一种水性免烘烤马口铁涂布工艺

技术领域

本发明涉及马口铁涂布技术领域，具体涉及一种水性免烘烤马口铁涂布工艺。

背景技术

马口铁又名镀锡铁，是电镀锡薄钢板的俗称，是指两面镀有商业纯锡的冷轧低碳薄钢板或钢带，它将钢的强度和成型性与锡的耐蚀性、锡焊性和美观的外表结合于一种材料之中，具有耐腐蚀、无毒、强度高、延展性好的特性。马口铁广泛应用于各种金属包装，如月饼罐、化工罐、酒罐、茶叶罐、奶粉罐、玩具等，目前采用涂布方式均为油性涂料烘烤固化，烘烤温度为160℃-200℃。然而现有的涂布方式具有多个缺点，一是采用的油性涂料不环保，对大气有污染；二是由于是高温烘烤固化，大多使用天然气燃烧供热，能耗非常大，印铁厂成本高，苦不堪言；三是由于是使用油性涂料，印铁厂需要再花费巨资购买设备处理尾气，成本高，不环保。综上，本发明提供了一种水性免烘烤马口铁涂布工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水性免烘烤马口铁涂布工艺，旨在解决背景技术的问题。

为了达到上述的目的，本发明提供了如下技术方案：

一种水性免烘烤马口铁涂布工艺，包括如下步骤：1)涂布：将水性涂料涂布于马口铁上；2)将涂布后的马口铁通过传送带传送进烘房，所述烘房内无需开燃气升温；3)将涂布后的马口铁随着传送带由烘房移动到收料机；4)收料机将涂布后的马口铁收料，打包待出货。

通过将水性涂料涂布在马口铁上，直接由传送带传送到烘房，再由烘房传送到收料机，即可收料打包出货，无需高温烘烤，直接常温固化，大大降低生产成本，且采用水性涂料更加环保。

在其中一些实施例中，所述步骤1)中，水性涂料的涂布厚度为0.4-1.0微米；步骤2)中，所述烘房内开抽风。通过在烘房内开抽风，可以加速水性涂料的固化速度。

通过设置适当的厚度，可以使水性涂料在涂布马口铁表面时，无需高温烘烤，即可将水性涂料牢牢附着在马口铁表面。若涂布厚度低于0.4微米，则马口铁上的涂料过少，降低马口铁的强度和延展性；若涂布厚度高于1.0微米，则马口铁表面的涂料不能常温或低温固化，需要高温烘烤固化，不利于节约成本。

在其中一些实施例中，所述水性涂料包括如下重量份的组分：水性树脂A28-33份、水性树脂B13-17份、水性树脂C18-22份、稳定剂0.9-1.2份、表面手感改性剂0.8-1.3份、氨基树脂8-12份、流平剂0.1-0.4份、表面硬度改进树脂3-6份、水性色浆8-12份、助剂8-10份、防腐剂0.2-0.4份。

通过水性树脂A、水性树脂B、水性树脂C、氨基树脂和表面硬度改进树脂以及稳定剂、表面手感改性剂、流平剂等的复配制成的水性涂料，能够在涂布马口铁表面时无需高温烘烤，只需常温或低温烘烤即可使涂料固化，将涂料牢牢附着在马口铁上，同时水性涂料特有的环保性能，避免了大气污染，本发明中的水性涂料是高效环保的水性涂料，通过采用本发明的水性涂料，使马口铁在涂布时无需高温烘烤即可固化，高效节能，大大降低生产成本。

在其中一些实施例中，所述水性树脂A为水性聚酯树脂、水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯树脂中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述水性树脂A为水性聚酯树脂和水性丙烯酸树脂的混合，所述水性聚酯树脂和水性丙烯酸树脂的质量之比为2:1。

在其中一些实施例中，所述水性树脂B为改性水性环氧树脂、水性苯乙烯-丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂中的至少一种。

