一种用于食品包装的水性涂料的制作方法
【专利摘要】一种用于食品包装的水性涂料，包括如下组分的水性涂料组合物：A)至少一种多异氰酸酯，所述多异氰酸酯的每个分子中平均至少含有2个NCO基团，并且其中至少85%的NCO基团用封端剂封端，所述的封端剂为戊内酞胺；B)至少一种每个分子中平均至少含有2个活性轻基基团的亲水性聚酯多元醇，或亲水性和非亲水性聚酯多元醇的混合物，其中组分B)的酸值不小于35毫克KOH/克，羟值为10毫克KOH/克至500毫克KOH/克，重均分子量MW＞2000克/摩尔；C)可任选的添加剂。本发明的涂料组合物适用于涂覆包装材料，尤其适用于涂覆罐的内侧。
【专利说明】一种用于食品包装的水性涂料
【技术领域】
[0001] 本发明涉及水性涂料，具体为一种用于食品包装的水性涂料。
【背景技术】
[0002] 目前，主要含有封端多异氰酸酯交联剂组分和多元醇粘合剂组分的单组分聚氨 酯烤漆（IK PU烤漆）及其在汽车OEM终饰的涂料、常规工业涂料和卷材涂料的应用是已知 的。1KPU烤漆是在温度升高时会固化形成聚氨酯网状结构的涂料组合物。在固化的过程 中，多元醇中的轻基与多异氰酸酯的（解）封端NC0基团反应。相反，用CH-酸性酯封端的 NC0基团与多元醇的反应通过酯交换反应进行，其中不产生聚氨酯网状结构；结果，基于这 些封端多异氰酸酯的涂料组合物不称为IK TO烤漆。
[0003] 使用封端多异氰酸酯生产聚氨酯涂料的缺点在于，取决于封端剂的性质和烘烤的 条件，或多或少有一些封端剂以游离的形式残留在涂料中。残余的封端剂含量取决于特定 的封端剂本身、封端剂的活性和烘烤条件。
[0004] 在制备金属包装材料涂层如罐头涂层的过程中，由马口铁或铝所制成的金属片例 如用烤漆进行涂覆，在清漆固化后，加工成所需的制品。对于此类涂层有严格的要求，特别 是用于食品容器如饮料罐的内涂层时。该涂层必须足够柔韧，能够在生产容器和运输包装 物品的过程中承受一定的变形，而涂层没有被破坏，另外，金属基材必须得到安全可靠的保 护，不受腐蚀性介质对其的影响。在变形和随后的灭菌过程中，与金属基材粘合的能力都必 须存在，因为这尤其对于用作食品和饮料包装的容器是必需的。在生产和以后的储存过程 中，涂层组分进 入到包装食品中是不利的，因为这会导致对产品质量的破坏。
[0005] 基于双酚A二环氧甘油醚（BADGE)的涂料组合物的应用是已知的。还知道，少量 的在体外测试中表现出诱变活性的此物质能进入到包装食品中。因此，目标是使用不含有 BADGE的涂料作为与食品接触的罐内涂层。
[0006] 基于多异氰酸酯和多元醇的聚氨酯粉末涂料组合物在生产包装容器内涂层中的 应用描述在DE-A 19545424中。用基于封端多异氰酸酯的聚氨酯涂料组合物来涂覆长期与 食品接触的食品容器的主要部分是未知的。这是因为已知此类涂料包括一定量的残余游离 封端剂。可以设想，这些化学物将会进入到容纳物中，会导致味道改变或使食品混浊，最糟 糕的是，损害消费者的健康。
[0007] 因此，从未考虑过使用会在交联过程中释放出封端剂的、基于封端多异氰酸酯的 涂料组合物来涂覆与食品直接接触的表面，因为封端剂的释放存在潜在的毒理学风险。特 别地，至今为止还没有任何尝试将基于聚氨酯的水性涂料组合物用作此目的。
【发明内容】
[0008] 本发明所解决的技术问题在于提供一种用于食品包装的水性涂料，以解决上述背 景技术中的缺点。
[0009] 本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现： 一种用于食品包装的水性涂料，包括如下组分的水性涂料组合物： A) 至少一种多异氰酸酯，所述多异氰酸酯的每个分子中平均至少含有2个NC0基团，并 且其中至少85%的NC0基团用封端剂封端，所述的封端剂为戊内酞胺； B) 至少一种每个分子中平均至少含有2个活性轻基基团的亲水性聚酯多元醇，或亲水 性和非亲水性聚酯多元醇的混合物，其中组分B)的酸值不小于35毫克Κ0Η/克，羟值为10 毫克Κ0Η/克至500毫克Κ0Η/克，重均分子量M w > 2000克/摩尔； C) 可任选的添加剂； 其中，组分A)的封端异氰酸酯基团和组分B)的异氰酸酯-活性基团之间的当量比为 0· 1:1 至 10. 0:1。
