CN108948979A - 一种水性户外集装箱涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水性户外集装箱涂料及其制备方法，属于涂料领域。上述水性户外集装箱涂料的原料包括水、多功能助剂、分散剂、消泡剂、钛白粉、乳液、成膜助剂、润湿剂、聚氨酯增稠剂、防闪锈剂以及防腐剂。该水性户外集装箱涂料配方合理，成本较低，产品不仅具有较佳的稳定性，而且还具有较佳的防盐雾性能、耐高湿性以及耐候性等，能够使户外集装箱不易附着凝露，绿色环保，使用期限长。其制备方法包括按配比混合水、多功能助剂、分散剂、消泡剂、钛白粉、乳液、成膜助剂、润湿剂、聚氨酯增稠剂、防闪锈剂以及防腐剂。该方法简单快速，适于工业化生产。

Description

一种水性户外集装箱涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料领域，且特别涉及一种水性户外集装箱涂料及其制备方法。
背景技术
集装箱，是指具有一定强度、刚度和规格专供周转使用的大型装货容器。使用集装箱转运货物，可直接在发货人的仓库装货，运到收货人的仓库卸货，中途更换车、船时，无须将货物从箱内取出换装。
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。
但目前使用的集装箱涂料不仅VOC排放较高，对操作工人的身体健康和环境造成巨大危害，而且其防腐性能、耐高湿性以及耐候性等均较差，严重缩短了集装箱涂料的使用期限。
因此，需对现有的集装箱涂料进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水性户外集装箱涂料，该水性户外集装箱涂料配方合理，成本较低，产品不仅具有较佳的稳定性，而且还具有较佳的防盐雾性能、耐高湿性以及耐候性等，能够使户外集装箱不易附着凝露，绿色环保，使用期限长。
本发明的第二目的在于提供一种上述水性户外集装箱涂料的制备方法，该制备方法简单快速，适于工业化生产。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：
本发明提出一种水性户外集装箱涂料，按重量份数计，其原料包括2-3.5重量份的第一组份水、0.05-0.15重量份的多功能助剂、0.4-0.8重量份的分散剂、0.2-0.4重量份的消泡剂、12-18重量份的钛白粉、68-76重量份的乳液、7-8重量份的成膜助剂、0.08-0.12重量份的润湿剂、0.1-0.3重量份的聚氨酯增稠剂、0.4-0.6重量份的防闪锈剂、0.08-0.12重量份的防腐剂以及0.6-1重量份的第二组份水。
本发明还提出上述水性户外集装箱涂料的制备方法：按配比混合第一组份水、多功能助剂、分散剂、消泡剂、钛白粉、乳液、成膜助剂、润湿剂、聚氨酯增稠剂、防闪锈剂、防腐剂以及第二组份水。
本发明较佳实施例提供的水性户外集装箱涂料及其制备方法的有益效果包括：
本发明较佳实施例提供的水性户外集装箱涂料配方合理，成本较低，产品不仅具有较佳的稳定性，而且还具有较佳的防盐雾性能、耐高湿性以及耐候性等，能够使户外集装箱不易附着凝露，绿色环保，使用期限长。其制备方法简单快速，适于工业化生产。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的水性户外集装箱涂料及其制备方法进行具体说明。
本发明的水性户外集装箱涂料，按重量份数计，其原料包括2-3.5重量份的第一组份水、0.05-0.15重量份的多功能助剂、0.4-0.8重量份的分散剂、0.2-0.4重量份的消泡剂、12-18重量份的钛白粉、68-76重量份的乳液、7-8重量份的成膜助剂、0.08-0.12重量份的润湿剂、0.1-0.3重量份的聚氨酯增稠剂、0.4-0.6重量份的防闪锈剂、0.08-0.12重量份的防腐剂以及0.6-1重量份的第二组份水。
在一些实施方式中，水性户外集装箱涂料的原料包括2.4-3重量份的第一组份水、0.08-0.12重量份的多功能助剂、0.5-0.7重量份的分散剂、0.25-0.35重量份的消泡剂、14-16重量份的钛白粉、70-74重量份的乳液、7.4-7.6重量份的成膜助剂、0.09-0.11重量份的润湿剂、0.15-0.25重量份的聚氨酯增稠剂、0.45-0.55重量份的防闪锈剂、0.09-0.11重量份的防腐剂以及0.7-0.9重量份的第二组份水。
