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钢桶涂料涂装技术百问(9)

徐国兴

  八十一、我国加入世贸后,采用钢桶作为包装的出口货物越来越多,但钢桶内涂料成为出口障碍的现象也日益增多,请问有什么已经通过国际认可的钢桶内涂料吗?

  有,X-622环氧类钢桶专用内涂料已经通过美国 FDA食品药品用涂料检测。

  按中国GB4805-1994《食品罐头内壁环氧酚醛涂料卫生标准》环氧酚醛涂料 烘烤后的涂层其游离酚和游离甲醛含量应小于每升0.1毫克,但X-622涂料经上海市预防医学研究院检测竟然未检到,其它指标如蒸发残渣、高锰酸钾消耗量 等的安全卫生指标也优于上述国家标准三倍以上。

  X-622钢桶内用涂料采用的环氧树脂是以环氧氯丙烷与双酚 A为原料,在氢氧化钠的存在下聚合而成的双酚 A二缩水甘油醚(DGEBPA)型树脂。

  由于环氧氯丙烷与双酚 A都是二官能度的化合物,所以此类的环氧树脂是线形结构的。此种环氧树脂中含有羟基、醚基和很活泼的环氧基。其中羟基和醚基具有很强的极性,使得环氧树脂 与相邻的界面产生较强的作用力。因此,X-622钢桶内用涂料对钢桶表面具有很强的附着力,而活泼的环氧基则更是赋予涂层和钢桶表面高强度的黏结力。

  X-622钢桶内用涂料所采用的双酚 A二缩水甘油醚(DGEBPA)型环氧树脂的分子链是碳-碳键和醚键结构的,化学性质很稳定。所以,它的耐化学药品、耐酸碱性能很好。另外,由于这种环氧 树脂的环氧基在分子的两端,分子链的内旋阻力较小,再加上X-622钢桶内用涂料所采用的环氧树脂经过低粘柔化处理,所以它的柔韧性较好。这对于钢桶行业 的内涂料涂装工艺(桶身和桶底、顶分别涂装、烘烤固化,然后再卷合)是非常适合的。

  X-622钢桶内用涂料利用环氧树脂结构中的活泼环氧基可与多种有机化合物进行交 联固化,形成牢固的三维网状结构膜的性质,与经丁醇醚化的酚醛树脂在高温下交联, 使得X-622钢桶内用涂料的机械性能、耐化学性能得到进一步的加强。这种高温下的交联固化反应只放出三份的水,过程中无其它副产物释放,收缩性小,交联 固化后具有很好的牢固的致密的网状结构膜,由此进一步增强了涂层的附着力、机械性能、耐腐性能和耐化学性能。

  X-622钢桶内用涂料的特点:

  1、X-622钢桶内用涂料所采用的双酚 A二缩水甘油醚(DGEBPA)型环氧树脂经过“X-6技术”低粘柔化处理,所以在相同树脂含量的条件下,它的粘度较低,便于一次就能形成较厚的涂膜,有 利于钢桶进行一涂一烤的涂装工艺。 2, X-622钢桶内用涂料中不添加柔软剂。柔软剂是通过加大环氧树脂的分子间隙来实现其柔软的,但在实现柔软的同时,由于环氧树脂的分子间隙的加大,涂膜的 防腐性能就受到了影响。而X-622钢桶内用涂料所采用的环氧树脂经过低粘柔化处理,所以即使不添加柔软剂,涂于钢桶后也可随意卷曲。

  3、X-622钢桶内用涂料中不添加增粘剂、流平剂、消泡剂等助剂。由于这些助剂在改善环氧类涂料的涂装性能的同时,对环氧树脂与经丁醇醚化的酚醛树脂交联形成一定的影响,容易造成三维网状结构膜的缺陷,所以最终使得涂料的防腐性能受到影响。

  4、X-622钢桶内用涂料完全采用经过粒子表面处理的进口金红石钛白粉作为颜料和填充料,杜绝使用滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、锌钡白等廉价颜料和填充料。所以涂膜表面光亮、滑爽,涂膜防腐性能优良。

