CN109135498A - 一种水性双组份环氧集装箱内面漆的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水性双组份环氧集装箱内面漆的制备方法，该方法通过利用VOC含量低的成膜助剂、降低成膜助剂使用量手段，从源头上降低VOC的来源；配合固含量适当的环氧乳液、聚胺类固化剂，使漆液具有较佳的流动性、较合适的粘度，以得到理化性能佳、VOC含量低的水性双组份环氧集装箱内面漆。
Description
技术领域
本发明涉及水性涂料技术领域，尤其涉及一种水性双组份环氧集装箱内面漆的制备方法。
背景技术
水性集装箱内表面涂料，一般采用二道涂层的涂装配套，通常由水性底漆和水性面漆组成，其中水性面漆又称水性内面漆。目前水性内面漆的种类有水性环氧内面漆与水性丙烯酸内面漆。
随着社会对环保的重视，水性环保涂料也越来越受到企业与用户的重视。我国作为集装箱生产的主要国家，每年消耗的集装箱漆达到万吨级，而溶剂型的集装箱漆会产生大量的VOC排放，因此在2017年中国的集装箱行业全面推行“禁油推水”的行业规定。所以，研发配套的水性集装箱漆既符合环保要求，也适应行业的发展。
但是，由于强制推行“禁油推水”的行业规定，集装箱厂对水性涂料涂装相关生产线还不够完善，同时水性集装箱漆的部分性能缺陷，使得研发性能良好的水性集装箱漆是迫在眉睫。特别是综合性能良好的水性集装箱内面漆。
申请专利CN103756508B提供了一种用于集装箱内表面的环保涂料的制备方法，其挥发性有机物含量在150克/升以下，虽然在VOC排放方面与溶剂型涂料的500克/升的排放相比，已经大大降低了，但是行业标准是低于100克/升，其仍然不符合标准。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供VOC含量低的水性双组份环氧集装箱内面漆的制备方法。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
一种水性双组份环氧集装箱内面漆的制备方法，包括以下步骤：
1)将分散剂、气相二氧化硅、钛白粉、无机填料和防锈颜料加至搅拌缸中，研磨至粒径至50μm以下；
2)向步骤1)物料中加入环氧乳液、消泡剂和成膜助剂，混合后，加入增稠剂调节黏度，混合均匀，得到A组分；环氧乳液的固含量为40-60％，所述环氧乳液的环氧当量为500-600；所述成膜助剂为(二)丙二醇醚或其与低级醇的混合物，所述成膜助剂与环氧乳液的重量比为(0.1-1):30；
3)取聚胺类固化剂与水混匀至固含量为40-70％，得到B组分；
4)将A组分与B组分混合，得到水性双组份环氧集装箱内面漆。
进一步地，步骤1)中，无机填料为硅灰粉，云母粉，滑石粉中的一种或两种以上；所述防锈颜料为氧化铁、云母氧化铁、三聚磷酸铝，磷酸锌、磷酸钙中的一种或两种以上。
进一步地，步骤2)中，A组分包括按重量份计的以下成分：0.05-0.5份分散剂、0.5-2份气相二氧化硅、10-30份钛白粉、10-40份无机填料、5-15份防锈颜料、30-40份环氧乳液、0.05-0.5份消泡剂、0.1-1份成膜助剂和0.1-2份增稠剂。
进一步地，步骤2)中，A组分包括按重量份计的以下成分：0.2-0.3份分散剂、0.5-1.5份气相二氧化硅、20-30份钛白粉、10-15份无机填料、10-12份防锈颜料、30-40份环氧乳液、0.3-0.4份消泡剂、0.5-1份成膜助剂和1-2份增稠剂。
进一步地，步骤2)中，所述(二)丙二醇醚为二丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、丙二醇苯醚、丙二醇甲醚中的一种或两种以上；所述低级醇为乙醇或异丙醇；所述低级醇在成膜助剂的重量比≤25％。
进一步地，步骤2)中，所述低级醇在成膜助剂的重量比为5-15％。成膜助剂中的低级醇可以提高该内面漆具有一定的流动性，然而低级醇的沸点低，易挥发，量过多将可能使成型的漆面产生针孔状的缺陷。
进一步地，步骤2)中，所述成膜助剂为丙二醇甲醚与二丙二醇丁醚的混合物；或成膜助剂为二丙二醇甲醚、乙醇、异丙醇组成的混合物；或成膜助剂为丙二醇甲醚与异丙醇组成的混合物。采用此三种配方的成膜助剂，可使该内面漆在流动性和低VOC含量中取得一个较好的平衡。