在一些优选地实施方式中，水性户外集装箱涂料的原料包括2.8重量份的第一组份水、0.1重量份的多功能助剂、0.6重量份的分散剂、0.3重量份的消泡剂、15重量份的钛白粉、72重量份的乳液、7.5重量份的成膜助剂、0.1重量份的润湿剂、0.2重量份的聚氨酯增稠剂、0.5重量份的防闪锈剂、0.1重量份的防腐剂以及0.8重量份的第二组份水。
在一些实施方式中，多功能助剂例如可以包括AMP-95，其含有5wt％的水分-2-氨基-2-甲基-1-丙醇，为少数具有低分子量和高碱性的工业胺之一。在本申请中，其可防止各原料之间发生凝聚现象，并且可调节水性户外集装箱涂料的pH值，减少分散剂的用量以及制备过程所产生的泡沫量，改善增稠剂的性能，降低水性户外集装箱涂料的气味。
在一些实施方式中，分散剂例如可以包括迪高750W，其具有佳佳的稳定性和抗水性，在本申请中，能够湿润和分散涂料，避免涂料出现结块和凝聚等现象。可参照地，本申请中的迪高750W可购自广东中联邦精细化工有限公司。
在一些实施方式中，润湿剂例如可以包括迪高270，其为高效通用型防缩孔湿润剂，具有促进流平并有助孔洞湿润的效果，再涂性佳，在本申请中，其还能降低涂料的静态表面张力。在本申请中，迪高270与迪高750W共用后，能够进一步提高涂料的分散和润湿效果。可参照地，本申请中的迪高270同样可购自广东中联邦精细化工有限公司。
在一些实施方式中，消泡剂例如可以包括BYK-024，其主要成分为聚硅氧烷混合物，能有效消除水性涂料中的泡沫(包括微泡)，同时不影响水性涂料的色彩接受度和光泽度。可参照地，本申请中的BYK-024可购自东莞市恒丰新材料有限公司。
在一些实施方式中，乳液例如可以包括MT-717，其是由酯共聚而成的聚合物，具有一定抗闪锈能力和防腐功能。MT-717的粒径小，粘度适中，与本申请中的防闪锈剂以及钛白粉等相容性好，能够提高涂料在集装箱表面的附着力，并且有利于提高涂料的耐水、耐盐雾和耐碱性。可参照地，本申请中的MT-717可购自厦门爱珂玛化工有限公司。
在一些实施方式中，聚氨酯增稠剂例如可以包括明海斯299，其高效环保，能够快速增稠，并且该增稠剂分散性能好，能够提高涂料的流动性和流平性，使涂料均匀成膜，此外，其还有利于提高涂料的耐水性。可参照地，本申请中明海斯299可购自广东中联邦精细化工有限公司。
在一些实施方式中，防腐剂例如可以包括GT-50，以提高水性户外集装箱涂料的耐腐蚀性。
在一些实施方式中，防闪锈剂例如可以包括Ascotan-H10，其主要成分为螯合锌化合物，在本申请中可于涂料干燥后形成起到防蚀作用的钝化层，以防止涂料“闪蚀”的形成。并且，该防闪锈剂能够与本申请中的其余原料具有较佳的相容性，避免涂料出现团粒。
成膜助剂又称聚结助剂，具有较佳的环保性能和混溶性。在本申请中的一些优选的实施方式中，成膜助剂例如可以包括DPnb和DPM。在一些更优选的实施方式中，上述DPnb与DPM的重量比为1:1。
以上述配比的DPnb和DPM共同作为本申请中的成膜助剂，一方面可促进涂料中高分子化合物塑性流动和弹性变形，改善聚结性能和乳液成膜性能，提高水性户外集装箱涂料的稳定性；另一方面，可大大减少涂料中钛白粉与成膜之间的自由体积，增强成膜物与其余原料之间的结合力，显著提高涂料的力学强度，减少毛细管作用，提高涂料的遮盖能力。
钛白粉主要成分为二氧化钛，具有白度高，遮盖力强的特点。其在本申请中既具有着色作用，同时又具有防老化、补强和填充作用。
值得说明的是，上述内容仅是对原料中多功能助剂、分散剂、消泡剂、乳液、润湿剂、聚氨酯增稠剂、防闪锈剂以及防腐剂等可采用具体物质的优选列举方案，并不局限于此，在实际使用中，也可以是相应领域的其它常用物质。
承上，上述各原料相互配合后，能够使所得产品既具有较佳的稳定性，还具有较佳的防盐雾性能、耐高湿性以及耐候性等，能够使户外集装箱不易附着凝露，绿色环保，使用期限长。
本申请所得的水性户外集装箱涂料的细度小于等于50μm，pH值为8.5-9.5，粘度为107-113KU，比重为1.4-1.5kg/L。