  5、因为X-622钢桶内用涂料所采用的双酚 A二缩水甘油醚(DGEBPA)型环氧树脂中含有极性的羟基和醚键,能与金属表面游离键形成化学键,所以对钢桶来说是附着最好的涂料。

  6、X-622钢桶内用涂料交联固化后,分子链中碳-碳和醚键的结构稳定性得到了大大的增强,并使涂膜结构更加致密,所以增强了涂膜耐化学腐蚀性能(尤其是耐酸碱性能),使得涂层进一步加强了抗综合介质腐蚀的能力;

  7、X-622钢桶内用涂料固化成膜后,涂膜形成了三维的立体结构,所以涂膜机械强度高、稳定性和绝缘性能也好。

  8、X-622钢桶内用涂料固化成膜后由于其涂膜本身的致密和稳定,造成与其它树脂漆膜之间的附着力不是很好,所以在此涂膜上不宜再涂其它涂料,钢桶内涂若需涂两层的话,第一涂的烘烤应温度低些时间短些。

  9、双酚A缩水甘油醚类环氧树脂的通病是耐候性差,受紫外光照射易粉化,所以 X-622钢桶内用涂料不能用作钢桶外涂料。

  10、用丁醇醚化的酚醛树脂完全固化后的环氧树脂是基本无毒的,完全交联固化的涂 膜经大鼠一次口服试验LD50 在15000mg/kg以上,经Ames试验呈阴性,证明无致奇、致细胞突变、致癌性,因此此类涂料可用于食品类钢桶的内壁涂装。并且由于X-622环氧 涂料所采用原料的高要求与工艺的严格性,使得涂料更为安全无毒,所以能经得起美国 FDA严格的食品药品用涂料的卫生检测。

  但是这里说的是完全固化,如果涂层未完全固化的话,那么当然是有毒的,而且涂层的 所有性能也得不到体现。反过来,若固化温度过高,则除了涂层焦化而造成原有性能破坏外。还会产生丙烯和氯甲烷等其它有毒气体。所以此类涂料最好以接近其标 准的182℃40分钟的烘烤条件为好。对于不能形成40分钟时间的烘道,也可参考在225℃10~15分钟左右的条件下固化。

  八十二,国内环氧类涂料粘度有高有底,请问是否粘度高些好?

  环氧类涂料粘度的高低由三个因素决定,一是涂料中树脂含量的多少,涂料中树脂用量 多了其固体含量也就高了,直接导致其粘度增大,这种原因造成的粘度升高当然对用户有利;二是其中环氧树脂的分子量高低,钢桶专用环氧涂料所使用的环氧树脂 其分子量应在3750左右,在一定范围内高低分子量的价格是一样的,分子量越高制成的涂料粘度也就越高,但分子量越高环氧树脂的环氧基含量就越低,与酚醛 树脂的反应就会不成比例,固化后形成的网状结构就会有缺陷,其涂层附着力和防腐性能就会下降;三是是否在涂料中使用增稠剂,为了迎合用户认为的涂料粘度高 些好的观点,在涂料中使用增稠剂,但增稠剂的使用对其固化反应的负面影响很大,大大降低了环氧涂料的防腐性能。所以钢桶专用环氧涂料最好是高固体含量而稍 低粘度的,这样才能使一次喷涂的涂层厚度达到应有的要求。

  国内大多环氧类涂料是通用型的,对防腐性能的要求不如钢桶涂料严格。真正的钢桶专 用环氧类涂料对所用环氧树脂、酚醛树脂、钛白粉等原料的质量和配比以及工艺要求是比较严格的,如果完全按照钢桶专用环氧类涂料要求生产的涂料其固体含量应 在 35%以上,其粘度应在32~40秒(涂-4杯)之间。

  八十三,有的桶厂只有外涂烤漆烘道,温度只能达到180℃左右,这种条件能做环氧内涂料钢桶吗?如果没有烘烤条件呢?

