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浅谈影响白色热转印产品黄变的原因分析
来源:洪贤波 | 发布时间:2019-9-10 | 浏览次数:
 
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文/洪贤波,蔡劲树
广东华江粉末科技有限公司
 
摘要:本文主要从聚酯树脂的种类、钛白粉的种类、其它颜料、抗黄变助剂和转印纸等几个方面简单介绍了影响白色热转印产品黄变的原因。
 
1 引言
 
    随着科技的进步,环保的重视,市场对粉末涂料的需求也越来越大。现在以铝代钢、以铝代木已成为社会发展的新趋势,由于热转印技术的发展,其中热转印粉末涂料的需求也会越来越大。
 
    热转印技术也叫热升华技术,是将各种各样的图案利用转印油墨印制在高精度的耐高温的纸(或膜)上,并通过热转印设备在一定温度和一定压力下将图案转移到铝型材涂层上的一种特殊工艺。该技术能够提供色彩鲜艳、层次丰富、非常逼真的转印图案。热转印粉末涂料为近几年出现来的一个流行品种,广泛应用于铝型材门窗、家具系列。
 
    市场上白色热转印粉末的用量不少,但有时候底色或者转印产品会出现较标准偏黄现象,有时同一个转印炉出来的产品也会出现这种情况。本文简单介绍了影响白色热转印产品黄变的原因分析,主要从聚酯树脂的种类、钛白粉的种类、其它颜料、抗黄变助剂和转印纸方面对黄变的影响做了简单阐述。
 
2 实验部分
 
2.1 实验原材料和实验设备
 
2.1.1 实验原材料
 
    聚酯树脂、TGIC、高光钡、流平剂、光亮剂、蜡粉、安息香、抗黄变助剂、钛白粉、国内转印纸等等。
 
2.1.2 实验设备
 
    电子秤、挤出机、磨粉机、金马枪、烤箱、光泽仪、色差仪、冲击试验机、烫画机等等。
 
2.2 实验过程

    按照实验实际配方称量原材料,再物理混合均匀后通过挤出机熔融挤出,最后制得符合要求的样板,检测色差及转印目测变化。
 
3 实验结果以及分析

3.1 聚酯树脂对白色热转印粉末黄变的影响

    聚酯树脂作为粉末涂料主要的成膜物质之一,是决定粉末涂料性质和涂膜性能的最主要的成分。饱和聚酯树脂是多元醇和多元酸经过酯化、缩聚反应而得到的,醇类主要有新戊二醇(NPG)、乙二醇(EG)、二甘醇(DEG)、丙二醇等等,酸类主要有对苯二甲酸(PTA)、间苯二甲酸(IPA)、己二酸、富马酸等等,其中醇类NPG有稳定的化学结构,在合成聚酯树脂后的热稳定性也较其它醇类优异;其中酸类PTA、IPA都具有苯环结构,因其苯环结构有非常稳定的化学结构,在合成聚酯后热稳定性能也较己二酸、富马酸等脂肪族酸类有明显的优势。因不同厂家在合成聚酯时配方及原材料都有一些差别,现选取五家聚酯厂各一款热转印聚酯进行耐热性实验,具体的实验配方和实验结果见表1。
 

 
    从表1可以得出,配方5的耐温性最好,黄变最小,其次是配方1,再其次是配方2和3,最差的是配方4,黄变最明显。说明不同的聚酯树脂耐温性能有明显差别,转印白色木纹纸后其色差也更为明显,尤其是黄相变化较大。究其原因是因为合成聚酯树脂的原材料的种类和含量不同,说明不同聚酯树脂品种之间和不同厂家之间的组成成分含量有一定差别,耐温性能好的单体越多,聚酯树脂的耐温性能越好,黄变越小。因此,我们粉末厂家为生产一款满足客户要求的木纹白产品,应选择一款优质的聚酯树脂,除了满足常规的性能要求以外,还要考虑它的耐热抗黄变性。
 
3.2 钛白粉对白色热转印粉末黄变的影响
 
    白色粉末涂料中最主要的着色颜料就是钛白粉,钛白粉的质量也是影响粉末涂料质量的重要因素。钛白粉的化学式是TiO2,其有3种晶格结构,即金红石型、锐钛型和板钛型二氧化钛,不同的晶格结构的二氧化钛稳定型不一样,粉末涂料是用稳定的金红石型和锐钛型二氧化钛,板钛型二氧化钛不具有工业用途,目前热转印产品基本上用的都是金红石型的二氧化钛。下面选取了四个不同的型号的金红石型钛白粉做了对比试验,具体试验配方和结果见表2。
  

