涂料组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明的实施例涉及涂料组合物，更确切地说，实施例为包括包含聚烯烃的基质 聚合物和聚合性能改进剂的涂料组合物。
【背景技术】
[0002] 涂料组合物可以涂覆到衬底并且被固化，例如交联，以在衬底上提供涂层。采用各 种涂料组合物来提供不同涂层。涂层尤其可以用以提供衬底保护，为例如装饰性涂层的后 续应用提供基础，减少摩擦以帮助提供改良的处置，以及提供对储存在由经涂布的衬底形 成的容器内的内容物的保护。
[0003] 例如金属衬底的一些衬底可以被成型为容器，例如食物和/或饮料容器。可以向 所述衬底和/或这些容器的内部和/或外部涂覆涂料组合物。
【发明内容】
[0004] 本发明提供涂料组合物，其包含按涂料组合物的总重量计20到85%的水性分散 液，其中水性分散液包含以下各者的熔融掺合产物：(a)包含聚烯烃的基质聚合物，（b)聚 合性能改进剂，（c)聚合稳定剂和（d)聚合偶合剂，其中水性分散液具有按水性分散液的总 重量计15重量百分比到70重量百分比的固体含量，固体含量包含按固体含量的总重量计 40到80重量％的基质聚合物、按固体含量的总重量计3到35重量％的聚合性能改进剂、按 固体含量的总重量计2到35重量％的聚合稳定剂和按固体含量的总重量计5到15重量％ 的聚合偶合剂；包含按碱性水组合物的总重量计90到99. 99重量％的水和按碱性水组合物 的总重量计0. 01%到10重量％的中和剂的碱性水组合物，其中碱性水组合物按涂料组合 物的总重量计为涂料组合物的0重量百分比到80重量百分比；和交联剂，其中交联剂按涂 料组合物的总重量计为涂料组合物的0重量百分比到40重量百分比。
[0005] 本发明提供涂布物品，其包含衬底和在所述衬底上的涂层，其中所述涂层包括涂 料组合物。
[0006] 本发明提供涂布物品，其包含衬底和在所述衬底上的经固化涂层，其中所述经固 化涂层通过固化涂料组合物形成。
[0007] 本发明的以上概述并不打算描述本发明的每个公开实施例或每一种实施方案。随 后的描述更具体地例示了说明性实施例。在本申请通篇中的若干位置中，通过实例清单提 供指导，这些实例可以按不同的组合形式使用。在每种情况下，所叙述的清单仅充当一个代 表性的组而不应解释为一个排它性的清单。
【附图说明】
[0008] 图1说明实例23的具有经固化涂层的涂布物品的扫描电子显微镜（SEM)图像。
[0009] 图2说明实例25的具有经固化涂层的涂布物品的扫描电子显微镜（SEM)图像。
[0010] 图3说明实例27的具有经固化涂层的涂布物品的扫描电子显微镜（SEM)图像。
[0011] 图4说明实例28的具有经固化涂层的涂布物品的扫描电子显微镜（SEM)图像。
[0012] 图5说明实例30的具有经固化涂层的涂布物品的扫描电子显微镜（SEM)图像。
[0013] 图6说明比较实例I的扫描电子显微镜（SEM)图像。
【具体实施方式】
[0014] 本文中描述了涂料组合物。这些涂料组合物可以包括一种水性分散液，其包含（a) 包含聚烯烃的基质聚合物，（b)聚合性能改进剂，（c)聚合稳定剂和（d)聚合偶合剂。
[0015] 对于一些涂料应用，需要涂布物品同时提供特定性能特征，如特定机械和化学抗 性特性和特定性能特性。出人意料地，已发现本文所公开的涂料组合物可以提供这些性能 特征，包括特定机械和化学抗性特性和特定外观特性，其对于一些涂料应用为所需的，所述 涂料组合物包括包含以下各者的水性分散液：(a)包含聚烯烃的基质聚合物，（b)聚合性能 改进剂，（c)聚合稳定剂和（d)聚合偶合剂，和交联剂。
[0016] 本发明的实施例提供涂料组合物，其包含包括以下各者的熔融掺合产物的水性分 散液：(a)包含聚烯烃的基质聚合物，（b)聚合性能改进剂，（c)聚合稳定剂和（d)聚合偶合 剂。
