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涂料技术

研究新型食品容器内壁无毒涂料的制备及应用

时间:2011-11-23 16:28:25 来源: 作者:小辉 点击:
 饮用食品是一种腐蚀性较强的溶剂,尤其是饮料、调味品、酒类等对其容器的腐蚀性较大,对食品容器耐腐蚀性的要求较高。因此,为防止饮用食品对食品容器内壁的腐蚀,以及食品容器中的有害物质向食品中迁移,常常在有些食品容器的内壁涂上一层耐酸、耐油、耐碱的防腐蚀涂料[1]。随着食品安全定义范围的扩大,食品容器内壁涂料的卫生要求已经引起各国广泛关注。目前我国容许使用的食品容器内壁涂料有:环氧树脂涂料、过氯乙烯涂料酚涂料等[1-2]。过氯乙烯树脂含有氯乙烯单体,氯乙烯是一种致癌的有毒化合物,成膜后的过氯乙烯涂料中仍可能含有氯乙烯的残留。酚涂料对人体有一定的过敏性,其涂膜一道成膜较薄[3-4],此类涂料近年来已很少被采用。目前,国内外食品容器内壁涂料大都采用环氧树脂涂料,但该类涂料大多采用有机溶剂,随着环保法规的日益严格,溶剂型涂料的应用逐渐受到限制,且该类涂料大都采用底、面配套体系[3,5]。本文介绍了一种底面合一的新型无毒防腐涂料,该涂料不含任何有机溶剂,具有无毒无味、附着力好、耐介质性能优异等特点,卫生性能符合食品容器内壁涂料的卫生标准及《生活饮用水卫生监督管理办法》的规定,且其防腐年限长达20a以上,可广泛应用于饮食酿造、石油化工、海水淡化工程、造船及长距离输配水管道和城市饮用水设施的内壁防腐保护。

1试验部分

1.1材料的选择

1.1.1成膜树脂的选择

环氧树脂因含有极性高而不易水解的脂肪羟基和醚键,其涂膜具有附着力好、耐化学品性高、物理机械性能和耐水性好等特点,其制成的防腐涂料已在港湾、海洋开发工程、船舶修造、电站、桥梁、石油化工等领域得到了广泛应用。由于环氧树脂与胺类固化剂固化后,涂膜实际无毒,因而在许多要求无毒的场合,国内外大多采用环氧体系涂料。因此本文采用环氧树脂作为成膜物。环氧树脂的分子量不同对涂料的性能有不同的影响,选用何种分子量的环氧树脂,取决于所采用的固化体系,所制备的涂料的类型及施工应用性能等因素。因此,本文中所选用的环氧树脂必须具备以下条件:

(1)综合性能好,价格适中;

(2)与选用的各材料互混性好;

(3)固化物交联密度大,涂膜抗介质渗透性能好;

(4)能满足食品饮料行业的要求。

通过筛选,选用分子量适中的低黏度双酚A型环氧树脂。

1.1.2固化交联体系的选择

根据研制涂料的应用领域,本研究选用常温固化交联体系,且所选用的固化交联体系必须满足以下条件:

(1)与各材料的互混性好;

(2)不易挥发,固化后涂膜实际无毒;

(3)与环氧树脂固化时放热缓慢、固化速度适中,且在环境温度(5℃)较低时,仍具有活性;

(4)固化后涂膜整洁光亮、不泛白。

据此,本研究选用复合型改性胺固化剂作为固化交联体系。

1.1.3颜填料

本研究所研制的涂料主要用于食品行业,因此采用的颜填料必须满足以下要求:

(1)能满足食品行业的要求;

(2)能与金属表面及成膜物质形成高分子络合物;

(3)颗粒细微能充填到涂膜结构中,提高涂膜的致密性,从而提高涂膜的耐介质性能和耐热性能;

(4)在涂膜中具有很好的封闭性,有一定的防腐性能;

(5)使涂料具有一定的触变性;

(6)便宜易得。

为此,选用硅微粉、钛白粉、重晶石、医用硫酸钡、水合氧化铁红、磷酸锌等作为涂料的颜填料。

1.2配方的确定

根据所选定的原材料和各组分的理论用量、经验用量,经过大量的试验室研究确定涂料的基本配方如表1。

表1 涂料的基本配方
 
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