CN102618159A - 一种集装箱用水性聚氨酯防腐蚀涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集装箱用水性聚氨酯防腐蚀涂料及其制备方法，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％；本发明产品不含有机溶剂和重金属等有害物质，环保性极佳，其施工简单方便，储存安全稳定，性能优异。

Description

一种集装箱用水性聚氨酯防腐蚀涂料及其制备方法

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；

(2)在200-600r/min转速搅拌条件下，依次加入配方中的自来水、防腐防霉剂、pH调节剂、防沉剂、润湿分散剂和消泡剂，搅拌5-10min；在800-1200r/min转速搅拌下，加入配方中的着色颜料、防锈颜料、体质填料以及步骤(1)中制得的预混合液，然后在转速为1800-3000r/min下高速分散20-30min或在转速为2800-4000r/min下研磨10-20min，直至细度到达401μm以下，即制得颜料浆；

(3)在600-800r/min转速搅拌条件下，将颜料浆加入到配方中的水性聚氨酯乳液与丙烯酸乳液混合液中，在800-1000r/min转速下搅拌10-20min，加入配方中的流平剂或基材润湿剂、增稠剂，搅拌均匀即可，放置熟化30-60min。

本发明配方中主要成膜物质是单组份脂肪族聚酯改性水性聚氨酯分散体、单组份脂肪族聚碳酸酯改性水性聚氨酯分散体、单组份脂肪族丙烯酸改性水性聚氨酯分散体中的一种。该类水性聚氨酯乳液具有高硬度，抗刮擦、耐磨，快干，耐候，早期耐水性好等特点。如拜耳材料科技的

UH 245，美国华津思的HY1300、HY1366，帝斯曼树脂的NeoRez R-650等。利用聚氨酯优异的综合性能为外面漆提供优异的高硬度、柔韧性、耐冲击性能、耐候性以及早期耐水性。

所述丙烯酸乳液为苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液、有机硅氧烷改性丙烯酸乳液和纯丙烯酸乳液中的一种。作为改性剂，与水性聚氨酯乳液进行冷拼共混。所述丙烯酸乳液改性剂具有高光泽，优良的耐候和耐溶剂性能，所制备的涂料具有优良的附着力和耐腐蚀性能，同时降低了成本。如陶氏化学的MAINCOTE HG-56，巴德富实业有限公司的998A，巴斯夫有限公司的Acronal 296DS等。

所述防锈颜料以磷酸锌为主，同时辅以一定量的复合铁钛粉防锈颜料，综合运用不同的防锈机理对钢材进行保护。如德国heubach GmbH生产的改性磷酸锌ZinkphosphatZP 10，属于一种正磷酸锌水合物，主要成分为Zn₃(PO₄)₂·2H₂O和Zn₃(PO₄)₂·4H₂O，水解生成磷酸二代盐离子，与腐蚀面上的铁离子反应，生成难溶而致密的Zn₂Fe(PO₄)₂·4H₂O附着层，起阳极极化作用。而复合铁钛粉防锈颜料的特点就在于利用纳米材料对粉体进行杂化处理，增强了漆膜的致密性，降低了渗透性，有效地阻隔水分、氧气等对金属表面的侵蚀。其它浅色防锈颜料如三聚磷酸铝、氧化锌等也可用于本发明。

所述体质填料为滑石粉、沉淀硫酸钡和煅烧高岭土中的一种或几种的混合物。如广福建材(蕉岭)精化有限公司生产的滑石粉，化学性质稳定，耐酸性好，吸附力强，其层状构造的特点，在一定程度上能够阻碍腐蚀介质的侵入，增加涂料的防腐性能，其特殊的润滑性还可以改善涂料的沉降性，漆膜强度和再涂适应性；玉峰粉体材料有限公司生产的硫酸钡，化学惰性强，稳定性好，耐光，耐酸，耐碱，吸油值低等特性，可以和任何基料及颜料共用，广泛应用于防锈漆，底漆和腻子等，可以增加涂膜的厚度和耐磨性。