[0017] 如所提及，本发明的实施例提供可以包括（a)包含聚烯烃的基质聚合物的水性分 散液。举例来说，基质聚合物可以包含聚丙烯和/或聚乙烯。
[0018] 包含聚烯烃的基质聚合物可以具有大于0.88克/立方厘米（g/cm 3)的密度。举 例来说，包含聚烯烃的基质聚合物可以具有在0. 88到1. lg/cm3、0. 89到1. 0g/cm3、0. 90到 0? 98g/cm3或0? 91到0? 97g/cm3范围内的密度。
[0019] 本发明的实施例提供可以包含聚丙烯和/或聚乙烯，如高密度聚乙烯、中密度聚 乙烯、低密度聚乙烯或其组合的基质聚合物。如本文所用，高密度聚乙烯是指具有在0.93 到〇. 97克/立方厘米（g/cm3)范围内的密度的聚乙烯。本文中包括并且本文中公开从0. 93 到0. 97g/cm3的所有个别值和子范围；举例来说，高密度聚乙烯可以具有从0. 93、0. 931或 0. 935g/cm3的下限到0. 97、0. 969或0. 965g/cm 3的上限的密度。举例来说，高密度聚乙烯 可以具有 〇. 93 到 0. 97g/cm3、0. 931 到 0. 969g/cm3或 0. 965 到 0. 97g/cm 3的密度。如本文 所用，中密度聚乙烯是指具有小于高密度聚乙烯的密度的聚乙烯。如本文所用，低密度聚乙 烯是指具有小于中密度聚乙烯的密度的聚乙烯。
[0020] 本发明的实施例提供（a)包含聚烯烃的基质聚合物，其包含聚烯烃的均聚物和/ 或共聚物，包括弹性体，例如聚乙烯和/或聚丙烯的聚合物。聚烯烃的实例包括（但不限于） 一或多种a-烯烃的均聚物和共聚物，包括弹性体，所述a-烯烃为例如乙烯、丙烯、1-丁 稀、3-甲基-1-丁稀、4-甲基-1-戊稀、3-甲基-1-戊稀、1-庚稀、1-己稀、1-辛稀、1-癸 烯以及1-十二烯，所述a-烯烃的均聚物和共聚物（包括弹性体）通常以聚乙烯、聚丙烯、 聚 _1_ 丁條、聚_3_甲基_1_ 丁條、聚_3_甲基-1-戊條、聚_4_甲基-1-戊條、乙條-丙條 共聚物、乙烯-1- 丁烯共聚物以及丙烯-1- 丁烯共聚物为代表；a -烯烃与共轭或非共轭二 烯的共聚物，包括弹性体，如可以以乙烯-丁二烯共聚物和乙烯-亚乙基降冰片烯共聚物 为代表；以及聚烯烃，包括弹性体，例如两种或更多种a -烯烃与共轭或非共轭二烯的共聚 物，如可以以乙烯-丙烯-丁二烯共聚物、乙烯-丙烯-二环戊二烯共聚物、乙烯-丙烯-1， 5-己二烯共聚物以及乙烯-丙烯-亚乙基降冰片烯共聚物为代表；乙烯-乙烯基化合物共 聚物，例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-氯乙烯共聚物、乙烯丙烯 酸或乙烯-(甲基）丙烯酸共聚物以及乙烯-(甲基）丙烯酸酯共聚物。
[0021] 根据本发明的多个实施例，聚烯烃可以包括基于聚丙烯或聚乙烯均聚物或共聚物 的官能化聚烯烃，其中聚合物已经羟基、胺、醛、环氧化物、乙氧基化物、羧酸、酯、酸酐基团 或其组合修饰。这些基于聚丙烯或聚乙烯均聚物或共聚物的官能化聚烯烃中的一些可例如 从贝克休斯公司（Baker Hughes，Inc.)的子公司贝克派楚赖特（Baker Petrolite)购得。