  加入3~5%的PT环氧促进剂,就能使钢桶专用的环氧涂料降低固化温度和减少固化 时间,使其固化条件降为180℃15分钟左右。如没有烘烤条件可以使用双组分的X-623环氧涂料,这种环氧涂料在常温下只需10分钟左右就能表干了,但 彻底固化时间稍长些,而且需要接触氧,所以涂好桶身及底盖后最好隔几天再上成型机成型。其实这种涂料对于上述低温烘道来说更为合适,因为只要180℃10 分钟就完全固化了。

  八十四、钢桶涂料有完全无毒和环保的吗?听说完全无毒环保的涂料甚至吃进嘴里也行,是吗?

  是的,完全无毒和环保的钢桶涂料,国内的牌号为X-60涂料(即试制时命名的原绿色一号涂料,正式产品型号为X-60),就是吃进嘴里也无妨。

  X-60涂料钢桶内涂料是在一种完全无毒的热塑性树脂的基础上,经上百次反复试验才成功的,在试制过程中充分考虑到了钢桶制造过程的卷曲和对钢材的强附着性能。

  X-60钢桶内涂料不受细菌和昆虫的侵蚀,完全能耐脂肪烃、碱、稀酸以及汽油、水份等的侵蚀。经目前已经在蜂蜜中浸泡一年的观察,涂层以及蜂蜜的色、香、味均无变化。但是,X-60涂料涂料在芳烃、酮、吡啶中会溶胀;在热碱和热酸中也会分解。

  X-60涂料涂料所采用的树脂,在用老鼠和兔子所做的毒性研究中,进行了剂量口服 LD50 10.0g / Kg和剂量皮下注射LD50 7.94g / Kg,从而证明此树脂实际上是无毒的。而且此树脂的干燥涂层可达到美国食品和药物局(FDA)的要求。X-60涂料涂料所采用的其他原材料也完全遵照无毒 可食的原则,如采用食品级钛白粉、食用酒精等。所以X-60涂料涂料即使直接吃进口里也是安全的。

  如上所述, X-60涂料涂料所采用的溶剂是食用酒精,所以在施工过程中不但对环境无污染,对操作工人的身体健康也无影响。试想一下,在进行食品(如蜂蜜)用钢桶的环 氧涂料内涂时,虽然完全烘干后的环氧涂料是无毒的,但采用的溶剂却是有毒的,这对现场施工的工人身体健康以及环境污染都是不可小视的。

  X-60涂料分为无色透明和白色两种,对钢材均具有良好的流平性和附着性。采用刷涂、喷涂方法施工均可,在常温下半小时即表干,二小时指干。没有烘烤条件的制桶厂在涂好涂料后的第二天封底盖就行,有烘烤条件的制桶厂也只需在150℃条件下烘烤10分钟左右即可固化。

  八十五、酚醛类钢桶涂料具有突出的防腐和耐有机酸性能,但涂层较脆,有比较柔韧些的这种钢桶涂料吗?

  酚醛涂料的涂层的确较脆,但X-362型酚醛涂料相比较柔韧。

  X-362型钢桶内涂料是钢桶专用的热固型酚醛树脂涂料。与一般的酚醛树脂涂料相比,它对钢桶板材的附着、涂层耐弯曲、涂料的贮存期等得到了很大的改善。

  酚醛树脂是合成树脂中发现最早、并最先实现工业化生产的品种,也是最优秀的防腐材 料之一。热固型酚醛树脂是由酚与醛在碱性催化剂的作用下缩聚而成的高分子合成树脂,在高温下其苯环上具有活性的羟甲基能与树脂中的过量甲醛交联形成致密的 具有网状结构的稳定涂层。所以其防霉、防腐、耐湿、耐油、耐溶剂、耐盐雾、耐化学药品性能优异,并能耐任何浓度的盐酸以及多种有机酸和农药、氨水、表面活 性剂等物品。而且经高温交联后,酚醛树脂中的亚甲基键具有相当稳定性能,所以它的耐热性能优于环氧树脂和不饱和聚酯树脂,甚至可在120℃下长期使用。