所述pH调节剂为含有弱碱性的胺类化合物，如陶氏化学的氨水、美国ANGUS的AMP95、卜内门化学有限公司的二甲基二乙基乙醇胺等均可用于本发明。

所述防霉杀菌剂为英国索尔化学公司的防霉剂SR1138，可有效抑制面漆漆膜上细菌和真菌的生长；北京澳汉化工的涂料防腐剂YN-187可抑制细菌和真菌在涂料生产和储存过程中的滋生。

所述防沉剂可选用的膨润土或气相SiO₂。如美国海明斯公司研制生产的Bentone EW通过水合形成特殊的凝胶网络结构，防止了涂料中防锈颜料和体质填料的沉降，改善了体系的流平性和抗流挂性，提高了涂料的储存性和施工性；防沉剂还可选用气相SiO₂，如德国德固萨公司生产的防沉剂(A200)是一种超细气相SiO₂，此类防沉剂属于胶体粒，比表面积在150-380m²/g，表面有硅氧基，将此SiO₂加入漆中，经充分搅拌分散、硅氧基间形成氢键，产生立体网状结构，增加分散体系的粘度，从而达到防沉作用。中石化双吉化工生产的气相二氧化硅(HL-200)也适用于本发明。

所述润湿分散剂为聚羧酸盐类、高分子型、非离子型之一或者多种混配，其作用是增强颜填料的亲液性，提高机械研磨效率，同时使防锈颜料和体质填料分散均匀，使其稳定存在于体系中。其中聚羧酸盐类可选用深圳海川化工有限公司生产的SN-5027、SN-5034、SN-5040；美国罗门哈斯公司生产的Orotan 731A。合成高分子类聚合物可选用深圳海川化工有限公司生产的Hydropalat 3204、Hydropalat 759、Hydropalat 100；台湾德谦公司生产的DP512、DP518；美国罗门哈斯公司生产的Orotan1124、Orotan1288等。非离子型润湿分散剂可选用美国罗门哈斯公司生产的X-405，深圳海川化工有限公司生产的PE-100、Hydropalat 436等。

所述增稠剂为触变型聚丙烯酸酯增稠剂。触变型丙烯酸类增稠剂使涂料在静止或低剪切作用下形成疏松三维网状凝胶状态，因而使外面漆具有极强的抗流挂性能，最大抗流挂湿膜厚度可达270μm。而在高剪切作用下这种疏松三维网状凝胶结构暂时被破坏，外面漆的表观粘度大幅下降，可低至40～50秒，有利于外面漆的流平。因此选择触变型丙烯酸类增稠剂，能确保集装箱外面漆不发生流挂现象，可以提供更好的施工性能和抗流挂性能。如美国罗门哈斯的Acrysol ASE-60、上海鼎和化学科技有限公司的DH-939、威来惠南集团有限公司的VISCOLAM 115N EW等均可用于本发明。

所述成膜助剂采用醇醚与醇酯的混合溶剂，陶氏化学的二丙二醇甲醚(DPM)与伊士曼化工的醇酯-12以质量比为1∶1～1∶2混合的混合溶剂。醇酯-12对大多数类型的乳胶具有极强的溶解能力，并具有低的水溶性，能保证它被聚合物微粒全部吸收，即意味着其溶解性集中在所需的部位，因而具有优异的成膜性能。低沸点的DPM挥发速度较快，有助于漆膜早期硬度的建立。当将醇酯-12与DPM以一定比例搭配使用，低沸点溶剂的挥发速度和高沸点溶剂的溶解能力发生协同作用，使得涂料具有较低的成膜温度和良好的表面效果。

所述耐盐雾疏水剂能赋予外面漆漆膜一定的疏水性，以降低水的侵入，提高漆膜早期耐水性能。如迪高化学的TEGO Phobe 1401和TEGO Phobe 1500N，主要成分为含羟基聚二甲基硅氧烷，有水珠效果，能提高水性漆的抗水效果。可信化工的改性聚乙烯蜡型纳米疏水剂(KX-3000)也可用于本发明。

