CN111635682A

CN111635682A - 一种高耐磨适用于长途运输的透铁涂料及其制备方法和用途

Info

Publication number: CN111635682A
Application number: CN202010480440.7A
Authority: CN
Inventors: 翁师德; 赖少波; 林达辉; 曾成财
Original assignee: Fujian Herun Packaging Coatings Co ltd
Current assignee: Fujian Herun Packaging Coatings Co ltd
Priority date: 2020-05-30
Filing date: 2020-05-30
Publication date: 2020-09-08

Abstract

本发明提供了一种高耐磨适用于长途运输的透铁涂料及其制备方法和用途，主要包括主树脂、苯代三聚氰胺树脂、封闭型异氰酸酯、溶剂、蜡剂、玻璃粉等组份；相较于现有技术，不仅解决了空罐长途运输擦伤问题，降低罐子的损耗率，为客户节约成本；同时解决了光油涂料三聚氰胺迁移影响食品安全问题，提供三聚氰胺未检出（检出限为0.01mg/kg）的一种高耐磨适用于长途运输的透铁涂料；而且VOC含量低于420g/L，有效降低Voc含量排放，减少空气污染。

Description

一种高耐磨适用于长途运输的透铁涂料及其制备方法和用途

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种高耐磨适用于长途运输的透铁涂料及其制备方法和用途。

背景技术

在印铁涂料领域中，印铁涂料的印刷基本都是底涂、油墨、光油三层，底涂指的是白可丁或底油，通过三者的组合来提高涂层耐磨，抗擦伤能力。

现有技术主要存在以下两个方面的缺陷：

其一，目前底油搭配油墨、光油后耐磨性较差，空罐长途运输过程中易出现擦伤问题，且比例较高。

其二，印铁涂料领域，饮料食品包装罐外涂，由于相关的行业标准范围过宽，对涂料固化后的三聚氰胺迁移限量并没有明确的规定，个别涂料厂家生产的光油，受技术研发实力和原材料成本所限，光油会含有一定限量的三聚氰胺。随着国家对食品卫生安全要求的重视，涂料行业需要研发推出一种无三聚氰胺的罩光涂料，避免由于三聚氰胺的迁移，对食品卫生安全造成不良影响。

我司研究了三片罐各工艺流程中三聚氰胺的迁移量。试验结果表明：内壁涂料是食品罐中三聚氰胺迁移的主要来源；另外，由于制罐前半成品均为层叠堆放，外壁光油的黏脏也是三聚氰胺污染的重要来源。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供了一种高耐磨且不含有三聚氰胺的透铁涂料及其制备方法和用途。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种高耐磨适用于长途运输的透铁涂料，由下列各组分按重量百分比制备而成：主树脂60-70%、苯代三聚氰胺树脂10-15%、封闭型异氰酸酯2-5%、溶剂5-12%、蜡剂4-6%、玻璃粉5-10%、消泡剂0.2-0.3%、流平剂0.05-0.1%、催化剂0.1-0.3%、附着力促进剂1.5-2.5%。

具体的，所述主树脂按重量百分比包括丙烯酸树脂40-70%和环氧改性丙烯酸树脂30-60%；

具体的，所述苯代三聚氰胺树脂包括正丁醇醚化苯代三聚氰胺甲醛树脂、异丁醇醚化苯代三聚氰胺甲醛树脂、高甲醚化苯代三聚氰胺甲醛树脂、部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂、混合醚化苯代三聚氰胺甲醛树脂中的一种或任意组合。

具体的，所述封闭型封闭型异氰酸酯包括封闭剂为苯酚、己内酰胺或甲苯二封闭型异氰酸酯（MDI）、己二封闭型异氰酸酯（HDI）、异氟尔酮二封闭型异氰酸酯（IPDI）中的一种或任意组合。

具体的，所述溶剂包含丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、正丁醇、150#溶剂油、乙二醇单丁醚中的任意一种或任意组合。

具体的，所述蜡剂包括聚乙烯蜡、聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡、聚酰胺蜡改性聚乙烯蜡中的任意一种或任意组合。

