CN1105689A - 耐冲拔耐高温蒸煮金属涂料 - Google Patents

Abstract

一种耐冲拔耐高温蒸煮的金属用涂料，是在不加 任何增塑剂和偶联剂的情况下，采用丙烯酸树脂对环 氧树脂系材料进行改性而成。其中丙烯酸树脂采用 独特方法进行后处理以使其分子量更加均匀。本发 明对金属亲合力更好，附着力更强，特别是耐冲拔耐 高温蒸煮。

Description

本发明涉及一种金属涂料，特别是用于包装行业的马口铁和铝板上的耐冲拔耐高温蒸煮涂料。

目前国内在用马口铁和铝板制造的各种罐、听、盒、盘、箱、玩具和日用品上，普遍采用环氧氨基型或聚酯型涂料进行涂装。这两类涂料的成膜物质本身较脆、耐腐蚀性和涂膜的工艺性（指耐冲拔、耐弯折和附着力）也不太理想。随着制罐工业的发展，普遍采用冲拔二片罐，这就对涂料的耐冲拔性提出了更高的要求。而前面述及的两种涂料为满足这一要求，必须加入大量的增塑剂和偶联剂。随着我国卫生标准和环保法规的日益完善，这些外加助剂的自然迁移所引起的毒性问题越来越引起人们的重视。

本发明的目的是提供一种耐冲拔耐高温蒸煮的用途广、性能优，又符合环保卫生要求的金属涂料。

本发明的技术内容是：它属丙烯酸改性环氧树脂涂料，主要是利用环氧树脂所具有的对金属表面的优良附着力、良好的保色性和热稳定性，而环氧树脂的脆性和丰满度不好的缺点则因加入了丙烯酸树脂而得到根本的改善。所用的丙烯酸树脂经特殊工艺进行后处理以使其分子量分布更加均匀。从而得到一种耐冲拔耐高温蒸煮125℃且符合卫生标准的金属涂料。各项指标均优于现有同类产品水平。

1.它的组分及配方是：

丙烯酸树脂配方（重量比）：

混合单体配方（重量比）：

苯乙烯    35-45%

甲基丙烯酸丁酯    13-15%

丙烯酸丁酯    25-35%

丙烯酰胺    12-16%

甲基丙烯酸    5-8%

偶氮二异丁腈    占单体总量的1%

聚合液配方（重量比）：

混合单体    50%

二甲苯    50%

颜料浆配方（重量比）：

体质颜料（钛白粉）    35-45%

有机颜料    微量

丙烯酸树脂    10-15%

二甲苯    35-45%

环氧树脂溶液配方（重量比）：

环氧树脂（分子量2000-4000）    40-60%

溶剂（环己酮）    60-40%

涂料混配配方（重量比）：

颜料浆    20-45%

丙烯酸树脂    40-45%

环氧树脂溶液    30-45%

2.生产工艺

（1）丙烯酸树脂的合成

取反应釜的装料系数k＝0.7，再按配方算准投料量。按投料量准确称取配方中各组分并依次投入反应釜中，在常温下搅拌均匀配制成聚合液。

将聚合液的1/3留在釜中，其余2/3转移到高位槽中。

开动搅拌，同时向反应釜夹套中通蒸汽升温，当温度达到95℃时，匀速向反应釜中滴加聚合液，开始聚合反应。在整个反应过程中，维持聚合液温度在95±5℃。

全部聚合液滴加完毕后，在95±5℃下保温反应一个小时。然后降温至40℃，备用。

（2）丙烯酸树脂的后处理

将聚合好的丙烯酸树脂转移至后处理釜中，加入与树脂等重量的去离子水。在常温下搅拌一个小时，使丙烯酸树脂和水充分接触，以洗去未参加反应的甲基丙烯酸和丙烯酰胺。

静置分层、然后放出下部水层、保留上部丙烯酸树脂。

重复上述操作二次。

开动搅拌，升温至80℃，打开真空泵，在一个小时内将真空度由0.05MPa提高到0.09MPa，在真空下脱除树脂中残留的水份和低聚物，以保证聚合物的分子量。

解除真空、降温至40℃，备用。

（3）颜料浆的配制

取反应釜的装料系数k＝0.7，再按配方算准投料量。依次向反应釜中加入二甲苯和丙烯酸树脂，在搅拌下徐徐加入钛白粉和有机颜料。加完后继续搅拌30分钟，使固液两相充分接触。

