[发明专利]水性防腐涂料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种尤其适合于食品罐内壁使用的水性防腐涂料及其合成工艺。

目前使用的食品罐内壁涂料的主要成份是环氧树脂和酚醛树脂，全部采用有机溶剂。烘干过程中有机溶剂全部散发到大气中造成了相当严重的环境污染。同时，由于化学组成的局限性，具有附着力差，耐冲拨性能差等缺点。国外自70年代以来，对食品罐内壁涂料也作了广泛的研究。U.S.PAT.NO.4，722，982研究了一种用高分子量环氧树脂和以甲醛和双酚A合成的酚醛树脂为原料的食品罐内壁涂料，但仍采用有机溶剂;U.S.PAT.NO.4，296，011用低分子量环氧树脂与苯甲酸类进行改性制成环氧酯，再与丙烯酸类单体进行共聚合，从而制成水性涂料，但由于使用低分子量环氧树脂，而且所用的丙烯酸类单体的量较多，故此水性涂料的防腐性不好;U.S.PAT.NO.4，341，678利用低分子量环氧树脂对氨基苯甲酸类进行改性，再用多羟基酚醛化合物作固化交联剂，得到抗高酸性能优越的食品罐内壁涂料，但存在水性不稳定的缺点，而且合成工艺较复杂。EUROPEAN    PATENT    NO.0292317利用酚醛树脂、环氧树脂以及环氧磷酸酯为主要原料制成了抗冲击、高防腐的食品罐内壁涂料，但仍是有机溶剂型。U.S.PATNO.4，302，373的水性食品罐饮料罐内壁涂料主要采用环氧树脂与丙烯酸类单体进行共聚合引入羟基，然后用三级胺进行中和，从而制成水性很好的涂料，但致命的缺点是防腐性能差。

本发明的目的是提供一种尤其适合于食品罐内壁使用的防腐涂料，它不仅属于稳定的水性涂料，漆膜的耐高酸、抗硫、耐弯折、抗冲击和附着力等性能都超过或与现使用的有机溶剂型涂料相当，且成本低，无污染。

本发明的技术方案为：主要由高分子量双酚A型环氧树脂和多羟基酚醛化合物、磷酸、有机三级胺、不饱和丙烯酸及其酯类单体组成。

制备本发明水性防腐涂料的工艺为：直接将高分子量双酚A型环氧树脂在少量环己酮、正丁醇及乙二醇单丁醚的混合溶剂中溶解后，与磷酸在90～140℃下反应2～5小时制得环氧磷酸酯;环氧磷酸酯与不饱和丙烯酸及其酯类单体甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯及不饱和烯类苯乙烯在80～140℃下进行接枝共聚反应，反应时间为2～8小时，反应所用的丙烯酸及其酯类单体占环氧磷酸酯重量的1%～30%，其中丙烯酸单体重量为环氧磷酸酯的1%～18%，反应时分批加入过氧化类自由基引发剂，引发剂用量为环氧树脂重量的1%～5%;然后，用三级胺将上步所得环氧磷酸酯的丙烯酸接枝共聚物中和至PH值为7.0～7.5，并加适量蒸馏水稀释;再在搅拌不停的条件下，慢慢滴加多羟基酚醛化合物作交联剂，其重量为环氧磷酸酯丙烯酸共聚物的20%～50%，再加水调至涂料固体含量为25%～38%，即得本发明所述的水性防腐涂料。

本发明具有如下几个优点：主要采用水溶剂配制涂料，降低了涂料成本，减少了环境污染，具有可观的经济和社会效益;由于采用了适量的丙烯酸及其酯类成分，而且对环氧树脂进行了磷酸改性，提高了漆膜的附着力和柔韧性;由于制成了水性涂料，可以在较宽范围内调节涂料的固体含量和粘度，故适合多种涂膜工艺，尤其适合喷涂工艺;本水性涂料中含有三级胺、丙烯酸树脂和多羟基酚醛化合物等较易发生交联固化的组成，故涂料烘烤温度要比现有溶剂型涂料低20℃左右，节约了能源;且本发明烘干后的漆膜的抗高酸，抗硫等防腐蚀性能与现有的有机溶剂型涂料相当。

下面结合实施例进一步说明本发明。

先把高分子量双酚A型环氧树脂溶于有机溶剂中，环氧树脂分子量最好在2000～5000之间。溶剂可采用丁酮、环己酮、异丙醇、正丁醇乙二醇独丁醚和一缩乙二醇独丁醚的混合溶剂，最佳混合溶剂是环己酮正丁醇和乙二醇独丁醚的混合物;然后，加热溶液进行磷酸化，磷酸可用正磷酸、过磷酸和聚磷酸，在90～140℃最好在100～120℃之间，回流一定时间，一般2～5小时，最好为2～3小时，使磷酸与相应的环氧基团充分反应，环氧磷酸脂中磷酸占0.05%～5%，最好是0.2%～2%。磷酸试剂在总量中过剩的克分子数是微不足道的。经红外光谱和凝胶渗透色谱分析，得臻到的结构是正确的。