BR112014014094B1 - composição de revestimento e substrato - Google Patents

Abstract

COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO, MÉTODO DE REVESTIMENTO DE UM SUBSTRATO, E SUBSTRATO. São descritas composições de revestimento. Em algumas realizações, as composições de revestimento são utilizadas para revestir substratos, como materiais de embalagem e similares, para armazenar alimentos e bebidas. As composições de revestimento podem ser preparadas por meio da reação de um óleo vegetal epoxidado e um material com funcionalidade hidroxila na presença de um catalisador ácido para formar um poliol de óleo com funcionalidade hidroxila, mistura do poliol de óleo com funcionalidade hidroxila (com ou sem polibutadieno epoxidado) e um copolímero de poliolefina funcional para formar uma mistura, reação da mistura com um componente de monômero etilenicamente insaturado na presença de um iniciador para formar um copolímero de enxerto e retícula do copolímero de enxerto com um reticulante para formar a composição de revestimento, em que o copolímero de enxerto ou o copolímero de enxerto reticulado é invertido em água.

Description

COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO E SUBSTRATO CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a composições de revestimento, métodos de revestimento de substratos com as composições de revestimento e substratos revestidos com as composições de revestimento.

2. DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA

[002] O estado da técnica tem primariamente como base tecnologia de resina de epóxi curada com resinas amino e fenólicos. Composições de revestimento formadas a partir de resinas de epóxi com base em bisfenol A e cloreto de polivinila são utilizadas para revestir embalagens e recipientes para alimentos e bebidas. Todavia, há um desejo entre alguns consumidores e donos de marcas por composições de revestimento livres, ou substancialmente livres, de bisfenol A e cloreto de polivinila para embalagens e recipientes para alimentos e bebidas.

[003] A publicação de patente de propriedade comum WO 2010/100122 descreve uma composição de revestimento que compreende um poliol de óleo com funcionalidade hidroxila preparado por um método que compreende a reação de um óleo vegetal epoxidado com um material com funcionalidade hidroxila na presença de um catalisador ácido. A publicação de patente de propriedade comum WO 2010/100121 descreve uma composição de revestimento que compreende um copolímero de enxerto acrílico poliol de óleo com funcionalidade hidroxila preparado por um método que compreende a reação de um óleo vegetal epoxidado com um material com funcionalidade hidroxila na presença de um catalisador ácido para formar um poliol de óleo com funcionalidade hidroxila, reação do poliol de óleo com funcionalidade hidroxila com um componente de monômero insaturado etilenicamente na presença de um iniciador para formar um copolímero de enxerto acrílico poliol de óleo com funcionalidade hidroxila e retícula do copolímero de enxerto acrílico poliol de óleo com funcionalidade hidroxila com um reticulante para formar a composição de revestimento. Todavia, certas tecnologias de poliol de óleo não têm intrinsicamente boa flexibilidade e podem beneficiar-se de outras modificações quando o material deve ser utilizado como uma composição de revestimento de embalagens.

[004] O pedido de patente do Reino Unido GB 2218704 descreve uma lata de aço estanhado ou de alumínio para bebidas carbonatadas protegidas por uma formulação de revestimento aquosa de um copolímero de ácido maleico e polietileno. A solução aquosa aplicada contém preferencialmente de 5 a 20% em peso de sólidos, o que é muito baixo para aplicações finais de latas de bebidas. Além disso, o revestimento aplicado ao substrato foi curado em calor a 200 °C por 10 minutos, o que é muito tempo e não aplicável para aplicações finais de latas.

[005] Há um desejo de produzir composições de revestimento de embalagens que não contenham bisfenol A nem cloreto de polivinila ou que sejam substancialmente livres deles. As composições de revestimento de acordo com a presente invenção podem ser utilizadas, entre outros, como revestimentos de embalagens para embalagens e recipientes de alimentos e bebidas. Elas podem ser formuladas para fornecer sólidos superiores para aplicação e tenacidade, resistência à corrosão, flexibilidade, resistência à mudança de cor e resistência à esterilização aprimoradas, em comparação com algumas composições de revestimento comerciais.

RESUMO DA INVENÇÃO

[006] A tecnologia da presente invenção tem a capacidade de fornecer uma ampla faixa de revestimentos sólidos para aplicações finais interiores e exteriores de latas de bebidas com tenacidade, resistência à corrosão, flexibilidade, resistência à mudança de cor e resistência à esterilização comparáveis com alguns dos revestimentos do estado da técnica. Um sólido superior permite maior latitude de revestimento em uma operação de passo único. Algumas composições de revestimento têm 20% ou mais de um poliol de óleo renovável, o que contribui para a sustentabilidade e cumpre com as necessidades de consumidores globais. Os copolímeros de poliolefina funcionais de acordo com a presente invenção ajudam a fornecer boa flexibilidade para manter a integridade da película nas impressões de conversão de extremidades de bebida e fornecer boa adesão aos substratos de metal.

[007] Tampas abre-fácil de latas de cerveja e bebida são normalmente fabricadas primeiramente por meio do revestimento de uma chapa plana de um substrato de metal, aquecimento do substrato revestido e, em seguida, estampagem ou modelagem do substrato revestido na forma desejada. Linhas de revestimento de bobina de alta velocidade geralmente necessitam de uma composição de revestimento que seque e cure dentro de poucos segundos, pois o substrato é aquecido muito rapidamente em uma temperatura de metal de pico que fica na faixa de cerca de 200 a cerca de 300 °C. Prensas de conversão de tampas de bebidas geralmente contêm múltiplos conjuntos de moldes "progressivos" que levantam um "rebite" no centro da concha, corte, campo e relevo. Os múltiplos conjuntos de moldes "progressivos" necessitam que a película de revestimento tenha pelo menos 300% de alongamento. As composições de revestimento de acordo com a presente invenção podem ser aplicadas sobre tampas de latas de cerveja e bebida e podem ser aplicadas em pesos de película de cerca de 1 miligrama por polegada quadrada a cerca de 10 miligramas por polegada quadrada em uma linha de revestimento de bobina de alta velocidade.

