CN116694180B - 易拉盖防水材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请实施方式提供了一种易拉盖防水材料，包括板坯、涂覆在所述板坯的表面的防水涂层，所述防水涂层通过在所述板坯的表面涂布防水涂料制备得到，所述防水涂料包括有机溶剂、树脂组分和助剂组分；所述防水涂料还包括自修复组分，所述自修复组分包括环氧丙烷、壳聚糖。它能够解决前述上述方案中受限于易拉盖材料与制备方法而需要对刻痕处补涂防水涂料的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及易拉盖的技术领域，更具体地，涉及一种易拉盖防水材料；本申请同时还涉及该种易拉盖防水材料的制备方法。
背景技术
易拉盖适用于密封罐头的盖子，例如铁罐、铝罐、复合罐、PET塑料罐等。易拉盖具有拉环，通过拉起拉环、破坏切痕、将拉盖与盖环分离而打开易拉罐。常使用铝片和马口铁片制作易拉盖，一般的，在易拉盖材料(铝片或马口铁片)的两个表面喷涂防水涂层，以避免易拉盖材料生锈、腐蚀。特别的，防水涂层一般是UV固化涂料。
参考中国专利数据库公开号为CN113579099B，名称为“一种易拉盖生产系统”；以及公开号为CN111589973B，名称为“一种合金易拉盖成型方法”的两项中国发明专利中公开了以下制备方法：首先，在易拉盖材料(铝片或马口铁片)的两个表面喷涂防水涂层，或使用具有防水涂层的易拉盖材料；随后，将易拉盖材料冲压形成盖坯料，将坯料通过两次成型工艺得到基盖，对基盖表面进行刻痕，将拉环与基盖上的铆钉扣铆合；最后，对刻痕处进行补喷涂料。
根据以上，受到现有技术的易拉盖材料及制备方法的限制，必须先对作为原材料的易拉盖材料进行防水涂料的涂布，并在刻痕后对刻痕处进行二次喷涂以修补刻痕处防水涂层的破损，进而避免刻痕处受到锈蚀。
然而，对刻痕处的二次喷涂工艺是较为复杂的。中国专利数据库中公开号为CN103111403B，名称为“易拉盖刻线补涂机的真空排污装置”；以及公开号为CN106458397B，名称为“用于制造易拉盖的方法和设备以及易拉盖”的两件发明专利中公开了以旋转喷射的方式将防水涂料喷涂于刻线处，操作的难点在于使喷涂位于与刻痕精准重合，以及喷涂量的精确控制。
发明内容
本发明旨在解决前述上述方案中受限于易拉盖材料与制备方法而需要对刻痕处补涂防水涂料的技术问题。
在本申请的第一个方面，提供了一种易拉盖防水材料，包括板坯、涂覆在所述板坯的表面的防水涂层，所述防水涂层通过在所述板坯的表面涂布防水涂料制备得到，所述防水涂料包括有机溶剂、树脂组分和助剂组分；所述防水涂料还包括自修复组分，所述自修复组分包括环氧丙烷、壳聚糖。
在一些实施例中，前述的环氧丙烷与壳聚糖的质量添加量之比为(5～12):(3～5)。
在一些实施例中，所述自修复组分在所述防水涂料中的质量添加量为8～17％。
在一些实施例中，所述树脂组分包括酚醛树脂、三聚氰胺树脂，二者的质量添加量之比为(5～10):(1～2)。
在一些实施例中，所述防水涂料按照质量添加量计包括48～54％的有机溶剂、30～38％的树脂组分、8～17％的所述自修复组分、1～3％的助剂组分。
在一些实施例中，该种易拉盖防水材料还包括涂布在所述板坯的表面并适用于提供所述防水涂料涂布基础的弹性涂层。
在一些实施例中，所述弹性涂层通过在所述板坯的表面涂布弹性涂料制备得到，所述弹性涂料按照质量添加量计包括23～28％的有机溶剂、65～70％的弹性树脂、8～10％的流平剂。
在本申请的第二个方面，提供了一种易拉盖防水材料的制备方法，包括在板坯的至少一个表面涂布防水涂料的工序，所述涂布防水涂料的工序依序包括以下步骤：
