一种环保的固化热转印粉及其制备方法
阅读说明：本技术 一种环保的固化热转印粉及其制备方法 (A kind of solidification thermal transfer powder of environmental protection and preparation method thereof ) 是由 李金庆 于 2019-10-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种环保的固化热转印粉及其制备方法,热转印粉由以下重量百分比原料制备而成：聚酯树脂50～60%、固化剂1～3%、流平剂0.5～1.5%、转印蜡0.5～3%、安息香0.3～0.8%、沉淀硫酸钡34～40%、颜料0.5～3%、耐盐雾助剂0.5～5%。本发明得到的热转印粉为聚酯/HAA体系的热转印型粉末涂料,无毒环保且具有优异的热转印效果,转印后表面平整、纹路清晰、图案逼真,不粘转印纸、撕纸容易。(The invention discloses solidification thermal transfer powder of a kind of environmental protection and preparation method thereof, and thermal transfer powder is prepared by following weight percent raw material: polyester resin 50~60%, curing agent 1~3%, levelling agent 0.5~1.5%, transfer wax 0.5~3%, styrax 0.3~0.8%, blanc fixe 34~40%, pigment 0.5~3%, salt spray resistance auxiliary agent 0.5~5%.The thermal transfer powder that the present invention obtains is polyester/HAA system thermal transfer type powdery paints, asepsis environment-protecting and has excellent thermal transfer effect, and transfer rear surface is smooth, lines is clear, pattern is true to nature, and not viscous transfer paper, paper-tear picture are easy.)
技术领域
本发明涉及粉末涂料技术领域，具体是一种环保的固化热转印粉及其制备方法。
背景技术
热转印也称热升华，是将各种图案利用转印油墨印制在高精度纸上，并采用热转印设备在短时间内将其加热到设定温度，使转印纸上的图案转印到铝型材涂层等材质上的一种特殊工艺。该技术能够提供色彩鲜艳，层次丰富的转印图案，达到仿木纹、石像等目的，可以节省大量不可再生的天然资源的使用，因此自出现后广受好评，市场增长快速。对玻璃板、金属板等进行热转印时需要先在其表面涂覆热转印涂层，目前热转印涂层多为液体涂料，涂料中使用了有机溶剂等往往具有毒性，对人体有害，对环境有污染。粉末涂料是一种新型的、不含溶剂、易于操作，100%固体粉末状的环保涂料，利用效率高。