[008] A presente invenção fornece uma alternativa para composições de revestimento com base em resina de epóxi que também permite cura livre de formaldeído, resistência à mudança de cor, capacidade de esterilização e suporta bebidas difíceis de reter. A presente invenção inclui processos de produção de composições de revestimento, como composições de revestimento com base em água, e composições de revestimento formadas por esses processos. Esses processos podem ser realizados em um único reator ou em uma série de reatores. Em algumas realizações da presente invenção, uma composição de revestimento é preparada por um método que compreende as etapas de reação de um óleo vegetal epoxidado com um material com funcionalidade hidroxila na presença de um catalisador ácido (como um catalisador ácido Lewis) para formar um poliol de óleo com funcionalidade hidroxila, mistura do poliol de óleo com funcionalidade hidroxila com um copolímero de poliolefina funcional (com ou sem polibutadieno epoxidado) para formar uma mistura, reação da mistura com um componente de monômero etilenicamente insaturado na presença de um iniciador para formar um copolímero de enxerto e retícula do copolímero de enxerto para formar a composição de revestimento (ao longo do presente pedido, deverá ser entendido que a composição de revestimento pode ser preparada invertendo-se o copolímero de enxerto ou o copolímero de enxerto reticulado em água).

[009] Em algumas realizações da presente invenção, uma composição de revestimento é preparada por um método que compreende a mistura de um poliol de óleo com funcionalidade hidroxila (com ou sem polibutadieno epoxidado) e um copolímero de ácido (meta)acrílico e polietileno na presença de um catalisador ácido (como um catalisador ácido Lewis) para formar uma mistura e, em seguida, enxerto de um componente de monômero etilenicamente insaturado na presença de um iniciador para formar um copolímero de enxerto.

[010] Em algumas realizações da presente invenção, uma composição de revestimento é preparada por meio da mistura de um poliol de óleo com funcionalidade hidroxila e um copolímero de ácido (meta)acrílico e polietileno (com ou sem polibutadieno epoxidado) para formar uma mistura, enxerto em seguida de um componente de monômero etilenicamente insaturado para formar um copolímero de enxerto e reação do copolímero de enxerto com um reticulante de epóxido livre de BPA para formar uma composição de revestimento polimérico de microgel aquosa útil em aplicações de revestimento de latas.

[011] O poliol de óleo com funcionalidade hidroxila em um solvente pode dissolver o copolímero de poliolefina funcional sob alta temperatura (como, por exemplo, 140 °C). O componente de monômero etilenicamente insaturado, como estireno ou acrilato de butila, pode ser polimerizado na presença de um iniciador. Monômeros acrílicos podem ser enxertados à cadeia principal do poliol de óleo ou aos copolímeros acrílicos formados. Descobriu-se que ácido de polietileno como um copolímero de poliolefina funcional era mais compatível com um polímero de acrilato na presença de um poliol de óleo e que o ácido de polietileno forneceu boa adesão e flexibilidade para desempenho de película. O copolímero de poliolefina funcional às vezes teve uma fase separada com o polímero de acrilato e produziu uma película opaca sem a presença do poliol de óleo.

[012] Em algumas realizações da presente invenção, os polímeros de revestimento formados de polibutadieno epoxidado, como polybd600 em um solvente, podem dissolver um copolímero de ácido e polietileno sob alta temperatura (como 140 °C) . Um componente de monômero etilenicamente insaturado, como estireno ou acrilato de butila, pode ser polimerizado na presença de um iniciador. Monômeros acrílicos podem ser enxertados à cadeia principal de polibutadieno epoxidado ou aos copolímeros acrílicos formados. Polibutadieno epoxidado tem um grupo epóxi e um grupo insaturado. O grupo epóxi pode reagir com um grupo ácido de ácido e polietileno e o grupo insaturado pode reagir com o componente de monômero etilenicamente insaturado e reticulado para formar uma composição de revestimento que utiliza reticulantes, como reticulantes fenólicos e reticulantes com base em epóxi livres de BPA.

[013] Os polímeros de revestimentos formados a partir do poliol de óleo, do copolímero de poliolefina funcional e do componente de monômero etilenicamente insaturado podem ser reticulados para formar uma composição de revestimento utilizando reticulantes, como reticulantes fenólicos e reticulantes com base em epóxi livres de BPA. As composições de revestimento de acordo com a presente invenção exibem desempenho de película muito bom quando revestidas sobre substratos, como tampas abre-fácil de cerveja e bebidas.

[014] Em algumas realizações, a presente invenção inclui métodos de revestimento de substratos ao aplicar a composição de revestimento ao substrato. Substratos revestidos com as composições de revestimento também são descritos. Em algumas realizações, o substrato é uma lata ou uma embalagem.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[015] Como utilizado nas realizações discutidas anteriormente e outras realizações do relatório descritivo e reivindicações descritas neste documento, os termos a seguir geralmente têm o significado indicado, mas estes significados não são limitadores do escopo da presente invenção se o benefício da presente invenção for alcançado atribuindo-se um significado mais amplo aos termos a seguir.

[016] A presente invenção inclui substratos revestidos pelo menos parcialmente com uma composição de revestimento de acordo com a presente invenção e métodos de revestimento de substratos. O termo "substrato" como utilizado neste documento inclui, sem limitação, latas, latas de metal, tampas abre-fácil, embalagens, recipientes, receptáculos ou quaisquer porções deles utilizadas para reter, tocar ou entrar em contato com qualquer tipo de alimento ou bebida. Além disso, o termo e expressões "substrato", "lata(s) de alimento", "recipientes de alimento" e similares incluem, em exemplo não limitador, "tampas de lata", as quais podem ser moldadas a partir de tampas de lata padrão e utilizadas nas embalagens de alimentos e bebidas.

[017] A presente invenção inclui métodos de preparação de composições de revestimento ao reagir um óleo vegetal epoxidado com um material com funcionalidade hidroxila na presença de um catalisador ácido para formar um poliol de óleo com funcionalidade hidroxila, misturar o poliol de óleo com funcionalidade hidroxila (com ou sem polibutadieno epoxidado) e um copolímero de poliolefina etilenicamente insaturado para formar uma mistura, reagir a mistura com um componente de monômero etilenicamente insaturado na presença de um iniciador para formar um copolímero de enxerto e reticular o copolímero de enxerto com um reticulante para formar a composição de revestimento, em que o copolímero de enxerto ou o copolímero de enxerto reticulado é invertido em água. As composições de revestimento podem ser utilizadas, entre outros, na preparação de revestimentos de empacotamento para embalagens e recipientes de alimentos e bebidas.