(a)将所述防水涂料涂布在所述板坯的表面，以得到具有防水涂层的所述板坯；
(b)在利用所述板坯制备得到易拉盖的基盖之后将所述基盖通过紫外光环境；其中，
所述防水涂料包括有机溶剂、树脂组分、自修复组分和助剂组分，所述自修复组分包括环氧丙烷、壳聚糖。
在一些实施例中，所述防水涂料通过雾化喷涂的方式涂布在所述板坯的表面。
在一些实施例中，该种易拉盖防水材料的制备方法还包括在所述涂布防水涂料的工序之前的涂布弹性涂料的工序，所述涂布弹性涂料的工序是通过旋转喷涂的方式将弹性涂料涂布在所述板坯的表面以形成适用于提供所述防水涂料的涂布基础的弹性涂层；所述弹性涂料是紫外光固化型涂料，并在所述涂布弹性涂料的工序达到60～75％的固化度。
根据本发明的上述技术方案，本发明的一种易拉盖防水材料能够在刻线工序之后通过照射紫外光而完成刻线处的膜状涂层的自我修复，基于此，本发明能够省去对刻线(或划痕)处补涂涂层的工序，避免由补涂涂层带来的补涂位置、补涂涂布量控制难度大的问题。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
本申请的实施方式提供了一种易拉盖防水材料，它包括作为主体材料的板坯、涂覆在板坯的表面的防水涂层和涂覆在板坯的背面的隔离涂层。板坯可以是铝板板坯，也可以是铁板板坯，例如马口铁片板坯。考虑到板坯材料的特点，本申请实施例的技术方案对于改进铁板板坯制备得到的基盖在划痕处的防水改善更为显著。防水涂层通过在板坯的表面涂布防水涂料制备得到。隔离涂层通过在板坯的背面涂布隔离涂料制备得到，隔离涂料可以是现有技术中任意一种，例如公开号为CN107964323A中记载的一种易拉盖片材涂料。与该文献的区别在于，上述文献中的隔离涂料涂布于板坯的两个表面，本申请实施例中，隔离涂料仅涂布于板坯的背面，即制得易拉盖后朝向易拉罐内空间的一个表面。
按照质量添加量计，本申请实施例中前述的防水涂料包括48～54％的有机溶剂、30～38％的树脂组分、8～17％的自修复组分、1～3％的助剂组分。通过在防水涂料中添加自修复组分，从而适用于提供基盖的表面的防水性能的防水涂料能够在刻线工序之后发生自我修复，修复刻线处的涂层破损，从而够省去对刻线(或划痕)处补涂涂层的工序，避免由补涂涂层带来的补涂位置、补涂涂布量控制难度大的问题。
在本申请的实施方式的防水涂料的构成体系中，有机溶剂没有特别限定，只要是能够适用于分散树脂组分、自修复组分和助剂组分并起到挥发的作用即可。例如包括但不限于醚系有机溶剂、酯系有机溶剂、芳香族烃系有机溶剂中的一种或多种的混合溶剂。具体包括但不限于乙二醇丁醚、乙酸乙酯、二甲苯的一种或多种的混合溶剂。
在本申请的实施方式的防水涂料的构成体系中，树脂组分没有特别限定，只要是能够作为主成膜成分即可。例如包括但不限于环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂的一种或多种的混合树脂。出于交联速度、耐腐蚀性能的提供以及涂层弹性的提供的考虑，以及与自修复组分的组成成分的配合，优选的，使用酚醛树脂、三聚氰胺树脂的混合树脂，二者的质量添加量之比为(5～10):(1～2)。
在本申请的实施方式的防水涂料的构成体系中，自修复组分包括环氧丙烷、壳聚糖，二者的质量添加量之比为(5～12):(3～5)。环氧丙烷可以通过现有技术的提取与制备方法获得，例如参考公开号为CN1432005A，名称为“环氧丙烷的制备方法”的发明专利。壳聚糖可以通过现有技术的提取与制备方法获得，例如参考公开号为CN1186811A，名称为“提取制备甲壳质和壳聚糖的方法”的发明专利。