所述消泡剂为改性有机硅类消泡剂。聚硅氧烷-聚醚共聚物消泡剂如TEGO公司的Foamex 815、Foamex 8030、Foamex Airex 901W，海川化工的Defomer 155均可用于本发明。该类消泡剂一般含有疏水颗粒-疏水性二氧化硅，可增强泡沫控制力度并延长抑泡液体作用的持久性，其中有专门针对无空气喷涂施工体系的高效消泡剂，具有助消泡活性，比较适合本体系。分子级消泡剂如FoamStar A 10、FoamStar A 12、FoamStar A34、FoamStar A36等系科宁公司专利产品，消泡机理特殊，较普通消泡剂有更快的破泡速度，对破微小泡效果显著，因此有助于消除集装箱外面漆漆膜中常见的针孔。

由于水性聚氨酯涂料表面张力比较高，在施工时漆膜出现缩孔的现象时有发生。缩孔影响了漆膜外观质量，同时破坏了整个涂层的完整性，须加以防治。可通过添加合适的流平剂或基材润湿剂，降低基材与涂料之间的表面张力，改善基材的润湿性和涂料的流动性，以提供均匀的表面张力，达到防治缩孔产生的目的。如埃夫卡生产的EFKA3570、EFKA3580是一种改性有机硅流平剂，它通过迁移至漆膜表面，在涂膜表面形成极薄的单分子层，以提供均匀的表面张力，使漆膜获得良好的流平效果。如迪高化学的TEGO Glide 100、TEGO Glide 406、TEGO Glide 410流平剂，Wet KL 245、Wet 250基材润湿剂均可用于本发明。

所述防冻剂选用丙二醇。

一种制备上述集装箱用水性聚氨酯防腐蚀涂料方法，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；

(2)在200-600r/min转速搅拌条件下，依次加入配方中的自来水、防腐防霉剂、pH调节剂、防沉剂、润湿分散剂和消泡剂，搅拌5-10min；在800-1200r/min转速搅拌下，加入配方中的着色颜料、防锈颜料、体质填料以及步骤1)中制得的预混合液，然后在转速为1800-3000r/min下高速分散20-30min或在转速为2800-4000r/min下研磨10-20min，直至细度到达40μm以下，即制得颜料浆；

(3)在600-800r/min转速搅拌条件下，将颜料浆加入到配方中的水性聚氨酯乳液与丙烯酸乳液混合液中，在800-1000r/min转速下搅拌10-20min，加入配方中的流平剂或基材润湿剂、增稠剂，搅拌均匀即可，放置熟化30-60min，得集装箱用水性聚氨酯防腐蚀涂料。

本发明的水性聚氨酯防腐蚀涂料混合和研磨设备是涂料制备过程中的常用设备，包括高速分散机、砂磨机、球磨机等。

本发明的水性聚氨酯防腐蚀涂料的施工工艺如下：施工之前，最好对施工表面进行喷砂除锈，除锈等级达到GB/T 8923规定的Sa2.5级。然后使用SATA公司喷枪采用无空气喷涂下述底中面三层配套体系。使用的喷嘴直径1.4mm，喷涂压力2.5bar。

(1)水性或油性环氧富锌底漆：均匀喷涂水性或油性环氧富锌底漆(锌粉含量≥80wt％)，漆膜厚度30μm，然后自干3～5min。

(2)水性或油性环氧中间漆：均匀喷涂水性或油性环氧中间漆，漆膜厚度30～50μm，然后50℃～60℃烘烤10～12min。

(3)水性聚氨酯外面漆：均匀喷涂水性聚氨酯外面漆，漆膜厚度40～55μm，然后60℃～80℃烘烤15min。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1)本发明所得的产品属于一种环保型水性聚氨酯防腐蚀涂料。其特点是：以单组份水性聚氨酯乳液为主要成膜树脂，与溶剂型相比，具有生产、运输和使用安全，不污染环境的优点，符合环保要求。既具有单组份聚氨酯涂料施工简单的特点，又具有双组分聚氨酯涂料某些优异的特性，比如高硬度，抗刮擦、耐磨，快干，耐候，早期耐水性好等特点。

2)利用水性聚氨酯乳液和水性丙烯酸乳液良好的相容性以及二者性能上的互补性，使用水性丙烯酸乳液对水性聚氨酯乳液进行共混改性，既提高了外面漆的耐腐蚀性能、光泽、丰满度和固含，同时又降低了成本。