本发明的改性水性环氧树脂通过如下方法制备：将6101环氧树脂在120℃下与2，2-二羟甲基丙酸反应30min，然后与三羟甲基丙烷和己二酸、间苯二甲酸在200℃中反应3.5h，达到要求的酸值≤8mgKOH/g后与二乙醇胺在75℃下混合反应，1h后与偏苯三酸酐混合反应，达到要求的酸值≤55mgKOH/g后，在100℃下加入丙二醇甲醚，在1200rpm的转速下搅拌均匀，即得改性水性环氧树脂，所述6101环氧树脂、2，2-二羟甲基丙酸、三羟甲基丙烷、己二酸、间苯二甲酸、二乙醇胺、偏苯三酸酐和丙二醇甲醚的质量之比为1：1：1.3：0.9：1.3：0.5：0.6：0.3。本发明的改性水性环氧树脂本身带有胺类基团可以发生自交联反应增强其粘结力效果，具有固化时低温快干的特点。

在其中一些实施例中，所述水性树脂C为聚烯烃树脂和氟树脂中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述稳定剂为季铵盐类稳定剂、有机无机硅化物类稳定剂和无机分散稳定剂的混合，所述季铵盐类稳定剂、有机无机硅化物类稳定剂和无机分散稳定剂的质量之比为1:1:1。

在其中一些实施例中，所述季铵盐类稳定剂为上海澳润化工有限公司的

在其中一些实施例中，所述表面手感改性剂为改性有机硅高分子聚合物，所述改性有机硅高分子聚合物为聚醚改性聚硅氧烷。聚醚改性聚硅氧烷分子的内聚能密度低，分子间作用力小，分子的表面能低，有优异的润湿分散性、爽滑感，聚醚改性聚硅氧烷的分子量大，醚键的内旋转等表现出优异的柔韧性，能增强水性涂料的爽滑感和肉厚感。具体的，表面手感改性剂可以选用忆乐化工的TS-50。

在其中一些实施例中，所述表面硬度改进树脂为聚甲基丙烯酸甲酯树脂。聚甲基丙烯酸甲酯树脂能够提高水性涂料的硬度，提高水性涂料的附着力。

在其中一些实施例中，所述助剂为润湿剂、消泡剂和分散剂的混合。所述润湿剂、消泡剂和分散剂均为市售产品。

本发明所提供的一种水性免烘烤马口铁涂布工艺，相比于现有技术具有如下有益效果：

本发明通过将特定的水性涂料涂布在马口铁上，只需常温即可快速固化，无需高温烘烤，降低生产成本。

本发明采用水性涂料对马口铁进行涂布，相对于油性涂料，更加环保，避免对大气的污染。且采用本发明特定的水性涂料，在常温固化时不会产生尾气，无需额外采用设备处理尾气，进一步降低生产成本。

本发明的涂布工艺只需常温即可固化，避免了高温烘烤固化，减少天然气燃烧供热，减少能耗，降低生产成本。

本发明通过设置适当的厚度，可以使水性涂料在涂布马口铁表面时，无需高温烘烤，即可将水性涂料牢牢附着在马口铁表面。通过在烘房开抽风，可以加快固化速度，提高生产效率。

通过水性树脂A、水性树脂B、水性树脂C、氨基树脂和表面硬度改进树脂以及稳定剂、表面手感改性剂、流平剂等的复配制成的水性涂料，能够在涂布马口铁表面时无需高温烘烤，只需烘房维持常温即可使涂料固化，将涂料牢牢附着在马口铁上，同时水性涂料特有的环保性能，避免了大气污染。本发明中的水性涂料是高效环保的水性涂料，通过采用本发明的水性涂料，使马口铁在涂布时无需高温烘烤即可固化，高效节能，大大降低生产成本。

本发明的水性涂料中，通过将季铵盐类稳定剂、有机无机硅化物类稳定剂和无机分散稳定剂复配形成的稳定剂，能够协同增效，提高马口铁涂布的稳定性，防止涂料脱落，同时提高马口铁的强度和延展性以及耐污性。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作详细说明。

实施例1

一种水性免烘烤马口铁涂布工艺，包括如下步骤：1)涂布：将水性涂料涂布于马口铁上，涂布厚度为1.0微米；2)将涂布后的马口铁通过传送带传送进烘房，所述烘房内无需开燃气升温；3)将涂布后的马口铁随着传送带由烘房移动到收料机；4)收料机将涂布后的马口铁收料，打包待出货。