本实施方式的前述防水涂料通过防水涂料通过雾化喷涂的方式涂布在板坯的表面。包括但不限于使用悬杯喷涂装置实施防水涂料的涂布。并使用现有技术的任意一种方式固化，例如热固化。
由于自修复组分的环氧丙烷、壳聚糖的自修复原理，前述的防水涂料在涂布并固化成膜后得到本实施方式的具有防水涂层的板坯，即易拉盖防水材料，还需要在制成基盖之后，对防水涂层所在的表面进行紫外光照处理。紫外光照射强度为60～75mj/cm2。
实施例1
防水涂料包括50％的有机溶剂、32％的树脂组分、16％的自修复组分、2％的助剂组分。其中的有机溶剂为乙二醇丁醚、二甲苯的混合溶剂，二者的质量添加量比为1:1。其中的树脂组分为酚醛树脂、三聚氰胺树脂的混合树脂，二者的质量添加量之比为7:1。其中的自修复组分包括环氧丙烷、壳聚糖，二者的质量添加量之比为6:3。其中的助剂包括消泡助剂和流平助剂，二者的质量添加量之比为1:3。
实施例2
在实施例1的基础上，防水涂料包括50％的有机溶剂、30％的树脂组分、17％的自修复组分、3％的助剂组分。其中的有机溶剂为乙二醇丁醚、乙酸乙酯、二甲苯的混合溶剂，三者的质量添加量比为0.2:1:1。其中的树脂组分为酚醛树脂、三聚氰胺树脂的混合树脂，二者的质量添加量之比为6:1.5。其中的自修复组分包括环氧丙烷、壳聚糖，二者的质量添加量之比为8:4。
实施例3
在实施例1的基础上，防水涂料包括54％的有机溶剂、35％的树脂组分、10％的自修复组分、1％的助剂组分。其中的树脂组分为酚醛树脂、三聚氰胺树脂的混合树脂，二者的质量添加量之比为8:1.5。其中的自修复组分包括环氧丙烷、壳聚糖，二者的质量添加量之比为10:4。其中的助剂包括消泡助剂和流平助剂，二者的质量添加量之比为1.5:1。
实施例4
在实施例1的基础上，防水涂料包括48％的有机溶剂、36％的树脂组分、14％的自修复组分、2％的助剂组分。其中的树脂组分为酚醛树脂、三聚氰胺树脂的混合树脂，二者的质量添加量之比为8:1.5。其中的自修复组分包括环氧丙烷、壳聚糖，二者的质量添加量之比为10:4。
在一些实施例中，该种易拉盖防水材料的制备方法还包括在涂布防水涂料的工序之前的涂布弹性涂料的工序，涂布弹性涂料的工序是通过现有技术的旋转喷涂的方式将弹性涂料涂布在板坯的表面以形成适用于提供防水涂料的涂布基础的弹性涂层。弹性涂料是紫外光固化型涂料，照质量添加量计，包括23～28％的有机溶剂、65～70％的弹性树脂、8～10％的流平剂。
在本申请的实施方式的弹性涂料的构成体系中，有机溶剂没有特别限定，只要是能够适用于分散弹性树脂和流平剂并起到挥发的作用即可。例如包括但不限于醚系有机溶剂、酯系有机溶剂、芳香族烃系有机溶剂中的一种或多种的混合溶剂。具体包括但不限于乙二醇丁醚、二甲醇二丙酯、二甲苯的一种或多种的混合溶剂。优选的，使用二甲醇二丙酯。
在本申请的实施方式的弹性涂料的构成体系中，弹性树脂为聚氨酯丙烯酸酯类不饱和聚合物。
出于弹性涂层与防水涂层之间的附着效果，在涂布弹性涂料的工序中，弹性涂层达到60～75％的固化度。参考的紫外光照射强度为200～230mj/cm2。特别的，虽然弹性涂层没有在涂布弹性涂料的工序中被完全固化，但能够在刻线之后适用于使防水涂层的发生自我修复的紫外光照射过程中实现完全固化。这种工艺方式具有(1)提高防水涂层在弹性涂层上的附着效果，(2)为防水涂层的修复提供回复基础的优点。
针对第(2)点，在板坯表面刻线后，防水涂层除被切断外，还在刻线处缺乏了附着的基础，并继而扩大切断的两个端头之间的距离，影响了自修复程度与效果。为此，当弹性涂层没有完全固化时，刻线的动作能够将弹性涂层部分嵌入板坯划痕中，并由于该涂层没有完全固化，从而一个方面弹性涂料流向划痕中，另一个方面弹性涂料发生一定程度的弹性恢复而填充该划痕，由此，能够为防水涂层的自我修复提供再附着的基础。
