CN103666229B - 一种集装箱用的高固体分涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种集装箱用的高固体分涂料及其制备方法，涉及涂料化学工业领域，包括主剂和固化剂，主剂与固化剂的质量配比为4:1，所述主剂中的各组分在主剂中按质量百分数其组成为：高固体分低黏度羟基丙烯酸树脂40～60%，流变助剂1～5%，功能颜料1～10%，耐晒颜料20～25%，消泡剂0～1%、润湿分散剂1～3%，流平剂一0.1～0.5%、流平剂二0.1～0.5%、活性稀释剂1～10%、催干剂0.1～5%、混合溶剂1-5%；本发明涂料挥发性有机物含量低，一次成膜厚度达150μm，15min内达到表干，其漆膜耐磨耗低至40mg，且节约涂料，减少有机挥发物排放和涂装时间，且耐腐蚀性、耐磨耗、耐高温高湿性、耐候性满足集装箱外防腐要求，适应集装箱生产线快速生产要求。

Description

一种集装箱用的高固体分涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料化学工业领域，具体地说本发明涉及一种集装箱用的高固体分涂料及其制备方法。

背景技术

公知的，我国的集装箱生产能力居世界首位，全球每年超过95%的新集装箱在中国生产，集装箱涂料作为集装箱的配套产品，不仅要满足其功能性要求，而且应与集装箱生产水平相匹配，集装箱在营运过程中，经常要受到户外强烈的阳光、湿气、海水等复杂环境，需承受储存和运输过程中的碰撞与摩擦，因此，集装箱涂料应具备优异的防腐性能、耐高温高湿性、耐候性和耐磨耗性；目前集装箱外防腐的主流配套体系是环氧富锌底漆2道+环氧中间漆+丙烯酸面漆2道，其防腐性能优良，施工工艺成熟，但VOC排放较高，施工周期长，施工工序较多，且对操作工人的身体健康和环境造成巨大危害。

水性集装箱涂料是“环保”型涂料品种之一，中国专利CN102091688A公开了一种集装箱水性涂料配套体系的涂装工艺。水性集装箱涂料施工过程VOC含量低，但其涂膜干燥速度缓慢，强制干燥一方面增加了设备成本和能耗；高固体分集装箱涂料也是一种环境友好型的涂料品种，高固体分的环氧厚浆底漆一次成膜厚度高，干燥速度快，同时与金属基材的附着力良好，防腐蚀性能优异，许多国外知名涂料公司已推出相关品种，环氧厚浆底漆已在集装箱生产中应用，但与其配套的面漆仍采用传统的丙烯酸聚氨酯面漆，中国专利CN103194145A公开了一种高固体分漆及其制备方法，该发明以高固高羟低黏的羟基丙烯酸树脂和聚酯树脂为主要原料，制备了一种高固体分丙烯酸聚氨酯涂料，该涂料防腐性能和装饰性能较好，但其耐磨性、耐高温高湿性、一次施工干膜厚度和干燥速度等方面不能满足集装箱专用涂料性能要求。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种集装箱用的高固体分涂料及其制备方法，本发明的目的在于提供一种适用于集装箱生产线的高固体份涂料，作为集装箱外防腐的厚浆快干面漆，与环氧厚浆底漆组成完整的集装箱外防腐配套体系；本发明涂料挥发性有机物含量低，一次成膜厚度达150μm，15min内达到表干，其漆膜耐磨耗低至40mg，且节约涂料，减少有机挥发物排放和涂装时间，且耐腐蚀性、耐磨耗、耐高温高湿性、耐候性满足集装箱外防腐要求，适应集装箱生产线快速生产要求。

实现本发明的技术方案如下：

一种集装箱用的高固体分涂料，包括主剂和固化剂，主剂与固化剂的质量配比为4:1，所述主剂中的各组分在主剂中按质量百分数其组成为：高固体分低黏度羟基丙烯酸树脂40～60%，流变助剂1～5%，功能颜料1～10%，耐晒颜料20～25%，消泡剂0～1%、润湿分散剂1～3%，流平剂一0.1～0.5%、流平剂二0.1～0.5%、活性稀释剂1～10%、催干剂0.1～5%、混合溶剂1-5%。

