CN111909602A - 金属制容器外表面复合涂层 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种金属制容器外表面复合涂层，涂覆于金属基材之上，包括依序叠合涂覆的阻隔层、涂料层以及防护层，所述涂料层与所述金属基材二者之间借助所述阻隔层实现阻断、所述涂料层与外部环境二者之间借助所述防护层实现阻断。本发明所述的金属制容器外表面复合涂层可直接应用于各类金属基材外表面，当金属制容器成品加工完成后，涂层能够有效地发挥其防护功能，保证容器外表面涂层的完整度和牢固度，确保成品的整洁美观。

Description

金属制容器外表面复合涂层

技术领域

本发明涉及一种复合涂层，尤其涉及一种适于金属制容器、特别是马口铁制容器外表面所使用的复合涂层，属于涂料配制和加工技术领域。

背景技术

金属制容器是现代生活中常见的一种产品包装用具，其被广泛应用于食品、药品、工业用品等的包装、运输。对于这些金属制容器的加工大多包括以下几个环节，首先在金属基材表面进行印刷、涂覆作业，随后进行切割分片，最后通过弯折成型得到完整的金属制容器成品。根据容器实际应用场景和内容物的不同，上述环节可能存在一些微小的差异。

在对金属基材进行印刷作业时，会使用到各类油漆涂料，一般而言，这些油漆涂料可分为油性和水性两大类。水性涂料以清水作为稀释剂，不含有挥发性的有机化合物VOC，对环境和人体无害，就环保性而言，水性涂料远胜于油性涂料。加之在对诸如化妆品、饮品、奶粉等特殊产品进行包装时，包装用具的环保性、无毒性要求极高，因此目前，水性涂料被广泛应用于金属制容器表面的印刷、涂覆作业中。

尽管水性涂料在使用时具有低毒性、高环保型等优势，但是其在实际使用过程中，仍然存在着一些不足之处。

最为明显的，水性涂料由于其本身的材质特性，在发色和附着力方面的性能较差。容器加工过程中所使用的金属基材，有时为了确保基材的耐腐蚀、防锈性能，在基材加工过程中就会对其表面进行镀膜或预涂覆操作。这样一来，金属基材外表面的致密性增加，再将水性涂料涂覆在金属基材外表面时，水性涂料的附着力问题无疑会被进一步放大。由此加工所得的金属制容器成品则存在着表面涂层耐磨性差、易剥落等相关问题。

综上所述，如何在现有技术的基础上提供一种全新的、适于金属制容器、特别是马口铁制容器外表面所使用的复合涂层，满足实际使用过程中的各种需要、克服现有技术中存在的诸多问题，就成为了本领域内技术人员所亟待解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明的目的是提出一种适于金属制容器、特别是马口铁制容器外表面所使用的复合涂层，具体如下。

一种金属制容器外表面复合涂层，涂覆于金属基材之上，包括依序叠合涂覆的阻隔层、涂料层以及防护层，所述涂料层与所述金属基材二者之间借助所述阻隔层实现阻断、所述涂料层与外部环境二者之间借助所述防护层实现阻断；

所述阻隔层按质量百分比记包括如下组分，

60wt%~70wt%的金属粉末、20 wt%~40%的树脂、5wt%~10wt%的粘结剂以及1wt%~5wt%的消光粉；

所述涂料层按质量百分比记包括如下组分，

50 wt%~80wt%的溶剂、10 wt%~20wt%的颜料、0.1 wt%~1wt%的防沉剂，5 wt%~20wt%的增稠剂、0.1 wt%~1wt%的流平剂、0.1 wt%~1wt%的消泡剂、3 wt%~10wt%的硬化剂、余量为去离子水；

所述防护层按质量百分比记包括如下组分，

50wt%~55wt%的金属粉末、1wt%~10wt%的抛光液、5wt%~10wt%的粘结剂、10wt%~20wt%的无机缓蚀剂以及5wt%~10wt%的乌洛托品。