进一步地，步骤2)中，所述成膜助剂为丙二醇甲醚与二丙二醇丁醚按1:1组成的混合物；或成膜助剂为二丙二醇甲醚、乙醇、异丙醇按9:0.5:0.5重量比组成的混合物；或成膜助剂为丙二醇甲醚与异丙醇按9:1组成的混合物。
进一步地，步骤3)中，所述聚胺固化剂为聚酰胺树脂，固含量为50-60％，其活性氢当量为100-300。
进一步地，步骤4)中，所述A组分与B组分按5-20:1重量比的重量比混合。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明提供的水性双组份环氧集装箱内面漆，通过利用VOC含量低的成膜助剂、降低成膜助剂使用量手段，在综合性能达到使用标准之后，挥发性有机物的含量降低为30克/升以下，进一步降低了VOC的排放，也更进一步的符合现阶段行业发展的环保要求与行业标准。
附图说明
图1为实施例1的水性双组份环氧集装箱内面漆的涂膜外观；
图2为对比例1的水性双组份环氧集装箱内面漆的涂膜外观。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
一种水性双组份环氧集装箱内面漆的制备方法，包括以下步骤：
1)将分散剂、气相二氧化硅、钛白粉、无机填料和防锈颜料加至搅拌缸中，研磨至粒径至50μm以下；
2)向步骤1)物料中加入环氧乳液、消泡剂和成膜助剂，混合后，加入增稠剂调节黏度，混合均匀，得到A组分；环氧乳液的固含量为40-60％，所述环氧乳液的环氧当量为500-600；所述成膜助剂为(二)丙二醇醚或其与低级醇的混合物，所述成膜助剂与环氧乳液的重量比为(0.1-1):30；
3)取聚胺类固化剂与水混匀至固含量为40-70％，得到B组分；
4)将A组分与B组分混合，得到水性双组份环氧集装箱内面漆。
该制备方法，通过利用VOC含量低的成膜助剂、降低成膜助剂使用量手段，从源头上降低VOC的来源；配合固含量适当的环氧乳液、聚胺类固化剂，使漆液具有较佳的流动性、较合适的粘度，以得到理化性能佳、VOC含量低的水性双组份环氧集装箱内面漆。
所述成膜助剂中，低级醇为乙醇或异丙醇，低级醇的含量≤25％。成膜助剂中的低级醇可以提高该内面漆具有一定的流动性，然而低级醇的沸点低，易挥发，量过多将可能使成型的漆面产生针孔状的表面缺陷。
以下具体实施方式中，所采用的试剂或原料均可通过市售或普通的实验手段获得，以下为本实施例用到的试剂的市售来源。
环氧树脂可以选自瀚森EPIKOTETM6520-WH-53，江苏洪汇6056，南亚环氧树脂NPEW-291W53；聚胺固化剂可以选自锦玛化工3060，BECKOPOXEH613w/80WA；防闪锈剂可以选自瑞宝90，西谱森CA50；分散剂可以选自BYK-154、BYK-190或西谱森disperbx080；消泡剂可以选自迪高810、904w、902W、901W或825。
实施例1：
一种水性双组份环氧集装箱内面漆，包括A组分和B组分；A组分与B组分的重量比为5:1；
A组分包括按重量份计的以下成分：0.2份分散剂、0.7份气相二氧化硅、20份钛白粉、10份云母粉、10份磷酸锌、35份固含量为50％环氧当量为600的环氧乳液、0.4份消泡剂、1份成膜助剂和1.2份聚氨酯型增稠剂；其中成膜助剂由丙二醇甲醚与二丙二醇丁醚按1:1的重量比组成；
B组分为活泼氢当量为200的聚酰胺树脂，固含量为50％。
该水性双组份环氧集装箱内面漆的制备方法，包括以下步骤：
1)将分散剂、气相二氧化硅、钛白粉、云母粉和磷酸锌加入搅拌缸中，研磨至粒径至50μm以下；
2)向步骤1)物料中加入环氧乳液、消泡剂和成膜助剂，混合后，加入增稠剂调节黏度，混合均匀，得到A组分；
3)取聚酰胺树脂与水按60:40的比例混匀，得到B组分；
4)将A组分与B组分按5:1的质量比进行混合，得到水性双组份环氧集装箱内面漆。
实施例2：
一种水性双组份环氧集装箱内面漆，包括A组分和B组分；A组分与B组分的重量比为20:1；
