具有羟基苯基官能聚合物的涂料组合物的制作方法
【专利说明】具有羟基苯基官能聚合物的涂料组合物
[0001]发明背景1.发明领域
[0002]本发明涉及羟基苯基官能聚合物，具有羟基苯基官能聚合物的涂料组合物，用该涂料组合物涂敷基材的方法以及涂有该涂料组合物的基材。
[0003]2.相关技术的说明
[0004]目前用于包装涂料工业中的许多涂料组合物在与酚醛树脂交联剂共混时不能充分固化。已经将蜜胺和苯并胍胺作为助交联剂与酚醛树脂用于交联聚酯并改善固化，但由于健康原因在包装涂料工业中希望避免三嗪类，如蜜胺和苯并胍胺。已经将异氰酸酯用作聚酯的交联剂，但所得涂料组合物与用酚类交联剂交联的涂料组合物相比具有更低耐腐蚀性，外加由于健康原因在包装涂料工业中希望避免使用异氰酸酯。苯酚封端的聚酯已经用蜜胺交联剂交联，但如上所述由于健康原因蜜胺是不希望的。聚酯还已经用对羟基苯甲酸封端，但在包装涂料工业中也希望避免羟基苯甲酸类，因为对羟基苯甲酸酯是高度关切的材料。也使用由多元醇和双-环氧化物与酚类羧酸/酯的反应产物形成的聚酯，但由于健康原因羧酸酚类在包装涂料工业中也是不希望的。聚酯还已经用选自腰果酚一一种已知敏化剂的酚类封端，但这也是令人关切的材料。
[0005]在包装涂料工业一些消费者和品牌拥有者希望有也不含或基本不含双酚A和聚氯乙烯且不具有上述缺点的涂料组合物。
[0006]发曰月概沐
[0007]本发明涉及羟基苯基官能聚合物，具有羟基苯基官能聚合物的涂料组合物，用该涂料组合物涂敷基材的方法以及涂有该涂料组合物的基材。在一些实施方案中，该羟基苯基官能聚合物由苯酚硬脂酸化合物制备。如本文所用的术语“苯酚硬脂酸化合物”是一种由油酸和酚的反应产物制备的化合物，其中主要反应产物为10-(对羟基苯基)十八烷酸(也已知为9 (10)-(羟基苯基)十八烷酸)并且其中由油酸和苯酚的反应形成的其他材料可以存在于反应产物中。
[0008]羟基苯基官能聚合物可以用酚醛树脂交联以生产具有优异柔韧性、硬度以及对食品和饮料侵袭的耐受性的涂料组合物。本发明涂料组合物尤其可以用作食品和饮料用包装涂料。
[0009]在本发明的一些实施方案中，涂料组合物包含羟基苯基官能聚合物、酚类交联剂和非水溶剂，其中该羟基苯基官能聚合物使用苯酚硬脂酸化合物制备并且其中该羟基苯基官能聚合物的酸值小于约30mg KOH/树脂。在本发明的一些实施方案中，涂料组合物通过使苯酚硬脂酸化合物、二酸和二醇反应以产生羟基苯基官能聚合物并将该羟基苯基官能聚合物与酚类交联剂在非水溶剂存在下共混以形成该涂料组合物而制备，其中该羟基苯基官能聚合物的酸值小于约30mg KOH/树脂。
[0010]在一些实施方案中，本发明包括通过将该涂料组合物施用于基材而涂敷基材的方法。还公开了用该涂料组合物涂敷的基材。在一些实施方案中，该基材为罐或包装。
[0011]发明详述
[0012]如本公开的上述实施方案和其他实施方案和本文所述权利要求中所使用的那样，下列术语通常具有所示含义，但这些含义不用来限制本发明范围，若本发明益处通过将更宽含义推断给下列术语而实现的话。
[0013]本发明包括至少部分涂有本发明涂料组合物的基材和涂敷基材的方法。本文所用术语“基材”包括但不限于用于容留、邻接或接触任何类型食品或饮料的罐、金属罐、易拉罐、包装、容器、储槽或任何其部分。还有，术语“基材”、“食品罐”、“食品容器”等包括作为非限制性实例的“罐端”，其可以由罐端料冲压成型并用于食品和饮料包装中。
[0014]本发明包括一种包含羟基苯基官能聚合物、酚类交联剂和非水溶剂的涂料组合物，其中该羟基苯基官能聚合物使用苯酚硬脂酸化合物制备并且其中该羟基苯基官能聚合物的酸值小于约30mg KOH/树脂。该苯酚硬脂酸化合物以该羟基苯基官能聚合物的约5-50重量％的量存在。
