优选的，所述电压可以为例如但不限于20V、22V、24V、26V、28V、30V中的任意一者或任意两者之间的范围；输粉量可以为例如但不限于20g/min、25g/min、30g/min、35g/min、40g/min、45g/min、50g/min中的任意一者或任意两者之间的范围。
作为本发明所述的一种户外铝材的生产方法的优选方案，其中：所述步骤B2中，固化温度为110-120℃，固化时间为5-8min。优选的，所述固化温度可以为例如但不限于110℃、111℃、112℃、113℃、114℃、115℃、116℃、117℃、118℃、119℃、120℃中的任意一者或任意两者之间的范围；固化时间可以为例如但不限于5min、6min、7min、8min中的任意一者或任意两者之间的范围。
作为本发明所述的一种户外铝材的生产方法的优选方案，其中：所述步骤B5中，转印温度为110-125℃，转印时间为5-10min；优选的，所述转印温度可以为例如但不限于110℃、111℃、112℃、113℃、114℃、115℃、116℃、117℃、118℃、119℃、120℃、121℃、122℃、123℃、124℃、125℃中的任意一者或任意两者之间的范围；转印时间可以为例如但不限于5min、6min、7min、8min、9min、10min中的任意一者或任意两者之间的范围。
本发明的有益效果如下：
本发明提供一种户外铝材用耐候热转印粉末涂料及其制备方法和户外铝材的生产方法，鉴于现有氟碳粉末涂料和环氧聚酯粉末涂料存在的缺陷，根据本发明所述方法采用超耐候聚酯树脂和环氧树脂制备得到的粉末涂料的表面流平效果好，流平等级≥9级，且将其质量比控制为2.5-5:1，并加入占其质量的1/(15-20)的固化剂TGIC，在较低的固化温度和转印温度条件下反应后铝材可以获得很好的耐候性，通过热转印得到的户外铝材的涂层渗透率≥95%，采用现有技术的老化测试方法，在老化1200h后的保光率≥90%。
具体实施方式
下面将结合实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下各实施例和对比例中，
所述流平剂为宁波南海化学有限公司的GLP588；
所述颜料为木纹颜料，其为木质素粉和纳米红磷的混合物；优选的，所述木质素粉和纳米红磷的占比分别为40％和60％，所述木质素粉可以形成凹凸的表面，给木纹效果带来立体感，所述纳米红磷能够起到阻燃的作用，还具有更加深邃的色彩感；
所述热转印助剂为东莞索是新材料有限公司的转印促进剂T-706；
所述光亮剂为宁波南海化学有限公司的BLC701B；
所述紫外线吸收剂按重量份包括：2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮6份、4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶2份、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸异辛酯1份和二烷基二硫代氨基甲酸钼1份。
实施例1
一种户外铝材，采用如下方法制备得到：
A.耐候热转印粉末涂料的制备方法：
A1.根据上述组分的耐候热转印粉末涂料准备原料；
耐候热转印粉末涂料，包括如下质量份数的组分：
超耐候聚酯树脂35，环氧树脂10，TGIC 3，流平剂0.5，安息香0.5，硫酸钡10，颜料15，热转印助剂0.5，紫外线吸收剂0.1；且超耐候聚酯树脂和环氧树脂的质量比为3.5:1，超耐候聚酯树脂和环氧树脂的质量和与TGIC的质量比为15:1。
A2.将除超耐候聚酯树脂、环氧树脂和TGIC以外的其他原料进行预混合制备得到混合物A；在混合物A搅拌过程中依次加入环氧树脂、TGIC形成混合物B；在混合物B中加入超耐候聚酯树脂形成混合物C；
A3.将混合物C进行熔融挤出，破碎分级得到粉末涂料，熔融挤出的温度为100℃，粉末涂料粒径为20μm；
B.热转印方法：
B1.将上述粉末涂料采用静电喷涂方式在铝材表面形成有效涂层；静电喷涂的电压为20V，输粉量为20g/min。
B2.对有效涂层进行固化处理；固化温度为110℃，固化时间为8min；
B3.采用转印纸包裹铝材，转印纸的图案与铝材涂层正面对贴；
B4.将塑料胶袋套在铝材上，抽真空；
B5.将包裹好的铝材送至烘烤炉转印；转印温度为110℃，转印时间为10min；
