食品容器內壁環氧涂料的應用
 

　　文/張善貴,方倩,郭常青,楊凱·海洋化工研究院
 

　　食品容器內壁易被其所貯存的食品特別是液態食品所腐蝕。若不進行防腐蝕處理,不僅造成浪費,甚至會危害周圍環境和人的生命健康。
 

　　飲用食品尤其是水、飲料、調味品、酒類等是一種較好的溶劑，對其容器的腐蝕性較大,其內壁若不進行防腐蝕處理,就會對其造成腐蝕破壞,污染飲用水或飲用品。這樣不僅造成了浪費,更嚴重的是,若人們飲用被污染過的水或飲用品會危及身心健康。
 

　　因此,常常在食品容器的內壁涂上一層耐酸、耐油、耐堿的防腐蝕涂料,以保證飲用水或飲用品符合飲用衛生標準。
 

　　目前,國內外食品容器內壁涂料大都選用環氧樹脂涂料,且采用底、面漆配套體系,該類涂料大都采用有機溶劑,隨著環保法規的日益嚴格,溶劑型涂料的應用逐漸受到限制。
 

　　本文將以海洋化工研究院研制生產的一種底面合一的食品容器內壁環氧涂料為樣本,對該類別涂料的性能和在實際中的應用作簡單概述。


主要性能
 

　　(1)無毒、無溶劑揮發,對環境友好,可直接與食品接觸。
 

　　(2)平整光亮、堅硬、耐磨,物理機械性能好。
 

　　(3)耐水性能、耐化學品性能好。
 

　　(4)耐介質的防腐性能(耐酒精度高達50°、耐30%雙氧水、耐10%NaCl)、耐高低溫性能(耐低溫可達-55℃ 、耐熱可達80℃ )等優于國內外同類產品的性能。
 

　　(5)可厚涂,一道干膜厚度可達200～1000μm ,可單獨構成長效防腐涂層。
 

　　(6)底面漆合一,應用時無需底漆。
 

　　(7)涂料的施工適應性及其與基材的附著力好;可在環境溫度為10～50℃ 的范圍內施工,涂料與基材(鋼鐵基材)的附著力大于25MPa(拉開法)。
 

　　(8)涂料使用壽命長,正常使用壽命可達二十年。
 

應用范圍
 

　　食品容器內壁環氧涂料可用于船舶各種密閉艙室內壁及食品飲料加工罐(池、槽)內壁的防腐蝕保護,如船舶的壓載艙、燃油艙、飲水艙,飲食釀造行業的啤酒發酵罐、麥芽槽和黃酒、葡萄酒、中低度自酒、飲用水、果汁、醬油、食用醋、植物油以及化工業中原油、汽油、柴油等石油產品貯罐(池、槽)及其輸配設備的內壁等。而且該涂料耐cl-侵蝕(耐海水浸泡三年,涂層不開裂、不脫落,漆膜無變化),在海洋開發、海水利用(如海水淡化)上有廣闊的應用前景。
 

施工
 

　　施工條件
 

　　施工環境溫度宜為10～30℃ ,被涂裝的基材表面溫度應高于露點溫度3℃ 以上,相對濕度應在85%以下。
 

　　基材處理
 

　　(1)金屬基材需噴砂除銹達到Sa2.5～3級,并用高壓空氣或吸塵器除凈表面。
 

　　(2)非金屬基材需清除表面粉塵、油污。
 

　　施工方法
 

　　(1)機械噴涂
 

　　該涂料為雙組份包裝,將A、B兩組份按重量比A∶B=1∶1比例混合后,采用專用高壓無空氣噴涂設備噴涂。
 

　　噴涂前,應將涂料A、B兩組份分別加熱至75～90℃并預熱輸料管及泵,然后試噴,試噴正常后方可正式噴涂。
 

　　一般應噴涂2～3遍,常溫(25℃ )下,每遍噴涂時間間隔—般在4～6h。應在涂層尚輕微粘手時噴涂下一遍,若涂層已初步固化不粘手了,應用80目砂布徹底打磨或噴砂并除塵后再進行下—遍噴涂。
 