[018] Em algumas realizações da presente invenção, uma composição de revestimento é preparada por um método que compreende a reação de um poliol de óleo com funcionalidade hidroxila (com ou sem polibutadieno epoxidado, como polybd600 ou polybd605 disponíveis por meio da Cray Valley), um copolímero de ácido (meta)acrílico e polietileno e um componente de monômero etilenicamente insaturado na presença de um catalisador ácido (como catalisador ácido Lewis), um iniciador para formar um copolímero de enxerto e retícula do copolímero de enxerto com um reticulante para formar a composição de revestimento, em que o copolímero de enxerto ou o copolímero de enxerto reticulado é invertido em água.

[019] Em algumas realizações da presente invenção, a composição de revestimento é uma composição de revestimento com base em água. As composições de revestimento com base em água podem conter um monômero com funcionalidade hidroxila e/ou não funcional, opcionalmente com níveis mais altos de um monômero com funcionalidade ácida para produzir dispersões estáveis em água. Como exemplo não limitador, a composição de revestimento com base em água pode incluir um componente de monômero etilenicamente insaturado com monômeros etilenicamente insaturados não funcionais, como, por exemplo e sem limitação, acrilato de butila, metacrilato de metila, estireno, metacrilato de benzila e similares e suas misturas e, opcionalmente, com menores quantidades de monômeros funcionais como, por exemplo e sem limitação, metacrilato de hidroxipropila, acrilato de hidroxietila, metacrilato de glicidila, ácido acrílico, ácido metacrílico, metacrilato de acetoacetoxietila, monometacrilato de ésteres de fosfato e similares, bem como suas misturas. Em algumas realizações da presente invenção, o monômero com funcionalidade hidroxila é adicionado em um nível até cerca de 30% em peso da mistura de componente de monômero etilenicamente insaturado e o monômero com funcionalidade ácida é adicionado em nível de até cerca de 30% em peso da mistura de componentes de monômero etilenicamente insaturado. Em algumas realizações, metacrilato de acetoacetoxietila é adicionado em nível de até cerca de 30% em peso da mistura de componente de monômero etilenicamente insaturado. Monometacrilatos de ésteres de fosfato (como Sipomer Pam-100, Pam-200 e Pam-400) podem ser adicionados em nível de até cerca de 20% em peso da mistura de componentes de monômero etilenicamente insaturado. Em algumas realizações, cerca de 10 até cerca de 50% em peso da mistura de componentes de monômero etilenicamente insaturado são um monômero com funcionalidade ácida. Em algumas realizações, o monômero com funcionalidade ácida é ácido metacrílico.

[020] O copolímero de enxerto ou o copolímero de enxerto reticulado pode ser invertido em água para formar a composição de revestimento ao, por exemplo, adicionar uma base de neutralização, tal como, sem limitação, amônia ou amina terciária, tal como, sem limitação, dimetiletanol amina e água. NV final (teor de não voláteis em peso) é de cerca de 15 a cerca de 40% em peso em algumas realizações.

[021] O óleo vegetal epoxidado pode ser utilizado sozinho ou em combinação com outros óleos vegetais epoxidados. Óleos vegetais epoxidados podem ser preparados a partir de óleos vegetais ao, por exemplo e sem limitação, adicionar peróxido de hidrogênio e ácido fôrmico ou acético ao óleo vegetal e então manter a mistura sob temperatura elevada até que parte ou todas as ligações duplas carbono-carbono sejam convertidas em grupos epóxido.

[022] Óleos vegetais contêm principalmente glicerídeos que são triésteres de glicerol e ácidos graxos com graus variáveis de insaturação. Por exemplo e sem limitação, óleos vegetais epoxidados para uso na presente invenção podem ser feitos a partir de óleos vegetais (triglicerídeos de ácido graxo) como, por exemplo e sem limitação, ésteres de glicerol e ácidos graxos com cadeia alquila de cerca de 12 a cerca de 24 átomos de carbono. Glicerídeos de ácido graxo que são triglicerídeos em óleos de glicerídeo insaturados são geralmente denominados óleos de secagem ou óleos de semissecagem. Óleos de secagem incluem, por exemplo e sem limitação, óleo de linhaça, óleo de perila e suas combinações, enquanto óleos de semissecagem incluem, por exemplo e sem limitação, Tall Oil, óleo de soja, óleo de açafrão e suas combinações. Óleos de triglicerídeos, em algumas realizações, têm cadeias de ácido graxo idênticas ou, alternativamente, têm diferentes cadeias de ácido graxo ligadsa à mesma molécula de glicerol. Em algumas realizações, os óleos têm cadeias de ácido graxo que contêm ligações duplas não conjugadas. Em algumas realizações, cadeias de ácido graxo de ligação dupla simples ou de ligação dupla conjugada são utilizadas em quantidades menores. Insaturação de ligação dupla em glicerídeos pode ser medida por valor de iodina (número), que indica o grau de insaturação de ligações duplas nas cadeias de ácido graxo. Óleos de glicerídeo de ácido graxo insaturado empregados em algumas realizações da presente invenção têm valor de iodina maior que cerca de 25 e alternativamente cerca de 100 a cerca de 210.

[023] Óleos vegetais de ocorrência natural para uso na presente invenção podem ser, por exemplo e sem limitação, misturas de cadeias de ácido graxo presentes como glicerídeos e incluem, sem limitação, distribuição de ésteres de ácido graxo de glicerídeo, em que a distribuição de ácido graxo pode ser aleatória mas dentro de uma faixa estabelecida que pode variar moderadamente dependendo das condições de crescimento da fonte vegetal. Óleo de soja é empregado em algumas realizações e compreende aproximadamente cerca de 11% ácido graxo palmítico, cerca de 4% de esteárico, cerca de 25% de oleico, cerca de 51% de linolênico e cerca de 9% de linoleico, em que oleico, linoleico e linolênico são ácidos graxos insaturados. Óleos vegetais insaturados empregados em algumas realizações da presente invenção incluem, sem limitação, óleos de glicerídeos que contêm ésteres de glicerídeos de ácido graxo insaturados não conjugados como, por exemplo e sem limitação, ácidos graxos linoleicos e linolênicos.

