集裝箱用水性環氧涂料的制備及性能研究

2021-06-12 06:22:18劉正偉麥加芯彩新材料科技上海股份有限公司上海201801

上海涂料 2021年3期

劉正偉（麥加芯彩新材料科技（上海）股份有限公司，上海 201801）

0 引言

水性涂料因其揮發性有機化合物（VOC）含量低，符合環保要求，近年來受到了越來越多的關注。全球約95 %的集裝箱在中國制造，2017年4月，集裝箱行業協會開始“禁油推水”，全面使用水性涂料代替傳統的油性涂料。經過近幾年的發展，水性涂料用原材料越來越趨于穩定，尤其在涂層的防腐性、初期耐水性方面有了極大的提升，基本和傳統的油性涂料性能相當。

本研究采用實驗室自制的乳化劑及相反轉法乳化環氧樹脂，制得性能穩定的水性環氧乳液，將其用于集裝箱，所得涂層不僅具有良好的機械性能，而且具有優異的耐腐蝕性、耐濕熱性，應用前景廣闊。

1 試驗部分

1.1 主要原料和儀器

雙酚A型環氧樹脂E20、E44、E51，國都化工；固化劑38-1，亨斯曼；乳化劑、蒸餾水，實驗室自制；分散劑、流平劑，BYK；消泡劑、潤濕劑，TEGO；增稠劑，DOW；防閃銹劑，美國瑞寶；鈦白粉，四川龍蟒；云母粉、滑石粉、沉淀硫酸鋇，國產工業級；溶劑，國產工業級。

激光粒度分析儀，Beckman Coulter公司；高速分散機，上海現代環境工程技術有限公司。

1.2 水性環氧乳液的制備

將環氧樹脂、乳化劑和丙二醇甲醚溶劑按質量比45∶5∶7的比例加入到三口燒瓶中，加熱至90 ℃使其混合均勻，在2 000 r/min轉速下緩慢滴加23份蒸餾水，滴加完畢后分散一定的時間，加入剩余的20份蒸餾水，繼續分散一定的時間，即得到水性環氧乳液。

1.3 試驗配方

根據集裝箱涂料的技術要求和各組分的搭配，經過多次試驗，確定了集裝箱用水性環氧涂料的基本配方，見表1。

表1 基本配方Table 1 Basic formula

1.4 制漆工藝

甲組分：在調漆罐中邊攪拌邊加入水、分散劑、消泡劑和水性環氧乳液，攪拌均勻后，加入顏填料，繼續攪拌均勻，高速分散至細度達到要求（≤50 μm），邊攪拌邊加入流平劑、潤濕劑、增稠劑和防閃銹劑，最后調整黏度，過濾待用。

乙組分：在調漆罐中加入固化劑38-1、助溶劑、水，攪拌均勻，過濾待用。

1.5 樣板的制作及性能指標

將甲組分與乙組分按照質量比10∶1混合，攪拌均勻后制作樣板。當樣板于室溫放置7 d后，根據相關國家標準進行性能測試，檢測結果見表2。

表2 涂料性能測試結果Table 2 The results of coatings performance

由表2可見，自制的水性環氧涂料不僅具有良好的機械性能，而且具有優異的耐濕熱性和耐腐蝕性，完全能滿足集裝箱防腐的要求。

2 結果與討論

2.1 環氧樹脂的選擇

分別采用環氧樹脂E20、E44、E51制備水性環氧乳液，用激光粒度分布儀檢測其粒徑，分別制備水性環氧涂料并檢測其性能，結果如表3所示。從表3的結果可以看出，用E20制備的水性環氧乳液具有較好的綜合性能；用E44乳化的環氧乳液所得涂層盡管耐鹽霧性還可以，但是耐濕熱性不好；用E51乳化的環氧乳液因其含有較多的反應基團，涂層交聯密度較大，柔韌性較差。