具体的，所述玻璃粉包括铅系低熔点玻璃粉、硼系低熔点玻璃粉、特殊低熔点玻璃粉中的一种或任意组合。

一种高耐磨适用于长途运输的透铁涂料的制备方法，包括以下步骤：

S1：按重量百分比称取各组分：主树脂60-70%、苯代三聚氰胺树脂10-15%、封闭型异氰酸酯2-5%、溶剂5-12%、蜡剂4-6%、玻璃粉5-10%、消泡剂0.2-0.3%、流平剂0.05-0.1%、催化剂0.1-0.3%、附着力促进剂1.5-2.5%；

S2：按顺序将主树脂、苯代三聚氰胺树脂、封闭型异氰酸酯、溶剂、蜡剂、玻璃粉加入常压反应釜中，将搅拌机转速调整为250～300转/分钟，搅拌10～15分钟，得到预混物；

S3：在转速为250～300转/分钟下，将消泡剂、流平剂、催化剂、附着力促进剂添加至预混物中，使消泡剂、流平剂、催化剂、附着力促进剂混合；

S4：随后将搅拌机调整为450～500转/分钟，在该转速下搅拌20～25分钟，得到高耐磨适用于长途运输的透铁涂料。

具体的，所述高耐磨适用于长途运输的透铁涂料用于食品金属包装外涂料。

更具体的，使用方法为：将食品金属包装进行表面处理后，喷涂所述高耐磨适用于长途运输的透铁涂料，在180～200℃下进行烘烤，然后冷却，获得涂层。

上述技术方案的有益之处在于：

1.本发明相较于现有技术，解决空罐长途运输擦伤问题，降低罐子的损耗率，为客户节约成本。

2.解决光油涂料三聚氰胺迁移影响食品安全问题，提供三聚氰胺未检出（检出限为0.01mg/kg）的一种高耐磨适用于长途运输的透铁涂料。

3. VOC含量低于420g/L，有效降低Voc含量排放，减少空气污染，由此能够让企业免征涂料消费税。

下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

具体实施方式

实施例1

具体的，在本实施例1中，所述透铁涂料，由下列各组分按重量百分比制备而成：主树脂63.4%（其中：丙烯酸树脂 51.4%、环氧改性丙烯酸树脂 12%）、苯代三聚氰胺树脂 13%、封闭型异氰酸酯 3%、溶剂 7%、蜡剂 6%、玻璃粉 5%、消泡剂 0.2%、流平剂 0.1%、催化剂0.3%、附着力促进剂 2.0%。

具体的，所述所述主树脂按重量百分比包括丙烯酸树脂40-70%和环氧改性丙烯酸树脂30-60%。

更具体的，所述丙烯酸树脂选用高固低黏树脂，固含量为70-75%，粘度为4000-5000mPa·s，Tg值在70-80℃之间。由此可以得到高固体含量涂料，减少溶剂用量，降低Voc含量排放；并可以使涂层在夏天温度较高时依旧拥有优异稳定性，提高抗擦伤能力。且丙烯酸树脂耐化性和硬度较高，在搭配苯代三聚氰胺树脂后可以得到优良的交联固化涂层。环氧改性丙烯酸树脂拥有环氧树脂和丙烯酸树脂优点，涂膜具有硬度高、耐热性优异等特点。

更具体的，所述的苯代三聚氰胺树脂为辅助成膜物质，包括正丁醇醚化苯代三聚氰胺甲醛树脂、异丁醇醚化苯代三聚氰胺甲醛树脂、高甲醚化苯代三聚氰胺甲醛树脂、部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂、混合醚化苯代三聚氰胺甲醛树脂中的一种或任意组合，优选为正丁醇醚化苯代三聚氰胺，苯代三聚氰胺树脂提供优良耐化学性，柔韧性，从而提高产品的耐化学性，柔韧性。

更具体的，所述封闭型封闭型异氰酸酯包括封闭剂为苯酚、己内酰胺或丁酮肟等作为封闭剂的甲苯二封闭型异氰酸酯（MDI）、己二封闭型异氰酸酯（HDI）、异氟尔酮二封闭型异氰酸酯（IPDI）中的一种或任意组合，优选为已二封闭型异氰酸酯；从涂料贮存稳定性、固化充分性及耐烘烤黄变性上考虑，解封温度在120-140℃的己内酰胺封闭的已二封闭型异氰酸酯符合此要求，且具有优良的柔韧性和固化性能，从而提高产品的机加工性和耐蒸煮性能。