[024] Óleos de glicerídeos insaturados incluem, sem limitação, óleo de milho, óleo de semente de algodão, óleo de colza, óleo de cânhamo, óleo de linhaça, óleo de mostarda silvestre, óleo de amendoim, óleo de perila, óleo de papoula, óleo de canola, óleo de açafrão, óleo de gergelim, óleo de soja, óleo de girassol, óleo de canola, Tall Oil e suas misturas. Glicerídeos de ácido graxo para uso na presente invenção incluem, por exemplo e sem limitação, aqueles que contêm cadeias de ácido graxo linoleico e linolênico, óleos como, por exemplo e sem limitação, óleo de cânhamo, óleo de linhaça, óleo de perila, óleo de papoula, óleo de açafrão, óleo de soja, óleo de girassol, óleo de canola, Tall Oil, óleo de semente de uva, óleo de rattonseed, óleo de milho e óleos similares que contêm altos níveis de glicerídeo de ácido graxo linoleico e linolênico. Glicerídeos podem conter quantidades menores de ácidos graxos saturados em algumas realizações. Por exemplo e sem limitação, pode ser empregado óleo de soja, que contém predominantemente glicerídeos de ácido graxo linoleico e linolênico. Combinações desses óleos são empregadas em algumas realizações da presente invenção. Óleos vegetais podem ser epoxidados completa ou parcialmente por processos conhecidos como, por exemplo e sem limitação, por meio de ácidos como, por exemplo e sem limitação, ácido peróxi para epoxidação de ligações duplas insaturadas do óleo vegetal insaturado. Em algumas realizações, óleos de glicerídeos insaturados incluem mono, diglicerídeos e suas misturas com triglicerídeos ou ésteres de ácido graxo de ácidos graxos insaturados e saturados.

[025] Em algumas realizações, o óleo vegetal epoxidado compreende óleo de milho, óleo de algodão, óleo de semente de uva, óleo de cânhamo, óleo de linhaça, óleo de mostarda silvestre, óleo de amendoim, óleo de perila, óleo de papoula, óleo de colza, óleo de açafrão, óleo de gergelim, óleo de soja, óleo de girassol, óleo de canola, Tall Oil, um éster de ácido graxo, monoglicerídeo ou diglicerídeo desses óleos ou sua mistura.

[026] Fontes comercialmente disponíveis de óleos vegetais epoxidados são utilizadas em algumas realizações da presente invenção, como, por exemplo e sem limitação, óleo de soja epoxidado vendido sob as designações comerciais "VIKOLOX" e "VIKOFLEX 7170", disponíveis por meio da Arkema, Inc., "DRAPEX 6.8", disponível por meio da Chemtura Corporation, e "PLAS-CHECK 775", disponível por meio da Ferro Corp. Outros óleos vegetais epoxidados para uso na presente invenção incluem, por exemplo e sem limitação, óleo de linhaça epoxidado sob as designações comerciais "VIKOFLEX 7190", disponível por meio da Arkema, Inc., e "DRAPEX 10.4", disponível por meio da Chemtura Corporation, óleo de semente de algodão epoxidado, óleo de Carthamus epoxidado e suas misturas. Óleo de soja epoxidado é empregado em algumas realizações.

[027] Em algumas realizações da presente invenção, o material com funcionalidade hidroxila inclui, sem limitação, propilenoglicol, etilenoglicol, 1,3-propanodiol, neopentilglicol, trimetilolpropano, dietilenoglicol, um polieterglicol, um poliéster, um policarbonato, uma poliolefina, uma poliolefina com funcionalidade hidroxila e suas combinações. O material com funcionalidade hidroxila inclui um álcool em algumas realizações, como, por exemplo e sem limitação, n-butanol, 2-etil hexanol, álcool benzílico e similares, sozinho ou em combinação com dióis ou polióis.

[028] Em algumas realizações, o material com funcionalidade hidroxila está presente em uma quantidade de cerca de 1:99 a cerca de 95:5 em razão em volume entre material com funcionalidade hidroxila e óleo vegetal epoxidado e, alternativamente, de cerca de 5:95 a cerca de 40:60. Em algumas realizações, a razão equivalente entre funcionalidade hidroxila do material com funcionalidade hidroxila e funcionalidade oxirano no óleo vegetal epoxidado é de cerca de 0,1:1 a cerca de 3:1. Em algumas realizações, a razão equivalente entre funcionalidade hidroxila e funcionalidade oxirano no óleo vegetal epoxidado é de cerca de 0,2:1 a cerca de 3:1. Em algumas realizações, a razão equivalente entre funcionalidade hidroxila e funcionalidade oxirano no óleo vegetal epoxidado é de cerca de 0,2:1.

[029] O catalisador ácido pode ser, sem limitação, um catalisador ácido Lewis, um catalisador ácido forte como, por exemplo e sem limitação, um ou mais ácidos sulfônicos ou outro ácido forte (um ácido com pKa de cerca de 3 ou menos) , um ácido tríflico, um sal de triflato ou de um metal de grupo IIA, IIB, IIIA, IIIB ou VIIIA da Tabela Periódica dos Elementos (de acordo com a convenção IUPAC 1970), uma mistura dos mencionados sais de triflato ou sua combinação. Em algumas realizações, a quantidade de catalisador ácido pode variar de cerca de 1 ppm a cerca de 10.000 ppm e, alternativamente, cerca de 10 ppm a cerca de 1.000 ppm, com base no peso total da mistura de reação. Catalisadores incluem, por exemplo e sem limitação, os catalisadores triflato de metal do grupo IIA como, por exemplo e sem limitação, triflato de magnésio, os catalisadores triflato de metal do grupo IIB como, por exemplo e sem limitação, triflato de zinco e cádmio, os catalisadores triflato de metal do grupo IIIA como, por exemplo e sem limitação, triflato de lantânio, os catalisadores triflato de metal do grupo IIIB como, por exemplo e sem limitação, triflato de alumínio e os catalisadores triflato de metal do grupo VIIIA como, por exemplo e sem limitação, triflato de cobalto e suas combinações. A quantidade de cada catalisador triflato de metal pode variar, por exemplo e sem limitação, de cerca de 10 a cerca de 1.000 ppm, alternativamente de cerca de 10 a cerca de 200 ppm, com base no peso total da mistura de reação. Algumas realizações da presente invenção empregam um catalisador triflato de metal na forma de solução em um solvente orgânico. Exemplos de solventes incluem, sem limitação, água, álcoois, como n-butanol, etanol, propanol e similares, assim como solventes de hidrocarboneto aromático, solventes polares cicloalifáticos como, por exemplo e sem limitação, cetonas cicloalifáticas (por exemplo, ciclo-hexanona), solventes alifáticos polares como, por exemplo e sem limitação, alcoxialcanóis, 2-metoxietanol, solventes sem funcionalidade hidroxila e suas misturas.