  但由于其分子结构中存在的苯环,能发生硝化和磺化反应,所以它不耐浓硫酸和硝酸等强氧化性酸。另外,还由于结构中存在酚基,这种苯环上的羟基具有弱酸性,它的氢能被钠取代生成水溶性的酚钠产物,所以耐碱性也较差, 也不耐熔融酚类产品。

  一般的热固型酚醛树脂涂料由于固化交联的主体是苯环结构,所以涂膜很脆,稍微弯曲 涂层就马上断裂,而且保质期在20℃左右只有三个月。但X-362涂料由于是为钢桶专门设计、是在热固型酚醛树脂的基础上加以改进而成的钢桶专用内涂料, 它的苯环结构只是固化交联主体的一部分,所以能适应钢桶卷合底盖时的弯曲和对钢桶板材的附着以及流平。它在马口铁上的涂层可弯曲到900以上,它的贮存期 可长达一年。

  X-362涂料有红棕透明色和蛋黄色两种,其涂层性能优异(可以说除了耐碱和耐氧 化性酸性能较差外,其它防腐性能优于 PVF涂料和环氧涂料),而且喷涂单耗也较低,每公斤X-362型钢桶内涂料可喷涂200升钢桶 8个以上,在成本上具有较大的优势,所以早已被广泛地应用于钢桶内涂层。

  X-362型钢桶内涂料的喷涂粘度应低些,最好在15秒左右(涂-4杯,25℃),涂层也应薄些,不然在烘烤时,容易造成涂层起泡。

  八十六、普通开口钢桶的内表面由于没有涂层容易生锈,就是涂了清漆时间一长也会生锈,有什么合适的防锈透明涂料吗?

  X-891型钢桶专用内涂料就完全能担当起普通开口钢桶内表面防锈的作用,并且涂层美观、光亮、快干。

  X-891型钢桶专用内涂料有透明和白色两种(也可加工成其它颜色,如现有的 PVF涂料颜色等),由于其透明涂料具有优良的性价比和高透明、高光泽以及白色涂料的白瓷砖样的视觉和触觉,所以已被广泛地应用于钢桶的内外涂装,尤其是 国内大口钢桶的内涂已经得到了大量地应用。当冷轧板制成的大口钢桶内涂X-891透明涂料后,犹如涂上了一薄层晶莹剔透的水晶,钢桶内壁如同不锈钢镜面板 一样,即使在潮湿、腐蚀环境下放置数年也光亮如初;当普通钢桶内涂X-891白涂料后,内壁洁白如雪、平滑如瓷、光亮如镜,犹如内衬了一层整块的白瓷砖; 而且这种涂层还具有较好的防腐性能,常温下十分钟就干。

  八十七、据说有的桶厂用带色的891免烘烤专利涂料代替环氧涂料和 PVF涂料作为开口钢桶内涂是吗?

  是的,X-891钢桶专用内涂料是在综合环氧涂料、PVF涂料、纯酚醛涂料、聚氨 酯涂料、聚酯涂料、醇酸涂料的防腐优势基础上,根据钢桶制造及使用特点,经过数十次改进于八九年一月研制而成的新型钢桶专用内涂料。专利号是ZL 01 2 45930 .5,这是国内钢桶专用涂料方面绝无仅有的专利。

  X-891钢桶专用内涂料是双组分的常温固化型涂料,它的成膜是通过涂料中两个组 分的加成交联反应实现的,反应可在常温下进行,也可在低温烘烤下进行。这种反应是直接的加成反应,反应过程没有副产物释放,收缩性很小,使得涂料具有优异 的致密性。这种致密的网状结构涂膜具有优良的耐腐性能,所以对一般的化学物品都具有很好的稳定性。