B6.从烘烤炉中取出已被转印的铝材，待冷却后，自一端拉掉塑料胶袋，撕下转印纸得到成品。
实施例2
一种户外铝材，采用如下方法制备得到：
A.耐候热转印粉末涂料的制备方法：
A1.根据上述组分的耐候热转印粉末涂料准备原料；
耐候热转印粉末涂料，包括如下质量份数的组分：
超耐候聚酯树脂50，环氧树脂15，TGIC 3.5，流平剂0.7，安息香0.6，硫酸钡20，颜料30，热转印助剂1.0，光亮剂0.2紫外线吸收剂0.3；且超耐候聚酯树脂和环氧树脂的质量比为10:3，超耐候聚酯树脂和环氧树脂的质量和与TGIC的质量比为130:7。
A2.将除超耐候聚酯树脂、环氧树脂和TGIC以外的其他原料进行预混合制备得到混合物A；在混合物A搅拌过程中依次加入环氧树脂、TGIC形成混合物B；在混合物B中加入超耐候聚酯树脂形成混合物C；
A3.将混合物C进行熔融挤出，破碎分级得到粉末涂料，熔融挤出的温度为105℃，粉末涂料粒径为30μm；
B.热转印方法：
B1.将上述粉末涂料采用静电喷涂方式在铝材表面形成有效涂层；静电喷涂的电压为30V，输粉量为50g/min。
B2.对有效涂层进行固化处理；固化温度为120℃，固化时间为5min；
B3.采用转印纸包裹铝材，转印纸的图案与铝材涂层正面对贴；
B4.将塑料胶袋套在铝材上，抽真空；
B5.将包裹好的铝材送至烘烤炉转印；转印温度为125℃，转印时间为5min；
B6.从烘烤炉中取出已被转印的铝材，待冷却后，自一端拉掉塑料胶袋，撕下转印纸得到成品。
实施例3
一种户外铝材，采用如下方法制备得到：
A.耐候热转印粉末涂料的制备方法：
A1.根据上述组分的耐候热转印粉末涂料准备原料；
耐候热转印粉末涂料，包括如下质量份数的组分：
超耐候聚酯树脂46，环氧树脂14，TGIC 3，流平剂0.6，安息香0.6，硫酸钡15，颜料25，热转印助剂0.8，紫外线吸收剂0.1；且超耐候聚酯树脂和环氧树脂的质量比为23:7，超耐候聚酯树脂和环氧树脂的质量和与TGIC的质量比为20:1。
A2.将除超耐候聚酯树脂、环氧树脂和TGIC以外的其他原料进行预混合制备得到混合物A；在混合物A搅拌过程中依次加入环氧树脂、TGIC形成混合物B；在混合物B中加入超耐候聚酯树脂形成混合物C；
A3.将混合物C进行熔融挤出，破碎分级得到粉末涂料，熔融挤出的温度为102℃，粉末涂料粒径为25μm；
B.热转印方法：
B1.将上述粉末涂料采用静电喷涂方式在铝材表面形成有效涂层；静电喷涂的电压为25V，输粉量为30g/min。
B2.对有效涂层进行固化处理；固化温度为115℃，固化时间为6min；
B3.采用转印纸包裹铝材，转印纸的图案与铝材涂层正面对贴；
B4.将塑料胶袋套在铝材上，抽真空；
B5.将包裹好的铝材送至烘烤炉转印；转印温度为120℃，转印时间为8min；
B6.从烘烤炉中取出已被转印的铝材，待冷却后，自一端拉掉塑料胶袋，撕下转印纸得到成品。
对比例1
与实施例1相比，不采用35份超耐候聚酯树脂+10份环氧树脂，而采用45份氟碳树脂。
对比例2
与实施例1相比，不采用35份超耐候聚酯树脂+10份环氧树脂，而采用45份超耐候聚酯树脂。
对比例3
与实施例1相比，不采用35份超耐候聚酯树脂+10份环氧树脂，而采用45份聚氨酯树脂。
对比例4
与实施例1相比的不同之处在于，采用22.5份超耐候聚酯树脂+22.5份环氧树脂，超耐候聚酯树脂和环氧树脂的质量比为1：1。
对比例5
与实施例1相比的不同之处在于，采用35份超耐候聚酯树脂+10份环氧树脂+5份TGIC，超耐候聚酯树脂和环氧树脂的质量和与TGIC的质量比为9：1。
本发明各实施例和对比例的性能如下表所示：
涂料流平等级(JB/T 3998-1999)涂层渗透比例(%)保光率(%)条件：UVB-313，光照0.75W/m2，40±2℃；4h，凝露50±2℃，4h；1200h转印效果实施例19级9694清晰实施例29级9692清晰实施例39级9593清晰对比例16级9083转印粘连、不清晰对比例27级9184转印粘连、不清晰对比例38级9280转印粘连、不清晰对比例48级8981转印粘连、不清晰对比例57级8873转印粘连、不清晰
由本发明各实施例和对比例可以看出，未采用本发明所述配比，而采用与本发明超耐候聚酯树脂+环氧树脂等量的氟碳树脂、超耐候聚酯树脂或聚氨酯树脂、不采用本发明所述质量比的超耐候聚酯树脂和环氧树脂以及不采用本发明所述质量比的超耐候聚酯树脂和环氧树脂的质量和与TGIC，涂料流平性能均有不同程度的劣化，无法在本发明技术方案所述固化温度下实现固化，转印时会出现粘连现象，导致转印效果不清晰，无法获得较好的耐候性，无法适用于户外环境；