3)使用高性能的新型防锈颜料，它具有无毒、无污染、防锈性能优异、价格低廉等特点，其防锈能力优于传统红丹数倍之多。漆膜经过长期的浸泡试验、耐盐雾测试以及老化试验表明，涂层显示出良好的耐腐蚀性能，各项指标全面达到甚至超过集装箱涂料行业标准。

4)通过优选耐盐雾疏水剂，提高了漆膜的早期耐水性，避免了漆膜干燥早期突遇下雨，容易出现起泡的现象。通过优选增稠剂，赋予涂料较强的触变性，解决了外面漆施工容易流挂的问题。通过优选消泡剂，消除了无气喷涂施工时漆膜中经常出现的针孔。通过优选基材润湿剂和流平剂，抑制了水性涂料施工时经常出现的缩孔弊病。

5)本发明所得的产品的施工简单方便，可以直接用水作为稀释剂，另外与不同类型的底漆和中间漆配套性良好，既可以和水性体系(水性环氧富锌底漆、水性环氧中间漆)配套使用，又可以和油性体系(油性环氧富锌底漆、油性环氧中间漆)配套使用，适用范围广。

6)本发明所得的产品的生产工艺流程与常规的防腐蚀涂料的生产工艺流程基本一致，而且所用的主要设备及原材料均可在市场上购买得到，易于实现大规模生产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明要求保护的的范围并不局限于实施例表述的范围。本发明中除非特别指明外，实施例所涉及的比例均为质量百分比。

实施例1：

在600r/min的转速下，依次加入配方中的成膜助剂(DPM，陶氏化学)1.5份，成膜助剂(醇酯-12，伊士曼化工)1.5份、防冻剂(丙二醇，陶氏化学)1份、耐盐雾疏水剂(TEGO Phobe 1401，迪高化学)0.5份，搅拌10min，制得预混合液备用。

依次加入自来水8份，防腐防霉剂(SR1138，英国索尔化学)0.1份，防沉剂(HL-200，中石油双吉化工)1份，润湿分散剂(X-405，美国罗门哈斯公司)0.4份，pH调节剂(AMP-95，美国ANGUS)0.2份，消泡剂(FoamStar A36，科宁)0.2份，搅拌10min后，将转速调节到1200r/min，然后加入前面制得的预混合液，再依次加入无机着色颜料(钛白粉/氧化铁红/氧化铁黑/氧化铁黄，洛克伍德颜料有限公司)10份，防锈颜料(磷酸锌ZP-10，德国heubach GmbH)5份，硫酸钡(800目，玉峰粉体材料有限公司)10份，滑石粉(800目，广福建材(蕉岭)精化有限公司)10份，在转速为2000r/min下高速分散30min，直至细度达到40μm以下，即制得颜料浆，冷却至不高于40℃。

在600r/min的转速下，向上述颜料浆中依次加入水性聚氨酯乳液(HY1300，美国华津思)40份，丙烯酸乳液(MAlNCOTE HG-56，陶氏化学)10份，增稠剂(Acrysol ASE-60，美国罗门哈斯)0.5份，流平剂(EFKA 3580，埃夫卡)0.1份，搅拌均匀即制得水性聚氨酯防腐涂料，性能如表1所示。

将本发明制得的水性聚氨酯面漆与水性环氧富锌底漆、水性环氧中间漆构成集装箱外表面涂装三层配套体系，采用无空气喷涂施工，控制好膜厚，性能如表2所示。

实施例2：

在600r/min的转速下，依次加入配方中的成膜助剂(DPM，陶氏化学)1.5份，成膜助剂(醇酯-12，伊士曼化工)1.5份、防冻剂(丙二醇，陶氏化学)0.5份、耐盐雾疏水剂(TEGO Phobe 1401，迪高化学)1份，搅拌10min，制得预混合液备用。

