本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，具體涉及一種涂覆于聚酰亞胺薄膜表面的耐高溫卷材涂料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

熱轉(zhuǎn)印屬于特種印刷，近幾年來有著突飛猛進(jìn)的發(fā)展，其主要特點(diǎn)是轉(zhuǎn)印圖象色彩鮮艷，層次豐富，其效果可與印刷相媲美。與印刷不同之處在于，熱轉(zhuǎn)印是在高溫下使熱轉(zhuǎn)印油墨受熱升華，滲入物體表面，凝華后即形成色彩亮麗的圖象。所以，熱轉(zhuǎn)印產(chǎn)品經(jīng)久耐用，圖象不會脫落、龜裂和褪色。熱轉(zhuǎn)印涂層是一種耐高溫，并且能夠在其表面印刷各種顏色油墨的特殊涂料，專門用于熱轉(zhuǎn)印底膜涂裝。熱轉(zhuǎn)印涂料的面世意味著熱轉(zhuǎn)印技術(shù)在生活中的應(yīng)用將無限廣泛，涂層可以直接而簡便噴涂于任何材料上，大大降低了生產(chǎn)成本，使制作程序更為簡捷便利，不再受運(yùn)輸、地域及材料等因素的限制，真正實(shí)現(xiàn)熱轉(zhuǎn)印技術(shù)的個性化應(yīng)用。

卷材涂料是通過輥涂作業(yè)的方法，將涂料涂覆于卷材的表面，然后制成預(yù)涂卷材(彩涂板)，具有外表美觀、漆膜均勻、色彩艷麗、強(qiáng)度高、加工成型方便等優(yōu)點(diǎn)，而且可以降低成本，同時涂料利用率基本上達(dá)到100％，從而減少了污染；卷材涂料對所占地面空間的要求較低，建設(shè)投資低；大多數(shù)情況下，卷材涂料的溶劑已經(jīng)被焚燒掉，因而減少了火災(zāi)和毒性危害，降低了VOC的排放。因此，卷材涂料獲得了廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用。

熱轉(zhuǎn)印涂料主要應(yīng)用于陶瓷、石材、金屬材料等，一般具有較高的顏基比，高的表面張力，耐溫性能良好，但是力學(xué)性能不佳，無法用于薄膜材料類卷材上來實(shí)現(xiàn)熱轉(zhuǎn)印。當(dāng)聚酰亞胺薄膜用于包裝材料時，為滿足熱轉(zhuǎn)印技術(shù)需求需要涂覆一層具有耐高溫防護(hù)作用的白色卷材涂料。該涂料在具備卷材涂料各種性能的同時，還要求具有高的耐溫性和較高的表面張力。而采用常規(guī)的有機(jī)硅樹脂體系時，涂膜的力學(xué)性能良好，但表面張力較低，純有機(jī)硅樹脂的表面張力在24dyn/cm左右，制成物理機(jī)械性能良好的卷材涂料后，其表面張力只能到30dyn/cm左右，而油墨的表面張力范圍在30～36dyn/cm，這就使油墨無法通過熱轉(zhuǎn)印技術(shù)均勻地鋪展在涂膜表面。

因此，迫切需要開發(fā)具有耐高溫、優(yōu)良表面張力的卷材涂料以涂覆于聚酰亞胺薄膜等卷材表面來實(shí)現(xiàn)卷材的熱轉(zhuǎn)印。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種涂覆于聚酰亞胺薄膜表面的耐高溫卷材涂料及其制備方法和應(yīng)用，解決常規(guī)卷材涂料無法實(shí)現(xiàn)耐高溫和熱轉(zhuǎn)印的問題以及常規(guī)熱轉(zhuǎn)印涂料無法應(yīng)用于卷材表面的問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的主要技術(shù)方案如下：

一種涂覆于聚酰亞胺薄膜表面的耐高溫卷材涂料，其包括甲組分和固化劑，固化劑占甲組分總質(zhì)量的0.5～3.0％；

所述甲組分包含如下成分，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計：

其中，所述固化劑為自制的低分子聚合物，具體制備工藝如下：將γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)加入到三口燒瓶中，常溫攪拌；再將3-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)使用滴液漏斗加入到燒瓶中，控制滴加速度保證3-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷在0.5～1.0h滴完，使反應(yīng)溫度不超過30℃，反應(yīng)6～8h后出料，即得到固化劑；其中，KH-560與KH-550的摩爾比為1.0～2.0：1。

