CN102876194A - 集装箱用水性环氧涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开集装箱用水性环氧涂料及其制备方法，集装箱用水性环氧涂料由主剂和固化剂组成，主剂和固化剂的质量配比为2.3∶1；主剂的组成为：去离子水，防沉剂，胺加成物，润湿分散剂，消泡剂一，颜料，填料，成膜助剂，消泡剂二，基材润湿剂，流平剂和增稠剂；固化剂的组成数为：环氧乳液，去离子水，消泡剂二，罐内防腐剂。集装箱用水性环氧涂料的制备方法，包括如下步骤：（1）主剂的制备；（2）固化剂的制备；（3）按主剂和固化剂的质量配比=2.3∶1进行配漆。本发明涂料具有相当低的可挥发性有机物含量(小于60g/L)，环保性大大增强，同时涂膜的干燥速度快（常温表干时间小于20分钟），完全能够满足集装箱生产线高节奏生产效率的要求。

Description

集装箱用水性环氧涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料化学工业领域，特别涉及一种集装箱用水性环氧涂料及其制备方法。

背景技术

目前，世界集装箱年产量为320万只标准箱，年需涂料约30万吨，价值约50亿元。世界范围内使用的集装箱涂料基本上为溶剂型涂料。溶剂型涂料是在集装箱防腐施工中得到广泛、长时间应用的常规品种，经过反复实验调整，其优秀的施工性能和防腐性能在集装箱生产和使用过程中得到验证。其常规配套如下：

	箱体外部	箱体内部
			溶剂型环氧富锌底漆	30μm	30μm
溶剂型环氧内面漆		50μm
			溶剂型环氧中间漆	50μm
溶剂型丙烯酸面漆	40μm
			共计	120μm	80μm

溶剂型集装箱涂料的污染性的环境问题和易燃性的安全隐患。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种可挥发性有机物含量低、对环境污染小，且易燃性低的集装箱用水性环氧涂料及其制备方法，同时使得涂膜的干燥速度快，满足集装箱生产线高节奏生产效率的要求。

本发明的技术方案是这样实现的（本发明所用原料均为现有技术中的市售产品）：集装箱用水性环氧涂料，由主剂和固化剂组成，主剂和固化剂的质量配比为2.3：1；

主剂的组成及各物质在主剂中的质量分数为：去离子水：32.1-34.6%，防沉剂：0.4-0.8%，胺加成物：28.0-34.0%，润湿分散剂：0.7-0.8%，消泡剂一：0.3-0.4%，颜料：16.0-21.0%，填料：4.0-13.0%，成膜助剂：2.5-4.0%，消泡剂二：0.3-0.4%，基材润湿剂：0.5-0.6%，流平剂：0.6-0.8%，增稠剂：0.5-0.8%；

固化剂的组成及各物质在固化剂中的质量分数为：环氧乳液：82.0-88.0%，去离子水：11.2-17.6%，消泡剂二：0.4-0.7%，罐内防腐剂：0.4-0.6%。

上述集装箱用水性环氧涂料，所述的环氧乳液为德国巴斯夫公司的环氧乳液Waterpoxy1455。

上述集装箱用水性环氧涂料，所述的胺加成物为德国巴斯夫公司的胺加成物Waterpoxy751。

上述集装箱用水性环氧涂料，所述的成膜助剂为丙二醇丁醚。

上述集装箱用水性环氧涂料，所述的颜料为金红石型钛白粉JR-701；所述的填料为400目沉淀硫酸钡。

上述集装箱用水性环氧涂料，所述的润湿分散剂为EFKA 4560，基材润湿剂为BYK-346，流平剂为BYK-381。

上述集装箱用水性环氧涂料，所述的消泡剂一为BYK-019，消泡剂二为BYK-024。

上述集装箱用水性环氧涂料，所述的防沉剂为BENTONE-EW；所述的增稠剂为BYK-425；所述的罐内防腐剂为KATHON LXE。

上述集装箱用水性环氧涂料的制备方法，包括如下步骤：

（1）主剂的制备：按配方量先加入去离子水，搅拌下缓慢加入防沉助剂，高速分散至呈均一粘稠浆状液体后，加入胺加成物Waterpoxy751、润湿分散剂和消泡剂一搅拌，然后加入颜填料，分散均匀后用砂磨研至细度小于40μm，过滤除去研磨砂，加入消泡剂二、基材润湿剂、流平剂、成膜助剂和增稠剂，用去离子水调整固体分后，过滤包装即为主剂；

