一种钢桶内壁涂料及其制备方法与流程

本发明涉及涂料组合物，尤其涉及一种钢桶内壁涂料及其制备方法。

背景技术：

1、食品安全一直以来都受到国家和大众的高度关注，随着社会经济的迅速发展，人民生活水平不断提高，对食品安全愈发重视。食品接触材料是对所有可能与食品接触的材料的统称，在实际供应链中，包括食品生产、加工、包装、运输、贮存、销售和使用过程中的包装材料、容器、工具和设备，以及可能直接或间接接触食品的油墨、涂料、粘合剂、润滑油等都可以被认为是食品接触材料。材质、温度、迁移量及外部环境都会对食品接触材料及食品本身的安全产生影响。

2、饮用食品是一种腐蚀性较强的溶剂，尤其是饮料、调味品、酒类等对其容器的腐蚀性较大，对食品容器耐腐蚀性的要求较高。因此，为防止饮用食品对食品容器内壁的腐蚀，以及食品容器中的有害物质向食品中迁移，常常在有些食品容器的内壁涂上一层耐酸、耐油、耐碱的防腐蚀涂料。环氧树脂因含有极性高而不易水解的脂肪羟基和醚键，其涂膜具有附着力好、耐化学品性高、物理机械性能和耐水性好等特点，其制成的防腐涂料已在港湾、海洋开发工程、船舶修造、电站、桥梁、石油化工等领域得到了广泛应用。由于环氧树脂与胺类固化剂固化后，涂膜实际无毒，因而在许多要求无毒的场合，国内外大多采用环氧体系涂料。

3、中国专利申请201910839786.9提供了一种食品容器内壁用食品级环氧树脂涂料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：(1)按质量份数称取双酚a型环氧树脂＝70-80份、端羟基长链聚合物d-411＝5-10份、缩水甘油醚＝5-10份、苯甲醇＝5-10份，并依次将上述组分加入高速分散机中进行分散，得混合液a1；(2)按质量份数称取消泡剂＝0.1-0.3份、流平剂＝0.1-.3份、抑菌剂＝0.1-0.3份，并依次将上述组分加入高速分散机中进行分散，得混合液b1；(3)按质量份数称取碳纤维＝5-10份、纳米二氧化硅＝1-5份、活化液＝1-5份、硅烷偶联剂wd60＝1-5份，并依次将上述组分超声分散均匀，得混合液c1；(4)将混合液a1、混合液b1、混合液c1加入高速分散机中进行分散，分散均匀后即得，出料包装；该发明所得环氧涂料具有耐高低温性能和优异的附着力。

4、中国专利申请200710114530.9公开了一种用于大型容器内壁的无溶剂无毒涂料，由环氧树脂、改性环氧树脂、改性芳香胺固化剂、颜填料、触变剂、助剂组成。所述的改性环氧树脂由多硫化物和双酚a型环氧树脂反应制得。该涂料适用于船舶压载舱、饮水舱、水箱、啤酒罐、电厂污水池以及白酒、酱油、发酵食品、食用油等各类食品酿造行业的大型容器及石油及其化工产品贮罐、槽等内壁的涂装保护。

5、现有技术中很大一部分环氧树脂仍然选用的双酚a型环氧树脂，随着人们对双酚a生理毒性认识的深入，以双酚a为原料的产品目前已经被限制使用。此外，双酚a来源于石油，随着全球能源危机警钟的敲响和环境的日益恶化，以环境友好、可再生资源为原料的生物基环氧树脂的研究和开发已被逐渐提上日程。

技术实现思路

1、有鉴于现有技术中的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种无毒环保、环境友好的钢桶内壁涂料及其制备方法。