所述的基體樹脂是甲基苯基有機(jī)硅樹脂，其固體含量為45～55％；所述的耐高溫填料是金紅石型鈦白粉、硼酸鋅、氧化鋅、氧化銻、氧化鋯、氧化鈣中的一種或一種以上；所述的體質(zhì)填料是沉淀硫酸鋇、鋅鋇白、滑石粉、云母粉中的一種或一種以上；所述的表面張力促進(jìn)劑是硅酸鋁、高嶺土中的一種或兩種；所述的附著力促進(jìn)劑是有機(jī)硅化合物ADP，carity-130、有機(jī)硅交聯(lián)劑9300中的一種或幾種；所述的稀釋劑是甲苯、環(huán)己酮、正丁醇、二甲苯和混合二元酸酯中的至少三種的混合液。

優(yōu)選的，所述的甲基苯基有機(jī)硅樹脂為DC-805或W-1053。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述涂覆于聚酰亞胺薄膜表面的耐高溫卷材涂料，其包括甲組分和固化劑，固化劑占甲組分總質(zhì)量的0.5～3.0％；所述甲組分包含20.0～50.0％甲基苯基有機(jī)硅樹脂，10.0～15.0％金紅石型鈦白粉，5.0～10.0％沉淀硫酸鋇，1.0～3.0％硅酸鋁，1.0～2.0％有機(jī)硅化合物ADP，20.0～63.0％甲苯、二甲苯和混合二元酸酯的混合液，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計。

常規(guī)熱轉(zhuǎn)印涂料單純靠提高粉料(耐高溫填料和體質(zhì)填料)的用量來實(shí)現(xiàn)表面張力的提高，但會影響漆膜的機(jī)械性能；或者通過加入較大量的有機(jī)樹脂來提高表面張力，但會影響漆膜的耐溫性。本發(fā)明首次創(chuàng)造性地將硅酸鋁、高嶺土應(yīng)用到卷材涂料中，主要作用是調(diào)節(jié)漆膜的表面張力，對漆膜表面最終能實(shí)現(xiàn)熱轉(zhuǎn)印起到?jīng)Q定性作用。本發(fā)明采用所述表面張力促進(jìn)劑可以在其加入量很少的情況下，顯著提高漆膜的表面張力，同時，硅酸鋁、高嶺土本身耐溫性好，也不會因?yàn)榧尤肓窟^大而影響漆膜的耐溫性能。

本發(fā)明中，所述基體樹脂作用是在涂料中主要起成膜作用，并用于粘附各種固體填料，對漆膜的耐溫性具有明顯地提高作用；所述耐高溫填料在涂料中主要作用是提高涂料的耐溫性以及增加漆膜的遮蓋力，同時可起到調(diào)節(jié)漆液狀態(tài)的作用；所述體質(zhì)填料是在涂料中主要起填充作用，并起到降低成本的作用；所述附著力促進(jìn)劑是在涂料中的作用是提高漆膜的附著力。

常規(guī)固化劑的活性官能團(tuán)數(shù)目為3個，導(dǎo)致高溫烘烤完全固化的時間偏長，180℃條件下需要30min左右，220℃條件下需要15min左右，這使得涂裝卷材的能耗大、周期長，成本偏高。

本發(fā)明制備的所述固化劑在涂料中的作用是固化基體樹脂，實(shí)現(xiàn)在180～220℃、3～5min條件下使漆膜固化完全的目的，解決了常規(guī)固化劑不能快速、完全固化的技術(shù)問題。同時，本發(fā)明所述固化劑的活性官能團(tuán)數(shù)目為6～9個，比常規(guī)固化劑的活性官能團(tuán)要多，不但烘烤固化的時間縮短，而且漆膜固化后的交聯(lián)密度高，使得漆膜的耐溫性也有所提高。

本發(fā)明所述涂覆于聚酰亞胺薄膜表面的耐高溫卷材涂料的制備方法，其包括：

所述甲組分的制備方法，包括如下步驟：

1)按上述配方配置各組分，首先將耐高溫填料、體質(zhì)填料、表面張力促進(jìn)劑和稀釋劑混合，然后加入基體樹脂，攪拌均勻后浸泡10～24h得到漿料；

2)將步驟1)制得的漿料送入球磨機(jī)，研磨分散，測量涂料細(xì)度≤15μm后，停止分散，并用120目篩網(wǎng)過濾出料；

3)在步驟2)研磨分散好的漿料中加入附著力促進(jìn)劑，進(jìn)行高速攪拌再分散，高速攪拌的轉(zhuǎn)速：1000～3000轉(zhuǎn)/分，時間0.5～1h；把分散后的漆液用200目的篩網(wǎng)過濾后得到甲組分，裝罐備用；