[030] Em algumas realizações, o óleo vegetal epoxidado e material com funcionalidade hidroxila são aquecidos na presença de um catalisador ácido sob temperatura de cerca de 50 a cerca de 160 °C. Em algumas realizações, um solvente está presente durante a reação do poliol de óleo com funcionalidade hidroxila com o copolímero de poliolefina funcional e o componente de monômero etilenicamente insaturado como, por exemplo e sem limitação, uma cetona como, por exemplo e sem limitação, metil amil cetona, um solvente aromático como, por exemplo e sem limitação, xileno ou Aromatic 100, um solvente éster ou outro solvente sem funcionalidade hidroxila e suas misturas. Até cerca de 50% de um solvente com base no peso total da mistura de reação são empregados em várias realizações da presente invenção e, alternativamente, cerca de 5 até cerca de 30% são empregados. Em algumas realizações, cerca de 10 até cerca de 50% em peso da mistura de componente de monômero etilenicamente insaturado são um monômero com funcionalidade ácida. Em algumas realizações, o monômero com funcionalidade ácida é ácido metacrílico. A composição de revestimento pode ser invertida em água em algumas realizações ao adicionar uma base neutralizante como, por exemplo e sem limitação, amônia ou uma amina terciária como, por exemplo e sem limitação, dimetil etanol amina, 2-dimetilamino-2-metil-1-propanol, tributilamina, água ou sua combinação. O NV final (teor de não voláteis em peso) é de cerca de 15 a cerca de 40% em peso em algumas realizações. Em algumas realizações, é desejável ter NV final (teor de não voláteis em peso) de cerca de 30 a cerca de 50 para algumas aplicações.

[031] Em algumas realizações, um copolímero de poliolefina funcional e um componente de monômero etilenicamente insaturado são misturados com o poliol de óleo com funcionalidade hidroxila para formar uma mistura (opcionalmente na presença de um catalisador ácido, como os catalisadores ácidos descritos acima). Em algumas realizações, o copolímero de poliolefina funcional pode incluir, sem limitação, ácido metacrílico de polietileno, ácido acrílico de polietileno, copolímeros de etileno e anidrido maleico, copolímeros de propileno e anidrido maleico e suas combinações. Esses copolímeros podem ser Primacor 5980i disponível por meio da Dow Chemical ou Nucrel 925 disponível por meio da DuPont. Em algumas realizações, polibutadieno epoxidado pode incluir polybd600, polybd605, polybd600E, polybd700 e suas combinações disponíveis por meio da Cray Valley. A dispersão em água pode um teor de sólidos mais alto e melhor estabilidade na presença de polibutadieno epoxidado.

[032] Em algumas realizações, o monômero com funcionalidade ácida é ácido metacrílico. A composição de revestimento pode ser invertida em água em algumas realizações ao adicionar uma base neutralizante como, por exemplo e sem limitação, amônia ou uma amina terciária como, por exemplo e sem limitação, dimetil etanol amina, 2-dimetilamino-2-metil-1-propanol, tributilamina, água ou sua combinação. O NV final (teor de não voláteis em peso) é de cerca de 15 a cerca de 40% em peso em algumas realizações. Em algumas realizações, é desejável ter NV final (teor de não voláteis em peso) de cerca de 30 a cerca de 50 para algumas aplicações. Por exemplo e sem limitação, o neutralizante pode ser empregado em uma quantidade de cerca de 10% a cerca de 150% com base na quantidade de ácido a ser neutralizada no sistema.

[033] A mistura pode reagir com um componente de monômero etilenicamente insaturado na presença de um iniciador para formar um copolímero de enxerto. O componente de monômero etilenicamente insaturado e o iniciador podem ser adicionados após o esfriamento da mistura. Em algumas realizações, o componente de monômero etilenicamente insaturado e o iniciador são adicionados durante cerca de 2 horas. Em algumas realizações, o produto de reação do poliol de óleo com funcionalidade hidroxila, do componente de monômero etilenicamente insaturado e do iniciador é resfriado após cerca de 1 hora de retenção para formar o copolímero de enxerto. O termo "acrílico" pode ser utilizado para descrever o copolímero de enxerto como um copolímero de enxerto acrílico, mas a palavra acrílico é utilizada em seu significado mais amplo para incluir todos os componentes de monômeros etilenicamente insaturados.

[034] O componente de monômero etilenicamente insaturado pode ser composto de um único monômero ou uma mistura de monômeros. O componente de monômero etilenicamente insaturado inclui, sem limitação, um ou mais dentre uma mistura de monômeros de vinila, monômeros acrílicos, monômeros alílicos, monômeros de acrilamida, ésteres de vinila que incluem, sem limitação, acetato de vinila, propionato de vinila, butiratos de vinila, benzoatos de vinila, acetatos de vinil isopropila e ésteres de vinila similares, haletos de vinila que incluem, sem limitação, cloreto de vinila, fluoreto de vinila e cloreto de vinilideno, hidrocarbonetos aromáticos de vinila que incluem, sem limitação, estireno, metil estirenos e alquil estirenos inferiores similares, cloroestireno, vinil tolueno, vinil naftaleno, monômeros de hidrocarboneto vinil alifático vinil que incluem, sem limitação, alfa olefinas como, por exemplo e sem limitação, etileno, propileno, isobutileno e ciclo-hexeno, assim como dienos conjugados como, por exemplo e sem limitação, 1,3-butadieno, metil-2-butadieno, 1,3-piperileno, 2,3-dimetil butadieno, isopreno, ciclo-hexano, ciclopentadieno e diciclopentadieno. Ésteres de vinilalquila incluem, sem limitação, metil vinil éter, isopropil vinil éter, n-butil vinil éter e isobutil vinil éter. Monômeros acrílicos incluem, sem limitação, monômeros como, por exemplo e sem limitação, alquil ésteres inferiores de ácido acrílico ou metacrílico com uma porção alquil éster que contém de cerca de 1 a cerca de 10 átomos de carbono, assim como derivados aromáticos de ácido acrílico e metacrílico. Monômeros acrílicos incluem, por exemplo e sem limitação, acrilato de metacrilato de metila, acrilato e metacrilato de etila, acrilato e metacrilato de butila, acrilato e metacrilato de propila, acrilato e metacrilato de 2-etil hexila, acrilato e metacrilato de ciclo-hexila, acrilato e metacrilato de decila, acrilato e metacrilato de isodecila, acrilato e metacrilato de benzila, vários glicidil ésteres reagidos com ácidos acrílicos e metacrílicos, acrilatos e metacrilatos de hidroxil alquila como, por exemplo e sem limitação, acrilatos e metacrilatos de hidroxietila e hidroxipropila, acrilato e metacrilato de glicidila e acrilatos e metacrilatos de amino.