A组分包括按重量份计的以下成分：0.3份分散剂、1份气相二氧化硅、25份钛白粉、10份硅灰粉、2份云母氧化铁、8份三聚磷酸铝、30份固含量为50％环氧当量为500的环氧乳液、0.3份消泡剂、0.5份成膜助剂和1份聚氨酯型增稠剂；其中成膜助剂由二丙二醇甲醚、乙醇、异丙醇按9:0.5:0.5的重量比组成；
B组分为活泼氢当量为100的聚酰胺树脂，固含量为60％。
该水性双组份环氧集装箱内面漆的制备方法，包括以下步骤：
1)将分散剂、气相二氧化硅、钛白粉、硅灰粉、云母氧化铁和三聚磷酸铝加入搅拌缸中，研磨至粒径至50μm以下；
2)向步骤1)物料中加入环氧乳液、消泡剂和成膜助剂，混合后，加入增稠剂调节黏度，混合均匀，得到A组分；
3)取聚酰胺树脂与水按60:40的比例混匀，得到B组分；
4)将A组分与B组分按20:1的质量比进行混合，得到水性双组份环氧集装箱内面漆。
实施例3：
一种水性双组份环氧集装箱内面漆，包括A组分和B组分；A组分与B组分的重量比为10:1；
A组分包括按重量份计的以下成分：0.2份分散剂、0.5份气相二氧化硅、30份钛白粉、15份滑石粉、6份磷酸钙、6份三聚磷酸铝、35份固含量为50％环氧当量为550的环氧乳液、0.3份消泡剂、0.8份成膜助剂和2份聚氨酯型增稠剂；其中成膜助剂由丙二醇甲醚、异丙醇按9.5:0.5的重量比组成；
B组分为活泼氢当量为200的聚酰胺树脂，固含量为50％。
该水性双组份环氧集装箱内面漆的制备方法，包括以下步骤：
1)将分散剂、气相二氧化硅、钛白粉、滑石粉、磷酸钙和三聚磷酸铝加入搅拌缸中，研磨至粒径至50μm以下；
2)向步骤1)物料中加入环氧乳液、消泡剂和成膜助剂，混合后，加入增稠剂调节黏度，混合均匀，得到A组分；
3)取聚酰胺树脂与水按60:40的比例混匀，得到B组分；
4)将A组分与B组分按10:1的质量比进行混合，得到水性双组份环氧集装箱内面漆。
实施例4：
一种水性双组份环氧集装箱内面漆，包括A组分和B组分；A组分与B组分的重量比为10:1；
A组分包括按重量份计的以下成分：0.5份分散剂、1.5份气相二氧化硅、30份钛白粉、15份滑石粉、6份磷酸钙、6份三聚磷酸铝、35份固含量为50％环氧当量为550的环氧乳液、0.3份消泡剂、0.8份成膜助剂和2份聚氨酯型增稠剂；其中成膜助剂为丙二醇甲醚；
B组分为活泼氢当量为200的聚酰胺树脂，固含量为50％。
该水性双组份环氧集装箱内面漆的制备方法，包括以下步骤：
1)将分散剂、气相二氧化硅、钛白粉、滑石粉、磷酸钙和三聚磷酸铝加入搅拌缸中，研磨至粒径至50μm以下；
2)向步骤1)物料中加入环氧乳液、消泡剂和成膜助剂，混合后，加入增稠剂调节黏度，混合均匀，得到A组分；
3)取聚酰胺树脂与水按60:40的比例混匀，得到B组分；
4)将A组分与B组分按10:1的质量比进行混合，得到水性双组份环氧集装箱内面漆。
对比例1：
一种水性双组份环氧集装箱内面漆，包括A组分和B组分；A组分与B组分的重量比为10:1；
A组分包括按重量份计的以下成分：0.2份分散剂、0.5份气相二氧化硅、30份钛白粉、15份滑石粉、6份磷酸钙、6份三聚磷酸铝、35份固含量为50％环氧当量为550的环氧乳液、0.3份消泡剂、1.5份成膜助剂和2份聚氨酯型增稠剂；其中成膜助剂为丙二醇甲醚；
B组分为活泼氢当量为200的聚酰胺树脂，固含量为50％。
该水性双组份环氧集装箱内面漆的制备方法，包括以下步骤：
1)将分散剂、气相二氧化硅、钛白粉、滑石粉、磷酸钙和三聚磷酸铝加入搅拌缸中，研磨至粒径至50μm以下；
2)向步骤1)物料中加入环氧乳液、消泡剂和成膜助剂，混合后，加入增稠剂调节黏度，混合均匀，得到A组分；
3)取聚酰胺树脂与水按60:40的比例混匀，得到B组分；
4)将A组分与B组分按10:1的质量比进行混合，得到水性双组份环氧集装箱内面漆。
对比例2：
一种水性双组份环氧集装箱内面漆，包括A组分和B组分；A组分与B组分的重量比为10:1；
A组分包括按重量份计的以下成分：0.2份分散剂、0.5份气相二氧化硅、30份钛白粉、15份滑石粉、6份磷酸钙、6份三聚磷酸铝、35份固含量为50％环氧当量为550的环氧乳液、0.3份消泡剂、2份成膜助剂和2份聚氨酯型增稠剂；其中成膜助剂为丙二醇甲醚；