但现有的用于热转印粉末涂料存在表面不够光滑细腻，转印后纹理不够清晰逼真，转印热加工时会发生热形变导致表面破坏等缺陷。且目前，市面上针对热转印型粉末涂料主要为聚酯/TGIC体系，聚酯/HAA体系的热转印型粉末涂料较少。由于三缩水甘油异氰尿酸酯(TGIC)具有一定的生理毒性，目前已经被工信部列入淘汰落后产能，因此市场上开发一种可以替代TGIC固化的粉末涂料已是大势所趋，在众多TGIC替代产品中，羟烷基酰胺（HAA，商品名称T105）是目前最普及的一种，其性能接近TGIC固化体系且无毒环保。目前常规应用领域已经有一些HAA固化的粉末涂料供应市场，但是在热转印粉末涂料领域商业化的产品却很少。
发明内容
本发明的目的是提供一种环保的固化热转印粉及其制备方法，该热转印粉为聚酯/HAA体系的热转印型粉末涂料，无毒环保且具有优异的热转印效果，转印后表面平整、纹路清晰、图案逼真，不粘转印纸、撕纸容易。
本发明的技术方案以下面方式实现：
一种环保的固化热转印粉，由以下重量百分比原料制备而成：聚酯树脂 50～60%、固化剂 1～3%、流平剂0.5～1.5%、转印蜡0.5～3%、安息香0.3～0.8%、沉淀硫酸钡34～40%、颜料0.5～3%、耐盐雾助剂0.5～5%。
所述聚酯树脂主要由以下质量百分含量的单体组分经过熔融缩聚反应得到：新戊二醇24～40%、对苯二甲酸27～33%、间苯二甲酸28～37%、聚苯基硅氧烷1～15%、三羟基甲基丙烷0.1～0.5%、单丁基氧化锡0.01～0.2%。所述聚酯树脂酸值为40～55mgKOH/g，200℃熔体粘度2000～3500mPa.s。
所述固化剂由HAA和PT912以重量比例1:1混合得到。
所述流平剂活性为66～68%，密度为0.45～0.6g/cm3。
所述转印蜡为聚四氟乙烯蜡改性聚乙烯微粉蜡、聚乙烯蜡微粉、聚酰胺蜡微粉、聚四氟乙烯蜡微粉中的一种或者两种以上混合物。
所述沉淀硫酸钡的尺寸为10～100nm。
所述颜料为金红石型二氧化钛、酞菁蓝、酞菁绿、铁黄、绝缘碳黑、F3RK大红中的一种或者两种以上混合颜料。进一步地，以上颜料为进口颜料。
所述耐盐雾助剂为氧化硼。
本发明所使用的各原料的功能介绍如下：
聚酯树脂是采用多元醇、多元酸经高温缩聚而成的线型或轻微支链化的杂链高分子化合物。本发明所采用的聚酯树脂适用HAA固化剂进行固化，具有较短的固化时间，制备的粉末涂料涂层具有良好的转印效果，同时具有良好的流平性及优异的机械性能等。
HAA是羟烷基酰胺类固化剂的总称，是聚酯粉末涂料中一类非常重要的固化剂，是一种含多羟基官能团的活性化合物。它不仅可以作为粉末涂料的交联剂，也可用于水性、溶剂性涂料的交联剂。HAA的固化机理是它的羟基和聚酯羧基的酯化反应，反应生成的水是副产物。使用HAA制成的涂膜经晒后光泽保持率仍维持在50%以上，其水解性、热稳定性及UV稳定性相对于TGIC是相当的，但毒性远低于TGIC，用量比TGIC少，固化温度比TGIC低，因此相对于TGIC更环保，涂料成本更低，节能效果更显著。HAA结构中含有叔胺，可以使粉末涂料具有良好的摩擦带电性。
PT912是60%对苯二甲酸二缩水甘油酯与40%偏苯三甲酸三缩水甘油酯的混合物。将PT912和HAA结合使用，Primid/PT912双固化体系环保粉末毒性低，整合了聚酯/TGIC和聚酯/Primid的优点，尽可能地避免了其两者的缺点。
流平剂是一种常用的涂料助剂，它能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜，能迅速降低涂料的表面张力，促进涂料在固化成膜之前快速流动，消除或减少桔皮、刷痕、波纹、缩孔等表面缺陷，提高涂膜光泽及鲜艳度。