优选地，所述金属基材包括马口铁、不锈钢及镀锌铝。

优选地，在所述阻隔层中：所述金属粉末为铝粉、锌粉及镍粉中的任意一种或多种的混合；所述树脂为聚酯树酯或硅改性聚酯树酯；所述消光粉为聚丙烯酰胺、超细二氧化硅及高岭土中的任意一种或多种的混合。

优选地，在所述涂料层中：所述溶剂为水性氟碳乳液；所述防沉剂为二氧化硅、有机改性膨润土、聚烯烃蜡中的任意一种；所述增稠剂为氯化钠、氯化钾、氯化铵及单乙醇胺氯化物中的任意一种；所述流平剂为丙烯酸或氟碳化合物；所述消泡剂为矿物油、有机硅及聚醚类中的任意一种；所述硬化剂为氨基树酯。

优选地，在所述防护层中：所述金属粉末为铝粉、锌粉及镍粉中的任意一种或多种的混合；所述抛光液为氧化硅抛光液或氧化铈抛光液；所述无机缓蚀剂为铬酸盐、亚硝酸盐、硅酸盐、钼酸盐、钨酸盐及聚磷酸盐中的任意一种。

优选地，所述粘接剂按质量百分比记包括如下组分，

25wt%~35wt%的氯化聚乙烯、15wt%~25wt%的聚甲醛、5wt%~10wt%的橡胶、20wt%~30wt%的石蜡、1wt%~5wt%的硬脂酸以及1wt%~5wt%的环氧大豆油。

优选地，所述阻隔层、涂料层以及防护层三者间的膜厚范围为：所述阻隔层的厚度为5um~50um；所述涂料层的厚度为20um~60um；所述防护层的厚度为0.5 um~2um。

本发明还揭示了一种金属制容器外表面复合涂层，涂覆于金属基材之上，所述金属基材为马口铁，包括依序叠合涂覆的阻隔层、涂料层以及防护层，所述涂料层与所述金属基材二者之间借助所述阻隔层实现阻断、所述涂料层与外部环境二者之间借助所述防护层实现阻断；

所述阻隔层的厚度为40um；所述涂料层的厚度为60um；所述防护层的厚度为1um；

所述阻隔层按质量百分比记包括如下组分，

60wt%的金属粉末、30%的树脂、5wt%的粘结剂以及5wt%的消光粉；

在所述阻隔层中，所述金属粉末为铝粉、锌粉及镍粉三种的混合，所述树脂为聚酯树酯，所述消光粉为超细二氧化硅；

所述涂料层按质量百分比记包括如下组分，

60 wt%的溶剂、15wt%的颜料、0.5wt%的防沉剂，15wt%的增稠剂、0.5wt%的流平剂、0.5wt%的消泡剂、3 wt%的硬化剂、余量为去离子水；

在所述涂料层中，所述溶剂为水性氟碳乳液，所述防沉剂为二氧化硅，所述增稠剂为氯化钠，所述流平剂为丙烯酸，所述消泡剂为矿物油，所述硬化剂为氨基树酯；

所述防护层按质量百分比记包括如下组分，

50wt%的金属粉末、10wt%的抛光液、10wt%的粘结剂、20wt%的无机缓蚀剂以及10wt%的乌洛托品；

在所述防护层中，所述金属粉末为铝粉，所述抛光液为氧化硅抛光液，所述无机缓蚀剂为铬酸盐；

所述粘接剂按质量百分比记包括如下组分，

35wt%的氯化聚乙烯、15wt%的聚甲醛、10wt%的橡胶、30wt%的石蜡、5wt%的硬脂酸以及5wt%的环氧大豆油。

与现有技术相比，本发明的优点主要体现在以下几个方面：

本发明所述的金属制容器外表面复合涂层可直接应用于各类金属基材外表面，当金属制容器成品加工完成后，涂层能够有效地发挥其防护功能，保证容器外表面涂层的完整度和牢固度，确保成品的整洁美观。

同时，在本发明的金属制容器外表面复合涂层中，将水性涂料以夹层的形式设置于阻隔层和防护层之间，使得水性涂料不直接与金属基材表面及外部环境相接触，使得整体的水性涂料层具有较高的稳定度，提升了其在附着力、耐磨性等方面的性能，进而使得涂覆有该复合涂层的金属制容器具有较长的使用年限。