所述水性涂料包括如下重量份的组分：水性聚酯树脂20份、水性丙烯酸树脂8份、改性水性环氧树脂13份、聚烯烃树脂18份、季铵盐类稳定剂0.3份、有机无机硅化物类稳定剂0.3份、无机分散稳定剂0.3份、聚醚改性聚硅氧烷0.8份、氨基树脂12份、流平剂0.1份、聚甲基丙烯酸甲酯树脂3份、水性色浆8份、助剂8份、防腐剂0.4份。所述助剂为润湿剂、消泡剂和分散剂的混合，所述润湿剂、消泡剂和分散剂的质量之比为7.5:0.2:0.3。

实施例2

一种水性免烘烤马口铁涂布工艺，包括如下步骤：1)涂布：将水性涂料涂布于马口铁上，涂布厚度为0.4微米；2)将涂布后的马口铁通过传送带传送进烘房，所述烘房内无需开燃气升温，同时烘房内开抽风；3)将涂布后的马口铁随着传送带由烘房移动到收料机；4)收料机将涂布后的马口铁收料，打包待出货。

所述水性涂料包括如下重量份的组分：水性丙烯酸树脂15份、水性聚氨酯树脂18份、水性苯乙烯-丙烯酸树脂10份、三聚氰胺树脂7份、氟树脂22份、季铵盐类稳定剂0.4份、有机无机硅化物类稳定剂0.4份、无机分散稳定剂0.4份、聚醚改性聚硅氧烷1.3份、氨基树脂8份、流平剂0.4份、聚甲基丙烯酸甲酯树脂6份、水性色浆12份、助剂10份、防腐剂0.2份。所述助剂为润湿剂、消泡剂和分散剂的混合，所述润湿剂、消泡剂和分散剂的质量之比为9.5:0.4:0.1。

实施例3

一种水性免烘烤马口铁涂布工艺，包括如下步骤：1)涂布：将水性涂料涂布于马口铁上，涂布厚度为0.7微米；2)将涂布后的马口铁通过传送带传送进烘房，所述烘房内无需开燃气升温；3)将涂布后的马口铁随着传送带由烘房移动到收料机；4)收料机将涂布后的马口铁收料，打包待出货。

所述水性涂料包括如下重量份的组分：水性聚酯树脂15份、水性丙烯酸树脂15份、改性水性环氧树脂8份、水性苯乙烯-丙烯酸树脂7份、聚烯烃树脂10份、氟树脂12份、季铵盐类稳定剂0.4份、有机无机硅化物类稳定剂0.4份、无机分散稳定剂0.4份、聚醚改性聚硅氧烷1份、氨基树脂10份、流平剂0.3份、聚甲基丙烯酸甲酯树脂5份、水性色浆10份、BYK-190 4份、助剂5份、防腐剂0.3份。所述助剂为润湿剂、消泡剂和分散剂的混合，所述润湿剂、消泡剂和分散剂的质量之比为4.7:0.2:0.1。

实施例4

一种水性免烘烤马口铁涂布工艺，包括如下步骤：1)涂布：将水性涂料涂布于马口铁上，涂布厚度为0.5微米；2)将涂布后的马口铁通过传送带传送进烘房，所述烘房内无需开燃气升温，同时烘房内开抽风；3)将涂布后的马口铁随着传送带由烘房移动到收料机；4)收料机将涂布后的马口铁收料，打包待出货。

所述水性涂料包括如下重量份的组分：水性聚酯树脂29份、三聚氰胺树脂14份、聚烯烃树脂20份、季铵盐类稳定剂0.4份、有机无机硅化物类稳定剂0.4份、无机分散稳定剂0.4份、聚醚改性聚硅氧烷0.9份、氨基树脂9份、流平剂0.2份、聚甲基丙烯酸甲酯树脂4份、水性色浆11份、助剂10份、防腐剂0.2份。所述助剂为润湿剂、消泡剂和分散剂的混合，所述润湿剂、消泡剂和分散剂的质量之比为9.8:0.1:0.1。