（2）固化剂的制备：按配方量将环氧乳液Waterpoxy1455、去离子水、消泡剂和罐内防腐剂混合分散均匀，用水调整固体分后，过滤包装即为固化剂；

（3）按主剂和固化剂的质量配比=2.3:1进行配漆，然后搅拌均匀。

本发明解决了现有溶剂型集装箱涂料的污染问题和安全隐患，采用目前被大多数箱东及集装箱制造公司所认可的溶剂型涂料配套的水性化，其具有优异的防腐性能及附着力。其配套如下：

	箱体外部	箱体内部
			水性环氧富锌涂料(现有技术中已知产品)	30μm	30μm
水性环氧涂料	50μm	50μm
			水性丙烯酸涂料（现有技术中已知产品）	40μm
共计	120μm	80μm

较之传统溶剂型配套，提高了环保性与施工安全性。

其中：本发明集装箱用水性环氧涂料中的环氧乳液和胺加成物能够使涂膜具有优异的防腐性能、良好的附着力等特点。

环氧乳液Waterpoxy1455为中分子量环氧树脂E-20制成的乳液品种，德国巴斯夫（BASF）公司的所生产。

胺加成物Waterpoxy751选用有利于增进和环氧乳液的相容匹配性，提高整体固化效果的胺加成物，以提高腐蚀环境下涂膜对各种破坏因素的抵抗性。

成膜助剂具有增溶作用，能使环氧树脂和固化剂进一步反应，提高交联密度，使综合性能得到提高，可优先使用具有较强的降低表面张力作用及较好的颜料润湿性，同时又比较环保的丙二醇醚类和二丙二醇醚类溶剂，如：丙二醇丁醚。

颜料优选性能稳定的物质，如金红石型钛白粉JR-701。

填料优选性能稳定、吸油量低的物质，如400目沉淀硫酸钡。

水性环氧涂料主要是以水作为分散介质，由于水的表面张力较高，因此，对颜填料的润湿、对基材的润湿能力较差，需加入润湿分散剂(如EFKA 4560)、基材润湿剂(如BYK-346)和流平剂(如BYK-381)等低表面张力活性物质。而表面活性剂的加入会引起泡沫的产生，因此，需要加入消泡剂一（BYK-019）、消泡剂二（BYK-024）。此外，还需加入防沉剂（如BENTONE-EW）和增稠剂（如BYK-425）改善储存稳定性及施工性；加入罐内防腐剂（如KATHON LXE）以避免涂料在储存和运输的过程中腐败变质。

本发明提出的集装箱用水性环氧涂料的各项性能，经检测，均达到或超过集装箱行业标准的性能要求。

本发明的有益效果是：本发明的集装箱用水性环氧涂料，由于以水作为主要分散介质，在具有优异的防护性能之外，还具有低VOC释放量(小于60g/L)，低气味，对人体危害小，不燃，贮存、运输和使用过程中均体现了其独有安全性。

并且本集装箱用水性环氧涂料中的环氧树脂以乳液形式存在于涂料中，涂膜干燥时，乳液粒子缝隙间的水由于毛细管作用的存在，加速水的蒸发速度，使涂膜具有干燥较快的特点(常温表干速度小于20分钟)，可适应集装箱制造企业较高的生产效率要求。

虽然本发明的集装箱用水性环氧涂料的整个配方体系要较溶剂型涂料复杂得多，但从除具有溶剂型涂料的基本保护装饰功能外，还具有环保、安全等独到优点，是一种特别适宜于较高生产节奏要求、为钢铁基材提供理想保护的专用涂料。

具体实施方式

实施例一至实施例三中集装箱用水性环氧涂料的主剂和固化剂配方如表1所示：

环氧乳液为德国巴斯夫公司的环氧乳液Waterpoxy1455。胺加成物为德国巴斯夫公司的胺加成物Waterpoxy751。丙二醇丁醚为成膜助剂。金红石型钛白粉JR-701为颜料；400目沉淀硫酸钡为填料。EFKA 4560为润湿分散剂，BYK-346为基材润湿剂，BYK-381为流平剂。BYK-019为消泡剂一，BYK-024为消泡剂二。防沉剂为BENTONE-EW；BYK-425为增稠剂；KATHON LXE为罐内防腐剂。