　　噴涂厚度應控制在0.45～0.8mm之內,錐形罐下錐體可適當厚些。
 

　　(2)手工涂覆
 

　　內徑小于2m ,高度低于2.2m的金屬容器;內表面積小于50m²的水泥池可采用手工涂覆。
 

　　配料時按1:1的質量比分別稱取A、B兩組分,攪拌3～5min至涂料顏色均勻一致。每次配料不宜過多(—般在2～4kg)。否則不易攪勻。
 

　　用橡皮刮板進行涂覆,往返2次以上,以達到漆膜要求厚度。
 

　　混合好的涂料應在一個小時(25℃ )內用完。
 

應用實例
 

　　啤酒發酵罐
 

　　目前用于啤酒發酵罐(圖1)內壁的涂料均為無溶劑防腐涂料。經青島啤酒廠等十多家啤酒企業10多年的實際應用顯示,該涂料對啤酒質量無影響,防腐效果良好,且無毒,衛生理化性能優異,附著力強,使用壽命長。涂層外觀光滑,易于清洗消毒,類似搪瓷。常溫下固化,涂裝—周后即可使用,也可加熱加速固化。涂層耐水、耐醇、耐堿、耐弱酸、耐氧化性介質及耐溫差交替等性能優異。
 

　　圖1啤酒發酵罐

　　食品行業(食醋、醬油儲罐)
 

　　食品行業工程的安全性、耐久性是關系到國計民生的大問題。食醋、醬油、醬菜的儲存、發酵及腌制過程中使用的槽、罐、池等容器主要有金屬和非金屬兩大類材質構成,金屬主要以碳鋼為主,非金屬類材料有水泥砂漿、混凝土、陶瓷、有機涂料、玻璃鋼、耐酸磚防腐層等。
 

　　傳統的瓷壇、瓷甕,容量小,產能低;使用水泥池后產能得以提高,但耐久性差,一般2～3年即報廢;玻璃鋼或耐酸磚的防腐性能有了改善,但其使用期只有5年左右;不銹鋼機械性能及耐腐蝕性能優良,但造價極其昂貴,其推廣受到限制。

　　圖2食醋發酵罐

　　在碳鋼或水泥表面噴涂食品容器內壁環氧涂料后制造的食品行業罐、池、槽,耐久性好,造價低,符合食品衛生要求,對食品無不良影響(圖2),是該行業擴大產能、降低投資成本的—條捷徑。
 

　　污水處理池、養魚池
 

　　多年來,環氧涂料已廣泛應用于污水設施的防腐處理中。由于對混凝土表面的附著力強,耐磨、耐酸、耐沖(擦)洗,防水效果好,目前國內多家發電廠的污水處理池均采用了該涂料。而且該涂料無毒無味,無污染,，綠色環保,是飯店、賓館養魚池防水防護的理想材料(圖3)。
 

　　圖3某酒店養魚池

　　海水淡化工程
 

　　2003年青島黃島發電廠采用該種涂料分別對2000m³和1000m³的淡化水蓄罐內壁進行了防腐保護(圖4),使用7年多,漆膜仍完好無損。
 

　　飲水艙
 

　　目前艦船飲用水艙所用涂料基本采用純環氧涂料,其品種包括溶劑型環氧涂料、高固體份環氧涂料和無溶劑環氧涂料。由于艦船飲用水艙室狹小,空氣難以流通,因而對涂料的有機溶劑揮發含量和毒性限制有更高的要求。
 

　　圖4海水淡化設備

　　城市輸水管道和遠距離輸水管路
 

　　當前和未來十幾年里,我國將大范圍實施直飲水工程,即自來水廠將自來水進行深度凈化處理,通過專用輸水管線輸送到居民用水點,其水質指標達到可直接飲用的標準。為避免金屬管道內壁鍍層脫落使飲用水遭受“二次污染”,保證輸水管線的輸水質量和效率,其內壁需要進行防護處理(圖5)。
 

　　圖5遠距離輸水管路(左)與城市輸水管道

　　2010年應用于上海城市輸水管道內壁的防腐保護,經實際應用無論是涂料的施工性能,還是防護性能,都完全滿足城市供水的要求。其固化速度快、一次成膜厚、施工便捷、具有長效的防護性能等優點,非常適合于大規模的飲用水管道施工。
 

結束語
 

　　食品容器內壁環氧涂料具有良好的機械性能和防腐性能,理化檢驗及衛生檢驗符合《生活飲用水輸配水設備及防護材料衛生安全性評價規范》的規定,涂料在生產和施工過程中對環境均無污染,屬于綠色環保產品。