本发明涉及热转印碳带相关材料领域，尤其是一种热转印碳带耐热背涂材料及其制备方法和应用。
背景技术：
感热式数码打印机通过热转印技术，将所需信息转印至指定基材上，形成特定信息载体，如文字，数字，二维码等。热转印技术因其优异的适用性，无论是航空航天，航海深潜，军事军工等高尖领域，还是食品包装，服饰标签，交通运输等商用民用领域，都有着极为广泛的应用。
热转印碳带是热转印打印机运行过程中的核心组成部分，由耐热背涂层、pet基膜层、离型层、油墨层四部分组成，在热转印打印机运行时，打印头的加热元件会产生瞬间的高温作用在热转印碳带上，使碳带上的油墨转印至指定基材上。因打印头运行时会产生瞬时高温，并且打印机两侧转动轴会对碳带施加一定拉力，在二者共同作用下，碳带极易出现破裂或融化变形。因此，为了保证碳带能够在高温及外加拉力的打印环境下正常使用，必须在碳带的内侧涂布一层耐热背涂层，以保护碳带在高温和外加拉力下不发生破裂或变形。该耐热涂层首先要具有足够的耐热性，以保护基膜在打印头的瞬时高温下不会发生融化变形；其次需要具有一定的爽滑性，使打印机在运行时碳带能够以高速流畅地划过打印头，不仅能够有效降低噪音，还能够保护打印头，减少磨损，延长打印头使用寿命；最后，背涂层需要有良好的附着力，在烘箱烘干以及划过打印头受打印头刮擦时不会发生脱落，避免造成碳带性能降低以及打印头污染。
近年来，关于热转印碳带耐高温，耐水洗，环保等方面的新发明层出不穷，发明专利《一种条码碳带用背涂材料及其制备方法和应用》(cn202010181315.6)报道了一种条码碳带用背涂材料，这种条码碳带背涂材料通过将含有甲基丙烯酸基团的聚醚改性硅油、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸、催化剂和水混合，进行乳化聚合反应从而获得，使用水作为溶剂，避免大气污染，同时又具有良好的耐热性，爽滑性与附着性。发明专利《有机硅改性丙烯酸酯乳液及其制备方法、热转印背涂液、热转印碳带背涂层及碳带》(cn201910669619.4)，报道了一种由有机硅改性丙烯酸酯乳液稀释得到的碳带背涂材料，通过将丙烯酸酯单体和有机硅改性丙烯酸酯单体溶解于有机溶剂中，加入引发剂，从而使两种单体发生聚合反应，以获得有机硅改性丙烯酸酯乳液，再将乳液稀释，最终获得所需碳带背涂液，通过该方法制得的背涂液能够缓解现有有机硅树脂体系固化温度高，与基材的附着力差及使用寿命短的技术问题。发明专利《一种环保水性热转印碳带及其制备方法》(cn202010411129.7)，报道了一种环保水性热转印碳带及其制备方法，该背涂层材料由添加有二氧化硅粉体的自交联丙烯酸树脂涂料固化而成，由于使用的溶剂是水而不是氯仿，甲苯等有机溶剂，因而能够有效降低成本，避免由于溶剂挥发造成的环境污染，甚至火灾。发明专利《一种离子液体改性型条码碳带背涂层涂料及其制备方法》(cn201810674167.4)，报道了一种离子液体改性型条码碳带背涂层涂料，通过将硅烷偶联剂单体，有机硅和有机溶剂在反应釜中进行回流反应，再向其中滴加由丙烯酸酯类单体、含双键的离子液体、催化剂以及有机溶剂的混合添加料，从而获得成品背涂层涂料，该方法解决了共混掺入表面活性剂类抗静电剂存在的背涂层的耐热性和稳定性变差，掺杂的表面活性剂易缓慢迁移造成背涂层隔离效果变差等问题，成分简单，成膜均匀。但是，总的来说，碳带耐热性，耐溶剂，耐刮擦等性能依旧有问题需要解决，碳带的各项性能依旧有着很大的发展空间。因此，需要设计一种热转印碳带耐热背涂材料及其制备方法和应用。
技术实现要素：
为了克服现有技术中的缺陷，提供一种热转印碳带耐热背涂材料及其制备方法和应用。
本发明通过下述方案实现：
一种热转印碳带耐热背涂材料，以质量份计算，该材料包括聚偏氟乙烯树脂2～4份、二甲基硅油190～220份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷19～22份、二月桂酸二丁基锡6份、有机溶剂5600～6600份。
所述有机溶剂为二甲苯、氯仿和环己酮中的一种或数种。