[035] Em algumas realizações, a razão em peso entre o poliol de óleo e o copolímero de poliolefina funcional pode ser de cerca de 80:20 a cerca de 20:80, alternativamente de cerca de 40:60 a cerca de 60:40, cada um com base no total de sólidos. Em algumas realizações, a razão em peso entre o componente de monômero etilenicamente insaturado, o poliol de óleo com funcionalidade hidroxila e o copolímero de poliolefina funcional pode ser de cerca de 80:10:10 a cerca de 10:60:30, alternativamente de cerca de 70:15:15 a cerca de 30:40:30 e alternativamente de cerca de 40:40:20 a cerca de 50:30:20. [é aqui]

[036] Em algumas realizações, a razão em peso entre o poliol de óleo e o copolímero de poliolefina funcional para polibutadieno epoxidado pode ser de cerca de 50:40:10 a cerca de 89:10:1, alternativamente de cerca de 40:50:10 a cerca de 75:20:5, cada um com base no total de sólidos. Em algumas realizações, a razão em peso entre o componente de monômero etilenicamente insaturado, o poliol de óleo com funcionalidade hidroxila, o copolímero de poliolefina funcional e o polibutadieno epoxidado pode ser de cerca de 70:19:10:1 a cerca de 20:40:30:10, alternativamente cerca de 60:23:15:2 a cerca de 63:35:20:8 e, alternativamente, cerca de 40:35:20:5 a cerca de 50:33:10:7.

[037] Em algumas realizações, a razão em peso entre o copolímero de poliolefina funcional e polibutadieno epoxidado pode ser de cerca de 80:20 a cerca de 50:50, alternativamente cerca de 60:40 a cerca de 60:40, cada um com base no total de sólidos. Em algumas realizações, a razão em peso entre o componente de monômero etilenicamente insaturado, o polibutadieno epoxidado e o copolímero de poliolefina funcional pode ser de cerca de 90:1:9 a cerca de 20:20:60, alternativamente cerca de 80:3:17 a cerca de 55:15:32 e, alternativamente, cerca de 75:4:21 a cerca de 70:10:20.

[038] Vários iniciadores são empregados sozinhos ou em combinação em algumas realizações da presente invenção. Em algumas realizações, são empregados iniciadores com altas eficiências de enxerto. O iniciador inclui, sem limitação, compostos azo como, por exemplo e sem limitação, 2,2'-azobis(isobutironitrila) ,2,2' -azobis(2,4-dimetilvaleronitrila) e 1-t-butil-(azocianociclo-hexano), hidroperóxidos como, por exemplo e sem limitação, hidroperóxido de t-butila e hidroperóxido de cumeno, peróxidos como, por exemplo e sem limitação, peróxido de benzoíla, peróxido de caprilila, peróxido de di-t-butila, 3,3'-di(t-butilperóxi)butirato de etila, 3,3'-di(t- amilperóxi)butirato de etila, hexanoato de t-amilperóxi-2-etila, hexanoato de 1,1,3,3-tetrametilbutilperóxi-2-etila e pivilato de t-butilperóxi, perésteres como, por exemplo e sem limitação, peracetato de t-butila, perftalato de t-butila e perbenzoato de t-butila, assim como percarbonatos como, por exemplo e sem limitação, dicarbonato de di(1-ciano-1-metiletil)peróxi, perfosfatos, peroctoato de t-butila e similares e suas misturas. Em algumas realizações, o iniciador está presente em quantidade de cerca de 0,1 a cerca de 15% e, alternativamente, cerca de 1 a cerca de 5%, com base no volume da mistura de monômeros.

[039] A temperatura escolhida para enxertar o componente de monômero etilenicamente insaturado pode variar com a meia vida do iniciador selecionado em algumas realizações da presente invenção. Por exemplo e sem limitação, a 130 °C, peroxibenzoato de t-butila tem meia vida de cerca de 30 minutos e pode ser empregado para enxerto. Peróxido de dibenzoíla tem meia vida de 30 minutos a 100 °C e 100 °C poderá ser uma temperatura para enxertar o poliol de óleo com funcionalidade hidroxila com peróxido de dibenzoíla em algumas realizações da presente invenção. Amplamente, dependendo da meia vida do iniciador utilizado, a reação pode ser realizada a cerca de 50 até cerca de 200 °C.

[040] Em algumas realizações, uma ou mais misturas de um iniciador com ou sem um solvente são adicionadas após a formação do copolímero de enxerto acrílico de poliol de óleo com funcionalidade hidroxila para reduzir o teor de monômero livre. As composições do iniciador e solvente na uma ou mais misturas podem ser idênticas ou diferentes das composições desses componentes utilizados para formar o copolímero de enxerto acrílico de poliol de óleo com funcionalidade hidroxila.

[041] Em algumas realizações, a composição de revestimento é invertida em água ao adicionar uma mistura de base neutralizante e água. A composição de revestimento pode ser reticulada por um composto epóxi funcional ou um polímero epóxi funcional para formar partículas reticuladas para melhorar a resistência à esterilização. O reticulante pode ser um epóxi alifático como, por exemplo e sem limitação, diglicidil éter de etilenoglicol, diglicidil éter de 1,4-butanodiol, diglicidil éter de 1,4 ciclo-hexanodimetanol, poliglicol diepoxidado, diglicidil éter de poliglicol, diglicidil éter de 1,6 hexanodiol, triglicidil éter de trimetilolpropano, triglicidil éter de trimetiloletano, triglicidil éter de glicerina propoxilada, epóxi cicloalifático, glicidil éter de sorbital ou suas combinações. Polímeros epoxidados funcionais podem ser utilizados como reticulante como, por exemplo e sem limitação, vegetais epoxidados, polibutadieno epoxidado, polióis epoxidados, copolímeros de (meta)acrilato de poliglicidila sintetizados e suas combinações.