更具体的，所述溶剂包含丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、正丁醇、150#溶剂油、乙二醇单丁醚中的任意一种或任意组合；通过这类溶剂的添加，由于溶剂物理化学性能稳定，溶解力强，特别是在蒸发过程，能够提供高溶解力，使涂膜流平性好，无橘皮，提高涂膜光泽。

更具体的，所述蜡剂包括聚乙烯蜡、聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡、聚酰胺蜡改性聚乙烯蜡中的任意一种或任意组合，优选为聚四氟乙烯蜡的改性聚乙烯蜡，可以显著的提高产品耐磨性，抗刮性。

更具体的，所述玻璃粉包括铅系低熔点玻璃粉、硼系低熔点玻璃粉、特殊低熔点玻璃粉中的一种或任意组合，优选为特殊低熔点玻璃粉，它是一种易打磨抗划高透明粉料，粒径小、分散性好、透明度高、防沉效果较好；可增加涂层的硬度、韧度、提高涂层的抗刮伤性能。

更具体的，所述消泡剂为有机硅和聚合物消泡剂，具有优异的消泡性能。流平剂为有机硅表面助剂；可以有效降低表面张力，改善底材润湿，从而改善涂膜流平性。催化剂为封闭型、低极性、长碳链烷基化磺酸催化剂，具有优良的粘度稳定性和溶解力，可以在降低烘烤温度情况下使漆膜快熟固化。附着力促进剂为特殊改性聚酯化合物附着力促进剂，可以提高涂层的硬度和抗刮性。

实施例2

如实施例1所述的一种高耐磨适用于长途运输的透铁涂料，其中部分工艺还可以采用以下方案：

所述高耐磨适用于长途运输的透铁涂料是由下列各组分按重量百分比制备而成：主树脂63.4%（其中：丙烯酸树脂 41.4%、环氧改性丙烯酸树脂 22%）、苯代三聚氰胺树脂 13%、封闭型异氰酸酯 3%、溶剂 7%、蜡剂 6%、玻璃粉 5%、消泡剂 0.2%、流平剂 0.1%、催化剂0.3%、附着力促进剂 2.0%。

实施例3

所述高耐磨适用于长途运输的透铁涂料是由下列各组分按重量百分比制备而成：主树脂63.4%（其中：丙烯酸树脂 41.4%、环氧改性丙烯酸树脂 22%）、苯代三聚氰胺树脂 13%、封闭型异氰酸酯 3%、溶剂 8%、蜡剂 5%、玻璃粉 5%、消泡剂 0.2%、流平剂 0.1%、催化剂0.3%、附着力促进剂 2.0%。

实施例4

如实施例1-3所述的一种高耐磨适用于长途运输的透铁涂料的制备方法，包括以下步骤：

S1：按重量百分比称取各组分：主树脂、苯代三聚氰胺树脂、封闭型异氰酸酯、溶剂、蜡剂、玻璃粉、消泡剂、流平剂、催化剂、附着力促进剂；

上述制备工艺的技术要点在于预先将主树脂、苯代三聚氰胺树脂、封闭型异氰酸酯、溶剂、蜡剂、玻璃粉进行一段混合，得到预混物，随后再和消泡剂、流平剂、催化剂、附着力促进剂进行二段混合；且一段混合和二段混合包含慢速搅拌混合阶段和快速混合搅拌阶段；其中，所述的慢速混合搅拌阶段转数为250～300转/分钟；快速混合搅拌阶段转数为450～500转/分钟。

