本发明属于材料领域，具体涉及一种涂覆于聚酰亚胺薄膜表面的耐高温卷材涂料及其制备方法和应用。
背景技术：
热转印属于特种印刷，近几年来有着突飞猛进的发展，其主要特点是转印图象色彩鲜艳，层次丰富，其效果可与印刷相媲美。与印刷不同之处在于，热转印是在高温下使热转印油墨受热升华，渗入物体表面，凝华后即形成色彩亮丽的图象。所以，热转印产品经久耐用，图象不会脱落、龟裂和褪色。热转印涂层是一种耐高温，并且能够在其表面印刷各种颜色油墨的特殊涂料，专门用于热转印底膜涂装。热转印涂料的面世意味着热转印技术在生活中的应用将无限广泛，涂层可以直接而简便喷涂于任何材料上，大大降低了生产成本，使制作程序更为简捷便利，不再受运输、地域及材料等因素的限制，真正实现热转印技术的个性化应用。
卷材涂料是通过辊涂作业的方法，将涂料涂覆于卷材的表面，然后制成预涂卷材(彩涂板)，具有外表美观、漆膜均匀、色彩艳丽、强度高、加工成型方便等优点，而且可以降低成本，同时涂料利用率基本上达到100％，从而减少了污染；卷材涂料对所占地面空间的要求较低，建设投资低；大多数情况下，卷材涂料的溶剂已经被焚烧掉，因而减少了火灾和毒性危害，降低了VOC的排放。因此，卷材涂料获得了广泛的认可和应用。
热转印涂料主要应用于陶瓷、石材、金属材料等，一般具有较高的颜基比，高的表面张力，耐温性能良好，但是力学性能不佳，无法用于薄膜材料类卷材上来实现热转印。当聚酰亚胺薄膜用于包装材料时，为满足热转印技术需求需要涂覆一层具有耐高温防护作用的白色卷材涂料。该涂料在具备卷材涂料各种性能的同时，还要求具有高的耐温性和较高的表面张力。而采用常规的有机硅树脂体系时，涂膜的力学性能良好，但表面张力较低，纯有机硅树脂的表面张力在24dyn/cm左右，制成物理机械性能良好的卷材涂料后，其表面张力只能到30dyn/cm左右，而油墨的表面张力范围在30～36dyn/cm，这就使油墨无法通过热转印技术均匀地铺展在涂膜表面。
因此，迫切需要开发具有耐高温、优良表面张力的卷材涂料以涂覆于聚酰亚胺薄膜等卷材表面来实现卷材的热转印。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种涂覆于聚酰亚胺薄膜表面的耐高温卷材涂料及其制备方法和应用，解决常规卷材涂料无法实现耐高温和热转印的问题以及常规热转印涂料无法应用于卷材表面的问题。
为达到上述目的，本发明的主要技术方案如下：
一种涂覆于聚酰亚胺薄膜表面的耐高温卷材涂料，其包括甲组分和固化剂，固化剂占甲组分总质量的0.5～3.0％；
所述甲组分包含如下成分，以质量百分数计：
其中，所述固化剂为自制的低分子聚合物，具体制备工艺如下：将γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)加入到三口烧瓶中，常温搅拌；再将3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)使用滴液漏斗加入到烧瓶中，控制滴加速度保证3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷在0.5～1.0h滴完，使反应温度不超过30℃，反应6～8h后出料，即得到固化剂；其中，KH-560与KH-550的摩尔比为1.0～2.0：1。
所述的基体树脂是甲基苯基有机硅树脂，其固体含量为45～55％；所述的耐高温填料是金红石型钛白粉、硼酸锌、氧化锌、氧化锑、氧化锆、氧化钙中的一种或一种以上；所述的体质填料是沉淀硫酸钡、锌钡白、滑石粉、云母粉中的一种或一种以上；所述的表面张力促进剂是硅酸铝、高岭土中的一种或两种；所述的附着力促进剂是有机硅化合物ADP，carity-130、有机硅交联剂9300中的一种或几种；所述的稀释剂是甲苯、环己酮、正丁醇、二甲苯和混合二元酸酯中的至少三种的混合液。
优选的，所述的甲基苯基有机硅树脂为DC-805或W-1053。
优选的，本发明所述涂覆于聚酰亚胺薄膜表面的耐高温卷材涂料，其包括甲组分和固化剂，固化剂占甲组分总质量的0.5～3.0％；所述甲组分包含20.0～50.0％甲基苯基有机硅树脂，10.0～15.0％金红石型钛白粉，5.0～10.0％沉淀硫酸钡，1.0～3.0％硅酸铝，1.0～2.0％有机硅化合物ADP，20.0～63.0％甲苯、二甲苯和混合二元酸酯的混合液，以质量百分数计。
