一种用于冷链集装箱水性涂料组合物的制作方法

1.本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种用于冷链集装箱水性涂料组合物


背景技术：

2.自2017年4月1日开始，全国标准干货集装箱生产厂家的涂装生产线，由溶剂型涂料体系变更为水性涂料体系，从而开启了水性集装箱涂料大规模使用的元年。水性集装箱涂料的大规模推广，使整个工业涂料市场发生非常大的变化，水性化、高固含等环保涂料的应用得到了较大发展，带动工程机械、交通设备等行业向环保涂装大步迈进。
3.在2018年6月31日出版的期刊《涂料工业》第48卷第6期中提供了一种水性三涂层箱外漆，包括水性环氧富锌涂料、水性中间漆、水性丙烯酸面漆，虽然复合漆膜具备一定的防腐性能和耐候性，但由于多层设计，不仅增加了施涂难度，导致涂料容易产生流挂、缩孔现象，还增加了生产成本。


技术实现要素：

4.本发明的目的是在现有技术的基础上，提供一种用于冷链集装箱水性涂料组合物及其制备方法。
5.本发明的目的可以通过以下措施达到：
6.一种用于冷链集装箱水性涂料组合物，其特征在于，包括底漆和面漆，底漆涂层主要包括水性环氧乳液、水性聚氨酯乳液、水性环氧固化剂、锌粉、石墨烯、流平剂、去离子水，面漆层主要包括水性环氧乳液、水性丙烯酸乳液、水性聚氨酯乳液、环氧稀释剂、填料、流平剂、消泡剂、触变助剂、去离子水。
7.上述用于冷链集装箱水性涂料组合物中，底漆涂层组分包括：水性环氧乳液8～12份、水性聚氨酯乳液8～12份、水性环氧固化剂6～15份、锌粉50～65份、石墨烯5～10份、流平剂1～2份、触变助剂1～2份、去离子水14～25份；
8.面漆组分包括：水性环氧乳液10～14份、水性丙烯酸乳液10～14份、水性聚氨酯乳液15～30份、甲醚化三聚氰胺甲醛树脂2～9份、环氧稀释剂1～3份、填料20～30份、流平剂0.1～2份、消泡剂0.1～2份。
9.在一种优选方案中，底漆涂层组分包括：水性环氧乳液10份、水性聚氨酯乳液10份、水性环氧固化剂11份、锌粉57.5份、石墨烯7.5份、流平剂1.5份、触变助剂1.5份、去离子水20份；
10.面漆组分包括：水性环氧乳液12份、水性丙烯酸乳液12份、水性聚氨酯乳液22.5份、甲醚化三聚氰胺甲醛树脂5.5份、环氧稀释剂2份、填料25份、流平剂1份、消泡剂1份。
11.优选地，水性环氧乳液为济南易盛ys8009、武汉罗森杰ls261、武汉罗森杰ls255中的一种；水性聚氨酯乳液为帝斯曼r
‑
961或安大华泰ah1502；水性丙烯酸乳液为帝斯曼xk
‑
14或重庆凯茵化工8171；水性环氧固化剂为宜兴杨霖v388固化剂或济南百进593固化剂；流平剂采用短波流平剂；消泡剂为道康宁dc65消泡剂；填料包括膨润土、气相二氧化硅、聚脲；
石墨烯为江苏到彭科技有限公司石墨烯。
12.优选地，流平剂为氟改性丙烯酸酯流平剂。
13.本发明中，所使用的全部原料均可以通过商购和/或采用制备的手段制备得到，没有特别加以说明的，均满足标准化产品的要求。
14.本发明中底漆层、面漆层采用两种相同齐聚物，底漆、面漆层能够更多的混合，交联固化更加牢固，且采用水性环氧树脂、水性聚氨酯树脂，提高了底漆层与不锈钢金属层、底漆层与面漆层间附着力。
15.本发明底漆层中加入大量锌粉，能够起到屏蔽作用、电化学防护、涂膜自修复和钝化作用，锌粉的加入降低了涂层硬化时的收缩率、涂层内部的应力，抑制了涂层的龟裂、脱落，提高了涂层的粘结力和抗介质渗透能力，从而提高了涂层的防腐蚀性能。锌的腐蚀产物随腐蚀介质的不同而不同，有氧化锌、氢氧化锌、碱式碳酸锌、碱式氧化锌硫酸锌等，由于这些物质的形成使得体积膨胀，填满涂膜的空隙，从而防止铁表面与氧、水等有害介质的进一步接触，起着物理屏蔽作用。同时这些腐蚀产物可以使涂膜紧密的结合起来，增大电阻，减缓电化学腐蚀的速率，锌粉的消耗速率就会大大降低，其耐久性就会提高。