此外，本申请还提供了一种上述水性户外集装箱涂料的制备方法，例如可以包括以下步骤：按配比混合第一组份水、多功能助剂、分散剂、消泡剂、钛白粉、乳液、成膜助剂、润湿剂、聚氨酯增稠剂、防闪锈剂、防腐剂以及第二组份水。
在一些优选地实施方式中，上述水性户外集装箱涂料的制备方法可按以下步骤进行：按原料配比先混合第一组份水和防腐剂，第一次搅拌；加入分散剂和消泡剂，第二次搅拌；加入钛白粉和防闪锈剂，第三次搅拌；加入乳液，第四次搅拌；加入多功能助剂和润湿剂，第五次搅拌；加入成膜助剂，第六次搅拌；加入聚氨酯增稠剂和第二组份水，第七次搅拌。
其中，第一次搅拌可以于300-600r/min(低速)的条件下搅拌2-4min；第二次搅拌可以于600-800r/min(中速)的条件下搅拌2-4min；第三次搅拌可以于800-1200r/min(高速)的条件下搅拌20-30min；第四次搅拌可以于300-600r/min(低速)的条件下搅拌4-6min；第五次至第七次搅拌均可以于300-600r/min(低速)的条件下搅拌，搅拌时间均可以为3-5min。
按上述优选地制备方法，有利于使各物质快速混匀，缩短制备时间，提高制备效率。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
先混合2重量份的第一组份水和0.08重量份的GT-50，于300r/min的条件下第一次搅拌4min；加入0.4重量份的迪高750W和0.2重量份的BYK-024，于600r/min的条件下第二次搅拌4min；加入12重量份的钛白粉和0.4重量份的Ascotan-H10，于800r/min的条件下第三次搅拌30min；加入68重量份的MT-717，于300r/min的条件下第四次搅拌6min；加入0.05重量份的AMP-95和0.08重量份的迪高270，于300r/min的条件下第五次搅拌5min；加入7重量份的成膜助剂，于300r/min的条件下第六次搅拌5min；加入0.1重量份的明海斯299和0.6重量份的第二组份水，于300r/min的条件下第七次搅拌5min，得水性户外集装箱涂料。
其中，成膜助剂含有重量比为1:1的DPnb和DPM。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：原料中含有3.5重量份的第一组份水、0.15重量份的AMP-95、0.8重量份的迪高750W、0.4重量份的BYK-024、18重量份的钛白粉、76重量份的MT-717、8重量份的成膜助剂、0.12重量份的迪高270、0.3重量份的明海斯299、0.6重量份的Ascotan-H10、0.12重量份的GT-50以及1重量份的第二组份水。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：原料中含有2.4重量份的第一组份水、0.08重量份的AMP-95、0.5重量份的迪高750W、0.25重量份的BYK-024、14重量份的钛白粉、70重量份的MT-717、7.4重量份的成膜助剂、0.09重量份的迪高270、0.15重量份的明海斯299、0.45重量份的Ascotan-H10、0.09重量份的GT-50以及0.7重量份的第二组份水。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于：原料中含有3重量份的第一组份水、0.12重量份的AMP-95、0.7重量份的迪高750W、0.35重量份的BYK-024、16重量份的钛白粉、74重量份的MT-717、7.6重量份的成膜助剂、0.11重量份的迪高270、0.25重量份的明海斯299、0.55重量份的Ascotan-H10、0.11重量份的GT-50以及0.9重量份的第二组份水。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于：原料中含有2.8重量份的第一组份水、0.1重量份的AMP-95、0.6重量份的迪高750W、0.3重量份的BYK-024、15重量份的钛白粉、72重量份的MT-717、7.5重量份的成膜助剂、0.1重量份的迪高270、0.2重量份的明海斯299、0.5重量份的Ascotan-H10、0.1重量份的GT-50以及0.8重量份的第二组份水。