2、塑料、涂料、树脂类食品接触材料可能向食品迁移的主要物质：重金属、甲醛、酚、氯乙烯、偏二氯乙烯、苯乙烯、锑、锗、丙烯腈、己内酰胺，双酚a，塑化剂(邻苯二甲酸酯：dehp、dinp、dnop、dbp、dmp、dep)。树脂本身具有一定毒性如聚丙烯腈，此外，树脂中残留的有毒单体、裂解物及老化产生的有毒物质，塑料制品在制造过程中添加的各种有毒助剂，这些物质都有可能向食品迁移。因此，开发新型生物基环氧树脂，代替现有双酚环氧树脂应用到有关食品接触涂层领域是十分必要的。在本发明中，发明人以生物基物质—香木叶素为原料，经金属取代、烷基化得到生物基环氧树脂，将该生物基环氧树脂应用到钢桶内壁涂料的制备中，以生物基固化剂-糠胺来进行热固性固化，来进一步降低了接触风险，其不含苯环毒性更低，另外，所使用的溶剂为丙二醇醚类低气味环保友好型溶剂，因此，所得到的钢桶内壁涂料不仅绿色环保、无毒无害，机械性能、耐腐蚀性能优异，且适合运用于食品相关包装产品的领域。

3、本发明的技术方案：

4、一种钢桶内壁涂料，包括以下重量份的组分：生物基环氧树脂40～60份、固化剂4～8份、丙二醇醚类溶剂10～15份、环保颜料5～12份、分散剂0.1～0.5份、填料2～15份、流平剂0.1～0.3份、消泡剂0.1～0.2份。

5、进一步的，所述固化剂为5,5'-亚甲基糠胺、5,5'-异丙基二糠基胺、5,5'-亚乙基糠醛胺中的至少一种。

6、进一步的，所述丙二醇醚类溶剂包括丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇丙醚、丙二醇丁醚中的至少一种。

7、进一步的，所述环保颜料为钛白粉。

8、进一步的，所述分散剂为tego-760w。

9、进一步的，所述填料为云母氧化铁。

10、进一步的，所述流平剂为byk-333。

11、进一步的，所述消泡剂为byk-065。

12、所述生物基环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：

13、将香叶木素1～5重量份加入到n,n-二甲基甲酰胺中，在氮气氛围下降温至0～5℃下分批加入氢化钠0.2～1.5重量份，加入完毕后在0～5℃搅拌10～30min后加入4-甲苯磺酸甘油酯0.5～3重量份的n,n-二甲基甲酰胺溶液，升至室温后反应10～20h，反应结束后将反应液倒入冰水中，搅拌5～10min后加入丙酮萃取三次，分液，合并有机相用饱和氯化铵溶液、盐水洗涤后经硫酸钠干燥，减压浓缩至干得缩水甘油醚-香叶木素作为生物基环氧树脂。

14、本发明还提供了一种钢桶内壁涂料的制备方法，包括如下步骤：

15、x1将配方中的生物基环氧树脂、丙二醇醚类溶剂混合搅拌均匀后加入消泡剂、分散剂、填料，在500～1000rpm下搅拌10～30min混合均匀得到混合液a；

16、x2向混合液a中继续加入流平剂、固化剂，在800～1000rpm下搅拌20～40min混合均匀后，研磨至标准细度(＜15μm)，过滤(＜100目)分装即得钢桶内壁涂料。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果：

18、(1)在本发明中，发明人以生物基物质—香木叶素为原料，经金属取代、烷基化得到生物基环氧树脂，将该生物基环氧树脂应用到钢桶内壁涂料的制备中，以生物基固化剂-糠胺来进行热固性固化，来进一步降低了接触风险，其不含苯环毒性更低；

19、(2)另外，所使用的溶剂为丙二醇醚类低气味环保友好型溶剂，因此，所得到的钢桶内壁涂料不仅绿色环保、无毒无害，机械性能、耐腐蚀性能优异，且适合运用于食品相关包装产品的领域；

20、(3)填料的加入能够有效地改善涂层的致密性，将其涂覆于金属基体表面可以延长腐蚀介质通向金属基体的的腐蚀路径，阻碍腐蚀介质与金属基体接触，起到良好的屏蔽隔离作用，进一步对金属的腐蚀起到延缓的作用。所制备的钢桶内壁涂料具有良好的防腐蚀性能，进一步增强了食品运输的安全性。