依次加入自来水8份，防腐防霉剂(SR1138，英国索尔化学)0.1份，防沉剂(BentoneEW，美国海明斯)1份，润湿分散剂(SN-5027，深圳海川化工)0.9份，pH调节剂(氨水，陶氏化学)0.4份，消泡剂(Foamex 815，迪高化学)0.4份，搅拌10min后，将转速调节到1200r/min，然后加入前面制得的预混合液，再依次加入无机着色颜料(钛白粉/氧化铁红/氧化铁黑/氧化铁黄，洛克伍德颜料有限公司)12份，防锈颜料(三聚磷酸铝，诺诚化学)5份，硫酸钡(800目，玉峰粉体材料有限公司)7.5份，滑石粉(800目，广福建材(蕉岭)精化有限公司)7.5份，在转速为2000r/min下高速分散30min，直至细度达到40μm以下，即制得颜料浆，冷却至不高于40℃。

在600r/min的转速下，向上述颜料浆中依次加入水性聚氨酯乳液

拜耳)35份，丙烯酸乳液(998A，巴德富)15份，增稠剂(的DH-939，上海鼎和化学科技有限公司)0.5份，流平剂(TEGO Glide 100，迪高化学)0.1份，搅拌均匀即制得水性聚氨酯防腐涂料，性能如表1所示。

将本发明制得的水性聚氨酯面漆与水性环氧富锌底漆、水性环氧中间漆构成集装箱外表面涂装三层配套体系，采用无空气喷涂施工，控制好膜厚，性能如表2所示。.

实施例3：

在600r/min的转速下，依次加入配方中的成膜助剂(DPM，陶氏化学)1份，成膜助剂(醇酯-12，伊士曼化工)2份、防冻剂(丙二醇，陶氏化学)1.5份、耐盐雾疏水剂(TEGOPhobe 1500N，迪高化学)0.5份，搅拌10min，制得预混合液备用。

依次加入自来水11份，防腐防霉剂(YN-187，北京澳汉化工)0.2份，防沉剂(A200，德固萨)0.5份，润湿分散剂(Orotan 731A，美国罗门哈斯公司)1份，pH调节剂(AMP-95，美国ANGUS)0.3份，消泡剂(Defomer 155，海川化工)0.3份，搅拌10min后，将转速调节到1200r/min，然后加入前面制得的预混合液，再依次加入无机着色颜料(钛白粉/氧化铁红/氧化铁黑/氧化铁黄，洛克伍德颜料有限公司)6份，防锈颜料(磷酸锌ZP-10，德国heubach GmbH)10份，硫酸钡(800目，玉峰粉体材料有限公司)12.5份，滑石粉(800目，广福建材(蕉岭)精化有限公司)12.5份，在转速为2000r/min下高速分散30min，直至细度达到40μm以下，即制得颜料浆，冷却至不高于40℃。

在600r/min的转速下，向上述颜料浆中依次加入水性聚氨酯乳液245，拜耳)24份，丙烯酸乳液(MAINCOTE HG-56，陶氏化学)16份，增稠剂(AcrysolASE-60，美国罗门哈斯)0.3份，基材润湿剂(Wet KL 245，迪高化学)0.4份，搅拌均匀即制得水性聚氨酯防腐涂料，性能如表1所示。

将本发明制得的水性聚氨酯面漆与水性环氧富锌底漆、水性环氧中间漆构成集装箱外表面涂装三层配套体系，采用无空气喷涂施工，控制好膜厚，性能如表2所示。.

实施例4：

在600r/min的转速下，依次加入配方中的成膜助剂(DPM，陶氏化学)1份，成膜助剂(醇酯-12，伊士曼化工)2份、防冻剂(丙二醇，陶氏化学)2份、耐盐雾疏水剂(KX-3000，可信化工)1份，搅拌10min，制得预混合液备用。

依次加入自来水13份，防腐防霉剂(YN-187，北京澳汉化工)0.3份，防沉剂(HL-200，中石油双吉化工)0.5份，润湿分散剂(DP512，德谦化学)0.6份，pH调节剂(二甲基二乙基乙醇胺，卜内门)0.3份，消泡剂(FoamStar A 10，科宁)0.3份，搅拌10min后，将转速调节到1200r/min，然后加入前面制得的预混合液，再依次加入有机颜料(酞青蓝/酞青绿，深圳市明原化工颜料有限公司)或有机无机着色颜料混合物6份，防锈颜料(氧化锌，龙力化工)5份，硫酸钡(800目，玉峰粉体材料有限公司)6份，滑石粉(800目，广福建材(蕉岭)精化有限公司)6份，在转速为2800r/min下高速砂磨20min，直至细度达到40μm以下，即制得颜料浆，冷却至不高于40℃。