实施例6
本实施例与实施例5的区别在于：第一次搅拌是于600r/min的条件下搅拌2min；第二次搅拌是于800r/min的条件下搅拌2min；第三次搅拌是于1200r/min的条件下搅拌20min；第四次搅拌是于600r/min的条件下搅拌4min；第五次搅拌至第六次搅拌均是于600r/min的条件下搅拌3min。
实施例7
本实施例与实施例5的区别在于：第一次搅拌是于450r/min的条件下搅拌3min；第二次搅拌是于700r/min的条件下搅拌3min；第三次搅拌是于1000r/min的条件下搅拌25min；第四次搅拌是于450r/min的条件下搅拌5min；第五次搅拌至第六次搅拌均是于450r/min的条件下搅拌4min。
实施例8
本实施例与实施例5的区别在于：制备过程是将所有原料一次性混合。
试验例1
重复实施上述实施例1-8，得到足够多的水性户外集装箱涂料。
设置对照组，对照组1与实施例1的区别在于DPnb用等量的DPM代替，对照组2与实施例1的区别在于DPM用等量的DPnb代替，对照组3与实施例1的区别在于DPnb的含量为10重量份，对照组4与实施例1的区别在于DPM的含量为10重量份。
分别测定实施例1-8以及对照组1-4所得的水性户外集装箱涂料的各项物理指标，具体的，细度按照《GB/T 1724-1979(1989)》方法检测，粘度按照《GB/T 1723-1993》方法检测，pH值采用pH检测仪测定，比重采用比重检测仪测定。
其结果显示：实施例1-8所得的水性户外集装箱涂料的细度均小于等于50μm，pH值在8.5-9.5范围内，粘度在107-113KU范围内，比重在1.4-1.5kg/L范围内。
并且，实施例1-5所得的水性户外集装箱涂料中，实施例5对应的水性户外集装箱涂料的细度、pH值、粘度以及比重的综合性能最佳，说明实施例5较实施例1-4的各原料之间的配比更佳。
对比实施例6-8以及实施例5得出：实施例7对应的水性户外集装箱涂料的细度、pH值、粘度以及比重的综合性能较实施例5和实施例6更佳，说明实施例7所提供的制备工艺条件更利于得到高性能的水性户外集装箱涂料。实施例8对应的水性户外集装箱涂料的细度、pH值、粘度以及比重的综合性能较实施例5-7均更差，说明在制备过程中分步混合和搅拌有利于得到高性能的水性户外集装箱涂料。
对比实施例5以及对照组1-4，其结果显示：对照组1和对照组2对应的水性户外集装箱涂料的细度、pH值、粘度以及比重的综合性能较实施例5明显更差，说明本申请中，在相等量的条件下，成膜助剂同时含有DPnb和DPM较仅含有其中一种更利于得到综合性能较佳的水性户外集装箱涂料，其原因可能在于，不同的成膜助剂的成膜原理和适用条件不同，与在本申请中其它原料的作用效果不同。
对照组3和对照组4对应的水性户外集装箱涂料的细度、pH值、粘度以及比重的综合性能较实施例5更差，但优于对照组1和对照组2，说明在本申请中，DPnb和DPM的用量并非越多越好，用量太高反而会影响涂料中高分子化合物塑性流动和弹性变形，影响聚结性能和乳液成膜性能，造成水性户外集装箱涂料的稳定性和附着力均降低。
试验例2
对比实施例5以及对照组1-4的耐酸、耐碱、耐水、耐油、耐冲击和耐盐雾性能，其中，耐酸和耐碱性按照《GB/T9274-1998》的方法测定，耐水性按照《GB/T1733-1993(甲法)》的方法测定，耐油性按照《GB/T9274-1988》的方法测定，耐冲击性按照《GB/T1732-1993》的方法测定，耐盐雾性按照《GB/T1771-2007》方法测定。其结果如表1所示。
表1测定结果
由表1可以看出，实施例5对应的水性户外集装箱涂料较对照组1-4的水性户外集装箱涂料在耐酸、耐碱、耐水、耐油、耐冲击以及耐盐雾方面具有明显更优的性能。
