用于金属包装涂层的不饱和聚酯组合物的制作方法

本发明涉及可用异氰酸酯交联剂、氨基交联剂或其组合固化的不饱和聚酯组合物。更特别地，本发明涉及包含脂环族二醇例如2,2,4，4-四甲基-1，3-环丁二醇(tmcd)的不饱和聚酯组合物。由这种不饱和聚酯制备的涂层组合物能够为金属包装应用提供所需的涂层性能例如耐溶剂性和耐楔形弯曲性(wedge bend resistance)的良好平衡。

背景技术：

1、金属容器通常用于食品和饮料包装。所述容器通常由钢或铝制成。金属与填充的产品之间长时间的接触可导致容器腐蚀。为了防止填充的产品和金属之间的直接接触，通常在食品和饮料罐的内部施加涂层。为了有效，这种涂层必须具有保护包装的产品和金属容器完整性所需的某些性能，例如粘附性、耐腐蚀性、耐化学性、柔韧性、耐污性和水解稳定性。此外，所述涂层必须能够承受罐制造和食品灭菌过程中的加工条件。已知基于环氧树脂和酚醛树脂的组合的涂层能够提供所需要的性能的良好平衡并且使用最广泛。一些工业行业正在逐步淘汰由双酚a(bpa)制成的食品接触聚合物，其中双酚a是环氧树脂的基本结构单元。因此，存在对在内部罐涂层中使用的不含bpa的涂层的需求。

2、聚酯树脂因它们的相当的性能例如柔韧性和粘附性而对于被用作环氧树脂的替代品受到涂料工业的特别关注。用于金属包装中的聚酯通常具有低于30mgkoh/g的羟值，以提供实现所需的涂层性能例如罐制造所需的抗冲击性所需要的高分子量。正如本领域技术人员所知，通常需要羟值大于50或甚至大于100mgkoh/g的聚酯以与异氰酸酯或氨基交联剂进行配制，以实现足够的交联以便提供所需的涂层性能。

3、因此，仍然需要用于金属包装中的可固化涂层组合物，其能够在具有低羟值的聚酯与交联剂例如异氰酸酯和氨基交联剂之间提供增强的交联，以实现所需的涂层性能，例如耐溶剂性和耐楔形弯曲性。

技术实现思路

1、现在提供了包含脂环族二醇例如2，2，4，4-四甲基-1，3-环丁二醇(tmcd)的不饱和聚酯组合物，其可用异氰酸酯交联剂、氨基交联剂或其组合固化。所述不饱和聚酯组合物在金属包装应用中提供所需的涂层性能例如耐溶剂性和耐楔形弯曲性的良好平衡。

2、在一个实施方案中，本发明是一种热固性涂层组合物，其包含：

3、a.可固化不饱和聚酯，其为单体的反应产物，所述单体包含：

4、i.基于i-iii的总摩尔数，57-100摩尔％的量的脂环族二醇，

5、ii.基于i-iii的总摩尔数，0-35摩尔％的量的无环二醇，

6、iii.基于i-iii的总摩尔数，0-8摩尔％的量的具有3个或更多个羟基的多元醇，

7、iv.基于iv-vi的总摩尔数，3-20摩尔％的量的α，β-不饱和二羧酸或酸酐，

8、v.基于iv-vi的总摩尔数，55-97摩尔％的量的芳族二酸，以及

9、vi.0-25摩尔％的量的饱和脂肪族二酸，以及

10、b.一种或多种选自异氰酸酯交联剂和氨基交联剂的交联剂，

11、其中所述不饱和聚酯具有8-30mgkoh/g的羟值、0-10mgkoh/g的酸值、35-110℃的玻璃化转变温度(tg)、4,000-25,000g/mol的数均分子量和13,000-200,000g/mol的重均分子量。