在600r/min的转速下，向上述颜料浆中依次加入水性聚氨酯乳液(NeoRez R-650，帝斯曼树脂)48份，丙烯酸乳液(Acronal 296DS，巴斯夫)12份，增稠剂(VISCOLAM115NEW，威来惠南集团有限公司)1.0份，基材润湿剂(Wet 250，迪高化学)0.4份，搅拌均匀即制得水性聚氨酯防腐涂料，性能如表1所示。

将本发明制得的水性聚氨酯面漆与水性环氧富锌底漆、水性环氧中间漆构成集装箱外表面涂装三层配套体系，采用无空气喷涂施工，控制好膜厚，性能如表2所示。

实施例5：

具体配方与制备方法同实施例1，制得水性聚氨酯防腐涂料。

将制得的水性聚氨酯面漆与油性环氧富锌底漆、油性环氧中间漆构成集装箱外表面涂装三层配套体系，采用无空气喷涂施工，控制好膜厚，性能如表2所示。

将本产品与集装箱涂料的行业标准JH/T E01-2008做比较，衡量各实施例所得产品性能。

表1实施例1～4所配置的水性聚氨酯防腐蚀涂料性能表

由表1可见，对比实施例1～3与4，本发明所提供的集装箱用水性聚氨酯防腐蚀涂料的制备工艺宽泛，既可以高速分散又可以砂磨制备，适应不同的实际生产条件和应用需求。按照上述方法制备的水性聚氨酯防腐蚀涂料，各项物理性能指标都达到甚至超过集装箱涂料行业标准，其中半硬干燥时间更短，体积固体含量更高，漆膜柔韧性更好。

表2实施例1～5所配置的集装箱外层配套体系性能表

由表2可见，对比实施例1～4与5，本发明所制备的集装箱用水性聚氨酯防腐蚀涂料能与不同种类的中间漆和底漆配套，应用范围广泛。既可以与水性环氧中间漆和水性环氧富锌底漆配套构成全水性集装箱配套体系，大幅降低有机挥发物VOC的排放，又可以与油性环氧中间漆和油性环氧富锌底漆配套，适应目前溶剂型集装箱涂料向全水性集装箱涂料的过渡。按照上述实施例所配置的集装箱外层配套体系涂料的硬度达到H～2H，远高于目前所使用的丙烯酸外面漆的硬度，耐候性、耐盐水、耐盐雾性能等都达到甚至超过行业标准。

本发明所制备的集装箱用水性聚氨酯防腐蚀涂料，安全环保，制备工艺简单，外观、物理性能、耐候性、耐腐蚀性能以及施工性能均达到集装箱外面漆的性能要求，说明该产品可以取代目前的溶剂型集装箱外面漆和水性丙烯酸外面漆，具有广阔的应用前景和市场价值。

Claims (8)

1.一种集装箱用水性聚氨酯防腐蚀涂料，其特征在于，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％；

所述水性聚氨酯分散体为单组份脂肪族聚酯改性水性聚氨酯分散体、单组份脂肪族聚碳酸酯改性水性聚氨酯分散体、单组份脂肪族丙烯酸改性水性聚氨酯分散体中的一种；

所述丙烯酸乳液为苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液、有机硅氧烷改性丙烯酸乳液和纯丙烯酸乳液中的一种；

