水性集装箱涂料：目前世界集装箱年产量超出350万只标准箱，年需涂料约40万吨，价值约60亿元。目前世界范围内使用的集装箱涂料多数都是溶剂型的，集装箱生产喷漆过程中，会产生大量的***气体，不仅危害喷漆作业人员的身体健康，还会造成环境污染。随着环保***日趋严格，国际集装箱标准化协会对集装箱涂料的环保和卫生提出较高的要求：如涂料内不得含Cd、Pb、Cr、Hg等***；采用磷酸盐等颜料；高固体分、低VOC等。面漆替代氯化橡胶面漆、箱底漆也开始逐步推进。水性集装箱涂料在国内已经开始试点应用。
交联密度越大Tg升高越多，涂膜的硬度会越高。对一种溶剂型聚醚聚氨酯的研究发现,交联密度ν增大，涂膜硬度相应增加，近似有直线关系，见图2。对于水性涂料,情况类似，与未交联的涂料相比，加交联剂后涂膜的硬度将有明显提高。乳液合成中常采用轻度交联的方法改善其性能，为防止过度交联导致凝胶，交联点不能太多,因而对Tg的升高和涂膜硬度的改进作用不会很大。添加剂,特别是粉状填料可以改变涂膜硬度,所以色漆的硬度往往高于同种基料的清漆。此外,纳米胶体硅之类的助剂也能提高涂膜的硬度和抗刮伤性能。
涂膜硬度的影响因素
涂膜的硬度与成膜物质的玻璃化温度(Tg)密切相关,用硬单体或刚性链段合成乳液可以制成高玻璃化温度的产品,Tg高的乳液涂膜的硬度高,然而低温成膜性可能不好。选用合适的成膜助剂虽然可以在一定程度上解决高Tg(高硬度)和低温成膜性的矛盾,但是更好的办法是改变乳液粒子的结构,用两步法合成核壳结构的乳液可以兼顾涂膜硬度和低温成膜性质。交联是提高涂膜硬度的好方法。聚合物分子间的交联(包括化学交联和物理交联)限制了链段的运动,使得Tg。聚合物Tg与交联密度ν之间的关系为:
Tgc=Tg+νC
式中,Tgc——为交联后聚合物的玻璃化温度；
Tg——是未交联聚合物的玻璃化温度；
ν——为交联密度；
C——为常数。