此外，由于在本发明的金属制容器外表面复合涂层中使用到了水性涂料，因此水性涂料的独有特性也得到了保留，不仅环保性能优异，同时还具有抗氧化、耐高温、阻燃以及防锈等方面的优势。

以下便对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

具体实施方式

本发明针对现有技术中存在的诸多缺陷，提供了一种改进型的涂料组合，即一种适于金属制容器、特别是马口铁制容器外表面所使用的复合涂层，具体如下。

一种金属制容器外表面复合涂层，涂覆于金属基材之上，包括依序叠合涂覆的阻隔层、涂料层以及防护层，所述涂料层与所述金属基材二者之间借助所述阻隔层实现阻断、所述涂料层与外部环境二者之间借助所述防护层实现阻断。

所述金属基材可以包括马口铁、不锈钢及镀锌铝。

所述阻隔层的作用在于提升水性涂料的附着性能，同时为所述金属基材提供一定的耐锈蚀性能，所述阻隔层按质量百分比记包括如下组分：

60wt%~70wt%的金属粉末、20 wt%~40%的树脂、5wt%~10wt%的粘结剂以及1wt%~5wt%的消光粉。

进一步而言，在所述阻隔层中：所述金属粉末为铝粉、锌粉及镍粉中的任意一种或多种的混合；所述树脂为聚酯树酯或硅改性聚酯树酯；所述消光粉为聚丙烯酰胺、超细二氧化硅及高岭土中的任意一种或多种的混合。

所述涂料层主要包含水性涂料，所述涂料层按质量百分比记包括如下组分：

50 wt%~80wt%的溶剂、10 wt%~20wt%的颜料、0.1 wt%~1wt%的防沉剂，5 wt%~20wt%的增稠剂、0.1 wt%~1wt%的流平剂、0.1 wt%~1wt%的消泡剂、3 wt%~10wt%的硬化剂、余量为去离子水。

进一步而言，在所述涂料层中：所述溶剂为水性氟碳乳液；所述防沉剂为二氧化硅、有机改性膨润土、聚烯烃蜡中的任意一种；所述增稠剂为氯化钠、氯化钾、氯化铵及单乙醇胺氯化物中的任意一种；所述流平剂为丙烯酸或氟碳化合物；所述消泡剂为矿物油、有机硅及聚醚类中的任意一种；所述硬化剂为氨基树酯。

所述防护层的作用在于为所述涂料层提供一层外在保护，从而进一步提升所述涂料层的附着性能、提升其耐磨性，所述防护层按质量百分比记包括如下组分：

50wt%~55wt%的金属粉末、1wt%~10wt%的抛光液、5wt%~10wt%的粘结剂、10wt%~20wt%的无机缓蚀剂以及5wt%~10wt%的乌洛托品。

进一步而言，在所述防护层中：所述金属粉末为铝粉、锌粉及镍粉中的任意一种或多种的混合；所述抛光液为氧化硅抛光液或氧化铈抛光液；所述无机缓蚀剂为铬酸盐、亚硝酸盐、硅酸盐、钼酸盐、钨酸盐及聚磷酸盐中的任意一种。

需要说明的是，以上所述阻隔层及所述防护层中所使用到的所述粘接剂按质量百分比记包括如下组分：

25wt%~35wt%的氯化聚乙烯、15wt%~25wt%的聚甲醛、5wt%~10wt%的橡胶、20wt%~30wt%的石蜡、1wt%~5wt%的硬脂酸以及1wt%~5wt%的环氧大豆油。

在实际的应用过程中，所述阻隔层、涂料层以及防护层三者间的膜厚范围为：所述阻隔层的厚度为5um~50um；所述涂料层的厚度为20um~60um；所述防护层的厚度为0.5 um~2um。