[0015]在本发明的一些实施方案中，涂料组合物通过使苯酚硬脂酸化合物、二酸和二醇反应以产生羟基苯基官能聚合物并将该羟基苯基官能聚合物与酚类交联剂在非水溶剂存在下共混以形成该涂料组合物而制备，其中该羟基苯基官能聚合物的酸值小于约30mgKOH/树脂。
[0016]单体组分可以与该苯酚硬脂酸化合物反应而产生羟基苯基官能聚合物。该聚合物可以是聚酯、丙烯酸系化合物、聚酰胺、环氧树脂等或其组合。作为非限制性实例，当该聚合物为聚酯时，该聚酯可以由二醇和二酸制备，从而使得羟基、胺或缩水甘油基可以用于与该苯酚硬脂酸化合物的酸反应。该羟基官能苯基聚合物优选不由聚氧化烯化合物形成，因为它们不提供金属包装应用所要求的足够耐蒸煮性(retort resistance)和耐食品包装性(food pack resistance)。
[0017]作为非限制性实例，该羟基苯基官能聚合物可以由烯属不饱和单体组分制备，该组分具有非官能烯属不饱和单体如作为非限制性实例的丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸苄酯等及其混合物并且任选具有更少量的官能单体如作为非限制性实例的甲基丙烯酸羟丙基酯、丙烯酸羟乙基酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯、磷酸酯单甲基丙烯酸酯等及其混合物。在本发明的一些实施方案中，该羟基官能单体以该烯属不饱和单体组分混合物的至多约30重量％的水平加入，该酸官能单体以该烯属不饱和单体组分混合物的至多约30重量％的水平加入。在一些实施方案中，甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯以该烯属不饱和单体组分混合物的至多约30重量％的水平加入。磷酸酯单甲基丙稀酸酯(如Sipomer Pam-100, Pam-200和Pam-400)可以以该烯属不饱和单体组分混合物的至多约20重量％的水平加入。在一些实施方案中，该烯属不饱和单体组分混合物的约10-50重量％为酸官能单体。在一些实施方案中，该酸官能单体为甲基丙烯酸。在一些实施方案中，甲基丙烯酸缩水甘油酯以该烯属不饱和单体组分混合物的约10-20重量％的水平使用且该苯酚硬脂酸化合物在其形成之后与该丙烯酸系聚合物加合。
[0018]用于聚合烯属不饱和单体的引发剂可以包括但不限于偶氮化合物，如作为非限制性实例的2，2’ -偶氮二异丁腈、2，2’ -偶氮二(2，4- 二甲基戊腈)和1-叔丁基偶氮氰基环己烷，氢过氧化物如作为非限制性实例的氢过氧化叔丁基和氢过氧化枯烯，过氧化物如作为非限制性实例的过氧化苯甲酰、过氧化辛酰、过氧化二叔丁基、3，3’ - 二(叔丁基过氧)丁酸乙酯、3，3’-二(叔戊基过氧)丁酸乙酯、过氧-2-乙基己酸叔戊酯、过氧-2-乙基己酸1，I, 3，3-四甲基丁基酯和过氧新戊酸叔丁酯，过酸酯如作为非限制性实例的过乙酸叔丁酯、过邻苯二甲酸叔丁酯和过苯甲酸叔丁酯，以及过碳酸酯如作为非限制性实例的过氧二碳酸二(1-氰基-1-甲基乙基)酯，过磷酸酯，过辛酸叔丁酯等及其混合物。在一些实施方案中，该引发剂基于该单体混合物的重量以约0.1-15%，或者约1-5%的量存在。在一些实施方案中，引发剂在约2小时内与单体同时作为进料加入溶剂混合物中，相对于该引发剂的半衰期保持在合适温度下。
[0019]环氧化植物油可以用作用于形成该羟基苯基官能聚合物的环氧树脂。环氧化植物油可以通过作为非限制性实例的将过氧化氢和甲酸或乙酸加入植物油中，然后将该混合物保持在升高的温度下直到部分或所有碳-碳双键转化成环氧化物基团而由植物油制备。
[0020]植物油主要含有甘油酯，其为甘油和具有可变程度的不饱和度的脂肪酸的三酯。作为非限制性实例，用于本发明中的环氧化植物油可以由植物油(甘油三脂肪酸酯)如但不限于甘油和具有约12-24个碳原子的烷基链的脂肪酸的酯制备。在不饱和甘油酯油中为甘油三酯的甘油脂肪酸酯通常称为干性油或半干性油。干性油包括作