一种金属包装罐外涂用水性涂料及其制备方法与流程

1.本发明涉及工业水性涂料技术领域，具体为一种金属包装罐外涂用水性涂料及其制备方法。


背景技术：

2.金属包装容器是指用金属薄板制造的薄壁包装器，相对于其它包装容器，如塑料、玻璃、纸类容器等，金属包装容器具有强度均大，刚性好，不易破裂等优点，同时，金属薄板有比其它任何材料均优异的阻隔性、阻气性、防潮性、遮光性、保香性，加之密封可靠，能较好地保护产品。基于以上，金属包装成为了我国包装工业的重要组成部分，其产值约占我国包装工业的10％，广泛应用于食品、罐头、饮料、油脂、化工、药品及化妆品等行业。但是，由于金属容器材料本身的化学稳定性差，易腐蚀，故一般均需涂覆涂层，以满足卫生性、耐腐蚀性与抗化学反应性能的要求。金属包装涂料利用其对金属表面的封闭作用，杜绝外界的水、空气、溶液等对金属材料产生腐蚀、氧化作用，还可以在涂装好的金属表面进行美化，以满足不同厂家的不同需求。
3.传统的技术包装涂料主要以硬质树脂为主，其主要目的是对金属表面产生较大的保护，但是硬质树脂涂层具有以下技术缺陷：硬质树脂涂层的硬度较高、柔韧性差，在金属的弯折和延展等过程中极易出现涂层开裂、破损的现象，硬质树脂涂层表面光滑度高，具有强烈的反光效果等缺陷。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种金属包装罐外涂用水性涂料及其制备方法，以解决背景技术中所提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种金属包装罐外涂用水性涂料，包括以下重量份的原料：聚酯树脂40-60份、溶剂20-50份、去离子水10-30份、水性聚氨酯乳液2-10份、丙烯酸乳液1-5份、颜料5-20份、消泡剂0.01-0.1份、中和剂1-3份、催化剂0.01-0.5份、蜡分散溶剂0.1-3份、流平剂0.1-1份和助溶剂1-5份。
6.作为本发明的优选技术方案，一种金属包装罐外涂用水性涂料，包括以下重量份的原料：聚酯树脂40-55份、溶剂20-40份、去离子水10-20份、水性聚氨酯乳液5-10份、丙烯酸乳液2-5份、颜料5-15份、有机硅消泡剂0.05-0.1份、中和剂1-2份、催化剂0.1-0.5份、蜡分散溶剂0.5-3份、流平剂0.5-1份和助溶剂1-3份。
7.作为本发明的优选技术方案，一种金属包装罐外涂用水性涂料，包括以下重量份的原料：聚酯树脂40份、溶剂20份、去离子水10份、水性聚氨酯乳液5份、丙烯酸乳液2份、颜料5份、有机硅消泡剂0.05、中和剂1份、催化剂0.1份、蜡分散溶剂0.5份、流平剂0.5份和助溶剂1份。
8.作为本发明的优选技术方案，所述中和剂为氨中和剂，所述催化剂为胺类催化剂和金属盐类中的一种或几种，所述消泡剂为聚醚类消泡剂、有机硅类消泡剂、聚醚改性硅类
小瓶消泡剂或聚硅氧烷消泡剂中的一种。
9.作为本发明的优选技术方案，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚醚聚酯改性有机硅氧烷、烷基改性有机硅氧烷、丙烯酸酯中的一种或多种，，所述颜料为钛白粉、色素炭黑、大红粉、酞青绿和超细滑石粉中一种或多种。
10.作为本发明的优选技术方案，所述溶剂由以下方法制得：在丙醇中加入一定量的水进行缓和搅拌，并静置30分钟即可。
11.作为本发明的优选技术方案，所述蜡分散溶剂由以下方法制得：在聚乙烯蜡中加入一定量的石蜡油将石蜡的温度加热至100度左右，在聚乙烯蜡的熔点附近溶解，另加外力搅拌，即可得到蜡分散溶剂。
12.作为本发明的优选技术方案，所述丙醇和水的质量比为2:1-1，所述聚乙烯蜡和石蜡油的质量比为1-2:3。
