[发明专利]一种水性丙烯酸改性环氧聚氨酯涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及到一种水性丙烯酸改性环氧聚氨酯涂料及其制备方法，及其作为食品容器内壁涂料的应用。

背景技术

传统的食品容器内涂漆多为溶剂型漆，在生产与应用过程中，加入大量的甲苯，二甲苯等对人体有毒害的有机溶剂，这些溶剂又都挥发到大气中去，不仅造成资源浪费，同时对施工人员的健康造成危害，严重污染环境。随着人们对环境意识的提高，对环境保护的要求日益严格，研发低VOC甚至零VOC的环境友好型涂料是必然发展方向。

食品容器内壁涂料，应具有足够的韧性以承受制备容器时的变形，并且在运输包装好的货物期间，不会发生涂层的损伤。另外，必须保护基材使之免受腐蚀性介质的影响，在变形和后续的灭菌期间该涂层必须粘附在金属基材上，这些对于包装食品和饮料容器来说尤其重要。

环氧树脂含较多羟基和醚键，固化收缩率低，对金属，陶瓷等底材均有优异的附着力，良好的耐化学品性和耐腐蚀性能，但环氧树脂存在韧性不够，耐老化不佳，易粉化等缺点，而丙烯酸具有良好的耐候性和耐油性，因此本发明用丙烯酸对环氧树脂进行改性，制得水性丙烯酸改性环氧树脂，以该水性丙烯酸改性环氧树脂为成膜物，水性封闭型多异氰酸酯为固化剂制备的聚氨酯涂料，所形成的涂膜机械性能，如附着力、柔韧性、硬度、耐磨性、防腐性和耐化学品性，均优于传统的溶剂型油漆。该水性漆的发明解决了油漆涂装后尤其是内壁涂装残留的难闻气味和对食品的污染，属于高性能环保涂料，非常适用于食品容器内壁涂装。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有良好的耐油性，耐酸碱性，柔韧性，附着力，防腐蚀性能等非常优异的水性环保、无毒无味的水性丙烯酸改性环氧聚氨酯涂料及其制备方法及其作为食品容器内壁涂料的应用。

本发明采用的技术方案为：

一种水性丙烯酸改性环氧聚氨酯涂料，该涂料由如下重量份数的原料制备得到：

A组分

B组分：水性封闭型多异氰酸酯

其中水性丙烯酸改性环氧树脂与水性封闭型多异氰酸酯的比例为(3～10)∶1。

制备方法为：在制漆容器中，在500r/min搅拌条件下，依次加入分散剂、消泡剂、助溶剂、1/2水性丙烯酸改性环氧树脂、去离子水，搅拌10-15分钟后，再加入着色颜料、防锈颜料和填料，再分散30分钟后进入砂磨机研磨至细度≤15μm以下，加入另外1/2水性丙烯酸改性环氧树脂、流平剂，防闪锈剂和水性封闭型多异氰酸酯，再搅拌20-30分钟，经检验合格后，包装入库。

上述水性丙烯酸改性环氧聚氨酯涂料及其制备方法中，所述水性丙烯酸改性环氧树脂由如下方法制备得到：

1)、将20-30份的丙二醇丁醚、0.3-0.7份的过氧化苯甲酰加入反应釜中，通入惰性气体氮气进行保护，开动搅拌，并升温；

2)、升温至回流温度110±2℃，滴加混合物A，所述混合物A为预先混合均匀的10-16份的甲基丙烯酸甲酯，8-12份的丙烯酸丁酯，3-7份的丙烯酸，4-8份的丙烯酸羟乙酯，0.6-1份的过氧化苯甲酰的混合物；

3)、当混合物A滴加入1/10时，滴加混合物B，混合物B为混合均匀的剩余的9/10的混合物A和3-5份的甲基丙烯酸缩水甘油酯的混合物；

4)、当混合物B滴加入1/3时，滴加混合物C，混合物C为混合均匀的剩余的2/3的混合物B和10-15份的异丁醇的混合物；

5)、当混合物C滴加入2/3时，滴加混合物D，混合物D为混合均匀的剩余的1/3的混合物C和0.3-0.7份过氧化苯甲酰叔丁基酯；

6)、整个滴加过程在3-3.5h完成，滴加完成后，在回流温度110±2℃保持2小时，测转化率，如转化率在95％以下，补加过氧化苯甲酰叔丁基酯，继续保持直至转化率达98％以上，降温至50℃，加0.6-2份中和剂二甲基乙醇胺、5-8份水，过滤包装。

上述方法中所涉及的份数为重量份数。

更优选地，上述步骤1)中20-30份的丙二醇丁醚、0.3-0.7份的过氧化苯甲酰，步骤2)中的10-16份的甲基丙烯酸甲酯，8-12份的丙烯酸丁酯，3-7份的丙烯酸，4-8份的丙烯酸羟乙酯，0.6-1份的过氧化苯甲酰，步骤3)中的3-5份的甲基丙烯酸缩水甘油酯，步骤4)中的10-15份的异丁醇，步骤5)中的0.3-0.7份过氧化苯甲酰叔丁基酯，步骤6)中的0.6-2份中和剂二甲基乙醇胺、5-8份水，上述份数之和为100％。