常规热转印涂料单纯靠提高粉料(耐高温填料和体质填料)的用量来实现表面张力的提高，但会影响漆膜的机械性能；或者通过加入较大量的有机树脂来提高表面张力，但会影响漆膜的耐温性。本发明首次创造性地将硅酸铝、高岭土应用到卷材涂料中，主要作用是调节漆膜的表面张力，对漆膜表面最终能实现热转印起到决定性作用。本发明采用所述表面张力促进剂可以在其加入量很少的情况下，显著提高漆膜的表面张力，同时，硅酸铝、高岭土本身耐温性好，也不会因为加入量过大而影响漆膜的耐温性能。
本发明中，所述基体树脂作用是在涂料中主要起成膜作用，并用于粘附各种固体填料，对漆膜的耐温性具有明显地提高作用；所述耐高温填料在涂料中主要作用是提高涂料的耐温性以及增加漆膜的遮盖力，同时可起到调节漆液状态的作用；所述体质填料是在涂料中主要起填充作用，并起到降低成本的作用；所述附着力促进剂是在涂料中的作用是提高漆膜的附着力。
常规固化剂的活性官能团数目为3个，导致高温烘烤完全固化的时间偏长，180℃条件下需要30min左右，220℃条件下需要15min左右，这使得涂装卷材的能耗大、周期长，成本偏高。
本发明制备的所述固化剂在涂料中的作用是固化基体树脂，实现在180～220℃、3～5min条件下使漆膜固化完全的目的，解决了常规固化剂不能快速、完全固化的技术问题。同时，本发明所述固化剂的活性官能团数目为6～9个，比常规固化剂的活性官能团要多，不但烘烤固化的时间缩短，而且漆膜固化后的交联密度高，使得漆膜的耐温性也有所提高。
本发明所述涂覆于聚酰亚胺薄膜表面的耐高温卷材涂料的制备方法，其包括：
所述甲组分的制备方法，包括如下步骤：
1)按上述配方配置各组分，首先将耐高温填料、体质填料、表面张力促进剂和稀释剂混合，然后加入基体树脂，搅拌均匀后浸泡10～24h得到浆料；
2)将步骤1)制得的浆料送入球磨机，研磨分散，测量涂料细度≤15μm后，停止分散，并用120目筛网过滤出料；
3)在步骤2)研磨分散好的浆料中加入附着力促进剂，进行高速搅拌再分散，高速搅拌的转速：1000～3000转/分，时间0.5～1h；把分散后的漆液用200目的筛网过滤后得到甲组分，装罐备用；
所述固化剂的制备方法，包括如下步骤：将γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)加入到三口烧瓶中，常温搅拌；再将3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)使用滴液漏斗加入到烧瓶中，控制滴加速度保证KH-560在0.5～1.0h滴完，使反应温度不超过30℃，反应6～8h后出料，即得到固化剂；其中，KH-560与KH-550的摩尔比为1.0～2.0：1。
本发明还提供所述涂覆于聚酰亚胺薄膜表面的耐高温卷材涂料用于在聚酰亚胺薄膜上的热转印。
本发明所述甲组分和固化剂制备完成后单独包装，备用，使用时现配现用。按照固化剂占甲组分总质量的0.5～3.0％进行配置混合，搅拌均匀后，静置10～20min；静置好的涂料刮涂于除油、除尘处理后的聚酰亚胺薄膜表面得到漆膜，将凃有漆模的聚酰亚胺薄膜置于180～220℃的烘箱中进行烘烤，烘烤3～5min即可完全固化；漆模完全固化后可通过热转印技术完成聚酰亚胺薄膜卷材表面印刷。
本发明的有益效果：
本发明所述耐高温卷材涂料涂覆在聚酰亚胺薄膜表面所得漆膜具有良好的物理机械性能，并具有较好的耐温性和高的表面张力，具体性能指标是：漆膜的厚度为7～15μm，T弯为0T，表面张力：≥38dyn/cm，耐温性：400℃*2h后色差值≤0.3，附着力：使用3M-600胶带拉不掉漆膜，完全满足涂覆热转印油墨的需求。
具体实施方式
以下结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的内容并不限于此。
实施例1
称取金红石型钛白粉10.0g，沉淀硫酸钡5.0g，硅酸铝1.0g，甲苯20.0g，二甲苯23.0，混合二元酸酯20.0g，DC-805甲基苯有机硅树脂20.0g；搅拌均匀后浸泡24h得到浆料；将浸泡好的浆料加入球磨机进行研磨分散，用刮板细度计测得细度≤15μm后，使用120目筛网过滤出料；然后，在浆料中加入市售有机硅化合物ADP 1.0g，上高速搅拌分散30min，高速搅拌的转速：1000转/分，使用200目的筛网过滤出料，制得耐高温热转印卷材涂料甲组分，装罐备用。