实施例5
在实施例1的基础上，先在板坯的表面涂布弹性涂料以形成弹性涂层，再在该弹性涂层的表面涂布防水涂料以形成防水涂层。弹性涂料包括24％的有机溶剂、68％的弹性树脂、8％的流平剂。其中的有机溶剂为二甲醇二丙酯单组份有机溶剂，其中的弹性树脂为聚氨酯丙烯酸酯类不饱和聚合物单组份树脂。弹性涂层达到70％的固化度。
实施例6
在实施例5的基础上，弹性涂料包括26％的有机溶剂、64％的弹性树脂、10％的流平剂。弹性涂层达到65％的固化度。
利用实施例1至实施例6的易拉盖防水材料制备得到基盖，并通过紫外光照射而修复刻线处的涂层损伤后的基盖涂层性能如表1所示。其中，防水性能的检测方法为，将实施例1至实施例6、对照组的基盖置于水面之上并使防水涂层、刻线表面朝向水面，1个月后观察刻线处的生锈情况。基盖与水面的距离为0.5mm，水箱中的水温为55±2℃。对照组为使用不添加自修复组分的防水涂料制备得到的基盖，其性能检测方法与实施例1至实施例6的检测方法相同。
表1.实施例1至实施例6的易拉盖防水材料产品性能
本申请实施方式的易拉盖防水材料适用于制备非食品类易拉罐的易拉盖的基盖。
以上描述是为了进行说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。
Claims (5)
1.一种易拉盖防水材料，包括板坯、涂覆在所述板坯的表面的防水涂层，所述防水涂层通过在所述板坯的表面涂布防水涂料制备得到，所述防水涂料包括有机溶剂、树脂组分和助剂组分；其特征在于，所述防水涂料还包括自修复组分，所述自修复组分包括环氧丙烷、壳聚糖；
该易拉盖防水材料的制备方法，包括在板坯的至少一个表面涂布防水涂料的工序，所述涂布防水涂料的工序依序包括以下步骤：
(a)将所述防水涂料涂布在所述板坯的表面，以得到具有防水涂层的所述板坯；
(b)在利用所述板坯制备得到易拉盖的基盖之后将所述基盖通过紫外光环境；其中，
所述防水涂料包括有机溶剂、树脂组分、自修复组分和助剂组分，所述自修复组分包括环氧丙烷、壳聚糖；
所述防水涂料通过雾化喷涂的方式涂布在所述板坯的表面；
该种易拉盖防水材料的制备方法还包括在所述涂布防水涂料的工序之前的涂布弹性涂料的工序，所述涂布弹性涂料的工序是通过旋转喷涂的方式将弹性涂料涂布在所述板坯的表面以形成适用于提供所述防水涂料的涂布基础的弹性涂层；所述弹性涂料是紫外光固化型涂料，并在所述涂布弹性涂料的工序达到60~75%的固化度；
前述的环氧丙烷与壳聚糖的质量添加量之比为(5~12):(3~5)。
2.根据权利要求1所述的易拉盖防水材料，其特征在于，所述自修复组分在所述防水涂料中的质量添加量为8~17%。
3.根据权利要求1所述的易拉盖防水材料，其特征在于，所述树脂组分包括酚醛树脂、三聚氰胺树脂，二者的质量添加量之比为(5~10):(1~2)。
4.根据权利要求1或2或3所述的易拉盖防水材料，其特征在于，所述防水涂料按照质量添加量计包括48~54%的有机溶剂、30~38%的树脂组分、8~17%的所述自修复组分、1~3%的助剂组分。
5.根据权利要求4所述的易拉盖防水材料，其特征在于，所述弹性涂层通过在所述板坯的表面涂布弹性涂料制备得到，所述弹性涂料按照质量添加量计包括23~28%的有机溶剂、65~70%的弹性树脂、8~10%的流平剂。
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