一种易拉罐专用氧化石墨烯改性环氧树脂涂料
技术领域
本发明涉及涂料技术领域,尤其涉及一种易拉罐专用氧化石墨烯改性环氧树脂涂料。
背景技术
易拉罐具有重量轻、体积小、不易破碎、便于携带的优点,目前已被广泛应用于盛装牛奶、饮料、啤酒等食品,由于金属材质化学稳定性差,在酸、碱、盐和湿空气作用下易被腐蚀,因此,一般会在易拉罐的表面涂布一层有机涂层,以防止金属与外界的直接接触,避免被腐蚀,同时也阻止了外界有害物质往内容物的渗透,提高了灌装食品的货架期。环氧树脂涂料是易拉罐常用的涂料之一,随着社会的发展,人们对易拉罐所用涂料的性能提出了更高的要求,现有的环氧树脂涂料其耐腐蚀性、抗菌性和固化性能仍不是很理想,限制了其在易拉罐领域的应用。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种易拉罐专用氧化石墨烯改性环氧树脂涂料,其固化速度快,耐腐蚀性和耐候性好,抗菌性能优异,能满足易拉罐所用涂料的使用要求。
本发明提出的一种易拉罐专用氧化石墨烯改性环氧树脂涂料,其原料按重量份包括以下组分:水性环氧树脂乳液50-100份、丙烯酸乳液10-25份、酚醛树脂0.5-2份、滑石粉2-10份、载银沸石3-15份、纳米二氧化钛3-15份、麦饭石1-5份、氧化铁红2-5份、改性氧化石墨烯5-15份、纳米氧化钇0.01-0.1份、消泡剂0.1-0.5份、流平剂0.1-0.5份、分散剂0.1-0.5份、增稠剂0.1-1份、乙二醇3-15份、水20-40份;
其中,所述改性氧化石墨烯按照以下工艺进行制备:按重量份将20-35份氧化石墨烯加入50-100份氯化亚砜中,升温至55-65℃后搅拌反应15-20h,反应结束后减压蒸馏得到固体,将所得固体洗涤、干燥后加入50-100份二乙烯三胺中,在75-90℃搅拌反应25-30h,反应结束后冷却至室温,经过滤、洗涤、干燥得到改性氧化石墨烯。
优选地,其原料中,水性环氧树脂乳液、丙烯酸乳液的重量比为75-85:14-21。
优选地,其原料按重量份包括以下组分:水性环氧树脂乳液80-83份、丙烯酸乳液16-19份、酚醛树脂1.3-1.6份、滑石粉5.8-7份、载银沸石9-12份、纳米二氧化钛8-10份、麦饭石2.8-3.2份、氧化铁红3.5-4份、改性氧化石墨烯10-14份、纳米氧化钇0.05-0.07份、消泡剂0.2-0.3份、流平剂0.25-0.3份、分散剂0.3-0.34份、增稠剂0.5-1份、乙二醇8-9.5份、水29-33份。
优选地,其原料按重量份包括以下组分:水性环氧树脂乳液82份、丙烯酸乳液17份、酚醛树脂1.4份、滑石粉6份、载银沸石10份、纳米二氧化钛8.6份、麦饭石3份、氧化铁红3.8份、改性氧化石墨烯12份、纳米氧化钇0.06份、消泡剂0.25份、流平剂0.28份、分散剂0.32份、增稠剂0.7份、乙二醇9份、水30份。
优选地,所述水性环氧树脂乳液的固含量为55-66%。
优选地,所述载银沸石中银的含量为2-3.5%。
优选地,所述改性氧化石墨烯按照以下工艺进行制备:按重量份将30份氧化石墨烯加入85份氯化亚砜中,升温至60℃后搅拌反应18h,反应结束后减压蒸馏得到固体,将所得固体洗涤、干燥后加入100份二乙烯三胺中,在78℃搅拌反应28h,反应结束后冷却至室温,经过滤、洗涤、干燥得到改性氧化石墨烯。
优选地,所述纳米氧化钇的平均粒径为60-80nm。
本发明中,选择了水性环氧树脂乳液和丙烯酸乳液配合作为涂料的成膜物质,通过调节两者的比例,使其性能协同,得到的涂膜耐腐蚀性和耐候性好;在改性氧化石墨烯的制备过程中,首先将氧化石墨烯加入了氯化亚砜中,使氧化石墨烯表面的活性基团与氯化亚砜进行反应,将氯引入氧化石墨烯中,加入二乙烯三胺后,氯可以与二乙烯三胺中的氨基进行反应,从而将环氧树脂的固化剂接枝到了氧化石墨烯的表面,得到了改性氧化石墨烯,将改性氧化石墨烯加入体系中,因表面活性基团减少,在体系中分散均匀,且其表面接枝的二乙烯三胺为环氧树脂的固化剂,在环氧树脂固化的过程中,与酚醛树脂配合后,提高了涂膜的固化速度,同时将氧化石墨烯引入了环氧树脂分子中,提高了氧化石墨烯在体系中的分散性,并防止了氧化石墨烯在体系中的迁移,一方面,与滑石粉、纳米二氧化钛、氧化铁红和纳米氧化钇配合后,改善了涂膜的耐候性和耐热性,并提高了涂膜的冲击韧性,克服了环氧树脂脆性大的缺陷,一方面与载银沸石、纳米二氧化钛、麦饭石和纳米氧化钇配合具有杀菌的作用,提高了涂膜的抗菌性,另外,还提高了涂膜的抗静电性,改善了涂膜的耐沾污性。