实施例5

一种水性免烘烤马口铁涂布工艺，包括如下步骤：1)涂布：将水性涂料涂布于马口铁上，涂布厚度为0.8微米；2)将涂布后的马口铁通过传送带传送进烘房，所述烘房内无需开燃气升温，同时烘房内开抽风；3)将涂布后的马口铁随着传送带由烘房移动到收料机；4)收料机将涂布后的马口铁收料，打包待出货。

所述水性涂料包括如下重量份的组分：水性丙烯酸树脂32份、水性苯乙烯-丙烯酸树脂15份、氟树脂21份、季铵盐类稳定剂0.4份、有机无机硅化物类稳定剂0.4份、无机分散稳定剂0.4份、聚醚改性聚硅氧烷1.1份、氨基树脂11份、流平剂0.1份、聚甲基丙烯酸甲酯树脂5份、水性色浆12份、助剂8份、防腐剂0.4份。所述助剂为润湿剂、消泡剂和分散剂的混合，所述润湿剂、消泡剂和分散剂的质量之比为7.6:0.2:0.2。

实施例6

一种水性免烘烤马口铁涂布工艺，包括如下步骤：1)涂布：将水性涂料涂布于马口铁上，涂布厚度为0.7微米；2)将涂布后的马口铁通过传送带传送进烘房，所述烘房内无需开燃气升温；3)将涂布后的马口铁随着传送带由烘房移动到收料机；4)收料机将涂布后的马口铁收料，打包待出货。

所述水性涂料包括如下重量份的组分：水性聚氨酯树脂31份、改性水性环氧树脂8份、水性苯乙烯-丙烯酸树脂6份、聚烯烃树脂和氟树脂18份、季铵盐类稳定剂0.4份、有机无机硅化物类稳定剂0.4份、无机分散稳定剂0.4份、聚醚改性聚硅氧烷1.1份、氨基树脂10份、流平剂0.4份、聚甲基丙烯酸甲酯树脂3份、水性色浆12份、助剂9份、防腐剂0.3份。所述助剂为润湿剂、消泡剂和分散剂的混合，所述润湿剂、消泡剂和分散剂的质量之比为8.7:0.1:0.2。

实施例7

一种水性免烘烤马口铁涂布工艺，包括如下步骤：1)涂布：将水性涂料涂布于马口铁上，涂布厚度为0.9微米；2)将涂布后的马口铁通过传送带传送进烘房，所述烘房内无需开燃气升温；3)将涂布后的马口铁随着传送带由烘房移动到收料机；4)收料机将涂布后的马口铁收料，打包待出货。

所述水性涂料包括如下重量份的组分：水性聚酯树脂10份、水性丙烯酸树脂5份、水性聚氨酯树脂14份、改性水性环氧树脂5份、水性苯乙烯-丙烯酸树脂5份、三聚氰胺树脂5份、氟树脂18份、季铵盐类稳定剂0.4份、有机无机硅化物类稳定剂0.4份、无机分散稳定剂0.4份、聚醚改性聚硅氧烷1.2份、氨基树脂9份、流平剂0.3份、聚甲基丙烯酸甲酯树脂6份、水性色浆9份、助剂8份、防腐剂0.2份。所述助剂为润湿剂、消泡剂和分散剂的混合，所述润湿剂、消泡剂和分散剂的质量之比为7.6:0.2:0.2。

实施例8

一种水性免烘烤马口铁涂布工艺，包括如下步骤：1)涂布：将水性涂料涂布于马口铁上，涂布厚度为0.6微米；2)将涂布后的马口铁通过传送带传送进烘房，所述烘房内无需开燃气升温，同时烘房内开抽风；3)将涂布后的马口铁随着传送带由烘房移动到收料机；4)收料机将涂布后的马口铁收料，打包待出货。

所述水性涂料包括如下重量份的组分：水性聚酯树脂5份、水性丙烯酸树脂27份、改性水性环氧树脂15份、聚烯烃树脂和氟树脂22份、季铵盐类稳定剂0.4份、有机无机硅化物类稳定剂0.4份、无机分散稳定剂0.4份、聚醚改性聚硅氧烷1.2份、氨基树脂11份、流平剂0.2份、聚甲基丙烯酸甲酯树脂3份、水性色浆8份、助剂9份、防腐剂0.4份。所述助剂为润湿剂、消泡剂和分散剂的混合，所述润湿剂、消泡剂和分散剂的质量之比为8.5:0.2:0.3。