  有的桶厂使用米黄色的891涂料替代环氧涂料用于开口钢桶内涂获得成功,有的桶厂 将X-891涂料成功地应用于国家印钞专用油墨包装钢桶的内涂;有的桶厂还将X-891涂料应用于解放军总装备部的防化药剂桶的内涂。更有的桶厂使用仿 PVF绿色的891涂料代替 PVF涂料用于出口产品包装的开口钢桶内涂,使得每个200升开口钢桶的成本下降了十多元。

  而且,由于X-891涂料是常温固化型的,不烘烤也能固化,因此对于一些没有烘烤设备的制桶厂要上内涂钢桶尤为适合。对于已有烘烤设备的单位,也可节约能源,降低成本。

  八十八、钢桶用户在灌装腐蚀性液体时钢桶表面的烤漆经常由于被溅到而起皱起壳和剥落,怎么办?

  钢桶用户在灌装具有腐蚀性质的化工产品时,免不了会溅落在钢桶表面,从而经常发生 钢桶外表面的油漆被腐蚀而发生起皱起壳和剥落的现象。但在钢桶的外涂油漆上再罩上一层X-891透明涂料后,不但用户灌装腐蚀性液体时溅落其上丝毫不会损 坏涂层,而且钢桶外漆光亮美观无比。目前,不仅国内钢桶用户纷纷要求加涂此涂料,德国汉高公司表面活性剂包装钢桶的烤漆外表也早已涂上X-891型透明涂 料。

  八十九、时间稍长,尤其是空气湿度较大情况下,电镀锌钢桶的外表容易“发毛”氧化或出现锈斑,用清漆涂后虽然好些,但时间稍长镀锌表面还是会发生以上现象,有什么好方法吗?

  由于电镀锌钢桶的锌层是锌离子在电流作用下吸附上去的,锌层结构不如热镀锌的原锌 (白铁)钢桶那样紧密,也没有原锌钢桶那样表面具有较为致密的氧化膜和油膜,所以外观以及防氧化、防腐性能较差,时间一长,外表就容易发毛、粉化和锈蚀。 但在电镀锌钢桶的外表涂上很薄的一层透明891涂料后,不但电镀锌钢桶的整体防氧化、防腐性能得到大大增强,而且它的外观也显得晶亮华丽,涂后干得又很 快。由于只需涂很薄一层,所以单耗很低,有几个桶厂用一公斤891涂料居然可以涂到二十多个200升电镀锌钢桶。

  顺便说一下,891透明涂料加入锌粉浆或铝粉浆搅匀后还可用于热镀锌钢桶的焊缝补锌涂层。

  九十、有的桶厂经常需要进行旧桶翻新,但外表的旧漆很难清除干净,这样,若在未清除干净的油漆表面再涂上新涂层的话,对外观影响很大。怎么办?

  使用X-T01脱漆剂进行脱漆又快又干净。X-T01脱漆剂是根据快速、环保、方 便、不腐蚀金属的四原则研制成的新型脱漆剂,它为乳白色的乳状液。使用时将此脱漆剂灌入槽内,将需脱漆的钢桶浮在脱漆剂液面上很快地滚一圈马上捞出(也可 用漆刷均匀地涂刷在钢桶表面的油漆层上),一般烤漆二秒钟左右就会起皱壳起(金属上最牢固的环氧漆遇上此脱漆剂也会在数分钟之内起皱发泡),然后用抹布轻 轻一擦,油漆层就不复存在,露出的金属表面崭新光亮,就象未涂漆的新钢桶一样。而且露出的金属表面不经处理放置数天也不会生锈。

  使用X-T01脱漆剂没有一般脱漆剂所需处理的环保排放问题(刷上或滚在钢桶上的 脱漆剂数秒钟内基本完全挥发掉),对金属也没有腐蚀作用。所以使用X-T01脱漆剂既快速又符合环保要求,既方便又不对钢桶造成损害。但是X-T01脱漆 剂为酸性液体,使用时施工人员要注意防护,并须戴橡胶或塑料手套,在使用前需稍稍摇匀一下。

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