转印蜡应用于热转印粉末涂料中，加入后容易撕纸以及转印纹路清晰，同时可增强涂膜饱满度和滑爽感，改善抗刮伤性。聚四氟乙烯蜡改性聚乙烯蜡微粉具高的硬度，有消光、爽滑、抗划伤、防粘连及耐玷污作用。聚乙烯蜡微粉具有较高的硬度、耐磨性好、防粘连及耐玷污、抗擦伤性、抗划痕性及平滑的手感。聚酰胺蜡微粉抗粘连、消光效果明显，打磨性和爽滑性、重涂性、防沉性、透气性好，能提升盐雾及防潮效果，提高烘烤时表面的流平性。聚四氟乙烯蜡微粉分子结构稳定，具有优良的耐化学性、电绝缘性、阻燃性、自润滑性、热稳定性、高耐候性、抗老化性、耐高温性，且抗划痕、耐刮伤、手感好、光泽度好。
安息香作为粉末涂料的一种脱气剂，能消除涂料在固化过程中产生的针孔气泡等弊病，还能与流平剂良好混溶，改善涂膜表面张力，调节涂膜表面流平。安息香可有效地去除毛刺，并可使倒角处更加光滑，提高精度，增强工件光泽度，解决人工抛光不能解决的问题。
沉淀硫酸钡由硫化钡溶液与加入经除去钙、镁后的芒硝溶液混合，于80℃进行反应，生成沉淀，经抽滤、水洗和酸洗后，调节pH值5～6，再过滤，干燥，粉碎制得。亦可用钡黄卤与芒硝溶液反应制得。沉淀硫酸钡外观是白色无定形粉末，相对密度为4.50(15 ℃)，熔点为1580 ℃。由于具有较高的折射率(1.63～1.65)，表现出颜色较白并有一定的遮盖力。沉淀硫酸钡能提高产品耐光、耐候、耐化学及电化学腐蚀性和产品装饰效果，增强涂层的抗冲击强度。纳米填料由于其特殊的纳米效应，不仅可以提高涂膜的力学性能，而且还有助于提高涂膜的耐老化性能、耐腐蚀性能以及抗辐射性能等。添加适量的纳米级沉淀硫酸钡可以提高涂膜的力学性能、耐老化性能、耐候性能等。
进口颜料质量稳定、着色力强、色泽鲜艳、环保、易分散、耐高温且耐候性好。
耐盐雾助剂能在涂层中产生电阻效应，与金属阳离子产生电位差，同时产生遮蔽效应；能与金属生成惰性的无机络合层，以防止氧化、腐蚀等作用，从而达到延缓金属腐蚀作用。氧化硼成分对于盐雾腐蚀的耐受力极为显著，在Primid/PT912双固化体系环保粉末涂料中加入氧化硼可以使得涂层体系明显提高耐盐雾腐蚀的能力。
热转印粉的制备方法包括以下步骤：按重量百分比称取聚酯树脂、固化剂、流平剂、转印蜡、安息香、沉淀硫酸钡、颜料、耐盐雾助剂，进行预混合，熔融挤出，冷却破碎，粉碎，送入自动筛分回收机进行筛分，筛分合格的粉末为制得的热转印粉成品。
进一步地，热转印粉的制备方法包括以下步骤：按重量百分比称取聚酯树脂、固化剂、流平剂、转印蜡、安息香、沉淀硫酸钡、颜料、耐盐雾助剂，进行预混合3-5min，熔融挤出，挤出一区温度为100-110℃，挤出二区温度为110-120℃，螺杆转速为40-45Hz，冷却破碎，粉碎，送入自动筛分回收机进行筛分，筛分合格的粉末为制得的热转印粉成品。
热转印粉的使用方法：用热转印粉制得热转印底粉样板，将制得的样板通过热转印烫画机进行热转印，制得热转印样板。
本发明的有益效果是：
本发明的热转印粉以聚酯树脂为树脂成分，使用PT912和HAA的结合作为固化剂，Primid/PT912双固化体系环保粉末毒性低，整合了聚酯/TGIC和聚酯/Primid的优点，且尽可能地避免了其两者的缺点。通过本发明得到的热转印粉为聚酯/HAA体系的热转印型粉末涂料，无毒环保且具有优异的热转印效果，转印后表面平整、纹路清晰、图案逼真，不粘转印纸、撕纸容易，同时不影响涂膜硬度，涂层流平性能和机械性能、耐候性能好，有一定的耐盐雾性。
具体实施方式
为了更加详细的介绍本发明，下面结合实施例，对本发明做进一步说明。
实施例1
一种环保的固化热转印粉，由以下重量百分比原料制备而成：聚酯树脂50%、固化剂1%、流平剂1.5%、转印蜡1.5%、安息香0.5%、沉淀硫酸钡40%、进口颜料0.5%、氧化硼5%。