一种热转印碳带耐热涂层材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)以质量份计算，称取二甲基硅油190～220份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷19～22份、有机溶剂5600～6600份，在室温下搅拌15-35小时，获得二甲基硅油溶液；
(2)在步骤(1)所得二甲基硅油溶液中加入有机溶剂5600～6600份以及聚偏氟乙烯树脂2～4份并搅拌4～6小时，获得聚偏氟乙烯树脂的有机溶液；
(3)对步骤(2)所得的聚偏氟乙烯树脂的有机溶液使用超声仪器进行超声处理1～3小时；
(4)称取二月桂酸二丁基锡6份加入到步骤(3)所得溶液中，搅拌5～15分钟得到热转印碳带耐热涂层材料成品。
所述有机溶剂为二甲苯、氯仿和环己酮中的一种或数种。
一种热转印碳带耐热涂层材料的应用，将所述热转印碳带耐热涂层材料制备热转印碳带成品，其具体的制备方法包括以下步骤：
步骤一、通过传输辊将pet基膜以恒定速度运输至网线辊，利用网线辊将所述热转印碳带耐热涂层材料均匀涂布于pet基膜表面，外侧以固定辊固定pet基膜。
步骤二、通过固定式刮刀去除pet基膜表面多余的热转印碳带耐热涂层材料，保证各部位热转印碳带耐热涂层材料的厚度保持一致；
步骤三、通过传输辊将涂布完热转印碳带耐热涂层材料的pet基膜送入烘箱烘干，并再进行涂覆油墨，最终获得未经切割的热转印碳带成品。
在步骤三中，所述pet基膜在烘箱中的运动速度为280～300米/分钟，烘箱的烘干温度为105～115℃。
本发明的有益效果为：
(1)通过加入聚偏氟乙烯树脂，可以破坏二甲基硅油的螺旋结构，使以二甲基硅油为主成分制得的耐热背涂材料耐热性得到显著提高，从而使涂布了该耐热背涂材料的碳带能够在更高的打印温度下使用。
(2)聚偏氟乙烯树脂溶于有机溶剂中所制备的背涂材料无刺激性气味，成分简单，流动性好，成膜均匀，并且有着良好的爽滑性。
(3)本发明生产工艺简单，原料成本低廉，在提高碳带耐热性的同时兼顾成本，符合工厂大规模工业化生产要求。
具体实施方式
下面对本发明优选的实施例进一步说明：
一种热转印碳带耐热背涂材料，以质量份计算，该材料包括聚偏氟乙烯树脂2～4份、二甲基硅油190～220份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷19～22份、二月桂酸二丁基锡6份、有机溶剂5600～6600份。
所述有机溶剂为二甲苯、氯仿和环己酮中的一种或数种。
一种热转印碳带耐热涂层材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)以质量份计算，称取二甲基硅油190～220份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷19～22份、有机溶剂5600～6600份，在室温下搅拌15-35小时，获得二甲基硅油溶液；
(2)在步骤(1)所得二甲基硅油溶液中加入有机溶剂5600～6600份以及聚偏氟乙烯树脂2～4份并搅拌4～6小时，获得聚偏氟乙烯树脂的有机溶液；
(3)对步骤(2)所得的聚偏氟乙烯树脂的有机溶液使用超声仪器进行超声处理1～3小时；
(4)称取二月桂酸二丁基锡6份加入到步骤(3)所得溶液中，搅拌5～15分钟得到热转印碳带耐热涂层材料成品。
所述有机溶剂为二甲苯、氯仿和环己酮中的一种或数种。
一种热转印碳带耐热涂层材料的应用，将所述热转印碳带耐热涂层材料制备热转印碳带成品，其具体的制备方法包括以下步骤：
步骤一、通过传输辊将pet基膜以恒定速度运输至网线辊，利用网线辊将所述热转印碳带耐热涂层材料均匀涂布于pet基膜表面，外侧以固定辊固定pet基膜。
步骤二、通过固定式刮刀去除pet基膜表面多余的热转印碳带耐热涂层材料，保证各部位热转印碳带耐热涂层材料的厚度保持一致；
步骤三、通过传输辊将涂布完热转印碳带耐热涂层材料的pet基膜送入烘箱烘干，并再进行涂覆油墨，最终获得未经切割的热转印碳带成品。