所述的集装箱用的高固体分涂料，所述固化剂为高固含脂肪族异氰酸酯N3390、N3300或HT100的一种或两种组成。

所述的集装箱用的高固体分涂料，所述高固体分低黏度羟基丙烯酸树脂由纽佩斯setalux1753、拜耳A-870和同德ACR6759中的一种或任意几种组成。

所述的集装箱用的高固体分涂料，流变助剂为BYK-410、DAPRO BEZ75、Thixatrolmax中的任一一种。

所述的集装箱用的高固体分涂料，功能颜料为有机改性磷酸锌、三聚磷酸铝中的一种或两种组成。

所述的集装箱用的高固体分涂料，所述耐晒颜料为无机颜料和性能稳定的有机颜料。

所述的集装箱用的高固体分涂料，所述消泡剂为BYK1794；润湿分散剂由EFKA-4010、BYK-110、BYK-118或BYK-220S中的一种或几种组成；流平剂由BYK-331、BYK-306、BYK-358、EFKA-3777或Dego415中的一种或几种组成。

所述的集装箱用的高固体分涂料，活性稀释剂由醛亚胺、酮亚胺或双噁唑烷中的一种或几种组成。

所述的集装箱用的高固体分涂料，催干剂由二月桂酸二丁基锡、三丁基膦、N，N-二甲基环己胺中的一种或几种组成；混合溶剂由醋酸丁酯、二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯组成。

所述的集装箱用的高固体分涂料及其制备方法，所述方法操作步骤如下：

(1)、主剂的制备：

以高固体分低黏度羟基丙烯酸树脂总质量计，先加入高固体分低黏度羟基丙烯酸树脂20～40%，在搅拌下缓慢加入活性稀释剂1～10%、流变助剂1～5%、润湿分散剂1～3%、流平剂一0.1～0.5%和消泡剂0～1%，高速分散至呈均一粘稠浆状液体后，加入功能颜料1～10%和耐晒颜料20～25%，分散均匀后研磨至细度小于20μm，然后加入剩余的高固体分低黏度羟基丙烯酸树脂、流平剂二0.1～0.5%，加入1-5%混合溶剂调整至粘度合格后，过滤包装即为主剂；

（2）、固化剂的制备：

选取高固含脂肪族异氰酸酯N3390、N3300或HT100的一种或两种组成。

（3）按主剂和固化剂的质量配比为4:1进行配漆，然后搅拌均匀。

通过上述公开内容，本发明的有益效果是：

本发明所述的集装箱用的高固体分涂料及其制备方法，本发明涂料与前道环氧厚浆底漆的配套如下：

项目	标准膜厚
		环氧厚浆底漆	100μm
低VOC丙烯酸面漆	100μm
		合计	200μm

所述方法与传统溶剂型涂料相比，本发明的涂料提高了环保性和涂装线效率，且耐磨耗、耐高温高湿性、耐候性等性能更为优异，本发明中的高固体分低黏度羟基丙烯酸树脂和脂肪族异氰酸酯能够使漆膜具有优异的防腐性能、良好的附着力和保光保色性等特点；高固体分低黏度羟基丙烯酸树脂能够在少量溶剂下赋予涂料优异的施工性能，大大提高施工固体分，活性稀释剂不仅进一步降低了体系的粘度，还参与到涂了成膜过程，酮亚胺或醛亚胺等活性稀释剂随涂料涂布后遇空气中潮气会释放出胺与NCO反应，从而参与到与NCO的交联反应中；活性稀释剂的合理使用会进一步降低施工过程稀释剂的用量，利用环保和施工安全；催干剂的使用可加快NCO/OH、NCO/H₂O反应，从而在短时间提高涂膜的硬度，易于流水线涂装作业；某些催干剂除具有以上促进反应外，尚能生成脲基甲酸酯和引起NCO基的三聚作用（如环烷酸锌），从而加速涂料的胶凝。

本发明具有以下优越性：

1、该涂料体积固体分达到78%以上，施工固体分比常规涂料提高30%以上，有利于环境保护；

2、该涂料耐磨耗性在负载为250g，转数为1000的条件下，磨耗值≤40mg，可极大程度地避免集装箱漆膜在储存和运输中的破坏；

3、该涂料一次干膜厚度可达到150μm，且表干时间小于15min，实干小于10h，且漆膜无缺陷，与底层涂料附着力良好，从而在保证漆膜总厚度的情况下，减少了施工次数，缩短了干燥时间，提高了生产线的效率；

4、该涂料在耐高温高湿性、耐海水性和耐盐雾性方面表现优异，一次涂装使用寿命可达10年以上。

具体实施方式

通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例；公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进。

所述的集装箱用的高固体分涂料，包括主剂和固化剂，主剂与固化剂的质量配比为4:1，所述主剂中的各组分在主剂中按质量百分数其组成为：高固体分低黏度羟基丙烯酸树脂40～60%，流变助剂1～5%，功能颜料1～10%，耐晒颜料20～25%，消泡剂0～1%、润湿分散剂1～3%，流平剂一0.1～0.5%、流平剂二0.1～0.5%、活性稀释剂1～10%、催干剂0.1～5%、混合溶剂1-5%。