根据本发明所述方法采用超耐候聚酯树脂和环氧树脂制备得到的粉末涂料的表面流平效果好，流平等级≥9，且将其质量比控制为2.5-5:1，并加入占其质量的1/(15-20)的固化剂TGIC，在较低的固化温度（110-120℃）和转印温度（110-125℃）条件下反应后铝材可以获得很好的耐候性，通过热转印得到的户外铝材的涂层渗透率≥95%，采用现有技术的老化测试方法，在老化1200h后的保光率≥90%。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种户外铝材用耐候热转印粉末涂料，其特征在于，包括如下质量份数的组份：
超耐候聚酯树脂35-50，环氧树脂10-15，TGIC 3-3.5，流平剂0.5-0.7，安息香0.5-0.6，硫酸钡10-20，颜料15-30，热转印助剂0.5-1.0，其他助剂0.1-1.0；且超耐候聚酯树脂和环氧树脂的质量比为2.5-5:1，超耐候聚酯树脂和环氧树脂的质量和与TGIC的质量比为15-20:1；所述粉末涂料用于户外铝材热转印时的固化温度为110-120℃，转印温度为110-125℃。
2.根据权利要求1所述的粉末涂料，其特征在于，所述其他助剂包括光亮剂、紫外线吸收剂。
3.根据权利要求2所述的粉末涂料，其特征在于，所述光亮剂的质量份数为0-0.5，紫外线吸收剂的质量份数为0.1-1.0。
4.一种户外铝材用耐候热转印粉末涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
A1.根据权利要求1-3任一项所述组份的粉末涂料准备原料；
A2.将除超耐候聚酯树脂、环氧树脂和TGIC以外的其他原料进行预混合制备得到混合物A；在混合物A搅拌过程中依次加入环氧树脂、TGIC形成混合物B；在混合物B中加入超耐候聚酯树脂形成混合物C；
A3.将混合物C进行熔融挤出，破碎分级得到粉末涂料。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A3中，熔融挤出的温度为100-105℃。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A3中，粉末涂料的粒径为20-30μm。
7.一种户外铝材的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
B1.在铝材表面喷涂权利要求1-3任一项所述组份的粉末涂料形成有效涂层；
B2.对有效涂层进行固化处理；
B3.采用转印纸包裹铝材，转印纸的图案与铝材涂层正面对贴；
B4.将塑料胶袋套在铝材上，抽真空；
B5.将包裹好的铝材送至烘烤炉转印；
B6.从烘烤炉中取出已被转印的铝材，待冷却后，自一端拉掉塑料胶袋，撕下转印纸得到成品。
8.根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于，所述步骤B1中，喷涂采用静电喷涂，电压为20-30V，输粉量为20-50g/min。
9.根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于，所述步骤B2中，固化温度为110-120℃，固化时间为5-8min。
10.根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于，所述步骤B5中，转印温度为110-125℃，转印时间为5-10min。
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张剑飞等: ""户外用铝型材粉末物料的制备"", 《现代涂料与涂装》, vol. 14, no. 1, pages 272 - 273 *

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CN116120813A (zh) * 2023-04-04 2023-05-16 广东睿智环保科技股份有限公司 一种耐冲击型粉末涂料及其制备方法、应用和涂层
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