 
    从上表中可以看出,不同的钛白粉耐温性能不一样,配方9耐温性最好,色差最小,黄变也最小;其次是配方8;再其次是配方7;耐温性最差的是配方6,色差最大,黄变也很明显。究其原因,这和钛白粉的质量关系比较大,比如合成钛白粉的工艺一般有硫酸法和氯化法,其中氯化法制造的钛白粉通常白度较高、颜色偏蓝相,杂质含量少,品质较硫酸法稳定,高温烘烤黄变较小;也和钛白粉的分散性、表面处理剂的种类和用量等等有关。选择一款耐温性比较好的钛白粉是做稳定白色木纹粉的基本条件,因此我们粉末技术员在设计白色木纹配方时要做对比试验去选择合适的钛白粉,这才能保证产品质量的稳定。
 
3.3 其它颜料对白色热转印粉末黄变的影响
 
    白色热转印粉末涂料在实际生产调色过程中往往不是只加钛白粉来着色,也会根据实际情况加其它颜料来调色,那么我们需要考虑,加入其它少量的颜料是否对最终产品的耐温性有影响,是否在高温下也会黄变严重。针对这一情况也做了几组对比试验,具体试验配方和结果见表3。
 

 
    从上表中可以看出,配方10的耐温性最好,黄变也最小;其次是配方13,再其次是配方11;最差的是配方12,耐温最差,转印后黄变很明显。这说明添加少量的颜料也会对粉末涂料本身的耐温性有影响,其根本原因就是添加的颜料的耐温性较差,才导致转印过后黄变较明显。配方11和配方13底色颜色相差不大,均较配方10蓝一点,但配方11和配方13的耐温性相差较大,再通过比较配方12可知,群青加的越多其耐温性越差,而底色相差不大的情况下加酞兰其耐温性比加群青好。所以为了使生产的白色热转印粉末涂料质量稳定,在调色的过程中尽量少加入那些耐温性较差的颜料,比如群青就要少加,甚至不加。

3.4 抗黄变助剂的种类及添加量对白色热转印粉末黄变的影响

    为了提高粉末涂料的耐温性,原材料供应商也研究出来了各式各样的抗黄变助剂来提高其耐温性,尤其是在聚酯环氧和纯环氧体系应用较多,在聚酯/TGIC体系中的浅色粉和白色粉末也有应用。以下也选取了两种抗黄变助剂及加入不同的用量在白色热转印粉末里来做对比试验,具体试验配方和结果见表4。
 

 
    从上表可以看出,配方16的耐温性最好,高温黄变程度也较小,其次是配方18,但其中配方16和18相差不大,再其次是配方15、配方17和配方14,配方15和配方17相差不是很大但都较好于配方14,配方14在240℃/10min烘烤黄变较严重,转印过后黄变也较其它配方明显。从实验结果可以分析出添加合适的抗黄变助剂对白色木纹粉末涂料的耐温性有明显改进,黄变明显改善,但其用量需要控制在一个合理的范围,过多、过少都不能达到很好的效果,并且不同类型的抗黄变助剂的效果也有一定差别,因此我们在设计白色木纹配方时可以添加一定量的抗黄变助剂,并且通过实验来选取效果最好的型号,这样我们才能生产出满足客户要求而且质量好的白色热转印粉末。
 
3.5 转印纸对白色热转印产品黄变的影响
 
    木纹成品除了需要热转印粉末固化过后的涂层外还有一个重要的原材料就是转印纸(或膜),二者缺一不可。转印纸(或膜)最主要的成分就是油墨,油墨质量的好坏决定了转印纸(或膜)的质量。那么转印纸对白色热转印产品黄变是否有影响呢?以下做了几组对比试验来探讨,见表5。
 
                  
    从以上试验结果可知,水曲柳A耐温最好,水曲柳B其次,较差的是水曲柳C。说明不同的转印纸的耐温性也有一定的差异,所以要生产出稳定的白色热转印产品对纸的选择也是至关重要,在提供给客户热转印粉末的同时也要建议客户选购优质的转印纸。
 
4 结语
 
    综上所述,影响白色热转印产品黄变的因素有很多:聚酯树脂的种类、钛白粉的种类和其它少量的颜料、抗黄变助剂以及转印纸(或膜)。只有选择合适的聚酯树脂、钛白粉、不加或少加耐温性差的颜料、适当使用抗黄变助剂以及使用优质的转印纸(或膜)才能做出稳定的白色热转印产品。

 
 
 
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