[0022] 根据本发明的多个实施例，聚烯烃可以包括未官能化聚烯烃，如可商购的高密度 聚乙烯，尤其包括（但不限于）DMDA-8007 NT 7 (熔融指数8. 3,密度0. 965)、DMDC-8910NT 7(熔融指数 10,密度 0. 943)、DMDA-1210 NT 7(熔融指数 10,密度 0. 952)、HDPE17450N (熔 融指数 17,密度0. 950)、DMDA-8920 NT 7(熔融指数20,密度0. 954)、DMDA 8940 NT 7(熔融 指数 44,密度 0. 951)、DMDA-8950 NT 7 (熔融指数 50,密度 0. 942)、DMDA-8965-NT 7 (熔融 指数66,密度0.952)，其全部可购自陶氏化学公司（The Dow Chemical Company)。基质聚 合物的其它实例为丙烯-乙烯交替共聚物和丙烯-乙烯二嵌段共聚物和丙烯-乙烯交替共 聚物，例如可以商标名VERSIFY?购得的那些，如VERSIFY? 4200、VERSIFY? 4000、VERSIFY? 3200、VERSIFY? 3000和VERSIFY?3300,其全部可购自陶氏化学公司。聚丙烯基质聚合物 的实例为购自美国布拉斯科（Braskem America)的PP 6D43;和购自Propilco S. A的PP 35R80。
[0023] 聚烯烃可以针对不同应用具有不同分子量。举例来说，聚烯烃可以具有大于800 克/摩尔；例如大于5000克/摩尔；或在替代方案中，大于50000克/摩尔的分子量。聚 烯烃可以针对不同应用具有不同熔点。举例来说，聚烯烃可以具有大于ioo°c;大于lore; 大于102°C ;大于103°C ;或大于105°C的晶体熔点。
[0024] 根据本发明的多个实施例，聚烯烃可以是丙烯_a烯烃共聚物，例如丙烯-乙烯或 丙烯-乙烯-丁烯共聚物或互聚物。聚烯烃可以是丙烯/ a -烯烃共聚物，其特征为具有实 质上全同立构的丙烯次序。"实质上全同立构的丙烯次序"意指具有大于约0. 85 ;在替代方 案中，大于约0. 90 ;在另一替代方案中，大于约0. 92 ;且在另一替代方案中，大于约0. 93的 通过13C NMR测量的全同立构三单元组（mm)的次序。全同立构三单元组为所属领域中众所 周知的且描述于例如美国专利第5, 504,172号和国际公开案第W0 00/01745号中，其指的 是就通过13C NMR光谱测定的共聚物分子链中的三单元组单元来说的全同立构次序。
[0025] 例如丙烯/ a -烯烃共聚物的聚烯烃的结晶度可以在至少1重量％ (熔解热至少 2焦耳/克）到30重量％ (熔解热小于50焦耳/克）的范围内。本文中包括并且本文中 公开从1重量％ (熔解热至少2焦耳/克）到30重量％ (熔解热小于50焦耳/克）的 所有个别值和子范围；举例来说，结晶度可以从1重量％ (熔解热至少2焦耳/克）、2. 5% (熔解热至少4焦耳/克）或3% (熔解热至少5焦耳/克）的下限到30重量％ (熔解热 小于50焦耳/克）、24重量％ (熔解热小于40焦耳/克）、15重量％ (熔解热小于24. 8 焦耳/克）或7重量％ (熔解热小于11焦耳/克）的上限。举例来说，聚烯烃的结晶度可 以在至少1重量％ (熔解热至少2焦耳/克）到24重量％ (熔解热小于40焦耳/克）的 范围内；或在替代方案中，聚烯烃的结晶度可以在至少1重量％ (熔解热至少2焦耳/克） 到15重量％ (熔解热小于24. 8焦耳/克）的范围内；或在替代方案中，聚烯烃的结晶度可 以在至少1重量％ (熔解热至少2焦耳/克）到7重量％ (熔解热小于11焦耳/克）的 范围内；或在替代方案中，聚烯烃的结晶度可以在至少1重量％ (熔解热至少2焦耳/克） 到5重量％ (熔解热小于8.3焦耳/克）的范围内。结晶度可以通过差示扫描热量测定 (Differential scanning calorimetry ;DSC)法测量。实施例提供可以包括衍生自丙稀的 单元和衍生自一或多种a-烯烃共聚单体的聚合单元的基质聚合物。可以用于制造基质 聚合物的共聚单体的实例为(： 2和C 4到C 1(| a -烯烃；举例来说，C2、C4、(：6和C 8 a -烯烃。基 质聚合物可以包括1到40重量％衍生自一或多种a-烯烃共聚单体的单元。