B组分为活泼氢当量为200的聚酰胺树脂，固含量为50％。
该水性双组份环氧集装箱内面漆的制备方法，包括以下步骤：
1)将分散剂、气相二氧化硅、钛白粉、滑石粉、磷酸钙和三聚磷酸铝加入搅拌缸中，研磨至粒径至50μm以下；
2)向步骤1)物料中加入环氧乳液、消泡剂和成膜助剂，混合后，加入增稠剂调节黏度，混合均匀，得到A组分；
3)取聚酰胺树脂与水按60:40的比例混匀，得到B组分；
4)将A组分与B组分按10:1的质量比进行混合，得到水性双组份环氧集装箱内面漆。
对比例3：
一种水性双组份环氧集装箱内面漆，包括A组分和B组分；A组分与B组分的重量比为10:1；
A组分包括按重量份计的以下成分：0.2份分散剂、0.5份气相二氧化硅、30份钛白粉、15份滑石粉、6份磷酸钙、6份三聚磷酸铝、35份固含量为50％环氧当量为550的环氧乳液、0.3份消泡剂、2.5份成膜助剂和2份聚氨酯型增稠剂；其中成膜助剂为丙二醇甲醚；
B组分为活泼氢当量为200的聚酰胺树脂，固含量为50％。
该水性双组份环氧集装箱内面漆的制备方法，包括以下步骤：
1)将分散剂、气相二氧化硅、钛白粉、滑石粉、磷酸钙和三聚磷酸铝加入搅拌缸中，研磨至粒径至50μm以下；
2)向步骤1)物料中加入环氧乳液、消泡剂和成膜助剂，混合后，加入增稠剂调节黏度，混合均匀，得到A组分；
3)取聚酰胺树脂与水按60:40的比例混匀，得到B组分；
4)将A组分与B组分按10:1的质量比进行混合，得到水性双组份环氧集装箱内面漆。
对比例4：
一种水性双组份环氧集装箱内面漆，包括A组分和B组分；A组分与B组分的重量比为10:1；
A组分包括按重量份计的以下成分：0.2份分散剂、0.5份气相二氧化硅、30份钛白粉、15份滑石粉、6份磷酸钙、6份三聚磷酸铝、35份固含量为50％环氧当量为550的环氧乳液、0.3份消泡剂、3份成膜助剂和2份聚氨酯型增稠剂；其中成膜助剂为丙二醇甲醚；
B组分为活泼氢当量为200的聚酰胺树脂，固含量为50％。
该水性双组份环氧集装箱内面漆的制备方法，包括以下步骤：
1)将分散剂、气相二氧化硅、钛白粉、滑石粉、磷酸钙和三聚磷酸铝加入搅拌缸中，研磨至粒径至50μm以下；
2)向步骤1)物料中加入环氧乳液、消泡剂和成膜助剂，混合后，加入增稠剂调节黏度，混合均匀，得到A组分；
3)取聚酰胺树脂与水按60:40的比例混匀，得到B组分；
4)将A组分与B组分按10:1的质量比进行混合，得到水性双组份环氧集装箱内面漆。
性能检测与效果评价
对实施例1-4以及对比例1-4得到水性双组份环氧集装箱内面漆，进行理化性能检测。
其中，VOC检测即挥发性有机化合物(VOC)含量的测定、附着力检测、适用期和涂膜外观均采用单层检测，即是将试样直接涂覆在集装箱内面，涂层厚度为40-50μm；加速老化循环模拟真实使用环境，在厚30μm的水性环氧富锌底漆膜表面将试样涂覆40-50μm厚；而细度检测是直接对未涂覆前的试样进行检测。实施例1-4和对比例1-4的试样的附着力均为0级，符合GB/T9286的标准；实施例1-4的加速老化循环符合JH/TE06-2015的标准，对比例1-4的加速老化循环不符合JH/TE06-2015的标准；图1为实施例1的水性双组份环氧集装箱内面漆的涂膜外观；图2为对比例1的水性双组份环氧集装箱内面漆的涂膜外观；对比例1因成膜助剂较多，溶剂挥发速率过快，导致漆膜表面大量针孔，而实施例符合JISK5600-1-1-4.4的标准。实施例1-4的耐盐雾性能符合标准GB/T1771—2007要求，对比例1-4因表面大量针孔，耐盐雾性能差，不符合标准GB/T1771—2007要求。
VOC检测、细度和适用期的检测结果如下表所示。
表1理化性能检测结果表
由上表可知，本发明提供的水性双组份环氧集装箱内面漆，在其它综合性能达到标准的基础上，具有较低的VOC值。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种水性双组份环氧集装箱内面漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将分散剂、气相二氧化硅、钛白粉、无机填料和防锈颜料加至搅拌缸中，研磨至粒径至50μm以下；
