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钢桶内涂料的老树新芽——纯酚醛涂料(PPC)

徐工涂料(烟台)有限公司 柏强


柏强在桂林钢桶行业大会上演讲

随着钢桶行业的发展,钢桶涂料也得到了很大的发展,尤其是钢桶外涂料,从调和漆到磁漆、树脂漆、粉末涂料;从气干漆到烤漆、双组份涂料、水性涂料。但相对来说,钢桶内涂料主要还是局限在环氧涂料(EPC)、聚氟乙烯涂料(PVF)和酚醛涂料(PVB)。

事实上,由于钢桶内涂料的特殊性,再加上聚氟乙烯涂料在施工和钢桶回收时所产生的二次环境污染,所以国外钢桶内涂料的主要品种也还是环氧涂料和酚醛涂料。例如进口的RDL44就是环氧涂料,RDL50就是酚醛涂料。

对于环氧涂料,它的全称应是环氧酚醛烘干防腐漆,英文全称是epoxy phenol-formaldehyde resin baking anti-corrosive coating,简称为epoxy phenolic epoxy phenolic coating所以如果要英文全称缩写的话,应是EPRBAP,而一般英文缩写应简称为EPC.。国内将环氧涂料的英文缩写为EPR或者EPF都是错误的。因为EPR(epoxy phenolic resin)是环氧酚醛树脂的缩写,环氧酚醛树脂是环氧酚醛涂料的原料之一,不是环氧酚醛涂料。而EPF(epoxy phenolic film)更是错误,因为film翻译过来是 影片、电影、胶片、薄层的意思。可能当初把环氧涂料的英文缩写写成EPF的人的意愿是读上去为了和PVF发音接近吧。

环氧涂料在我国钢桶行业已经运用很广了,所以,本文着重讲一下酚醛涂料。

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。特别是热固型酚醛树脂。它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稳定的网状结。
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、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。

其实,酚醛涂料在我国钢桶内涂料的使用,可追溯到上世纪六十年代。其时,上海化工制桶厂用酚醛涂料内涂钢桶,已经广泛运用于食品油、油脂、酱油、农药、医药、化工等包装。但是当时的酚醛树脂涂料由于固化交联的主体全部是苯环结构,所以涂膜很脆,稍微弯曲或冲击涂层就马上会有裂纹,而且保质期只有三个月。所以后来的运用渐渐减少了。
上海徐工涂料技术有限公司成立后,对酚醛树脂进行了改性,由原来的分子结构:

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接枝成为如下的分子结构

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这样的分子结构完全满足了做成钢桶内涂料所需的附着力、柔韧性、抗冲性均优良的防腐涂料。这种树脂具有以下优点:

1、固化时不需要加入催化剂、促进剂,甚至也可不加稀料进行喷涂,只需加热就可;

2、固化后密度加大,机械强度、热强度高,变形倾向小,耐化学腐蚀及耐湿性高,而且绝缘性能也非常好。

3、具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能,是优良的耐腐蚀涂料。

4、耐高温性,即使在非常高的温度下,也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性。

5、与其他树脂系统相比,具有低烟低毒的环保优势。在燃烧的情况下,将会缓慢分解产生少量氢气、碳氢化合物、水蒸气和碳氧化物。喷涂和烘烤过程中散发的气体相对少,而且完全没有笨类等芳香族有机溶剂,更没有增塑剂等有害有毒物质,散发的气体基本全是醇类。这些特点符合如今提倡的绿色环保产品,并适用于卫生涂料以及公共运输和安全要求非常严格的领域。

6、可以耐绝大多数化学物质。例如汽油,石油,醇,乙二醇和各种碳氢化合物。

X-36系列涂料就是采用了经过接枝了的纯酚醛树脂(pure phenolic resin)制成的钢桶专用内涂料(PPC)。这种纯酚醛树脂(PPR)做成的涂料与一般的酚醛树脂涂料相比,它对钢桶板材的附着、流平、涂层耐弯曲、涂料的贮存期等得到了很大的改善。

这种纯酚醛树脂(PPR)做成的涂料即X-36系列涂料(PPC),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、有机硅、农药、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。

但是它的分子结构中可以看出它存在众多的苯环,而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。

X-36系列涂料经高温交联固化后的结构如下:

File:Bakelit Struktur.png

X-36系列涂料涂层性能优异,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5个以上,再加上在价格上又具有较大的优势,所以早已被广泛地应用于钢桶内涂层。

正如X-622涂料成批量出口中东、东南亚、俄罗斯等地区被替代国际知名品牌RDL-44等涂料一样,X-36系列涂料也成功批量出口俄罗斯、中东等地区用于替代国际知名品牌RDL-50等涂料,国内也有多家钢桶制造企业将此涂料成功地替代了高价的进口涂料和PVF涂料。

X-36系列涂料分为以下几种,

1、X-360涂料

乳白色透明液体,可自干,也可烘烤固化。

涂层不受细菌和昆虫的侵蚀, 符合食品涂料要求,完全能耐脂肪烃、碱、稀酸、耐油脂、耐水、耐汽油、耐有机溶剂。在蜂蜜中浸泡三年,涂层以及蜂蜜的色、香、昧均无变化。

可应用于食品、医药、化工等领域。

2、X-361涂料

米黄色液体,各方面性能在X-360涂料基础上有所提高,符合食品涂料要求,耐脂肪烃、碱、稀酸、耐油脂、耐水、耐汽油、耐有机溶剂。用于果汁、果酱等食品、医药和化工领域。

X-360涂料、X-361涂料的最大优势是价廉物美。

3、X-362、X-363涂料

X-362涂料是金黄色透明液体,X-363涂料是绿色液体,两者性能基本一样。

涂层防霉、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、多种有机硅和农药、表面活性剂等物品。

纯酚醛涂料在国外已有大量应用,但在国内除了少数的十来个钢桶企业在成批使用外,还没有得到大量推广。所以,在此将此低毒环保、价廉物美、高效防腐的X-36系列涂料纯酚醛涂料(PPC)介绍给大家。

 

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