所述聚酯树脂主要由以下质量百分含量的单体组分经过熔融缩聚反应得到：新戊二醇40%、对苯二甲酸27%、间苯二甲酸28%、聚苯基硅氧烷4%、三羟基甲基丙烷0.5%、单丁基氧化锡0.2%。所述聚酯树脂酸值为40～55mgKOH/g，200℃熔体粘度2000～3500mPa.s。
所述固化剂由HAA和PT912以重量比例1:1混合得到。
所述流平剂活性为66～68%，密度为0.45～0.6g/cm3。
所述转印蜡为聚乙烯蜡微粉。
所述沉淀硫酸钡的尺寸为10～100nm。
所述进口颜料为金红石型二氧化钛。
热转印粉的制备方法包括以下步骤：按重量百分比称取聚酯树脂、固化剂、流平剂、转印蜡、安息香、沉淀硫酸钡、进口颜料、氧化硼，进行预混合3min，熔融挤出，挤出一区温度为100℃，挤出二区温度为120℃，螺杆转速为45Hz，冷却破碎，粉碎，送入自动筛分回收机进行筛分，筛分合格的粉末为制得的热转印粉成品。
实施例2
一种环保的固化热转印粉，由以下重量百分比原料制备而成：聚酯树脂55%、固化剂2%、流平剂1%、转印蜡1%、安息香0.5%、沉淀硫酸钡37%、进口颜料1.3%、氧化硼2.2%。
所述聚酯树脂主要由以下质量百分含量的单体组分经过熔融缩聚反应得到：新戊二醇32%、对苯二甲酸30%、间苯二甲酸32%、聚苯基硅氧烷5%、三羟基甲基丙烷0.3%、单丁基氧化锡0.1%。所述聚酯树脂酸值为40～55mgKOH/g，200℃熔体粘度2000～3500mPa.s。
所述固化剂由HAA和PT912以重量比例1:1混合得到。
所述流平剂活性为66～68%，密度为0.45～0.6g/cm3。
所述转印蜡为聚四氟乙烯蜡改性聚乙烯微粉蜡。
所述沉淀硫酸钡的尺寸为10～100nm。
所述进口颜料为F3RK大红。
热转印粉的制备方法包括以下步骤：按重量百分比称取聚酯树脂、固化剂、流平剂、转印蜡、安息香、沉淀硫酸钡、进口颜料、氧化硼，进行预混合4min，熔融挤出，挤出一区温度为105℃，挤出二区温度为115℃，螺杆转速为42Hz，冷却破碎，粉碎，送入自动筛分回收机进行筛分，筛分合格的粉末为制得的热转印粉成品。
实施例3
一种环保的固化热转印粉，由以下重量百分比原料制备而成：聚酯树脂60%、固化剂3%、流平剂0.5%、转印蜡0.5%、安息香0.3%、沉淀硫酸钡34%、进口颜料0.5%、氧化硼1.2%。
所述聚酯树脂主要由以下质量百分含量的单体组分经过熔融缩聚反应得到：新戊二醇24%、对苯二甲酸33%、间苯二甲酸37%、聚苯基硅氧烷6%、三羟基甲基丙烷0.1%、单丁基氧化锡0.01%。所述聚酯树脂酸值为40～55mgKOH/g，200℃熔体粘度2000～3500mPa.s。
所述固化剂由HAA和PT912以重量比例1:1混合得到。
所述流平剂活性为66～68%，密度为0.45～0.6g/cm3。
所述转印蜡为聚酰胺蜡微粉、聚四氟乙烯蜡微粉的混合物。
所述沉淀硫酸钡的尺寸为10～100nm。
所述进口颜料为铁黄。
热转印粉的制备方法包括以下步骤：按重量百分比称取聚酯树脂、固化剂、流平剂、转印蜡、安息香、沉淀硫酸钡、进口颜料、氧化硼，进行预混合5min，熔融挤出，挤出一区温度为110℃，挤出二区温度为110℃，螺杆转速为40Hz，冷却破碎，粉碎，送入自动筛分回收机进行筛分，筛分合格的粉末为制得的热转印粉成品。
应用实施例
分别用实施例1-3制得的热转印粉制得热转印底粉样板，将制得的样板通过热转印烫画机进行热转印，制得热转印样板。
测试所得热转印样板上涂膜的各种性能指标，测试结果如下表所示：
表中，流平为PCI等级，1-10级，数值越大，流平性能越优异，数值越小，流平越差；硬度按GB/T6739-2006标准进行检测。
可见，本发明制得的热转印粉具有优异的热转印效果，转印后图案清晰、易撕纸，同时不影响涂膜硬度，涂层流平性能和机械性能、耐盐雾性能好。