鋼桶專用外壁涂料的研制
文/郭宇靖，宋懷豐
[摘要] 以改性聚酯樹脂和氨基樹脂經烘烤交聯固化，所制備的包裝桶外壁涂料高光澤、高硬度，并有優異的附著力和遮蓋力，施工性能好，適應性強。介紹了該涂料的配方設計和性能。
[關鍵詞] 鋼桶；涂料；研制
鋼桶是重要的包裝容器，在各類液體、固體商品的存貯、交換和轉移過程中，具有優良的高強度、耐腐蝕、安全可靠等功能，廣泛應用于化工、石油、油漆、輕工、食品等行業。在世界進出口貿易中，鋼桶裝運的商品每年高達千萬噸。它已成為商品生產和消費之間不可缺少的橋梁，對保護商品價值和使用價值，起著十分重要的作用。
表面涂裝是保證包裝桶表面質量，增強包裝桶抗腐蝕能力的一種重要工藝手段。隨著汽車工業和石油工業的飛速發展，制桶行業得到了快速的發展。制桶用漆的用量也隨之增加。我們研制開發的包裝桶外壁涂料光澤高、硬度高、附著力好，并且能在要求的時間和溫度內干燥，還有優異的耐水性、耐候性，無起皺和流淌等缺陷，雙色漆噴涂，不會出現飛濺和泛底色等缺陷，現已應用于北海糧油、中石化長城潤滑油集團有限公司天津金屬包裝分公司等廠家。
1 實驗部分
1.1 成膜物質的選擇
基體樹脂是涂料的主要成膜物質，選擇合適的樹脂是配方設計成敗的關鍵環節。由于包裝桶噴涂生產線是烘烤交聯固化的，生產線烘道一般在140 ℃、12~15 min，除去兩邊升溫和降溫區，有效烘烤時間在7~10 min。而普通的氨基烤漆需要140 ℃、30 min，故要求樹脂能夠快干。另外，還要求有較高的光澤、硬度及優異的附著力，防止裝卸時油漆脫落。我們根據以上條件在集團的樹脂車間合成了一種快干改性聚酯樹脂JY-02。其與氨基樹脂經烘烤交聯固化，形成了強韌的三維結構涂層。
1. 2 顏填料的選擇
顏料使涂膜呈現色彩，并使涂膜具有一定的遮蓋能力，以發揮其裝飾和保護作用。顏料還能增強涂膜的機械性能和耐久性能。包裝桶外壁涂料需要立面噴涂，太厚會造成流掛，因此涂層干膜厚度一般在15~25 μm，這就需要涂料有優異的遮蓋力；包裝桶經常暴露在日光下，還需要涂料有較好的保色性。我們選用了進口金紅石型鈦白粉、酞青藍、酞青綠、碳黑等耐曬、有優異遮蓋力的顏料。
1.3 助劑的選擇
各種助劑種類及用量的選擇極為關鍵，因為助劑既要保證在噴涂時涂膜在有限的時間內充分流平，避免浮色發花等，又要使漆膜中的氣泡能迅速排出而漆膜表面不能留下任何缺陷。一方面通過加入各種助劑，消除涂料施工中的各種弊病；另一方面，助劑的加入只可提高或至少不能降低涂層的各種性能，保證對涂層性能的理化體系不產生影響。經反復實驗篩選，本實驗選擇了EFKA-4050 分散劑、DEUCHEM-202 P 防沉劑、BYK-310 流平劑、DEUCHEM-ADP 附著力增進劑和EFKA-2028 消泡劑，雙色漆噴涂還要添加特殊配制的防飛濺發花助劑JYZJ-04，秋冬季節施工還可加入適量的DEUCHEM-KC 固化促進劑，以達到更低溫、快速固化的要求。
1. 4 溶劑及稀釋劑的選擇
聚酯氨基采用的溶劑一般是混合溶劑，由溶劑和稀釋劑組成。常用的有醚酯、酮、酯、甲苯、二甲苯等。考慮到苯類對人體及環境的污染，選擇高芳烴S 150、丁酯及丙二醇乙醚醋酸酯等，同時考慮到了混合溶劑構成揮發梯度，揮發速度適中，使漆膜表觀性能得到了很好的保證。
2 基本配方
3 涂料的制備
首先在JY-02 樹脂液中加入顏填料、防沉劑、分散劑、一半的消泡劑及適量的混合溶劑，制成顏料漿，研磨至細度≤15 μm，然后調漆。加入氨基樹脂，然后在攪拌過程中加入剩余的另一半消泡劑和流平劑、附著力增進劑、防飛濺發花助劑，充分攪拌均勻后，調至要求的顏色和黏度，經檢驗合格后，過濾，包裝。
4 涂料性能試驗
把制備好的漆加入適當的稀釋劑，噴涂試驗樣板（干膜厚度在23±3 μm）在140 ℃烘烤7 min，晾至室溫后進行理化性能試驗，試驗結果如表2。
表2 涂層的各種性能
5 結語
我們研制開發的這種聚酯氨基涂料可用于化工、石油、油漆、輕工、食品等工業包裝桶的外壁涂裝，有很好的裝飾和保護作用。經近幾年的應用表明，該涂料是一種用途廣泛、適用性強、價格適中、性能優異的涂料，應用前景廣闊。