开动砂磨机，使物料在砂磨机中通过至少二次。即得储存稳定的颜料浆备用。

（4）溶解环氧树脂

先按配方向反应釜中加入环己酮，开始搅拌、升温，当溶剂温度达50℃时，徐徐加入配方量的环氧树脂。

加料完毕后关闭手孔，继续升温至90±5℃，充分搅拌，使之完全溶解成为透明溶液。

降温至40℃，备用。

（5）涂料混配

取混配釜的装料系数k＝0.7，按配方算准投料量。将配方中各组分准确计量后加入釜中。

开动搅拌，在常温下搅拌一个小时使其混合均匀。静置熟化24小时后即可使用。

本发明与上述提及的金属涂料相比，具有以下优点：

1.本发明属丙烯酸树脂改性环氧树脂涂料，兼具环氧树脂的强度高、热稳定性好和丙烯酸树脂的光亮、丰满的优点。特别是在不加增塑剂和偶联剂的情况下得到耐冲拔、耐高温蒸煮（125℃）的优质涂膜，各项指标均优于现有同类产品水平。

2.本发明对丙烯酸树脂采用独特的水洗法后处理工艺，以除去未参加反应的甲基丙烯酸和丙烯酰胺，从而使树脂的分子量分布均匀，增加了树脂的反应活性。

3.本发明属反应交联热固化涂料，省却了以往环氧类涂料中采用的胺类固化剂或金属盐类催干剂。

4.本发明生产工艺简便，生产过程中不涉及剧毒原料，反应过程中不产生有毒有害生成物，有利于环境保护。

下面给出一个实施例：

1.本发明的配方是：

丙烯酸树脂配方（重量比）：

混合单体配方（重量比）：

苯乙烯    36.5%

甲基丙烯酸丁酯    14.5%

丙烯酸丁酯    30%

丙烯酰胺    14%

甲基丙烯酸    5%

偶氮二异丁腈    占单体总量的1%

聚合液配方（重量比）：

混合单体    50%

二甲苯    50%

颜料浆配方（重量比）：

金红石型钛白粉    45%

有机颜料    0.5%

丙烯酸树脂    14.5%

二甲苯    40%

环氧树脂溶液配方（重量比）：

环氧树脂（分子量2000-4000）    55%

环已酮    45%

涂料混配配方（重量比）：

颜料浆    22%

丙烯酸树脂    42%

环氧树脂溶液    36%

2.生产工艺

（1）丙烯酸树脂的合成

取反应釜的装料系数k＝0.7，再按配方算准投料量。按投料量准确称取配方中各组分并依次投入反应釜中，在常温下搅拌均匀配制成聚合液。

将聚合液的1/3留在釜中，其余2/3转移至高位槽中。

开动搅拌，同时向反应釜夹套中通蒸汽升温，当温度达到95℃时，匀速向反应釜中滴加聚合液，开始聚合反应。在整个反应过程中，维持聚合液温度在95±5℃。

全部聚合液滴加完毕后，在95±5℃下保温反应一个小时。然后降温至40℃，备用。

（2）丙烯酸树脂的后处理

将聚合好的丙烯酸树脂转移至后处理釜中，加入与树脂等重量的去离子水。在常温下搅拌一个小时，使丙烯酸树脂和水充分接触，以洗去未参加反应的甲基丙烯酸和丙烯酰胺。

静置分层。然后放出下部水层、保留上部丙烯酸树脂。

重复上述操作二次。

开动搅拌，升温至80℃，打开真空泵，在一个小时内将真空度由0.05MPa提高到0.09MPa，在真空下脱除树脂中残留的水份和低聚物，以保证聚合物的分子量。

解除真空，降温至40℃，备用。

（3）颜料浆的配制

取反应釜的装料系数k＝0.7，再按配方算准投料量。

依次向反应釜中加入二甲苯和丙烯酸树脂，在搅拌下徐徐加入钛白粉和有机颜料。加完后继续搅拌30分钟，使固液两相充分接触。

开动砂磨机，使物料在砂磨机中通过至少二次。即得储存稳定的颜料浆备用。

（4）溶解环氧树脂

先按配方向反应釜中加入环己酮，开始搅拌、升温，当溶剂温度达50℃时，徐徐加入配方量的环氧树脂。

加料完毕后关闭手孔，继续升温至90±5℃，充分搅拌，使之完全溶解成为透明溶液。

降温至40℃，备用。

（5）涂料混配

取混配釜的装料系数k＝0.7，按配方算准投料量。将配方中各组分准确计量后加入釜中。

开动搅拌，在常温下搅拌一个小时使其混合均匀。静置熟化24小时后即可使用。

Claims (3)