在步骤三中，所述pet基膜在烘箱中的运动速度为280～300米/分钟，烘箱的烘干温度为105～115℃。
本发明一种热转印碳带耐热背涂材料及其制备方法和应用，通过将聚偏氟乙烯树脂均匀分散在二甲基硅油中，因聚偏氟乙烯树脂对硅油中的自由基有稳定作用，不易被氧化，因此能够抑制侧基的氧化，提高硅油耐热性，且能够在硅氧链上形成位阻，使主链较难成环降解，从而进一步提高硅油的热稳定性，可以使碳带在西铁城打印机s621c设定的第27温阶下稳定有效打印，超过了日本进口大日本印刷株式会社(dnp)的耐高温性能(西铁城打印机s621c中设定的第25温阶)。本申请中，西铁城打印机s621c等设备的性能参数等为公知技术，在此不再赘述。
下面结合具体的实施例对本申请做进一步阐述：
实施例1
一种热转印碳带耐热背涂材料的制备方法(有机溶剂为二甲苯)：
(1)称取二甲基硅油190g，甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷19g，二甲苯1900g，在室温下搅拌25小时，获得二甲基硅油溶液；
(2)在步骤(1)所得溶液中加入二甲苯4000g以及聚偏氟乙烯树脂2g并搅拌4小时，获得聚偏氟乙烯树脂的有机溶液；
(3)将步骤(2)所得溶液放入超声仪器中超声1小时；
(4)称取二月桂酸二丁基锡6g加入到步骤(3)所得溶液中，搅拌5分钟得到所述热转印碳带用耐热背涂材料。
将实施例1所制备的热转印碳带耐热涂层材料成品应用到的热转印碳带成品的生产工艺中，其具体的制备方法包括以下步骤：
步骤一、通过传输辊将pet基膜以恒定速度运输至网线辊，利用网线辊将所述热转印碳带耐热涂层材料均匀涂布于pet基膜表面，外侧以固定辊固定pet基膜。
步骤二、通过固定式刮刀去除pet基膜表面多余的热转印碳带耐热涂层材料，保证各部位热转印碳带耐热涂层材料的厚度保持一致；
步骤三、通过传输辊将涂布完热转印碳带耐热涂层材料的pet基膜送入烘箱烘干，并再进行涂覆油墨，最终获得未经切割的热转印碳带成品。
在步骤三中，所述pet基膜在烘箱中的运动速度为295米/分钟，烘箱的烘干温度为110℃。
在打印图案为全黑并且长时间无间断打印的条件下，所得热转印碳带成品可以在西铁城打印机s621c的第27温阶下正常有效打印，标签上黑色图案转印完整，无缺陷区域，碳带基膜无破裂与软化变形情况出现，可在承受一定外力的情况下保持完整不发生断裂，长时间无间断条件下分均约可打印71张。
实施例2
一种热转印碳带耐热背涂材料的制备方法(有机溶剂为氯仿)：
(1)称取二甲基硅油200g，甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷20g，二甲苯2000g，在室温下搅拌28小时，获得二甲基硅油溶液；
(2)在步骤(1)所得溶液中加入二甲苯4100g以及聚偏氟乙烯树脂2g并搅拌5小时，获得聚偏氟乙烯树脂的有机溶液；
(3)将步骤(2)所得溶液放入超声仪器中超声1.5小时；
(4)称取二月桂酸二丁基锡6g加入到步骤(3)所得溶液中，搅拌10分钟得到所述热转印碳带用耐热背涂材料。
将实施例2所制备的热转印碳带耐热涂层材料成品应用到的热转印碳带成品的生产工艺中，其具体的制备方法包括以下步骤：
步骤一、通过传输辊将pet基膜以恒定速度运输至网线辊，利用网线辊将所述热转印碳带耐热涂层材料均匀涂布于pet基膜表面，外侧以固定辊固定pet基膜。
步骤二、通过固定式刮刀去除pet基膜表面多余的热转印碳带耐热涂层材料，保证各部位热转印碳带耐热涂层材料的厚度保持一致；
步骤三、通过传输辊将涂布完热转印碳带耐热涂层材料的pet基膜送入烘箱烘干，并再进行涂覆油墨，最终获得未经切割的热转印碳带成品。
在步骤三中，所述pet基膜在烘箱中的运动速度为280米/分钟，烘箱的烘干温度为105℃。
在打印图案为全黑并且长时间无间断打印的条件下，所得热转印碳带成品可以在西铁城打印机s621c的第26温阶下正常有效打印，标签上黑色图案转印完整，无缺陷区域，碳带基膜无破裂与软化变形情况出现，可在承受一定外力的情况下保持完整不发生断裂，长时间无间断条件下分均约可打印69张。