实施例9

一种水性免烘烤马口铁涂布工艺，包括如下步骤：1)涂布：将水性涂料涂布于马口铁上，涂布厚度为0.8微米；2)将涂布后的马口铁通过传送带传送进烘房，所述烘房内无需开燃气升温，同时烘房内开抽风；3)将涂布后的马口铁随着传送带由烘房移动到收料机；4)收料机将涂布后的马口铁收料，打包待出货。

所述水性涂料包括如下重量份的组分：水性丙烯酸树脂30份、三聚氰胺树脂16份、聚烯烃树脂和氟树脂19份、季铵盐类稳定剂0.4份、有机无机硅化物类稳定剂0.4份、无机分散稳定剂0.4份、聚醚改性聚硅氧烷1.2份、氨基树脂12份、流平剂0.1份、聚甲基丙烯酸甲酯树脂5份、水性色浆12份、助剂8份、防腐剂0.2份。所述助剂为润湿剂、消泡剂和分散剂的混合，所述润湿剂、消泡剂和分散剂的质量之比为7.7:0.1:0.2。

实施例10

一种水性免烘烤马口铁涂布工艺，包括如下步骤：1)涂布：将水性涂料涂布于马口铁上，涂布厚度为0.7微米；2)将涂布后的马口铁通过传送带传送进烘房，所述烘房内无需开燃气升温，同时烘房内开抽风；3)将涂布后的马口铁随着传送带由烘房移动到收料机；4)收料机将涂布后的马口铁收料，打包待出货。

所述水性涂料包括如下重量份的组分：水性聚酯树脂16份、水性丙烯酸树脂17份、改性水性环氧树脂14份、聚烯烃树脂和氟树脂21份、季铵盐类稳定剂0.4份、有机无机硅化物类稳定剂0.4份、无机分散稳定剂0.4份、聚醚改性聚硅氧烷1.2份、氨基树脂10份、流平剂0.4份、聚甲基丙烯酸甲酯树脂4份、水性色浆10份、助剂10份、防腐剂0.4份。所述助剂为润湿剂、消泡剂和分散剂的混合，所述润湿剂、消泡剂和分散剂的质量之比为9.8:0.1:0.1。

对比例1

与实施例3的不同之处在于，对比例1的步骤2)中，将水性涂料涂布在马口铁表面，采用160℃烘烤。

对比例2

与实施例3的不同之处在于，对比例2的步骤2)中，将水性涂料涂布在马口铁表面，采用200℃烘烤。

对比例3

与实施例3的不同之处在于，对比例3采用油性涂料涂布，和现有工艺一样160℃烘烤，所述油性涂料为印铁厂使用的传统的光油。

对比例4

与实施例3的不同之处在于，对比例4的水性涂料中，未添加改性水性环氧树脂和水性苯乙烯-丙烯酸树脂。

对比例5

与实施例3的不同之处在于，对比例5的水性涂料中，采用水性环氧树脂替代改性水性环氧树脂。

对实施例1-3和对比例1-5进行测试，结果如下表1所示：

表1

注：附着力测试采用标准GB/T9286-1998进行测试，达到0级的为合格，大于等于2级的为差；深冲性能采用标准GB/T1732-1993进行测试，达到正冲50cm、反冲50cm的为好，正冲50cm、反冲10cm的为一般，正冲10cm、反冲10cm的为差。

由表1可知，实施例1-3的固化程度、尾气排放、能耗、附着力和深冲性能都大大优于对比例3-5。由对比例1和对比例2可知，高温烘烤不影响漆膜性能，这为后续的印刷工序提供了保障。由对比例3可知，使用油性涂料虽然可以达到基本性能，但是污染大，能耗高，工艺成本难以承受。由对比例4可知，在没有添加水性树脂B时，漆膜性能下降。由对比例5可知，不用改性环氧水性树脂时，漆膜性能下降很厉害。

在不冲突的情况下，上述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。