13.作为一个总的技术构思，本发明另一方面提供了一种金属包装罐外涂用水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
14.s1、取40-60份聚酯树脂、20-50份溶剂和10-30份去离子水进行混合搅拌，然后将0.1-3份蜡分散溶剂和5-20颜料份加入上述混合液中，再次搅拌至蜡分散溶剂和颜料完全混合，即得到混合物a，备用；
15.s2、取2-10份水性聚氨酯乳液和1-5份丙烯酸乳液进行混合搅拌，即得混合液b；
16.s3、向混合液a中加入混合液b且不停搅拌的同时缓慢加入1-5份助溶剂和0.01-0.5催化剂，当ab液混合完全后，此时取一定量的混合液测试ph值，并加入1-3份中和剂进行混合液ph的调整，即得混合液c；
17.s4、向混合液c中加入0.1-1份流平剂混合搅拌，之后加入0.01-0.1份消泡剂搅拌并静置半小时，即得一种金属包装罐外涂用水性涂料。
18.与现有技术相比，本发明提供了一种金属包装罐外涂用水性涂料及其制备方法，具备以下有益效果：
19.1、本发明制备方法中，通过在聚酯树脂中加入由丙醇和水混合的溶剂对聚酯树脂进行溶解，中和剂的加入可提高聚酯树脂的稳定性和外观效果，使得涂料具有良好的储存稳定性，而水性聚氨酯乳液和丙烯酸乳液混合引入，可提高涂料的硬度及韧性使得涂料具有更强的抗冲击能力，且可以改善涂料的成膜性能，降低生产成本，而蜡分散溶剂的加入可提高聚酯树脂与颜料之间的润湿，增加它们之间的亲和力，从而改善颜料与载体树脂相容性，在一定程度上提高颜料的分散水平。
具体实施方式
20.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.实施例一：
22.本发明提出的一种金属包装罐外涂用水性涂料，包括以下重量份的原料：聚酯树脂40份、溶剂20份、去离子水10份、水性聚氨酯乳液5份、丙烯酸乳液2份、颜料5份、有机硅消
泡剂0.05、中和剂1份、催化剂0.1份、蜡分散溶剂0.5份、流平剂0.5份和助溶剂1份。
23.其中，溶剂由以下方法制得：在丙醇中加入一定量的水进行缓和搅拌，并静置30分钟即可，丙醇和水的质量比为1:1.
24.蜡分散溶剂由以下方法制得：在聚乙烯蜡中加入一定量的石蜡油将石蜡的温度加热至100度左右，在聚乙烯蜡的熔点附近溶解，另加外力搅拌，即可得到蜡分散溶剂，聚乙烯蜡和石蜡油的质量比为1:2。
25.本发明还提出一种金属包装罐外涂用水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
26.s1、取40份聚酯树脂、20份溶剂和10份去离子水进行混合搅拌，然后将0.5份蜡分散溶剂和5份颜料加入上述混合液中，再次搅拌至蜡分散溶剂和颜料完全混合，即得到混合物a，备用；
27.s2、取5份水性聚氨酯乳液和2份丙烯酸乳液进行混合搅拌，即得混合液b；
28.s3、向混合液a中加入混合液b且不停搅拌的同时缓慢加入1份助溶剂和0.1催化剂，当ab液混合完全后，此时取一定量的混合液测试ph值，并加入1份中和剂进行混合液ph的调整，即得混合液c；
29.s4、向混合液c中加入0.5份流平剂混合搅拌，之后加入0.05份消泡剂搅拌并静置半小时，即得一种金属包装罐外涂用水性涂料。
30.实施例二：
31.本发明提出的一种金属包装罐外涂用水性涂料，包括以下重量份的原料：聚酯树脂45份、溶剂30份、去离子水10份、水性聚氨酯乳液8份、丙烯酸乳液3份、颜料10份、有机硅消泡剂0.05、中和剂1.5份、催化剂0.1份、蜡分散溶剂1.5份、流平剂0.75份和助溶剂1份。
32.其中，溶剂由以下方法制得：在丙醇中加入一定量的水进行缓和搅拌，并静置30分钟即可，丙醇和水的质量比为3:2.