实施例一至实施例三中集装箱用水性环氧涂料的制备方法如下：

（1）主剂的制备：按配方量先加入去离子水，搅拌下缓慢加入防沉助剂，高速分散约10min至呈均一粘稠浆状液体后，加入胺加成物Waterpoxy751、润湿分散剂和消泡剂一搅拌15min，然后加入颜填料，分散均匀后用砂磨研至细度小于40μm，过滤除去研磨砂，加入剩余的消泡剂二、基材润湿剂、流平剂、成膜助剂和增稠剂，用去离子水调整固体分后，过滤包装即为主剂。

（2）固化剂的制备：按配方量将环氧乳液Waterpoxy1455、去离子水、消泡剂和罐内防腐剂混合分散均匀，用水调整固体分后，过滤包装即为固化剂。

（3）产品在使用时，按主剂/固化剂的质量配比=2.3/1的比例进行配漆，然后搅拌均匀。

实施例一至实施例三中集装箱用水性环氧涂料在实际使用时，根据实际情况，加水调整粘度，具体的稀释比率与施工方式有关，一般控制在5-20%。具体稀释比率为，喷涂时为15-20%，具有很好的雾化效果；刷涂时10-15%，刷涂效果良好；滚涂时5-10%，板面状态良好。两组分混合后放置15分钟施工效果最佳。

采用实施例一至实施例三集装箱用水性环氧涂料配合水性环氧富锌涂料（现有技术中已知产品）及水性丙烯酸涂料（现有技术中已知产品）配套系统的性能和本品单膜性能的测试结果如表2所示：

上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明创造所作的举例，而并非对本发明创造具体实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之中。

Claims (9)

1.集装箱用水性环氧涂料，其特征在于，由主剂和固化剂组成，主剂和固化剂的质量配比为2.3：1；

主剂的组成及各物质在主剂中的质量分数为：去离子水：32.1-34.6%，防沉剂：0.4-0.8%，胺加成物：28.0-34.0%，润湿分散剂：0.7-0.8%，消泡剂一：0.3-0.4%，颜料：16.0-21.0%，填料：4.0-13.0%，成膜助剂：2.5-4.0%，消泡剂二：0.3-0.4%，基材润湿剂：0.5-0.6%，流平剂：0.6-0.8%，增稠剂：0.5-0.8%；

固化剂的组成及各物质在固化剂中的质量分数为：环氧乳液：82.0-88.0%，去离子水：11.2-17.6%，消泡剂二：0.4-0.7%，罐内防腐剂：0.4-0.6%。

2.如权利要求1所述的水性环氧涂料，其特征在于，所述的环氧乳液为德国巴斯夫公司的环氧乳液Waterpoxy1455。

3.如权利要求1所述的水性环氧涂料，其特征在于，所述的胺加成物为德国巴斯夫公司的胺加成物Waterpoxy751。

4.如权利要求1所述的水性环氧涂料，其特征在于，所述的成膜助剂为丙二醇丁醚。

5.如权利要求1所述的水性环氧涂料，其特征在于，所述的颜料为金红石型钛白粉JR-701；所述的填料为400目沉淀硫酸钡。

6.如权利要求1所述的水性环氧涂料，其特征在于，所述的润湿分散剂为EFKA4560，基材润湿剂为BYK-346，流平剂为BYK-381。

7.如权利要求1所述的水性环氧涂料，其特征在于，所述的消泡剂一为BYK-019，消泡剂二为BYK-024。

8.如权利要求1所述的水性环氧涂料，其特征在于，所述的防沉剂为BENTONE-EW；所述的增稠剂为BYK-425；所述的罐内防腐剂为KATHON LXE。

9.权利要求1所述集装箱用水性环氧涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）主剂的制备：按配方量先加入去离子水，搅拌下缓慢加入防沉助剂，高速分散至呈均一粘稠浆状液体后，加入胺加成物Waterpoxy751、润湿分散剂和消泡剂一搅拌，然后加入颜填料，分散均匀后用砂磨研至细度小于40μm，过滤除去研磨砂，加入消泡剂二、基材润湿剂、流平剂、成膜助剂和增稠剂，用去离子水调整固体分后，过滤包装即为主剂；

（2）固化剂的制备：按配方量将环氧乳液Waterpoxy1455、去离子水、消泡剂和罐内防腐剂混合分散均匀，用水调整固体分后，过滤包装即为固化剂；

（3）按主剂和固化剂的质量配比=2.3:1进行配漆，然后搅拌均匀。