所述固化劑的制備方法，包括如下步驟：將γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)加入到三口燒瓶中，常溫攪拌；再將3-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)使用滴液漏斗加入到燒瓶中，控制滴加速度保證KH-560在0.5～1.0h滴完，使反應(yīng)溫度不超過30℃，反應(yīng)6～8h后出料，即得到固化劑；其中，KH-560與KH-550的摩爾比為1.0～2.0：1。

本發(fā)明還提供所述涂覆于聚酰亞胺薄膜表面的耐高溫卷材涂料用于在聚酰亞胺薄膜上的熱轉(zhuǎn)印。

本發(fā)明所述甲組分和固化劑制備完成后單獨(dú)包裝，備用，使用時現(xiàn)配現(xiàn)用。按照固化劑占甲組分總質(zhì)量的0.5～3.0％進(jìn)行配置混合，攪拌均勻后，靜置10～20min；靜置好的涂料刮涂于除油、除塵處理后的聚酰亞胺薄膜表面得到漆膜，將凃有漆模的聚酰亞胺薄膜置于180～220℃的烘箱中進(jìn)行烘烤，烘烤3～5min即可完全固化；漆模完全固化后可通過熱轉(zhuǎn)印技術(shù)完成聚酰亞胺薄膜卷材表面印刷。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明所述耐高溫卷材涂料涂覆在聚酰亞胺薄膜表面所得漆膜具有良好的物理機(jī)械性能，并具有較好的耐溫性和高的表面張力，具體性能指標(biāo)是：漆膜的厚度為7～15μm，T彎為0T，表面張力：≥38dyn/cm，耐溫性：400℃*2h后色差值≤0.3，附著力：使用3M-600膠帶拉不掉漆膜，完全滿足涂覆熱轉(zhuǎn)印油墨的需求。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的內(nèi)容并不限于此。

實(shí)施例1

稱取金紅石型鈦白粉10.0g，沉淀硫酸鋇5.0g，硅酸鋁1.0g，甲苯20.0g，二甲苯23.0，混合二元酸酯20.0g，DC-805甲基苯有機(jī)硅樹脂20.0g；攪拌均勻后浸泡24h得到漿料；將浸泡好的漿料加入球磨機(jī)進(jìn)行研磨分散，用刮板細(xì)度計測得細(xì)度≤15μm后，使用120目篩網(wǎng)過濾出料；然后，在漿料中加入市售有機(jī)硅化合物ADP 1.0g，上高速攪拌分散30min，高速攪拌的轉(zhuǎn)速：1000轉(zhuǎn)/分，使用200目的篩網(wǎng)過濾出料，制得耐高溫?zé)徂D(zhuǎn)印卷材涂料甲組分，裝罐備用。

稱取22.1g KH-550加入到三口燒瓶中，常溫攪拌；再稱取23.7g KH-560，使用滴液漏斗緩慢加入到燒瓶中，控制滴加速度，30min滴完，反應(yīng)溫度不超過30℃，反應(yīng)6h后出料，制得耐高溫?zé)徂D(zhuǎn)印卷材涂料固化劑，單獨(dú)包裝，備用。

使用蘸有二甲苯和乙醇的無紡布先后擦拭聚酰亞胺薄膜表面，待溶劑揮發(fā)完全后，稱取甲組分20g，固化劑0.2g，攪拌均勻后靜置10min；使用10mm線棒刮涂于聚酰亞胺薄膜上，然后，迅速轉(zhuǎn)移至180℃的烘箱中烘烤5min取出。

經(jīng)檢測，漆膜的厚度為10μm，T彎為0T，表面張力為38dyn/cm，400℃*2h后色差值為0.30，使用3M-600膠帶拉不掉漆膜。

實(shí)施例2

稱取硼酸鋅5.0g，金紅石型鈦白粉10.0g，滑石粉7.0g，高嶺土2.0g，正丁醇10.0g，二甲苯20.0g，混合二元酸酯15.0g，W-1053甲基苯有機(jī)硅樹脂30.0g；攪拌均勻后浸泡20h；將浸泡好的漿料加入球磨機(jī)進(jìn)行研磨分散，用刮板細(xì)度計測得細(xì)度≤15μm后，使用120目篩網(wǎng)過濾出料；然后，在漿料中加入1.0g有機(jī)硅化合物ADP，上高速攪拌分散40min，高速攪拌的轉(zhuǎn)速：3000轉(zhuǎn)/分，使用200目的篩網(wǎng)過濾出料，制得耐高溫?zé)徂D(zhuǎn)印卷材涂料甲組分，裝罐備用。