实施例3
一种热转印碳带耐热背涂材料的制备方法(有机溶剂为环己酮)：
(1)称取二甲基硅油210g，甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷21g，二甲苯2100g，在室温下搅拌25小时，获得二甲基硅油溶液；
(2)在步骤(1)所得溶液中加入二甲苯3900g以及聚偏氟乙烯树脂3g并搅拌4.5小时，获得聚偏氟乙烯树脂的有机溶液；
(3)将步骤(2)所得溶液放入超声仪器中超声2小时；
(4)称取二月桂酸二丁基锡6g加入到步骤(3)所得溶液中，搅拌5分钟得到所述热转印碳带用耐热背涂材料。
将实施例3所制备的热转印碳带耐热涂层材料成品应用到的热转印碳带成品的生产工艺中，其具体的制备方法包括以下步骤：
步骤一、通过传输辊将pet基膜以恒定速度运输至网线辊，利用网线辊将所述热转印碳带耐热涂层材料均匀涂布于pet基膜表面，外侧以固定辊固定pet基膜。
步骤二、通过固定式刮刀去除pet基膜表面多余的热转印碳带耐热涂层材料，保证各部位热转印碳带耐热涂层材料的厚度保持一致；
步骤三、通过传输辊将涂布完热转印碳带耐热涂层材料的pet基膜送入烘箱烘干，并再进行涂覆油墨，最终获得未经切割的热转印碳带成品。
在步骤三中，所述pet基膜在烘箱中的运动速度为300米/分钟，烘箱的烘干温度为115℃。
在打印图案为全黑并且长时间无间断打印的条件下，所得热转印碳带成品可以在西铁城打印机s621c的第26温阶下正常有效打印，标签上黑色图案转印完整，无缺陷区域，碳带基膜无破裂与软化变形情况出现，可在承受一定外力的情况下保持完整不发生断裂，长时间无间断条件下分均约可打印70张。
实施例4
一种热转印碳带耐热背涂材料的制备方法(有机溶剂为氯仿和环己酮)：
(1)称取二甲基硅油200g，甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷20g，氯仿1000g，环己酮1000g，在室温下搅拌20小时，获得二甲基硅油溶液；
(2)在步骤(1)所得溶液中加入氯仿2000g，环己酮2000g以及聚偏氟乙烯树脂4g并搅拌5.5小时，获得聚偏氟乙烯树脂的有机溶液；
(3)将步骤(2)所得溶液放入超声仪器中超声2小时；
(4)称取二月桂酸二丁基锡6g加入到步骤(3)所得溶液中，搅拌15分钟得到所述热转印碳带用耐热背涂材料。
将实施例4所制备的热转印碳带耐热涂层材料成品应用到的热转印碳带成品的生产工艺中，其具体的制备方法包括以下步骤：
步骤一、通过传输辊将pet基膜以恒定速度运输至网线辊，利用网线辊将所述热转印碳带耐热涂层材料均匀涂布于pet基膜表面，外侧以固定辊固定pet基膜。
步骤二、通过固定式刮刀去除pet基膜表面多余的热转印碳带耐热涂层材料，保证各部位热转印碳带耐热涂层材料的厚度保持一致；
步骤三、通过传输辊将涂布完热转印碳带耐热涂层材料的pet基膜送入烘箱烘干，并再进行涂覆油墨，最终获得未经切割的热转印碳带成品。
在步骤三中，所述pet基膜在烘箱中的运动速度为295米/分钟，烘箱的烘干温度为110℃。
在打印图案为全黑并且长时间无间断打印的条件下，所得热转印碳带成品可以在西铁城打印机s621c的第26温阶下正常有效打印，标签上黑色图案转印完整，无缺陷区域，碳带基膜无破裂与软化变形情况出现，可在承受一定外力的情况下保持完整不发生断裂，长时间无间断条件下分均约可打印68张。
实施例5
一种热转印碳带耐热背涂材料的制备方法(有机溶剂为二甲苯和氯仿)：
(1)称取二甲基硅油220g，甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷22g，二甲苯1000g，氯仿1000g，在室温下搅拌35小时，获得二甲基硅油溶液；
(2)在步骤(1)所得溶液中加入二甲苯2000g，氯仿2000g以及聚偏氟乙烯树脂3g并搅拌6小时，获得聚偏氟乙烯树脂的有机溶液；
(3)将步骤(2)所得溶液放入超声仪器中超声1.5小时；