所述的集装箱用的高固体分涂料，所述固化剂为高固含脂肪族异氰酸酯N3390、N3300或HT100的一种或两种组成。

所述的集装箱用的高固体分涂料，所述高固体分低黏度羟基丙烯酸树脂由纽佩斯setalux1753、拜耳A-870和同德ACR6759中的一种或任意几种组成。

所述的集装箱用的高固体分涂料，流变助剂为BYK-410、DAPRO BEZ75、Thixatrolmax中的任一一种。

所述的集装箱用的高固体分涂料，功能颜料为有机改性磷酸锌、三聚磷酸铝中的一种或两种组成；

所述的集装箱用的高固体分涂料，所述耐晒颜料为无机颜料和性能稳定的有机颜料。

所述的集装箱用的高固体分涂料，所述消泡剂为BYK1794；润湿分散剂由EFKA-4010、BYK-110、BYK-118或BYK-220S中的一种或几种组成；流平剂由BYK-331、BYK-306、BYK-358、EFKA-3777或Dego415中的一种或几种组成。

所述的集装箱用的高固体分涂料，活性稀释剂由醛亚胺、酮亚胺或双噁唑烷中的一种或几种组成。

所述的集装箱用的高固体分涂料，催干剂由KAT-4205、三丁基膦、N，N-二甲基环己胺中的一种或几种组成；混合溶剂由醋酸丁酯、二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯组成。

所述的集装箱用的高固体分涂料及其制备方法，所述方法操作步骤如下：

(1)、主剂的制备：

以高固体分低黏度羟基丙烯酸树脂总质量计，先加入高固体分低黏度羟基丙烯酸树脂20～40%，在搅拌下缓慢加入活性稀释剂1～10%、流变助剂1～5%、润湿分散剂1～3%、流平剂一0.1～0.5%和消泡剂0～1%，高速分散至呈均一粘稠浆状液体后，加入功能颜料1～10%和耐晒颜料20～25%，分散均匀后研磨至细度小于20μm，然后加入剩余的高固体分低黏度羟基丙烯酸树脂、流平剂二0.1～0.5%，加入1-5%混合溶剂调整至粘度合格后，过滤包装即为主剂；

（2）、固化剂的制备：

选取高固含脂肪族异氰酸酯N3390、N3300或HT100的一种或两种组成。

（3）按主剂和固化剂的质量配比为4:1进行配漆，然后搅拌均匀。

实施例1

本发明的主剂配方如表1所示：

表1实施例一配方

实施例一中本发明涂料的制备方法如下：

（1）主剂的制备：以羟基丙烯酸树脂总质量计，先加入20%的羟基丙烯酸树脂setalux1753，在搅拌下缓慢加入活性稀释剂酮亚胺、润湿分散剂BYK-118、BYK-331、BYK-410和消泡剂BYK-1794，高速分散至呈均一粘稠浆状液体后，加入功能颜料有机改性磷酸锌和耐晒颜料钛白粉R960，分散均匀后研磨至细度小于20μm，然后按配方量加入余下的羟基丙烯酸树脂，BYK-358及N，N-二甲基环己胺，用混合溶剂调节粘度合格，过滤包装即为主剂；

（2）按规格分装固化剂，此实施例中为拜耳HDI三聚体N3390；

（3）按主剂和固化剂的质量配比=4:1进行配漆，搅拌均匀即可使用。

实施例二

本发明的主剂配方如表2所示：

表2实施例二配方

实施例二中本发明涂料的制备方法如下：

（1）主剂的制备：以羟基丙烯酸树脂总质量计，先加入25%的羟基丙烯酸树脂A-870，在搅拌下缓慢加入活性稀释剂醛亚胺、润湿分散剂BYK-110、BYK-306、BYK-1794和海明斯流变助剂DAPRO BEZ75，高速分散至呈均一粘稠浆状液体后，加入功能颜料三聚磷酸铝和耐晒颜料钛白粉R960，分散均匀后研磨至细度小于20μm，然后按配方量加入余下的羟基丙烯酸树脂，加入EFKA3777及三丁基膦，用混合溶剂调节粘度合格，过滤包装即为主剂；

（2）按规格分装固化剂，此实施例中为拜耳100%固含HDI三聚体N3300；

（3）按主剂和固化剂的质量配比=4:1进行配漆，搅拌均匀即可使用。

实施例三:

本发明的主剂配方如表3所示：

表3实施例三配方

实施例三中本发明涂料的制备方法如下：

（1）主剂的制备：以羟基丙烯酸树脂总质量计，先加入23%的羟基丙烯酸树脂ACR6759，在搅拌下缓慢加入活性稀释剂双噁唑烷、润湿分散剂EFKA-4010、BYK-306和消泡剂BYK-1794和海明斯聚酰胺类流变助剂Thixatrol max，高速分散至呈均一粘稠浆状液体后，加入功能颜料磷酸锌、三聚磷酸铝和耐晒颜料钛白粉R960，分散均匀后研磨至细度小于20μm，然后按配方量加入余下的羟基丙烯酸树脂，加入Dego-415及KAT-4205，用混合溶剂调节粘度合格，过滤包装即为主剂；

（2）按规格分装固化剂，此实施例中为烟台万华100%固含HDI三聚体HT-100；

（3）按主剂和固化剂的质量配比=4:1进行配漆，搅拌均匀即可使用。

采用实施例一至实施例三厚膜快干高固体分面漆配合环氧厚浆底漆（现有技术中已知产品），配套系统的性能和本发明产品单膜性能的测试结果如表4所示：

表4本发明产品性能指标

(耐磨性按GB/T1768进行，测定条件为负载250g，转数为1000)

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。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。

本发明未详述部分为现有技术。

Claims (9)

1.一种集装箱用的高固体分涂料，包括主剂和固化剂，主剂与固化剂的质量配比为4:1，其特征是：所述主剂中的各组分在主剂中按质量百分数其组成为：高固体分低黏度羟基丙烯酸树脂40～60%，流变助剂1～5%，功能颜料1～10%，耐晒颜料20～25%，消泡剂0～1%、润湿分散剂1～3%，流平剂一0.1～0.5%、流平剂二0.1～0.5%、活性稀释剂1～10%、催干剂0.1～5%、混合溶剂1-5%；所述固化剂为高固含脂肪族异氰酸酯N3390、N3300或HT100的一种或两种组成。

2.根据权利要求1所述的集装箱用的高固体分涂料，其特征是：所述高固体分低黏度羟基丙烯酸树脂由纽佩斯setalux1753、拜耳A-870和同德ACR6759中的一种或任意几种组成。

3.根据权利要求1所述的集装箱用的高固体分涂料，其特征是：流变助剂为BYK-410、DAPRO BEZ 75、Thixatrol max中的任一一种。

4.根据权利要求1所述的集装箱用的高固体分涂料，其特征是：功能颜料为有机改性磷酸锌、三聚磷酸铝中的一种或两种组成。

5.根据权利要求1所述的集装箱用的高固体分涂料，其特征是：所述耐晒颜料为无机颜料和性能稳定的有机颜料。

6.根据权利要求1所述的集装箱用的高固体分涂料，其特征是：所述消泡剂为BYK1794；润湿分散剂由EFKA-4010、BYK-110、BYK-118或BYK-220S中的一种或几种组成；流平剂由BYK-331、BYK-306、 BYK-358、EFKA-3777中的一种或几种组成。

7.根据权利要求1所述的集装箱用的高固体分涂料，其特征是：活性稀释剂由醛亚胺、酮亚胺或双噁唑烷中的一种或几种组成。

8.根据权利要求1所述的集装箱用的高固体分涂料，其特征是：催干剂由二月桂酸二丁基锡、三丁基膦、N，N-二甲基环己胺中的一种或几种组成；混合溶剂由醋酸丁酯、二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯组成。

9.一种如权利要求1所述的集装箱用的高固体分涂料的制备方法，其特征是：所述方法操作步骤如下：

(1)、 主剂的制备：

以高固体分低黏度羟基丙烯酸树脂总质量计，先加入高固体分低黏度羟基丙烯酸树脂20～40%，在搅拌下缓慢加入活性稀释剂1～10%、流变助剂1～5%、润湿分散剂1～3%、流平剂一0.1～0.5%和消泡剂0～1%，高速分散至呈均一粘稠浆状液体后，加入功能颜料1～10%和耐晒颜料20～25%，分散均匀后研磨至细度小于20μm，然后加入剩余的高固体分低黏度羟基丙烯酸树脂、流平剂二0.1～0.5%、催干剂0.1～5%，加入1-5%混合溶剂调整至粘度合格后，过滤包装即为主剂；

（2）、固化剂的制备：

选取高固含脂肪族异氰酸酯N3390、N3300或HT100的一种或两种组成；

（3）按主剂和固化剂的质量配比为4:1进行配漆，然后搅拌均匀。