[发明专利]一种集装箱用水性聚氨酯防腐蚀涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及水性涂料技术领域，特别是涉及一种集装箱外表面涂装用水性聚氨酯防腐蚀涂料及其制备方法。

背景技术

集装箱是国际性运输和物流的专用工具，绝大部分为钢质结构。由于集装箱的运输是往返于陆地和海洋之间，要求有较强的防腐蚀性和耐温变性(-40～70℃)，同时还要求装饰性好、不变色、不粉化、耐磨损、耐划伤、耐冲击等，并能经受恶劣条件的考验。这就对处于苛刻腐蚀环境中的金属结构的保护提出了更高的要求。目前国内集装箱用外面漆都是以溶剂型涂料为主，它含有大量的有机挥发物VOC(Volatile Organic Compoμnds)，这些有机挥发物大多数为易燃易爆的有毒物质，不仅污染环境、浪费能源，而且工人施工环境恶劣，严重危害施工人员的身体健康，给人类和环境带来了多重危害。随着环保法规日趋严格，国际集装箱标准化委员会对集装箱涂料的环保和卫生提出更高的要求，迫切需要一种新型的环保产品来取代溶剂型集装箱外面漆。

例如国内专利CN 1082077C公开了一种单组份聚氨酯漆及其制备方法，涉及以对苯二甲酸氧化残渣为起始原料，由酯化反应、减压缩聚反应、溶解兑稀和预聚四个过程完成；国内专利CN 1082078C公开了一种聚氨酯漆的制备方法，是将用聚酯废料合成的改性聚酯用二甲苯和环己酮的混合溶剂兑稀作为组份之一。但是上述两种方法都存在制备工艺复杂，要用到大量有机溶剂，会对环境造成严重污染的问题。

从1960年ISO国际标准集装箱问世后，一直采用氯化橡胶外面漆。它以优异的防腐蚀性能和耐磨、耐碰撞性能，深受集装箱业主的欢迎。但在氯化橡胶生产和制造过程中，会放出污染环境的CCl₄，从而破坏大气的臭氧层。从2000年起，集装箱行业禁止使用氯化橡胶面漆，取而代之的是丙烯酸外面漆，它在防腐蚀性能和施工性能上与氯化橡胶面漆相近似，但存在硬度低和早期耐水性差等缺点。近几年来，聚氨酯面漆以其优异的耐候性和装饰性能，逐步被许多箱东所接受，也开始应用于集装箱外表面涂装。

例如专利申请CN 101613562A公开的涉及选用混酸甲酯作为脱味溶剂，选用茶树精油作为遮味剂降低刺激气味，选用己二异氰酸酯作为固化剂制备一种耐黄变、零三苯、零TDI环保型双组分聚氨酯漆及其生产方法，该申请制备的涂料虽属环保型涂料，但由于使用较活泼而且比较昂贵的异氰酸酯固化剂，存在适用期短，施工麻烦，成本高等缺点。专利申请CN1125752A公开了一种水性丙烯酸防锈漆及其制备工艺，该产品是由苯丙乳液、辅助基料、颜料、填料、助剂经混合、研磨、分散、过滤等工序而制成。该申请制备的水性丙烯酸防锈漆硬度低，早期耐水性差，不能满足集装箱外面漆高硬度与早期耐水性好的性能指标要求。目前国内外关于水性集装箱防腐蚀涂料的研究还较少，少数国内外企业研制的水性集装箱外面漆的防腐性能和施工性能也不够理想。

发明内容

本发明的目的在于克服现有溶剂型和水性集装箱涂料的缺点，提供一种用于集装箱外表面涂装的单组份水性聚氨酯防腐涂料，该涂料环保无毒，成本较低，施工简便，性能优异，其各项性能指标均达到集装箱涂料行业标准。

本发明另一目的在于提供一种集装箱用单组份水性聚氨酯防腐涂料的制备方法。

本发明以物理性能优异的聚氨酯乳液为主要成膜树脂，并利用防腐蚀性能优异的丙烯酸乳液对其进行共混改性，选择环境友好型防腐蚀颜填料及功能助剂，进行合理的配方设计，制备出一种环保、高效的水性防腐涂料，以代替传统的溶剂型防腐涂料，解决其有机溶剂的挥发引起的环境污染和影响施工工人健康等问题；代替目前常用的丙烯酸外面漆，解决丙烯酸漆膜硬度低，早期耐水性不好，容易产生针孔、流挂、缩孔等漆膜弊病的缺点。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种集装箱用水性聚氨酯防腐蚀涂料，按重量百分比计，其原料配方由以下组分构成：自来水5-14％、水性聚氨酯分散体20-50％、丙烯酸乳液10-20％、防锈颜料5-10％、体质填料10-25％、着色颜料0-15％、防沉剂0.3-1.0％、成膜助剂2-6％、增稠剂0.3-1.0％、消泡剂0.1-0.4％、耐盐雾疏水剂0.5-1.0％、防腐防霉剂0.1-0.3％、pH调节剂0.1-0.4％、润湿分散剂0.5-1.0％、防冻剂0.5-2％、流平剂或基材润湿剂0.1-0.4％；

制备时包括如下步骤和工艺条件：

(1)在200-600r/min转速搅拌条件下，加入配方中的成膜助剂、防冻剂、耐盐雾疏水剂，搅拌5-10min，制得预混合液备用；