[042] Em algumas realizações, o copolímero de enxerto é misturado com um reticulante para formar uma composição de revestimento curável. A composição de revestimento reticulada pode fornecer excelente desempenho de película em cozimento bastante curto para aplicações de bobina. Uma lista não limitadora de reticulantes para uso na presente invenção inclui epóxidos livres de bisfenol-A, um copolímero de metacrilato de glicidila, sorbitol epoxidado, benzoguanamina, benzoguanamina formaldeído, glicoluril, formaldeído melamina, um reticulante fenólico, fenol formaldeído, formaldeído ureia, um isocianato, um isocianato bloqueado, MC-16 da Sakuranomiya Chemical Company, EP-560 da Cytec, PH2028, PH2013/65B, PR899/60MPC, PF6535LB da Hexion, SFC112/65 do Grupo SI, 7700 LB da Ruter e suas misturas. Em algumas realizações, um copolímero de metacrilato de glicidila é utilizado como o reticulador para ajudar a melhorar a resistência química e à esterilização. A composição do copolímero reticulante pode incluir, sem limitação, estireno, acrilato, metacrilato, (meta)acrilatos funcionais, monômeros acrílicos que incluem, sem limitação, alquil ésteres inferiores de ácido acrílico ou metacrílico com uma porção alquil éster que contém de cerca de 1 a cerca de 10 átomos de carbono, derivados aromáticos de ácido acrílico e metacrílico, acrilato e metacrilato de metila, acrilato e metacrilato de etila, acrilato e metacrilato de butila, acrilato e metacrilato de propila, acrilato e metacrilato de 2-etil hexila, acrilato e metacrilato de ciclo-hexila, acrilato e metacrilato de decila, acrilato e metacrilato de isodecila, acrilato e metacrilato de benzila, vários glicidil ésteres reagidos com ácidos acrílicos e metacrílicos, acrilatos e metacrilatos de hidroxil alquila, como por exemplo e sem limitação, acrilatos e metacrilatos de hidroxietila e hidroxipropila, acrilato e metacrilato de glicidila e acrilatos e metacrilatos de amino. A temperatura escolhida para reticular o copolímero do componente de monômero etilenicamente insaturado pode variar de acordo com a meia vida do iniciador selecionado em algumas realizações da presente invenção. Por exemplo e sem limitação, a 130 °C, peroxibenzoato de t-butila tem meia vida de cerca de 30 minutos e pode ser empregado para enxerto. Peróxido de dibenzoíla tem meia vida de 30 minutos a 100 °C e 100 °C poderá ser uma temperatura para enxertar o poliol de óleo com funcionalidade hidroxila com peróxido de dibenzoíla em algumas realizações da presente invenção. Amplamente, dependendo da meia vida do iniciador utilizado, a reação pode ser realizada de cerca de 50 a cerca de 130 °C.

[043] Em várias realizações, a razão entre reticulante e copolímero de enxerto é de cerca de 1:99 a cerca de 90:10 e, alternativamente, cerca de 10:90 a cerca de 70:30. Opcionalmente, a mistura de polímeros e reticulantes pode ocorrer na presença de um catalisador de cura. Catalisadores de cura incluem, por exemplo e sem limitação, ácido dodecil benzeno sulfônico, ácido p-tolueno sulfônico, ácido fosfórico e similares e suas misturas. Em algumas realizações, outros polímeros podem ser misturados na composição de revestimento como, por exemplo e sem limitação, poliéteres, poliésteres, policarbonatos, poliuretanos e similares, assim como suas misturas. Condições de cura para revestimentos de embalagens em algumas realizações são de cerca de 10 a cerca de 60 segundos a cerca de 260 °C a cerca de 315 °C e, alternativamente, cerca de 1 minuto a cerca de 20 minutos a cerca de 121 °C a cerca de 260 °C.

[044] Os copolímeros e as composições de revestimento de acordo com a presente invenção podem incluir aditivos convencionais conhecidos pelos técnicos no assunto como, por exemplo, e sem limitação, agentes de fluxo, agentes ativos na superfície, antiespumantes, aditivos antiformação de crateras, lubrificantes, aditivos de liberação de carne e catalisadores de cura.

[045] Em algumas realizações da presente invenção, uma ou mais composições de revestimento são aplicadas a um substrato como, por exemplo e sem limitação, latas, latas de metal, tampas abre-fácil, embalagem, recipientes, receptáculos, tampas de latas ou quaisquer de suas porções utilizadas para segurar ou tocar qualquer tipo de alimento ou bebida. Em algumas realizações, um ou mais revestimentos são aplicados além das composições de revestimento de acordo com a presente invenção como, por exemplo e sem limitação, um revestimento principal que pode ser aplicado entre o substrato e a composição de revestimento.

[046] As composições de revestimento podem ser aplicadas a substratos de qualquer maneira conhecida pelos técnicos no assunto. Em algumas realizações, as composições de revestimento são pulverizadas ou revestidas com rolo sobre um substrato.

[047] Quando aplicadas, as composições contêm, por exemplo e sem limitação, cerca de 10% a cerca de 30% em peso de sólidos poliméricos relativos a cerca de 70% a cerca de 90% de água e inclui outros voláteis como, por exemplo e sem limitação, quantidades mínimas de solventes, se desejado. Para algumas aplicações, normalmente aquelas que não envolvem pulverização, solventes contidos na composição de revestimento para ajudar na formação de película são, por exemplo e sem limitação, cerca de 10% a cerca de 40% em peso de sólidos de polímeros. Solventes orgânicos são utilizados em algumas realizações para facilitar revestimento por rolo ou outros métodos de aplicação e esses solventes podem incluir, sem limitação, n-butanol, 2-butoxietanol-1, xileno, propilenoglicol, n-butil celossolve, monoetil éter de dietilenoglicol e outros solventes aromáticos e solventes de éster e suas misturas. Em algumas realizações, n-butil celossolve é utilizado em combinação com propilenoglicol. As composições de revestimento resultantes são aplicadas em algumas realizações por métodos convencionais conhecidos na indústria de revestimento. Em algumas realizações, após a aplicação sobre um substrato, a composição de revestimento é tratada termicamente sob temperaturas na faixa de cerca de 200 °C a cerca de 250 °C.

[048] As composições de revestimento de acordo com a presente invenção podem ser pigmentadas e/ou opacificadas com pigmentos e opacificadores conhecidos em algumas realizações. Para muitos usos, incluindo o uso em alimento, por exemplo e sem limitação, o pigmento pode ser óxido de zinco, preto de carvão ou dióxido de titânio. As composições de revestimento resultantes são aplicadas em algumas realizações por métodos convencionais conhecidos na indústria de revestimento. Assim, para exemplo não limitador, métodos de aplicação de revestimento por pulverização, rolamento, imersão e fluxo podem ser utilizados para películas transparentes e pigmentadas. Em algumas realizações, após a aplicação sobre um substrato, a composição de revestimento é tratada termicamente sob temperaturas na faixa de cerca de 130 °C a cerca de 250 °C e alternativamente mais altas por tempo suficiente para realizar cura completa, assim como volatizar quaisquer componentes fugitivos.