除上述方案外，本发明还提供了一具体实施例，实施例的具体方案如下。

一种金属制容器外表面复合涂层，涂覆于金属基材之上，所述金属基材为马口铁，包括依序叠合涂覆的阻隔层、涂料层以及防护层，所述涂料层与所述金属基材二者之间借助所述阻隔层实现阻断、所述涂料层与外部环境二者之间借助所述防护层实现阻断。

所述阻隔层的厚度为40um。所述涂料层的厚度为60um。所述防护层的厚度为1um。

所述阻隔层按质量百分比记包括如下组分，

60wt%的金属粉末、30%的树脂、5wt%的粘结剂以及5wt%的消光粉。

在所述阻隔层中，所述金属粉末为铝粉、锌粉及镍粉三种的混合，所述树脂为聚酯树酯，所述消光粉为超细二氧化硅。

所述涂料层按质量百分比记包括如下组分，

60 wt%的溶剂、15wt%的颜料、0.5wt%的防沉剂，15wt%的增稠剂、0.5wt%的流平剂、0.5wt%的消泡剂、3 wt%的硬化剂、余量为去离子水。

在所述涂料层中，所述溶剂为水性氟碳乳液，所述防沉剂为二氧化硅，所述增稠剂为氯化钠，所述流平剂为丙烯酸，所述消泡剂为矿物油，所述硬化剂为氨基树酯。

所述防护层按质量百分比记包括如下组分，

50wt%的金属粉末、10wt%的抛光液、10wt%的粘结剂、20wt%的无机缓蚀剂以及10wt%的乌洛托品。

在所述防护层中，所述金属粉末为铝粉，所述抛光液为氧化硅抛光液，所述无机缓蚀剂为铬酸盐。

所述粘接剂按质量百分比记包括如下组分，

35wt%的氯化聚乙烯、15wt%的聚甲醛、10wt%的橡胶、30wt%的石蜡、5wt%的硬脂酸以及5wt%的环氧大豆油。

综上所述，本发明所述的金属制容器外表面复合涂层可直接应用于各类金属基材外表面，当金属制容器成品加工完成后，涂层能够有效地发挥其防护功能，保证容器外表面涂层的完整度和牢固度，确保成品的整洁美观。

同时，在本发明的金属制容器外表面复合涂层中，将水性涂料以夹层的形式设置于阻隔层和防护层之间，使得水性涂料不直接与金属基材表面及外部环境相接触，使得整体的水性涂料层具有较高的稳定度，提升了其在附着力、耐磨性等方面的性能，进而使得涂覆有该复合涂层的金属制容器具有较长的使用年限。

此外，由于在本发明的金属制容器外表面复合涂层中使用到了水性涂料，因此水性涂料的独有特性也得到了保留，不仅环保性能优异，同时还具有抗氧化、耐高温、阻燃以及防锈等方面的优势。

本发明还为同领域内的其他相关问题提供了参考，可以以此为依据进行拓展延伸，运用于其他与金属容器用涂料相关技术方案中，具有十分广阔的应用前景。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

最后，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种金属制容器外表面复合涂层，涂覆于金属基材之上，其特征在于：包括依序叠合涂覆的阻隔层、涂料层以及防护层，所述涂料层与所述金属基材二者之间借助所述阻隔层实现阻断、所述涂料层与外部环境二者之间借助所述防护层实现阻断；

所述阻隔层按质量百分比记包括如下组分，

60wt%~70wt%的金属粉末、20 wt%~40%的树脂、5wt%~10wt%的粘结剂以及1wt%~5wt%的消光粉；

所述涂料层按质量百分比记包括如下组分，

50 wt%~80wt%的溶剂、10 wt%~20wt%的颜料、0.1 wt%~1wt%的防沉剂，5 wt%~20wt%的增稠剂、0.1 wt%~1wt%的流平剂、0.1 wt%~1wt%的消泡剂、3 wt%~10wt%的硬化剂、余量为去离子水；

所述防护层按质量百分比记包括如下组分，

50wt%~55wt%的金属粉末、1wt%~10wt%的抛光液、5wt%~10wt%的粘结剂、10wt%~20wt%的无机缓蚀剂以及5wt%~10wt%的乌洛托品。