(4)称取二月桂酸二丁基锡6g加入到步骤(3)所得溶液中，搅拌15分钟得到所述热转印碳带用耐热背涂材料。
将实施例5所制备的热转印碳带耐热涂层材料成品应用到的热转印碳带成品的生产工艺中，其具体的制备方法包括以下步骤：
步骤一、通过传输辊将pet基膜以恒定速度运输至网线辊，利用网线辊将所述热转印碳带耐热涂层材料均匀涂布于pet基膜表面，外侧以固定辊固定pet基膜。
步骤二、通过固定式刮刀去除pet基膜表面多余的热转印碳带耐热涂层材料，保证各部位热转印碳带耐热涂层材料的厚度保持一致；
步骤三、通过传输辊将涂布完热转印碳带耐热涂层材料的pet基膜送入烘箱烘干，并再进行涂覆油墨，最终获得未经切割的热转印碳带成品。
在步骤三中，所述pet基膜在烘箱中的运动速度为295米/分钟，烘箱的烘干温度为110℃。
在打印图案为全黑并且长时间无间断打印的条件下，所得热转印碳带成品可以在西铁城打印机s621c的第27温阶下正常有效打印，标签上黑色图案转印完整，无缺陷区域，碳带基膜无破裂与软化变形情况出现，可在承受一定外力的情况下保持完整不发生断裂，长时间无间断条件下分均约可打印69张。
本申请的热转印碳带耐热背涂材料中加入聚偏氟乙烯树脂能够破坏硅油的螺旋结构，抑制硅油的成环降解，从而使二甲基硅油的性能得到提高。本发明申请将聚偏氟乙烯树脂均匀分散在二甲基硅油中，由于聚偏氟乙烯树脂对硅油中的自由基有稳定作用，不易被氧化，因此能够抑制侧基的氧化，提高硅油耐热性，且能够在硅氧链上形成位阻，使主链较难成环降解，从而进一步提高硅油的热稳定性。
尽管已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
1.一种热转印碳带耐热背涂材料，其特征在于：以质量份计算，该材料包括聚偏氟乙烯树脂2～4份、二甲基硅油190～220份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷19～22份、二月桂酸二丁基锡6份、有机溶剂5600～6600份。
2.根据权利要求1所述的一种热转印碳带耐热背涂材料，其特征在于：所述有机溶剂为二甲苯、氯仿和环己酮中的一种或数种。
3.一种热转印碳带耐热涂层材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)以质量份计算，称取二甲基硅油190～220份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷19～22份、有机溶剂5600～6600份，在室温下搅拌15-35小时，获得二甲基硅油溶液；
(2)在步骤(1)所得二甲基硅油溶液中加入有机溶剂5600～6600份以及聚偏氟乙烯树脂2～4份并搅拌4～6小时，获得聚偏氟乙烯树脂的有机溶液；
(3)对步骤(2)所得的聚偏氟乙烯树脂的有机溶液使用超声仪器进行超声处理1～3小时；
(4)称取二月桂酸二丁基锡6份加入到步骤(3)所得溶液中，搅拌5～15分钟得到热转印碳带耐热涂层材料成品。
4.根据权利要求3所述的一种热转印碳带耐热涂层材料的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为二甲苯、氯仿和环己酮中的一种或数种。
5.一种热转印碳带耐热涂层材料的应用，其特征在于，将所述热转印碳带耐热涂层材料制备热转印碳带成品，其具体的制备方法包括以下步骤：
步骤一、通过传输辊将pet基膜以恒定速度运输至网线辊，利用网线辊将所述热转印碳带耐热涂层材料均匀涂布于pet基膜表面，外侧以固定辊固定pet基膜；
步骤二、通过固定式刮刀去除pet基膜表面多余的热转印碳带耐热涂层材料，保证各部位热转印碳带耐热涂层材料的厚度保持一致；
步骤三、通过传输辊将涂布完热转印碳带耐热涂层材料的pet基膜送入烘箱烘干，并再进行涂覆油墨，最终获得未经切割的热转印碳带成品。
6.根据权利要求5所述的一种热转印碳带耐热涂层材料的应用，其特征在于：在步骤三中，所述pet基膜在烘箱中的运动速度为280～300米/分钟，烘箱的烘干温度为105～115℃。
技术总结