稱取22.1g的KH-550加入到三口燒瓶中，常溫攪拌；再稱取30.1g的KH-560，使用滴液漏斗緩慢加入到燒瓶中；控制滴加速度，40min滴完，反應(yīng)溫度不超過30℃，反應(yīng)7h后出料，制得耐高溫?zé)徂D(zhuǎn)印卷材涂料固化劑，單獨(dú)包裝，備用。

使用蘸有二甲苯和乙醇的無紡布先后擦拭聚酰亞胺薄膜表面，待溶劑揮發(fā)完全后，稱取涂料甲組分20g，固化劑0.2g，攪拌均勻后靜置10min。使用10mm線棒刮涂于聚酰亞胺薄膜上，然后，迅速轉(zhuǎn)移至180℃的烘箱中烘烤3min取出。

經(jīng)檢測，漆膜的厚度為15μm，T彎為0T，表面張力為40dyn/cm，400℃*2h后色差值為0.29，使用3M-600膠帶拉不掉漆膜。

實(shí)施例3

稱取氧化鋯2.0g，金紅石型鈦白粉10.0g，沉淀硫酸鋇7.0g，硅酸鋁2.5g，甲苯5.0g，正丁醇3.0g，二甲苯16.0g，混合二元酸酯13.0g，DC-805甲基苯有機(jī)硅樹脂40.0g；攪拌均勻后浸泡12h；將浸泡好的漿料加入球磨機(jī)進(jìn)行研磨分散，用刮板細(xì)度計測得細(xì)度≤15μm后，使用120目篩網(wǎng)過濾出料。然后，在漿料中加入1.5g有機(jī)硅交聯(lián)劑9300，上高速攪拌分散50min，高速攪拌的轉(zhuǎn)速：2500轉(zhuǎn)/分，使用200目的篩網(wǎng)過濾出料，制得耐高溫?zé)徂D(zhuǎn)印卷材涂料甲組分，裝罐備用。

稱取22.1g的KH-550加入到三口燒瓶中，常溫攪拌；再稱取40.3g的KH-560，使用滴液漏斗緩慢加入到燒瓶中；控制滴加速度，50min滴完，反應(yīng)溫度不超過30℃，反應(yīng)8h后出料，制得耐高溫?zé)徂D(zhuǎn)印卷材涂料固化劑，單獨(dú)包裝，備用。

使用蘸有二甲苯和乙醇的無紡布先后擦拭聚酰亞胺薄膜表面，待溶劑揮發(fā)完全后，稱取涂料甲組分20g，固化劑0.4g，攪拌均勻后靜置10min。使用10mm線棒刮涂于聚酰亞胺薄膜上，然后，迅速轉(zhuǎn)移至200℃的烘箱中烘烤4min取出。

經(jīng)檢測，漆膜的厚度為11μm，T彎為0T，表面張力為44dyn/cm，400℃*2h后色差值為0.25，使用3M-600膠帶拉不掉漆膜。

實(shí)施例4

稱取氧化鋅7.0g，金紅石型鈦白粉8.0g，云母粉10.0g，高嶺土3.0g，甲苯5.0g，二甲苯9.0g，混合二元酸酯6.0g，W-1053甲基苯有機(jī)硅樹脂50.0g；攪拌均勻后浸泡16h；將浸泡好的漿料加入球磨機(jī)進(jìn)行研磨分散，用刮板細(xì)度計測得細(xì)度≤15μm后，使用120目篩網(wǎng)過濾出料。然后，在漿料中加入2.0g carity-130，上高速攪拌分散60min，高速攪拌的轉(zhuǎn)速：2000轉(zhuǎn)/分，使用200目的篩網(wǎng)過濾出料，制得耐高溫?zé)徂D(zhuǎn)印卷材涂料甲組分，裝罐備用。

稱取22.1g的KH-550加入到三口燒瓶中，常溫攪拌；再稱取47.2g的KH-560，使用滴液漏斗緩慢加入到燒瓶中；控制滴加速度，60min滴完，反應(yīng)溫度不超過30℃，反應(yīng)8h后出料，制得耐高溫?zé)徂D(zhuǎn)印卷材涂料固化劑，單獨(dú)包裝，備用。

使用蘸有二甲苯和乙醇的無紡布先后擦拭聚酰亞胺薄膜表面，待溶劑揮發(fā)完全后，稱取涂料甲組分20g，固化劑0.6g，攪拌均勻后靜置10min。使用10mm線棒刮涂于聚酰亞胺薄膜上，然后，迅速轉(zhuǎn)移至220℃的烘箱中烘烤3min取出。

經(jīng)檢測，漆膜的厚度為8μm，T彎為0T，表面張力為46dyn/cm，400℃*2h后色差值為0.21，使用3M-600膠帶拉不掉漆膜。