高柔韧性环氧丙烯酸消光热转印粉末涂料

传统热转印防盗门多采用门板成型后喷涂粉末涂料再热转印的工艺，由于门板上立体图案的影响，转印工序阶段常出现凹槽内漏转或转印图案不清晰的缺陷。

新式施工采用整块平面门板喷涂粉末涂料再通过热转印形成图案后，再根据需要对门板冲压成不同形状的工艺，该种生产工艺的优点是可根据实际需求冲压出不同的形状，且门板的转印图案清晰，丰满度好；

缺点是后成型工艺中要使用例如冲床、折弯机、辊轧机等设备，若涂层的抗冲击和柔韧性能不佳，就会出现爆边、起皮、脱落等缺陷。

环氧基丙烯酸消光粉末涂料可以实现＜10%的极致亚光效果，光泽稳定，且该体系交联密度大，易撕纸、转印图案清晰，广泛应用在热转印铝材领域。

但该类粉末涂料存在天生缺陷，如机械性能差，很难通过50cm反冲，表面耐划伤和耐磨性差，表面容易起亮点、花纹等限制了其应用范围的拓展。

羧基封端聚酯树脂：工业级，神剑新材料。环氧基丙烯酸消光树脂：工业级，宁波南海。固化剂（TGIC）：工业级，黄山华惠。颜料、填料、粉末涂料通用助剂（流平剂、安息香）、附着力促进剂、消除亮点或花纹助剂、热转印木纹纸：均为市售工业品。

双螺杆挤出机；ACM磨机；静电喷枪；烘箱；热转印专用压板机；T弯机；差示扫描量热仪(DSC)。

将原材料按设定的配方称量、预混合、挤出、制粉、分级过筛后静电喷涂；按标准固化温度固化制成热转印底板；热转印纸/膜用热转印专用压板机按200℃×180s工艺转印，5min后做即时折弯试验；24h后做延时折弯测试。

这里所讲的GMA树脂是基于苯乙烯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）以及其他不饱和单体通过自由基聚合制得。

其中，苯乙烯作为硬单体用于提高树脂的玻璃化转变温度（Tg）；甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯作为软单体，可以提高涂层的柔韧性；

GMA为交联单体，提供可固化交联的环氧基团，GMA单体的用量决定涂层交联密度。

本试验拟采用混合固化剂的方法，将环氧基丙烯酸树脂和TGIC或HAA一起对羧基聚酯进行消光，由于两组份反应速度和相容性之间的差异，不仅消光性能明显，而且弥补了丙烯酸树脂强度不足的缺陷，使涂膜的机械性能和耐磨性能得以提高。

通过调整GMA的含量可以制得不同环氧当量的产品，环氧当量的不同会改变树脂固化的交联密度，据相关文献介绍（US5436311）。

要想获得全面的消光性能，GMA树脂应满足GMA的单体浓度在5%~30%之间，超过30%（对应环氧当量＜500）得到的实际是有光泽涂层，据此采用市场上销售的环氧当量在550~700之间的产品进行试验。

因聚酯树脂酸值越高，交联密度越大，涂膜的机械性能如折弯、冲击恶化。若涂膜的酸值低，交联密度小，涂层柔韧性虽增强，但转印容易粘纸，影响外观。

因此选用中酸AV=30~35mg/KOH柔韧性较好的聚脂，既能保证转印不粘纸，又能有相对较好的折弯性能。

选用不同厂家酸值在30~35mg/KOH之间的聚酯，用同一种环氧丙烯酸树脂（Ww=700）做消光试验,结果列于表1。

从实验结果可以看出，黏度对表面光泽、流平、亮点、起花有影响，黏度高，涂膜光泽高，表面不起亮点、花纹，但表面流平差，黏度低，涂层光泽低，流平好。

但涂膜表面易起亮点、花纹，因此如果要追求涂膜外观，应选择中等或中等偏下黏度值的聚酯。

机械性能差是GMA消光体系的通病，可以选择固化剂来提高GMA消光配方的机械性能。这类合适的固化剂有TGIC和HAA，但因HAA固化涂层的玻璃化温度较低，转印二次加热后易导致粘纸，因此选用TGIC参与。

TGIC用量也是至关重要的。量少光泽低，机械性能差，而且表面容易起花纹；量多机械性能越好，但是用量超过2%，光泽会突变。

GMA消光涂层的交联密度大，涂层柔韧性差，且苯乙烯等硬单体影响柔韧性，实验表明要保证有非常好的柔韧性，TGIC用量在2%是必须的。

环氧丙烯酸消光表面容易起亮点、花纹，有的龟纹非常明显。从表1得到的实验结论，聚酯A、聚酯B、聚酯C表面都有亮点或者花纹。

原因是体系黏度低，苯乙烯等硬单体浮到涂层表面产生亮晶晶的点。如果体系黏度太低，苯乙烯硬单体链段上浮，形成龟纹。

经试验，消除亮点主要还是提高黏度和降低混溶性。

（1）改善生产工艺，降低挤出温度。双螺杆挤出机螺杆熔融段温度在70~80℃为佳，挤出温度低，混溶差，丙烯酸树脂和聚酯之间不易分层，所得涂膜亮点缺陷改善明显；

（2）加入适量的可提高体系黏度的填料或助剂，触变性填料如滑石粉可以提高体系黏度，用量不宜超过5%，否则影响外观流平和折弯性能。经试验，适量添加气相二氧化硅可以提高体系黏度，消除亮点，但加入量应＜1%，否则不仅会严重影响流平和机械性能，而且会导致光泽不期望得升高。 

当然，以上方法对消除亮点只是辅助作用，关键因素还是聚酯和环氧丙烯酸树脂的匹配。

不锈钢表面通常较光滑，在表面喷涂粉末，常出现掉漆或附着力不良的缺陷，为了提高粉末涂料在不锈钢底材上的附着，喷涂之前应对不锈钢进行必要的打磨，增加界面的粗糙度。

但仅仅打磨是不够的，但随着时间的推移，固化之后涂膜的延迟附着力和折弯性能会衰退，经试验，在配方中添加附着力促进剂可以解决即时折弯和延迟折弯性能。

经过聚酯、消光剂的选择，以及对TGIC用量影响的评估，对耐磨耐划伤、表面亮点的改善、附着力的提高等确定最终配方、制得粉末，并对粉末涂料及其涂层性能检测，粉末涂料配方及涂层性能如表2、表3所示，转印及折弯效果如图3、图4所示。

通过选择合适的聚酯和GMA丙烯酸树脂，并与固化剂TGIC搭配，并在配方中添加适量触变性助和附着力促进剂，制得的低光折弯转印粉末涂料，不仅具有优异的外观和转印性能，还具有优异的柔韧性、高附着力，可用于防盗转印门折弯领域。