技术特征：

1.一种热固性涂层组合物，其包含：

2.根据前述权利要求中任一项所述的涂层组合物，其中所述涂层具有通过astm d7835测量的大于40mek双摩擦的耐溶剂性。

3.根据前述权利要求中任一项所述的涂层组合物，其中所述涂层具有通过astm d3281测量的60-100的耐楔形弯曲性(通过％)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的涂层组合物，其中所述脂环族二醇(i)的量为72-89摩尔％，所述无环二醇(ii)的量为10-25摩尔％，所述多元醇(iii)的量为1-3摩尔％，所述α，β-不饱和二酸或酸酐(iv)的量为4-8摩尔％，所述芳族二酸(v)的量为74-96摩尔％，以及所述脂肪族二酸(vi)的量为0-1 8摩尔％。

5.根据前述权利要求中任一项所述的涂层组合物，其中所述脂环族二醇(i)是选自由2，2，4，4-四甲基-1，3-环丁二醇、1，4-环己烷二甲醇、1，3-环己烷二甲醇、三环癸烷二甲醇、异山梨醇和二降冰片烷二甲醇组成的组的一种或多种。

6.根据前述权利要求中任一项所述的涂层组合物，其中所述无环二醇(ii)是选自包含1，6-己二醇、1，4-丁二醇、2-甲基-1，3-丙二醇和新戊二醇的组的一种或多种。

7.根据前述权利要求中任一项所述的涂层组合物，其中所述α，β-不饱和二酸或酸酐(iv)是选自包含马来酸酐、马来酸、富马酸、衣康酸酐和衣康酸的组的一种或多种。

8.根据前述权利要求中任一项所述的涂层组合物，其中所述脂肪族二酸是选自包含琥珀酸、己二酸、癸二酸、1，4-环己烷二羧酸和1，3-环己烷二羧酸的组的一种或多种。

9.根据前述权利要求中任一项所述的涂层组合物，其中所述不饱和多元醇(a)具有11-26mgkoh/g的羟值。

10.根据前述权利要求中任一项所述的涂层组合物，其中所述不饱和多元醇(a)具有60-80℃的tg。

11.根据前述权利要求中任一项所述的涂层组合物，其中所述交联剂为异氰酸酯交联剂。

12.根据前述权利要求中任一项所述的涂层组合物，其中所述交联剂为氨基交联剂。

13.根据前述权利要求中任一项所述的涂层组合物，其中所述交联剂为异氰酸酯交联剂和氨基交联剂的组合。

14.根据前述权利要求中任一项所述的涂层组合物，其中，基于所述交联剂的总重量，所述异氰酸酯交联剂的量为20-30重量％，和所述氨基交联剂的量为70-80重量％。

15.根据前述权利要求中任一项所述的涂层组合物，其中所述异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯。

16.根据前述权利要求中任一项所述的涂层组合物，其中所述氨基交联剂为苯胍胺-甲醛型。

17.根据前述权利要求中任一项所述的涂层组合物，其进一步包含一种或多种选自包含二甲苯、甲基戊基酮、2-丁氧基乙醇、3-乙氧基丙酸乙酯、甲苯、丁醇、环戊酮、环己酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、可从exxonmobil获得的aromatic 100和aromatic 150的组的有机溶剂。

18.一种用于金属包装中的热固性涂层组合物，其包含：

19.根据权利要求24所述的涂层组合物，其中所述涂层具有通过astm d7835测量的大于40mek双摩擦的耐溶剂性；以及通过astm d3281的方法测量的60-100的耐楔形弯曲性(通过％)。

20.一种制品，其至少部分涂覆有前述权利要求中任一项所述的涂层组合物。

技术总结
本发明涉及不饱和聚酯组合物，其包含脂环族二醇例如2，2，4，4‑四甲基‑1，3‑环丁二醇(TMCD)，其可用异氰酸酯交联剂、氨基交联剂或其组合固化。所述不饱和聚酯组合物在金属包装应用中提供了所需的涂层性能例如耐溶剂性和耐楔形弯曲性的良好平衡。

技术研发人员：K·R·休斯顿,S·J·普阿德,贺洪坤,G·比尼亚,C·L·布朗
受保护的技术使用者：伊士曼化工公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12