1、一种耐冲拔耐高温蒸煮的金属用涂料，其特征在于它的组分为：

颜料浆                     20-45%(重量比，下同)

丙烯酸树脂                 40-45%

环氧树脂溶液               30-45%

其中：

丙烯酸树脂配方(重量比)：

混合单体配方(重量比)：

苯乙烯                     35-45%

甲基丙烯酸丁酯             13-15%

丙烯酸丁酯                 25-35%

丙烯酰胺                   12-16%

甲基丙烯酸                 5-8%

偶氮二异丁腈               占单体总量的1%

聚合液配方(重量比)：

混合单体                   50%

二甲苯                     50%

颜料浆配方(重量比)：

体质颜料(钛白粉)           35-45%

有机颜料                   微量

丙烯酸树脂                 10-15%

二甲苯                     35-45%

环氧树脂溶液配方(重量比)：

环氧树脂(分子量2000-4000)  40-60%

溶剂(环己酮)               60-40%。

2、根据权利要求1所述的耐冲拔耐高温蒸煮的金属用涂料，其特征在于它的组分为：

颜料浆    22%（重量比，下同）

丙烯酸树脂    42%

环氧树脂溶液    36%

其中：

丙烯酸树脂配方（重量比）：

混合单体配方（重量比）：

苯乙烯    36.5%

甲基丙烯酸丁酯    14.5%

丙烯酸丁酯    30%

丙烯酰胺    14%

甲基丙烯酸    5%

偶氮二异丁腈    占单体总量的1%

聚合液配方（重量比）：

混合单体    50%

二甲苯    50%

颜料浆配方（重量比）：

金红石型钛白粉    45%

有机颜料    0.5%

丙烯酸树脂    14.5%

二甲苯    40%

环氧树脂溶液配方（重量比）：

环氧树脂（分子量2000-4000）    55%

环已酮    45%

3、一种耐冲拔、耐高温蒸煮的金属用涂料的制法，其特征在于用经过后处理的丙烯酸树脂配制成颜料浆，然后将颜料浆与丙烯酸树脂和环氧树脂溶液混合，充分搅拌均匀后即得到耐冲拔耐高温蒸煮的金属涂料，其中：

（1）丙烯酸树脂的合成

将配方中各组分准确计量后依次投入反应釜中，在常温下搅拌均匀配制成聚合液。

将聚合液的1/3留在釜中，其余2/3转移到高位槽中。

开动搅拌，同时向反应釜夹套中通蒸汽升温，当温度达到95℃时，匀速向反应釜中滴加聚合液，开始聚合反应。在整个反应过程中，维持聚合液温度在95±5℃。

全部聚合液滴加完毕后，在95±5℃下保温反应一个小时。然后降温至40℃，备用。

（2）丙烯酸树脂的后处理

将聚合好的丙烯酸树脂转移至后处理釜中，加入与树脂等重量的去离子水。在常温下搅拌一个小时，使丙烯酸树脂和水充分接触，以洗去未参加反应的甲基丙烯酸和丙烯酰胺。

静置分层，然后放出下部水层、保留上部丙烯酸树脂。

重复上述操作二次。

开动搅拌，升温至80℃，打开真空泵，在一个小时内将真空度由0.05MPa提高到0.09MPa，在真空下脱除树脂中残留的水份和低聚物，以保证聚合物的分子量。

解除真空，降温至40℃，备用。

（3）颜料浆的配制

按配方首先向反应釜中加入二甲苯和丙烯酸树脂，在搅拌下徐徐加入钛白粉和有机颜料。加完后继续搅拌30分钟，使固液两相充分接触。

开动砂磨机，使物料在砂磨机中通过至少二次。即得储存稳定的颜料浆备用。

（4）溶解环氧树脂

先按配方向反应釜中加入环己酮，开始搅拌、升温。当溶剂温度达50℃时，徐徐加入配方量的环氧树脂。

加料完毕后关闭手孔，继续升温至90±5℃，充分搅拌，使之完全溶解成为透明溶液。

降温至40℃，备用。

（5）涂料混配

按配方将各组分准确计量后加入釜中。开动搅拌，在常温下搅拌一个小时使其混合均匀。静置熟化24小时后即可使用。