所述防锈颜料为磷酸锌、三聚磷酸铝、氧化锌和复合铁钛粉中的一种或多种；

所述体质填料为沉淀硫酸钡、滑石粉和煅烧高岭土中的一种或多种；

所述着色颜料采用耐候型无机颜料或有机颜料；所述耐候型无机颜料为钛白粉、氧化铁红、氧化铁黑或氧化铁黄；所述有机颜料为酞青蓝和/或酞青绿；

所述防沉剂为膨润土或气相SiO₂；

所述成膜助剂为二丙二醇甲醚与醇酯-12以质量比为1∶1～1∶2混合的混合溶剂；

所述增稠剂为触变型聚丙烯酸酯增稠剂；

所述消泡剂为聚硅氧烷-聚醚共聚物或分子级消泡剂；

所述耐盐雾疏水剂为改性聚乙烯蜡型纳米疏水剂或含羟基聚二甲基硅氧烷的疏水剂；

所述防霉杀菌剂为SR1138防霉剂或涂料防腐剂YN-187；

所述pH调节剂为含有弱碱性的胺类化合物；

所述润湿分散剂为聚羧酸盐类、高分子型、非离子型之一或者多种混配；其中聚羧酸盐类润湿分散剂选用SN-5027、SN-5034、SN-5040或Orotan 731A；合成高分子型润湿分散剂选用Hydropalat 3204、Hydropalat 759、Hydropalat 100、DP512、DP518、Orotan1124或Orotan 1288；非离子型润湿分散剂选用X-405、PE-100或Hydropalat436；

流平剂选用EFKA3570、EFKA3580、TEGO  Glide 100、TEGO Glide 406或TEGOGlide 410，基材润湿剂选用Wet KL 245或Wet 250；

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；

(2)在200-600r/min转速搅拌条件下，依次加入配方中的自来水、防腐防霉剂、pH调节剂、防沉剂、润湿分散剂和消泡剂，搅拌5-10min；在800-1200r/min转速搅拌下，加入配方中的着色颜料、防锈颜料、体质填料以及步骤(1)中制得的预混合液，然后在转速为1800-3000r/min下高速分散20-30min或在转速为2800-4000r/min下研磨10-20min，直至细度到达40μm以下，即制得颜料浆；

(3)在600-800r/min转速搅拌条件下，将颜料浆加入到配方中的水性聚氨酯乳液与丙烯酸乳液混合液中，在800-1000r/min转速下搅拌10-20min，加入配方中的流平剂或基材润湿剂、增稠剂，搅拌均匀即可，放置熟化30-60min。

2.根据权利要求1所述的集装箱用水性聚氨酯防腐蚀涂料，其特征在于：所述膨润土为Bentone EW；所述气相SiO₂选用防沉剂A200或HL-200。

3.根据权利要求1所述的集装箱用水性聚氨酯防腐蚀涂料，其特征在于：所述增稠剂选用Acrysol ASE-60、DH-939或VISCOLAM 115N EW。

4.根据权利要求1所述的集装箱用水性聚氨酯防腐蚀涂料，其特征在于：所述耐盐雾疏水剂选用TEGO Phobe 1401、TEGO Phobe 1500N或KX-3000。

5.根据权利要求1所述的集装箱用水性聚氨酯防腐蚀涂料，其特征在于：所述聚硅氧烷-聚醚共聚物消泡剂为Foamex 815、Foamex 8030、Foamex Airex 901W或Defomer155；所述分子级消泡剂为FoamStar A10、FoamStar A12、FoamStar A34或FoamStarA36。

6.根据权利要求1所述的集装箱用水性聚氨酯防腐蚀涂料，其特征在于：所述含有弱碱性的胺类化合物氨水、AMP95或二甲基二乙基乙醇胺。

7.根据权利要求1所述的集装箱用水性聚氨酯防腐蚀涂料，其特征在于：所述所述防冻剂选用丙二醇。

8.一种制备权利要求1所述的集装箱用水性聚氨酯防腐蚀涂料方法，其特征在于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；

(2)在200-600r/min转速搅拌条件下，依次加入配方中的自来水、防腐防霉剂、pH调节剂、防沉剂、润湿分散剂和消泡剂，搅拌5-10min；在800-1200r/min转速搅拌下，加入配方中的着色颜料、防锈颜料、体质填料以及步骤1)中制得的预混合液，然后在转速为1800-3000r/min下高速分散20-30min或在转速为2800-4000r/min下研磨10-20min，直至细度到达40μm以下，即制得颜料浆；

(3)在600-800r/min转速搅拌条件下，将颜料浆加入到配方中的水性聚氨酯乳液与丙烯酸乳液混合液中，在800-1000r/min转速下搅拌10-20min，加入配方中的流平剂或基材润湿剂、增稠剂，搅拌均匀即可，放置熟化30-60min，得集装箱外表面涂装用水性聚氨酯防腐蚀涂料。