称取22.1g KH-550加入到三口烧瓶中，常温搅拌；再称取23.7g KH-560，使用滴液漏斗缓慢加入到烧瓶中，控制滴加速度，30min滴完，反应温度不超过30℃，反应6h后出料，制得耐高温热转印卷材涂料固化剂，单独包装，备用。
使用蘸有二甲苯和乙醇的无纺布先后擦拭聚酰亚胺薄膜表面，待溶剂挥发完全后，称取甲组分20g，固化剂0.2g，搅拌均匀后静置10min；使用10mm线棒刮涂于聚酰亚胺薄膜上，然后，迅速转移至180℃的烘箱中烘烤5min取出。
经检测，漆膜的厚度为10μm，T弯为0T，表面张力为38dyn/cm，400℃*2h后色差值为0.30，使用3M-600胶带拉不掉漆膜。
实施例2
称取硼酸锌5.0g，金红石型钛白粉10.0g，滑石粉7.0g，高岭土2.0g，正丁醇10.0g，二甲苯20.0g，混合二元酸酯15.0g，W-1053甲基苯有机硅树脂30.0g；搅拌均匀后浸泡20h；将浸泡好的浆料加入球磨机进行研磨分散，用刮板细度计测得细度≤15μm后，使用120目筛网过滤出料；然后，在浆料中加入1.0g有机硅化合物ADP，上高速搅拌分散40min，高速搅拌的转速：3000转/分，使用200目的筛网过滤出料，制得耐高温热转印卷材涂料甲组分，装罐备用。
称取22.1g的KH-550加入到三口烧瓶中，常温搅拌；再称取30.1g的KH-560，使用滴液漏斗缓慢加入到烧瓶中；控制滴加速度，40min滴完，反应温度不超过30℃，反应7h后出料，制得耐高温热转印卷材涂料固化剂，单独包装，备用。
使用蘸有二甲苯和乙醇的无纺布先后擦拭聚酰亚胺薄膜表面，待溶剂挥发完全后，称取涂料甲组分20g，固化剂0.2g，搅拌均匀后静置10min。使用10mm线棒刮涂于聚酰亚胺薄膜上，然后，迅速转移至180℃的烘箱中烘烤3min取出。
经检测，漆膜的厚度为15μm，T弯为0T，表面张力为40dyn/cm，400℃*2h后色差值为0.29，使用3M-600胶带拉不掉漆膜。
实施例3
称取氧化锆2.0g，金红石型钛白粉10.0g，沉淀硫酸钡7.0g，硅酸铝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甲基苯有机硅树脂40.0g；搅拌均匀后浸泡12h；将浸泡好的浆料加入球磨机进行研磨分散，用刮板细度计测得细度≤15μm后，使用120目筛网过滤出料。然后，在浆料中加入1.5g有机硅交联剂9300，上高速搅拌分散50min，高速搅拌的转速：2500转/分，使用200目的筛网过滤出料，制得耐高温热转印卷材涂料甲组分，装罐备用。
称取22.1g的KH-550加入到三口烧瓶中，常温搅拌；再称取40.3g的KH-560，使用滴液漏斗缓慢加入到烧瓶中；控制滴加速度，50min滴完，反应温度不超过30℃，反应8h后出料，制得耐高温热转印卷材涂料固化剂，单独包装，备用。
使用蘸有二甲苯和乙醇的无纺布先后擦拭聚酰亚胺薄膜表面，待溶剂挥发完全后，称取涂料甲组分20g，固化剂0.4g，搅拌均匀后静置10min。使用10mm线棒刮涂于聚酰亚胺薄膜上，然后，迅速转移至200℃的烘箱中烘烤4min取出。
经检测，漆膜的厚度为11μm，T弯为0T，表面张力为44dyn/cm，400℃*2h后色差值为0.25，使用3M-600胶带拉不掉漆膜。
实施例4
称取氧化锌7.0g，金红石型钛白粉8.0g，云母粉10.0g，高岭土3.0g，甲苯5.0g，二甲苯9.0g，混合二元酸酯6.0g，W-1053甲基苯有机硅树脂50.0g；搅拌均匀后浸泡16h；将浸泡好的浆料加入球磨机进行研磨分散，用刮板细度计测得细度≤15μm后，使用120目筛网过滤出料。然后，在浆料中加入2.0g carity-130，上高速搅拌分散60min，高速搅拌的转速：2000转/分，使用200目的筛网过滤出料，制得耐高温热转印卷材涂料甲组分，装罐备用。
称取22.1g的KH-550加入到三口烧瓶中，常温搅拌；再称取47.2g的KH-560，使用滴液漏斗缓慢加入到烧瓶中；控制滴加速度，60min滴完，反应温度不超过30℃，反应8h后出料，制得耐高温热转印卷材涂料固化剂，单独包装，备用。
使用蘸有二甲苯和乙醇的无纺布先后擦拭聚酰亚胺薄膜表面，待溶剂挥发完全后，称取涂料甲组分20g，固化剂0.6g，搅拌均匀后静置10min。使用10mm线棒刮涂于聚酰亚胺薄膜上，然后，迅速转移至220℃的烘箱中烘烤3min取出。
经检测，漆膜的厚度为8μm，T弯为0T，表面张力为46dyn/cm，400℃*2h后色差值为0.21，使用3M-600胶带拉不掉漆膜。