2)向步骤1)物料中加入环氧乳液、消泡剂和成膜助剂，混合后，加入增稠剂调节黏度，混合均匀，得到A组分；环氧乳液的固含量为40-60％，所述环氧乳液的环氧当量为500-600；所述成膜助剂为(二)丙二醇醚或其与低级醇的混合物，所述成膜助剂与环氧乳液的重量比为(0.1-1):30；
3)取聚胺类固化剂与水混匀至固含量为40-70％，得到B组分；
4)将A组分与B组分混合，得到水性双组份环氧集装箱内面漆。
2.如权利要求1的制备方法，其特征在于，步骤1)中，无机填料为硅灰粉，云母粉，滑石粉中的一种或两种以上；所述防锈颜料为氧化铁、云母氧化铁、三聚磷酸铝，磷酸锌、磷酸钙中的一种或两种以上。
3.如权利要求1的制备方法，其特征在于，步骤2)中，A组分包括按重量份计的以下成分：0.05-0.5份分散剂、0.5-2份气相二氧化硅、10-30份钛白粉、10-40份无机填料、5-15份防锈颜料、30-40份环氧乳液、0.05-0.5份消泡剂、0.1-1份成膜助剂和0.1-2份增稠剂。
4.如权利要求1的制备方法，其特征在于，步骤2)中，A组分包括按重量份计的以下成分：0.2-0.3份分散剂、0.5-1.5份气相二氧化硅、20-30份钛白粉、10-15份无机填料、10-12份防锈颜料、30-40份环氧乳液、0.3-0.4份消泡剂、0.5-1份成膜助剂和1-2份增稠剂。
5.如权利要求1的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述(二)丙二醇醚为二丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、丙二醇苯醚、丙二醇甲醚中的一种或两种以上；所述低级醇为乙醇或异丙醇；所述低级醇在成膜助剂的重量比≤25％。
6.如权利要求5的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述低级醇在成膜助剂的重量比为5-15％。
7.如权利要求5的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述成膜助剂为丙二醇甲醚与二丙二醇丁醚的混合物；或成膜助剂为二丙二醇甲醚、乙醇、异丙醇组成的混合物；或成膜助剂为丙二醇甲醚与异丙醇组成的混合物。
8.如权利要求5的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述成膜助剂为丙二醇甲醚与二丙二醇丁醚按1:1组成的混合物；或成膜助剂为二丙二醇甲醚、乙醇、异丙醇按9:0.5:0.5重量比组成的混合物；或成膜助剂为丙二醇甲醚与异丙醇按9:1重量比组成的混合物。
9.如权利要求1的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述聚胺固化剂为聚酰胺树脂，固含量为50-60％，其活性氢当量为100-300。
10.如权利要求1的制备方法，其特征在于，步骤4)中，所述A组分与B组分按5-20:1的重量比混合。
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| CA2115448A1 (en) * | 1991-09-24 | 1993-04-01 | Klaus Cibura | Method of producing an aqueous coating composition |
| CN102876194A (zh) * | 2012-09-28 | 2013-01-16 | 中远关西涂料化工（天津）有限公司 | 集装箱用水性环氧涂料及其制备方法 |
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2018
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Patent Citations (3)
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