33.蜡分散溶剂由以下方法制得：在聚乙烯蜡中加入一定量的石蜡油将石蜡的温度加热至100度左右，在聚乙烯蜡的熔点附近溶解，另加外力搅拌，即可得到蜡分散溶剂，聚乙烯蜡和石蜡油的质量比为2:5。
34.本发明还提出一种金属包装罐外涂用水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
35.s1、取45份聚酯树脂、30份溶剂和10份去离子水进行混合搅拌，然后将1.5份蜡分散溶剂和10份颜料加入上述混合液中，再次搅拌至蜡分散溶剂和颜料完全混合，即得到混合物a，备用；
36.s2、取8份水性聚氨酯乳液和3份丙烯酸乳液进行混合搅拌，即得混合液b；
37.s3、向混合液a中加入混合液b且不停搅拌的同时缓慢加入1份助溶剂和0.1催化剂，当ab液混合完全后，此时取一定量的混合液测试ph值，并加入1.5份中和剂进行混合液ph的调整，即得混合液c；
38.s4、向混合液c中加入0.75份流平剂混合搅拌，之后加入0.05份消泡剂搅拌并静置半小时，即得一种金属包装罐外涂用水性涂料。
39.实施例三：
40.本发明提出的一种金属包装罐外涂用水性涂料，包括以下重量份的原料：聚酯树脂55份、溶剂40份、去离子水10份、水性聚氨酯乳液10份、丙烯酸乳液5份、颜料15份、有机硅消泡剂0.05、中和剂2份、催化剂0.5份、蜡分散溶剂3份、流平剂1份和助溶剂1份。
41.其中，溶剂由以下方法制得：在丙醇中加入一定量的水进行缓和搅拌，并静置30分钟即可，丙醇和水的质量比为2:1
42.蜡分散溶剂由以下方法制得：在聚乙烯蜡中加入一定量的石蜡油将石蜡的温度加热至100度左右，在聚乙烯蜡的熔点附近溶解，另加外力搅拌，即可得到蜡分散溶剂，聚乙烯蜡和石蜡油的质量比为1:3。
43.本发明还提出一种金属包装罐外涂用水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
44.s1、取55份聚酯树脂、40份溶剂和10份去离子水进行混合搅拌，然后将3份蜡分散溶剂和15份颜料加入上述混合液中，再次搅拌至蜡分散溶剂和颜料完全混合，即得到混合物a，备用；
45.s2、取10份水性聚氨酯乳液和5份丙烯酸乳液进行混合搅拌，即得混合液b；
46.s3、向混合液a中加入混合液b且不停搅拌的同时缓慢加入1份助溶剂和0.1催化剂，当ab液混合完全后，此时取一定量的混合液测试ph值，并加入2份中和剂进行混合液ph的调整，即得混合液c；
47.s4、向混合液c中加入1份流平剂混合搅拌，之后加入0.05份消泡剂搅拌并静置半小时，即得一种金属包装罐外涂用水性涂料。
48.将经本发明实施例一-实施例三制得的一种金属包装罐外涂用水性涂料取出一部分并进行如下测试：
49.附表1
[0050][0051]
通过上表对比可知，本发明实施例一-实施例三制得的一种金属包装罐外涂用水性涂料对比现有水性涂料具有优异的贮存稳定性，同时涂料的耐冲击性、附着力和硬度都有所提高，且具有比溶剂型涂料更好的光泽度。
[0052]
在本发明中的提到的任何数值，如果在任何最低值和任何最高值之间只是有两个单位的间隔，则包括从最低值到最高值的每次增加一个单位的所有值。例如，如果声明一种组分的量，或诸如温度、压力、时间等工艺变量的值为50-90，在本说明书中它的意思是具体
列举了51-89、52-88
……
以及69-71以及70-71等数值。对于非整数的值，可以适当考虑以0.1、0.01、0.001或0.0001为一单位。这仅是一些特殊指明的例子。在本技术中，以相似方式，所列举的最低值和最高值之间的数值的所有可能组合都被认为已经公开。
[0053]
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。
[0054]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。