16.加入大量锌粉后涂料喷涂容易产生流挂、缩孔、起泡等问题，本发明中加入了触变助剂以及聚脲、气相二氧化硅、膨润土等填料，通过调节涂料内部三维结构形成触变流动性，达到防沉降、防流挂的效果。
17.一种前述用于冷链集装箱水性涂料组合物的制备方法，包括：
18.底漆涂层的制备方法为在20℃～80℃下先将水性环氧乳液、水性聚氨酯乳液搅拌混合反应，再加入水性环氧固化剂、锌粉、石墨烯、流平剂、触变助剂、去离子水，用高速分散机搅拌均匀；面漆涂层的制备方法为在20℃～80℃下先将水性环氧乳液、水性丙烯酸乳液、水性聚氨酯乳液、甲醚化三聚氰胺甲醛树脂份搅拌混合反应，再加入环氧稀释剂、填料、流平剂、消泡剂，用高速分散机搅拌均匀。
19.前述用于冷链集装箱水性涂料组合物的施涂方法为：
20.先在金属板基材上喷涂底漆涂层，流平后在105
‑
130℃下烘烤干燥12
‑
17min，冷却至15～40℃，接着在底漆涂层表面喷涂面漆涂层，流平后在105
‑
130℃下烘烤干燥12
‑
17min。
21.本发明还提供一种前述的用于冷链集装箱水性涂料组合物施涂于集装箱金属板表面的应用，在预处理后的家电金属板表面，喷涂上述底层涂料，流平后烘烤干燥，然后冷却，接着在底漆涂层表面喷涂面漆涂层，流平后烘烤干燥，即可。
22.本发明的有益效果：
23.本发明提供的用于冷链集装箱水性涂料组合物，发挥多组分混合树脂协同作用，底漆与面漆附着力佳，省去了中间层涂料，节约成本，同时涂料组合物具有良好的附着力、耐腐蚀性、耐冲击性、耐温变性，防流挂性好，尤其适用于冷链集装箱金属表面。
具体实施方式
24.以下结合实施例对本发明的内容做进一步说明。但本发明的保护范围不限于下述各实施例。
25.以下各例中树脂组合物的制备方法为：
26.底漆涂层的制备方法为在20℃～80℃下先将水性环氧乳液、水性聚氨酯乳液搅拌混合反应，再加入水性环氧固化剂、锌粉、石墨烯、流平剂、触变助剂、去离子水，用高速分散机搅拌均匀；
27.面漆涂层的制备方法为在20℃～80℃下先将水性环氧乳液、水性丙烯酸乳液、水性聚氨酯乳液、甲醚化三聚氰胺甲醛树脂份搅拌混合反应，再加入环氧稀释剂、填料、流平剂、消泡剂，用高速分散机搅拌均匀。
28.实施例1
29.用于冷链集装箱水性涂料组合物中，底漆涂层组分包括：水性环氧乳液8份、水性聚氨酯乳液8份、水性环氧固化剂6份、锌粉50份、石墨烯5份、流平剂1份、触变助剂1份、去离子水14份；
30.面漆组分包括：水性环氧乳液10份、水性丙烯酸乳液10份、水性聚氨酯乳液15份、甲醚化三聚氰胺甲醛树脂2份、环氧稀释剂1份、填料20份、流平剂0.1份、消泡剂0.1份。
31.其中，水性环氧乳液为济南易盛ys8009；水性聚氨酯乳液为帝斯曼r
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961；水性丙烯酸乳液为帝斯曼xk
‑
14；水性环氧固化剂为宜兴杨霖v388固化剂；消泡剂为道康宁dc65消泡剂；填料为膨润土、聚脲；流平剂为氟改性丙烯酸酯流平剂；石墨烯为江苏到彭科技有限公司石墨烯。
32.实施例2
33.用于冷链集装箱水性涂料组合物中，底漆涂层组分包括：水性环氧乳液10份、水性聚氨酯乳液10份、水性环氧固化剂10.5份、锌粉57.5份、石墨烯7.5份、流平剂1.5份、触变助剂1.5份、去离子水20份；
34.面漆组分包括：水性环氧乳液12份、水性丙烯酸乳液12份、水性聚氨酯乳液22.5份、甲醚化三聚氰胺甲醛树脂5.5份、环氧稀释剂2份、填料25份、流平剂1份、消泡剂1份。