具体实施方式
下面,通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种易拉罐专用氧化石墨烯改性环氧树脂涂料,其原料按重量份包括以下组分:水性环氧树脂乳液50份、丙烯酸乳液25份、酚醛树脂0.5份、滑石粉10份、载银沸石3份、纳米二氧化钛15份、麦饭石1份、氧化铁红5份、改性氧化石墨烯5份、纳米氧化钇0.1份、消泡剂0.1份、流平剂0.5份、分散剂0.1份、增稠剂1份、乙二醇3份、水40份;
其中,所述改性氧化石墨烯按照以下工艺进行制备:按重量份将20份氧化石墨烯加入100份氯化亚砜中,升温至55℃后搅拌反应20h,反应结束后减压蒸馏得到固体,将所得固体洗涤、干燥后加入50份二乙烯三胺中,在90℃搅拌反应25h,反应结束后冷却至室温,经过滤、洗涤、干燥得到改性氧化石墨烯。
实施例2
本发明提出的一种易拉罐专用氧化石墨烯改性环氧树脂涂料,其原料按重量份包括以下组分:水性环氧树脂乳液100份、丙烯酸乳液10份、酚醛树脂2份、滑石粉2份、载银沸石15份、纳米二氧化钛3份、麦饭石5份、氧化铁红2份、改性氧化石墨烯15份、纳米氧化钇0.01份、消泡剂0.5份、流平剂0.1份、分散剂0.5份、增稠剂0.1份、乙二醇15份、水20份;
其中,所述改性氧化石墨烯按照以下工艺进行制备:按重量份将35份氧化石墨烯加入50份氯化亚砜中,升温至65℃后搅拌反应15h,反应结束后减压蒸馏得到固体,将所得固体洗涤、干燥后加入100份二乙烯三胺中,在75℃搅拌反应30h,反应结束后冷却至室温,经过滤、洗涤、干燥得到改性氧化石墨烯。
实施例3
本发明提出的一种易拉罐专用氧化石墨烯改性环氧树脂涂料,其原料按重量份包括以下组分:水性环氧树脂乳液80份、丙烯酸乳液19份、酚醛树脂1.3份、滑石粉7份、载银沸石9份、纳米二氧化钛10份、麦饭石2.8份、氧化铁红4份、改性氧化石墨烯10份、纳米氧化钇0.07份、消泡剂0.2份、流平剂0.3份、分散剂0.3份、增稠剂1份、乙二醇8份、水33份;
其中,其中,所述水性环氧树脂乳液的固含量为55%;
所述载银沸石中银的含量为3.5%;
所述纳米氧化钇的平均粒径为75nm;
所述改性氧化石墨烯按照以下工艺进行制备:按重量份将26份氧化石墨烯加入85份氯化亚砜中,升温至58℃后搅拌反应18.5h,反应结束后减压蒸馏得到固体,将所得固体洗涤、干燥后加入75份二乙烯三胺中,在85℃搅拌反应27h,反应结束后冷却至室温,经过滤、洗涤、干燥得到改性氧化石墨烯。
实施例4
本发明提出的一种易拉罐专用氧化石墨烯改性环氧树脂涂料,其原料按重量份包括以下组分:水性环氧树脂乳液83份、丙烯酸乳液16份、酚醛树脂1.6份、滑石粉5.8份、载银沸石12份、纳米二氧化钛8份、麦饭石3.2份、氧化铁红3.5份、改性氧化石墨烯14份、纳米氧化钇0.05份、消泡剂0.3份、流平剂0.25份、分散剂0.34份、增稠剂0.5份、乙二醇9.5份、水29份;
其中,其中,所述水性环氧树脂乳液的固含量为66%;
所述载银沸石中银的含量为2%;
所述纳米氧化钇的平均粒径为80nm;
所述改性氧化石墨烯按照以下工艺进行制备:按重量份将32份氧化石墨烯加入70份氯化亚砜中,升温至63℃后搅拌反应16h,反应结束后减压蒸馏得到固体,将所得固体洗涤、干燥后加入85份二乙烯三胺中,在79℃搅拌反应29h,反应结束后冷却至室温,经过滤、洗涤、干燥得到改性氧化石墨烯。
实施例5
本发明提出的一种易拉罐专用氧化石墨烯改性环氧树脂涂料,其原料按重量份包括以下组分:水性环氧树脂乳液82份、丙烯酸乳液17份、酚醛树脂1.4份、滑石粉6份、载银沸石10份、纳米二氧化钛8.6份、麦饭石3份、氧化铁红3.8份、改性氧化石墨烯12份、纳米氧化钇0.06份、消泡剂0.25份、流平剂0.28份、分散剂0.32份、增稠剂0.7份、乙二醇9份、水30份;
其中,所述水性环氧树脂乳液的固含量为60%;
所述载银沸石中银的含量为3%;
所述纳米氧化钇的平均粒径为60nm;
所述改性氧化石墨烯按照以下工艺进行制备:按重量份将30份氧化石墨烯加入85份氯化亚砜中,升温至60℃后搅拌反应18h,反应结束后减压蒸馏得到固体,将所得固体洗涤、干燥后加入100份二乙烯三胺中,在78℃搅拌反应28h,反应结束后冷却至室温,经过滤、洗涤、干燥得到改性氧化石墨烯。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。