[0010] 本发明中，所述组分A)包括： I ) 100当量％的多异氰酸酯，其中I )中至少85当量％的％0基团被内戊内酞胺封 端； II )可任选的添加剂。
[0011] 本发明中，所述聚酯多元醇抝包括幻与13)、(3)、(1)、6)反应的产物，其中 ： a) 为40摩尔％至49摩尔％的羧酸组分，其包含： al) -种或多种C00H官能度> 2的脂族、脂环族、芳脂族； a2)任选的芳族、脂环族和/或脂族一元羧酸； b) 为51摩尔％至60摩尔％的醇组分，其包含： bl) -种或多种数均分子量为62克/摩尔至272克/摩尔、且平均0H官能度大于2的 脂族、脂环族和/或芳脂族多元醇； b2)任选的脂族、脂环族和/或芳脂族的一元醇； c) 为任选的水； d) 为中和剂； e) 为任选的溶剂和添加剂。
[0012] 有益效果 本发明的涂料组合物适用于涂覆包装材料，尤其适用于涂覆罐的内侧。它们也可用来 涂敷罐的外侧。包装材料的取材很广，并可以具有很多种形状。优选的材料包括黑钢板、马 口铁和各种铁合金，若合适的话它们已经被涂覆了一层基于镍化合物、铬化合物和锌化合 物的钝化层。
【具体实施方式】
[0013] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结 合具体实施例，进一步阐述本发明。
[0014] 实施例1 一种用于食品包装的水性涂料，包括如下组分的水性涂料组合物：两种多异氰酸酯，多 异氰酸酯的每个分子中平均含有4个NC0基团，并且其中95%的NC0基团用封端剂封端， 所述的封端剂为戊内酞胺；三种每个分子中平均含有5个活性轻基基团的亲水性聚酯多元 醇，或亲水性和非亲水性聚酯多元醇的混合物，其中组分B)的酸值为45毫克Κ0Η/克，羟值
【权利要求】
1. 一种用于食品包装的水性涂料，其特征在于，包括如下组分的水性涂料组合物： A) 至少一种多异氰酸酯，所述多异氰酸酯的每个分子中平均至少含有2个NCO基团，并 且其中至少85%的NCO基团用封端剂封端，所述的封端剂为戊内酞胺； B) 至少一种每个分子中平均至少含有2个活性轻基基团的亲水性聚酯多元醇，或亲水 性和非亲水性聚酯多元醇的混合物，其中组分B)的酸值不小于35毫克KOH/克，羟值为10 毫克KOH/克至500毫克KOH/克，重均分子量M w > 2000克/摩尔； C) 可任选的添加剂； 其中，组分A)的封端异氰酸酯基团和组分B)的异氰酸酯-活性基团之间的当量比为 0· 1:1 至 10. 0:1。
2. 根据权利要求1所述的一种用于食品包装的水性涂料，其特征在于，所述组分A)包 括： I ) 100当量％的多异氰酸酯，其中I )中至少85当量％的％0基团被内戊内酞胺封 端； II )可任选的添加剂。
3. 根据权利要求1所述的一种用于食品包装的水性涂料，其特征在于，所述聚酯多元 醇B)包括a)与b)、c)、d)、e)反应的产物，其中 ： a) 为40摩尔％至49摩尔％的羧酸组分，其包含： al) -种或多种COOH官能度> 2的脂族、脂环族、芳脂族； a2)任选的芳族、脂环族和/或脂族一元羧酸； b) 为51摩尔％至60摩尔％的醇组分，其包含： bl) -种或多种数均分子量为62克/摩尔至272克/摩尔、且平均OH官能度大于2的 脂族、脂环族和/或芳脂族多元醇； b2)任选的脂族、脂环族和/或芳脂族的一元醇； c) 为任选的水； d) 为中和剂； e) 为任选的溶剂和添加剂。
【文档编号】C09D175/06GK104119794SQ201310152314
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年4月27日 优先权日:2013年4月27日
【发明者】邹万宏 申请人:湖南互力达涂料科技有限公司