综上所述，本发明较佳实施例提供的水性户外集装箱涂料配方合理，成本较低，产品不仅具有较佳的稳定性，而且还具有较佳的防盐雾性能、耐高湿性以及耐候性等，能够使户外集装箱不易附着凝露，绿色环保，使用期限长。其制备方法简单快速，适于工业化生产。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种水性户外集装箱涂料，其特征在于，按重量份数计，其原料包括2-3.5重量份的第一组份水、0.05-0.15重量份的多功能助剂、0.4-0.8重量份的分散剂、0.2-0.4重量份的消泡剂、12-18重量份的钛白粉、68-76重量份的乳液、7-8重量份的成膜助剂、0.08-0.12重量份的润湿剂、0.1-0.3重量份的聚氨酯增稠剂、0.4-0.6重量份的防闪锈剂、0.08-0.12重量份的防腐剂以及0.6-1重量份的第二组份水。
2.根据权利要求1所述的水性户外集装箱涂料，其特征在于，所述原料包括2.4-3重量份的所述第一组份水、0.08-0.12重量份的所述多功能助剂、0.5-0.7重量份的所述分散剂、0.25-0.35重量份的所述消泡剂、14-16重量份的所述钛白粉、70-74重量份的所述乳液、7.4-7.6重量份的所述成膜助剂、0.09-0.11重量份的所述润湿剂、0.15-0.25重量份的所述聚氨酯增稠剂、0.45-0.55重量份的所述防闪锈剂、0.09-0.11重量份的所述防腐剂以及0.7-0.9重量份的所述第二组份水。
3.根据权利要求2所述的水性户外集装箱涂料，其特征在于，所述原料包括2.8重量份的所述第一组份水、0.1重量份的所述多功能助剂、0.6重量份的所述分散剂、0.3重量份的所述消泡剂、15重量份的所述钛白粉、72重量份的所述乳液、7.5重量份的所述成膜助剂、0.1重量份的所述润湿剂、0.2重量份的所述聚氨酯增稠剂、0.5重量份的所述防闪锈剂、0.1重量份的所述防腐剂以及0.8重量份的所述第二组份水。
4.根据权利要求1-3任一项所述的水性户外集装箱涂料，其特征在于，所述多功能助剂包括AMP-95和/或所述分散剂包括迪高750W和/或所述消泡剂包括BYK-024和/或所述乳液包括MT-717和/或所述润湿剂包括迪高270和/或所述聚氨酯增稠剂包括明海斯299和/或所述防闪锈剂包括Ascotan-H10和/或所述防腐剂包括GT-50。
5.根据权利要求1-3任一项所述的水性户外集装箱涂料，其特征在于，所述成膜助剂包括DPnb和DPM；
优选地，所述DPnb与所述DPM的重量比为1:1。
6.根据权利要求1-3任一项所述的水性户外集装箱涂料，其特征在于，所述水性户外集装箱涂料的细度小于等于50μm，pH值为8.5-9.5。
7.根据权利要求1-3任一项所述的水性户外集装箱涂料，其特征在于，所述水性户外集装箱涂料的粘度为107-113KU，比重为1.4-1.5kg/L。
8.如权利要求1-7任一项所述的水性户外集装箱涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按配比混合所述第一组份水、所述多功能助剂、所述分散剂、所述消泡剂、所述钛白粉、所述乳液、所述成膜助剂、所述润湿剂、所述聚氨酯增稠剂、所述防闪锈剂、所述防腐剂以及所述第二组份水。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，按原料配比先混合所述第一组份水和所述防腐剂，第一次搅拌；加入所述分散剂和所述消泡剂，第二次搅拌；加入所述钛白粉和所述防闪锈剂，第三次搅拌；加入所述乳液，第四次搅拌；加入所述多功能助剂和所述润湿剂，第五次搅拌；加入所述成膜助剂，第六次搅拌；加入所述聚氨酯增稠剂和所述第二组份水，第七次搅拌。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，第一次搅拌是于300-600r/min的条件下搅拌2-4min和/或第二次搅拌是于600-800r/min的条件下搅拌2-4min和/或第三次搅拌是于800-1200r/min的条件下搅拌20-30min和/或第四次搅拌是于300-600r/min的条件下搅拌4-6min和/或第五次搅拌至第七次搅拌均是于300-600r/min的条件下搅拌3-5min。
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