本文中包括 并且本文中公开从1重量％到40重量％的所有个别值和子范围；举例来说，衍生自一或多 种a -烯烃共聚单体的单元的重量百分比可以从1重量％、3重量％、4重量％、5重量％、7 重量％或9重量％的下限到40重量％、35重量％、30重量％、27重量％、20重量％、15重 量％、12重量％或9重量％的上限。举例来说，基质聚合物可以包含1到35重量％衍生自 一或多种a-烯烃共聚单体的单元；或在替代方案中，基质聚合物可以包含1到30重量％ 衍生自一或多种a -烯烃共聚单体的单元；或在替代方案中，基质聚合物可以包含3到27 重量％衍生自一或多种a -烯烃共聚单体的单元；或在替代方案中，基质聚合物可以包含3 到20重量％衍生自一或多种a -烯烃共聚单体的单元；或在替代方案中，基质聚合物可以 包含3到15重量％衍生自一或多种a -烯烃共聚单体的单元。
[0026] 基质聚合物的分子量分布（MWD ;定义为重量平均分子量除以数目平均分子量（Mw/ Mn))可以是3. 5或更小；在替代方案中，3.0或更小；或在另一替代方案中，1.8到3.0。
[0027] 在本发明的多个实施例中，基质聚合物的特征可以为包括60与100重量％之间， 优选地80与99重量％之间且更优选地85与99重量％之间的衍生自聚乙烯，例如高密度 聚乙烯的单元，和大于0与40重量％之间，优选地1与20重量％之间，更优选地4与16重 量％之间且更优选地4与15重量％之间的衍生自至少一种其它聚烯烃的单元。
[0028] 在本发明的多个实施例中，基质聚合物的特征可以为包括60与100重量％之间， 优选地80与99重量％之间且更优选地85与99重量％之间的衍生自聚丙烯的单元，和大 于0与40重量％之间，优选地1与20重量％之间，更优选地4与16重量％之间且更优选 地4与15重量％之间的衍生自至少一种其它聚烯烃的单元。
[0029] 本发明的实施例提供可以包括（b)聚合性能改进剂的水性分散液。聚合性能改进 剂可以有助于为涂布物品同时提供特定性能特征，如特定外观特性和特定机械和化学抗性 特性，其对于一些涂料应用为所需的。
[0030] 聚合性能改进剂可以具有小于60、小于50或对于多个实施例小于42的酸值。酸 值可以例如通过ASTM D-1386测定。酸值可以指当通过滴定法测量时中和酸官能基所需的 以毫克K0H/克聚合物计的K0H的量。
[0031] 聚合性能改进剂可以具有小于100、小于70或对于多个实施例小于30的熔融指数 值。熔融指数值可以例如通过ASTM D-1238测定。熔融指数值可以定义为在柱塞负荷，例 如对于聚乙烯基聚合物的190°C和2. 16kg负荷和对于聚丙烯基聚合物的230°C和2. 16kg 下以dg/min(或g/10min)计的穿过加热注射器的聚合物恪体的量。
[0032] 本发明的实施例提供可以是顺丁烯二酸酐官能化聚乙烯，如高密度聚乙烯夫人聚 合性能改进剂。也可以使用顺丁烯二酸酐官能化聚乙烯共聚物、三元共聚物和掺合物。顺丁 烯二酸酐官能基可以通过接枝或其它反应方法并入聚合物中。当接枝时，顺丁烯二酸酐并 入含量通常低于以聚合物的重量计的3重量％。可商购的顺丁烯二酸酐官能化聚乙烯的实 例尤其包括可以商品名AMPLIFY?购自陶氏化学公司的那些，如AMPLIFY ? GR-204。Amp 1 ify GR-204为经2, 5-呋喃二酮修饰的乙烯/己烯-1聚合物。顺丁烯二酸酐官能化聚乙烯的 其它实例为可以商品名FUSABOND?购自杜邦公司，如尤其为FUSABOND? E-100、FUSABOND? E-158、FUSABOND? E265、FUSABOND? E528、FUSABOND? E-589、FUSABOND? M-603 ;其它 顺丁烯二酸酐接枝聚乙烯聚合物、共聚物和三元共聚物可以包括购自科聚亚（