2.根据权利要求1所述的金属制容器外表面复合涂层，其特征在于：所述金属基材包括马口铁、不锈钢及镀锌铝。

3.根据权利要求1所述的金属制容器外表面复合涂层，其特征在于，在所述阻隔层中：所述金属粉末为铝粉、锌粉及镍粉中的任意一种或多种的混合；所述树脂为聚酯树酯或硅改性聚酯树酯；所述消光粉为聚丙烯酰胺、超细二氧化硅及高岭土中的任意一种或多种的混合。

4.根据权利要求1所述的金属制容器外表面复合涂层，其特征在于，在所述涂料层中：所述溶剂为水性氟碳乳液；所述防沉剂为二氧化硅、有机改性膨润土、聚烯烃蜡中的任意一种；所述增稠剂为氯化钠、氯化钾、氯化铵及单乙醇胺氯化物中的任意一种；所述流平剂为丙烯酸或氟碳化合物；所述消泡剂为矿物油、有机硅及聚醚类中的任意一种；所述硬化剂为氨基树酯。

5.根据权利要求1所述的金属制容器外表面复合涂层，其特征在于，在所述防护层中：所述金属粉末为铝粉、锌粉及镍粉中的任意一种或多种的混合；所述抛光液为氧化硅抛光液或氧化铈抛光液；所述无机缓蚀剂为铬酸盐、亚硝酸盐、硅酸盐、钼酸盐、钨酸盐及聚磷酸盐中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的金属制容器外表面复合涂层，其特征在于：

所述粘接剂按质量百分比记包括如下组分，

25wt%~35wt%的氯化聚乙烯、15wt%~25wt%的聚甲醛、5wt%~10wt%的橡胶、20wt%~30wt%的石蜡、1wt%~5wt%的硬脂酸以及1wt%~5wt%的环氧大豆油。

7.根据权利要求1所述的金属制容器外表面复合涂层，其特征在于，所述阻隔层、涂料层以及防护层三者间的膜厚范围为：所述阻隔层的厚度为5um~50um；所述涂料层的厚度为20um~60um；所述防护层的厚度为0.5 um~2um。

8.一种金属制容器外表面复合涂层，涂覆于金属基材之上，所述金属基材为马口铁，其特征在于：包括依序叠合涂覆的阻隔层、涂料层以及防护层，所述涂料层与所述金属基材二者之间借助所述阻隔层实现阻断、所述涂料层与外部环境二者之间借助所述防护层实现阻断；

所述阻隔层的厚度为40um；所述涂料层的厚度为60um；所述防护层的厚度为1um；

所述阻隔层按质量百分比记包括如下组分，

60wt%的金属粉末、30%的树脂、5wt%的粘结剂以及5wt%的消光粉；

在所述阻隔层中，所述金属粉末为铝粉、锌粉及镍粉三种的混合，所述树脂为聚酯树酯，所述消光粉为超细二氧化硅；

所述涂料层按质量百分比记包括如下组分，

60wt%的溶剂、15wt%的颜料、0.5wt%的防沉剂，15wt%的增稠剂、0.5wt%的流平剂、0.5wt%的消泡剂、3 wt%的硬化剂、余量为去离子水；

在所述涂料层中，所述溶剂为水性氟碳乳液，所述防沉剂为二氧化硅，所述增稠剂为氯化钠，所述流平剂为丙烯酸，所述消泡剂为矿物油，所述硬化剂为氨基树酯；

所述防护层按质量百分比记包括如下组分，

50wt%的金属粉末、10wt%的抛光液、10wt%的粘结剂、20wt%的无机缓蚀剂以及10wt%的乌洛托品；

在所述防护层中，所述金属粉末为铝粉，所述抛光液为氧化硅抛光液，所述无机缓蚀剂为铬酸盐；

所述粘接剂按质量百分比记包括如下组分，

35wt%的氯化聚乙烯、15wt%的聚甲醛、10wt%的橡胶、30wt%的石蜡、5wt%的硬脂酸以及5wt%的环氧大豆油。