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食品罐内壁涂料用的水性环氧树脂乳液
2006年8月11日 9:32  

摘要:合成了非离子表面活性剂和改性环氧树脂(具有阴离子表面活性剂的功能),采用温度转相法(TPIT)制备E-20水性环氧树脂乳液。介绍了用温度转相法制备水性环氧树脂乳液的合理工艺,并讨论了聚乙二醇分子量、非离子表面活性剂用量和叔胺中和度对配制的水性环氧树脂乳液性能的影响。
关键词:温度转相法;非离子表面活性剂;改性环氧树脂;分散相粒径和粒度分

Studies on Waterborne Epoxy Emulsion for Food Containers
Shi Xuezhen, Hai Te, Anderason
(Shanghai Greenguard Waterborne Coatings Co. ,Ltd, Shanghai 201906, China)
Abstract:Non-ionic surfactant and modified epoxy used as anionic surfactant were synthesized and TPIT was utilized to prepare emulsion of epoxy resin E-20 in this paper. The suitable technology of TPIT was introduced and the factors effecting on the properties of waterborne epoxy resin emulsion were discussed as well.
Keyword:Temperature Phase Inversion Technology (TPIT); non-ionic surfactant; modified epoxy resin; particle size and distribution

随着工业的发展和社会的进步,人们的环保意识不断增强,许多国家相继颁布了限制挥发性有机溶剂(VOC)含量的法令。因此,减少有机溶剂或不使用有机溶剂的涂料,如水性涂料粉末涂料、高固体分涂料和光固化涂料的研究和开发得到了前所未有的重视[1]。

用于食品容器内壁的涂料必须符合严格的环保要求,粉末涂料和水性涂料在罐头工业中已有广泛的应用[2]。粉末涂料不存在挥发性有机溶剂,但也存在一些缺点:涂膜厚度大、粉料回收利用率低、设备前期投资大和有粉尘爆炸的隐患等。相比之下,水性涂料则没有这些问题。现有的水性涂料主要有水溶性和水乳型两类,其中水溶性树脂主要指丙烯酸树脂聚酯树脂和氨基树脂,但涂布后涂膜耐水和耐化学药品性能较差,在罐头工业中应用的效果不太理想。相对而言,水乳型树脂,特别是水性环氧树脂,作为食品和饮料罐的内层涂料则性能良好。

水性环氧树脂通常是指环氧树脂以微粒、液滴或胶体形式分散于水中所形成的乳液或水分散体,两者之间的区别在于环氧树脂分散相的粒径不同。根据制备方法的不同,环氧树脂水性化[3]有以下四种方法:机械法、化学改性法、相反转法和固化剂乳化法等。近年来开发出的可用于罐内层涂料的水性环氧树脂乳液通常采用化学改性法制备,用化学改性法制备的水性环氧树脂乳液含有少量挥发性有机溶剂,制备步骤不易控制,生产设备也比较复杂,造成产品成本较高。

本文采用温度转相法(TPIT)制备水性环氧树脂乳液。TPIT法是利用非离子表面活性剂的水溶性随温度的提高而降低的特性,在较高温度有较小的HLB值有利于油水乳液的形成,而在较低温度有较高的HLB值有利于水包油乳液的形成。为了改善非离子表面活性剂乳化环氧树脂的乳化效果,又用对氨基甲酸改性双酚A型环氧树脂E-20,加入二甲基乙醇胺对分子中的羧基成盐后就具有阴离子表面活性剂的作用。本文研究了用非离子表面活性剂[4]和改性环氧树脂互配,并用温度转相法乳化环氧树脂的制备工艺以及相应水性环氧树脂乳液的性能。

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