实施例5

在本发明中，所述高耐磨适用于长途运输的透铁涂料用于食品金属包装外涂料。

更具体的，本发明的使用方法为：将食品金属包装进行表面处理后，喷涂所述高耐磨适用于长途运输的透铁涂料，在180～200℃下进行烘烤，然后冷却，获得涂层。

试验样品：

本发明实施例1-3所制备的一种高耐磨适用于长途运输的透铁涂料，及现有产品。

试验项目

耐磨性、常温下抗刮伤性、70℃下抗刮伤性、涂层三聚氰胺迁移量、Voc排放量。

试验方法：

耐磨性：使用摩擦机测试，在500g的负载下，将印刷样板剪切成宽100mm*长100mm，并用固定装置固定在摩擦台上，以涂膜磨损露出油墨时的次数来表示。

抗刮伤性：用拇指指甲施加中等压力，在印刷面上来回反复刮，观察刮痕的严重程度；评定结果分为1-5级，1级最差，5级最好。

抗刮伤性（70℃）：将印刷样板置于数显加热磁力搅拌器上，加热至70℃。用拇指指甲施加中等压力，在印刷面上来回反复刮，观察刮痕的严重程度；评定结果分为1-5级，1级最差，5级最好。

涂层三聚氰胺迁移量：用刮棒将实施例1、实施例2、实施例3、对比例涂料涂覆在洁净马口铁上，高温固化，得到光油层印刷面。在127℃条件下，将光油层印刷样板置于4%乙酸溶液中浸泡30分钟，获得三聚氰胺迁移量。

Voc排放量：依据EPA 8260C（挥发性有机化合物的GC-MS检测方法）进行检测。

试验结果如表1所示：

表1

由表1可知，本发明所述的一种高耐磨适用于长途运输的透铁涂料具有较好的硬度、耐磨性、抗刮伤性、抗刮伤性（70℃）、涂层三聚氰胺迁移量和Voc排放量。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims

1.一种高耐磨适用于长途运输的透铁涂料，其特征在于，由下列各组分按重量百分比制备而成：主树脂60-70%、苯代三聚氰胺树脂10-15%、封闭型异氰酸酯2-5%、溶剂5-12%、蜡剂4-6%、玻璃粉5-10%、消泡剂0.2-0.3%、流平剂0.05-0.1%、催化剂0.1-0.3%、附着力促进剂1.5-2.5%。

2.如权利要求1所述的一种高耐磨适用于长途运输的透铁涂料，其特征在于：所述主树脂按重量百分比包括丙烯酸树脂40-70%和环氧改性丙烯酸树脂30-60%。

3.如权利要求1所述的一种高耐磨适用于长途运输的透铁涂料，其特征在于：所述苯代三聚氰胺树脂包括正丁醇醚化苯代三聚氰胺甲醛树脂、异丁醇醚化苯代三聚氰胺甲醛树脂、高甲醚化苯代三聚氰胺甲醛树脂、部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂、混合醚化苯代三聚氰胺甲醛树脂中的一种或任意组合。

4.如权利要求1所述的一种高耐磨适用于长途运输的透铁涂料，其特征在于：所述封闭型封闭型异氰酸酯包括封闭剂为苯酚、己内酰胺或甲苯二封闭型异氰酸酯（MDI）、己二封闭型异氰酸酯（HDI）、异氟尔酮二封闭型异氰酸酯（IPDI）中的一种或任意组合。

5.如权利要求1所述的一种高耐磨适用于长途运输的透铁涂料，其特征在于：所述溶剂包含丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、正丁醇、150#溶剂油、乙二醇单丁醚中的任意一种或任意组合。

6.如权利要求1所述的一种高耐磨适用于长途运输的透铁涂料，其特征在于：所述蜡剂包括聚乙烯蜡、聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡、聚酰胺蜡改性聚乙烯蜡中的任意一种或任意组合。

7.如权利要求1所述的一种高耐磨适用于长途运输的透铁涂料，其特征在于：所述玻璃粉包括铅系低熔点玻璃粉、硼系低熔点玻璃粉、特殊低熔点玻璃粉中的一种或任意组合。

8.一种如权利要求1-7任意之一所述的高耐磨适用于长途运输的透铁涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.一种如权利要求1-8任意之一所述的高耐磨适用于长途运输的透铁涂料的用途，其特征在于：所述高耐磨适用于长途运输的透铁涂料用于食品金属包装外涂料。

10.如权利要求9所述的一种高耐磨适用于长途运输的透铁涂料的用途，其特征在于，使用方法为：将食品金属包装进行表面处理后，喷涂所述高耐磨适用于长途运输的透铁涂料，在180～200℃下进行烘烤，然后冷却，获得涂层。