35.其中，水性环氧乳液为武汉罗森杰ls261；水性聚氨酯乳液为安大华泰ah1502；水性丙烯酸乳液为重庆凯茵化工8171；水性环氧固化剂为济南百进593固化剂；消泡剂为道康宁dc65消泡剂；填料为气相二氧化硅、聚脲；流平剂为氟改性丙烯酸酯流平剂；石墨烯为江苏到彭科技有限公司石墨烯。
36.实施例3
37.用于冷链集装箱水性涂料组合物中，底漆涂层组分包括：水性环氧乳液12份、水性聚氨酯乳液12份、水性环氧固化剂15份、锌粉65份、石墨烯10份、流平剂2份、触变助剂2份、去离子水25份；
38.面漆组分包括：水性环氧乳液14份、水性丙烯酸乳液14份、水性聚氨酯乳液30份、甲醚化三聚氰胺甲醛树脂9份、环氧稀释剂3份、填料30份、流平剂2份、消泡剂2份。
39.其中，水性环氧乳液为武汉罗森杰ls255；水性聚氨酯乳液为帝斯曼r
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961；水性丙烯酸乳液为帝斯曼xk
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14；水性环氧固化剂为宜兴杨霖v388固化剂；消泡剂为道康宁dc65消泡剂；填料为膨润土、气相二氧化硅、聚脲；流平剂为氟改性丙烯酸酯流平剂；石墨烯为江苏到彭科技有限公司石墨烯。
40.对比例1
41.将实施例1中水性环氧乳液去除，水性丙烯酸乳液增加到28份；
42.对比例2
43.将实施例2中水性丙烯酸乳液去除，水性环氧乳液增加到28份；
44.对比例3
45.将实施例3中水性聚氨酯乳液去除，水性丙烯酸乳液增加到28份；
46.对比例4
47.将实施例2中甲醚化三聚氰胺甲醛树脂替换为水性异氰酸酯固化剂，其余同实施例2。
48.先在金属基材上喷涂底漆涂层，流平后在105
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130℃下烘烤干燥12
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17min，冷却至15～40℃，接着在底漆涂层表面喷涂面漆涂层，流平后在105
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130℃下烘烤干燥12
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17min。对涂料表面进行性能测试，测试结果如表1。金属基材为100mm
×
100mm的板材。测试结果见表1.
[0049][0050][0051]
表1
[0052]
参照国家标准gb/t10125
‑
2012《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》进行盐雾试验。
[0053]
根据国家标准gb/t1732
‑
1993《漆膜耐冲击测定法》进行涂料的抗冲击性能测试。
[0054]
耐碱性：在55℃下，用浓度为0.1m的naoh浸泡。要求：涂料涂层面无针孔气泡，无膨
[0055]
胀，无起皮，无脱落现象，正面无变色现象。
[0056]
耐酸性：在20℃下，用浓度为0.05m的h 2so 4浸泡。要求：涂料涂层面无针孔气泡，无
[0057]
膨胀，无起皮，无脱落现象，正面无变色现象。
[0058]
rca耐磨：耐磨仪，负重175g。
[0059]
耐冷热冲击：高低温试验箱设定60℃
±
5℃放置2小时，
‑
25℃
±
2℃放置2小时，此为一个循环，做循环后测试；玻璃的油墨涂层面不脱落，无龟裂，颜色与标准样无明显差异；涂层后面所贴指定胶，胶带与发泡料部位，从玻璃正面观察不能出现变色现象。