[049] Para substratos destinados a ser recipientes de bebida, o revestimento é aplicado em algumas realizações em uma taxa na faixa de cerca de 0,5 msi a cerca de 15 miligramas por polegada quadrada de revestimento de polímero por polegada quadrada de superfície de substrato exposta. Em algumas realizações, o revestimento dispersível em água é aplicado em espessura de cerca de 0, 1 msi a cerca de 1,15 msi.

[050] Para substratos destinados a ser tampas abre-fácil de bebidas, os revestimentos são aplicados em algumas realizações em taxa na faixa de cerca de 1,5 a cerca de 15 miligramas por polegada quadrada de revestimento de polímero por polegada quadrada de superfície de substrato exposta. Composições de revestimento de embalagem convencionais são aplicadas ao metal a cerca de 232 até cerca de 247 °C. Algumas das composições de revestimento de acordo com a presente invenção conseguem bons resultados a cerca de 230 °C ou menos como, por exemplo, cerca de 210 °C ou menos. Essa diminuição de temperatura fornece economia de energia para o revestidor e pode permitir o uso de diferentes ligas, como aço estanhado utilizado para tampas abre-fácil. Isso também permite a reciclagem das extremidades junto com o corpo da lata. Quando utilizados como revestimento para a tampa abre-fácil de um recipiente de metal, os revestimentos de acordo com a presente invenção exibem resistência a bebidas esterilizadas, cafés acidificados, bebidas isotônicas e similares. Em algumas realizações, o teor de sólidos da composição de revestimento é de mais de cerca de 30% e a composição de revestimento possui viscosidade de cerca de 35 a cerca de 200 centipoise a 30% de sólidos ou acima para produzir peso de película de cerca de 6 a cerca de 8 msi (milímetros por polegada quadrada), para que minimize a produção de bolhas em excesso e para que a película possa ter boa resistência química, como resistência de levantamento de alumínio. Algumas das composições de revestimento de acordo com a presente invenção podem ser utilizadas para aplicações de tampa abre-fácil internas e externas.

EXEMPLOS

[051] A presente invenção será adicionalmente descrita com referência aos exemplos não limitadores a seguir. Deverá ser entendido que variações e modificações desses exemplos podem ser realizadas pelos técnicos no assunto sem sair do espírito e escopo da presente invenção.

[052] Resistência à mudança de cor mede a capacidade de um revestimento de resistir ao ataque por várias soluções. Normalmente, a mudança de cor é medida pela quantidade de água absorvida por uma película revestida. Quando a película absorve água, ela normalmente se torna turva ou parece ser branca. As composições de revestimento foram avaliadas com retorta de água deionizada (imersa por 90 minutos em água a 121 °C) . A mudança de cor em retorta foi medida visualmente em uma escala de 0-5. Mudança de cor de 0 significa que não há mudança de cor. Mudança de cor de 5 significa que a película é completamente branca.

[053] Resistência ao solvente é medida como resistência a solventes, como metiletil cetona (MEK) ou acetona. Esse teste foi realizado como descrito em ASTM D 5402-93. São reportados os números de fricção dupla (ou seja, um movimento para frente e para trás) . Utilizou-se MEK nos presentes testes.

[054] Fabricação de copo Ericksen com esferas mede a capacidade de um substrato revestido de reter sua integridade, pois simula o processo de formação para produzir uma tampa abre-fácil. É uma medição da presença de rachaduras ou fraturas nas esferas. Copos de submersão de 2,54 x 2,54 centímetros foram fabricados pela Ericksen Cupper.

[055] Teste de adesão foi realizado nos copos Ericksen com esferas para avaliar se o revestimento adere aos copos. O teste de adesão foi realizado de acordo com ASTM D 3359-Método de Teste B, com fita SCOTCH 610, disponível por meio da 3M Company de Saint Paul, Minnesota. Adesão é geralmente avaliada em uma escala de 0-5, em que uma avaliação de "0" indica que não houve falhas de adesão e uma avaliação de "5" indica que a película saiu por completo do substrato.

[056] Bolhas foram medidas por microscópios da MEIJI Techno e indicados por meio de ASTM D714. As bolhas foram avaliadas por nenhuma, poucas ou densas nesta aplicação.

[057] A mudança de cor na água foi medida pela quantidade de água absorvida pela película revestida quando a película foi imersa em água. Mediu-se a mudança de cor em vapor de água. As composições de revestimento foram avaliadas com retorta de água deionizada (imersa por 90 minutos em água a 121 °C) . A mudança de cor na retorta foi medida com um avaliador Waco Enamel. Tampas de lata revestidas foram posicionadas sobre o avaliador Wace Enamel para testar a cobertura do revestimento sobre latas de bebidas. Esse teste exibe um índice da quantidade de metal exposto por cobertura de esmalte incompleta sobre um LED digital de fácil leitura transparente. Quando a lata é invertida, o eletrodo e a extremidade da lata ficam imersos no eletrólito e a leitura é exibida no avaliador de esmalte.

[058] Resistência a cloreto de cobre foi utilizada para medir a capacidade do substrato revestido após retorta de água para manter sua integridade à medida que passa por um processo de formação para produzir uma tampa de lata de bebida. Nesse teste, as tampas de lata fabricadas foram expostas a uma solução de cloreto de cobre. Cobre se depositará em quaisquer rachaduras ou fraturas que possam existir na tampa. Uma solução de teste de sulfato de cobre foi preparada com 2070 gramas de água, 600 gramas de sulfato de cobre, 300 gramas de ácido clorídrico e 30 gramas de Dowfax 2A1. O sulfato de cobre foi dissolvido na água destilada em um beaker de 4000 ml, o ácido clorídrico e Dowfax 2A1 foram adicionados. O procedimento de teste foi: (1) preencher a bandeja a uma profundidade de 1,27 centímetros com a solução de sulfato de cobre; (2) flutuar as tampas com o lado interior para baixo sobre a solução; (3) deixar o cronômetro em 30 minutos; e (4) após 30 minutos, remover as tampas e mergulhar em um recipiente de água de torneira. Mediu-se a mudança de cor visualmente em uma escala de 0-5. Mudança de cor de 0 significa que não há mancha de cloreto de cobre na tampa. Mudança de cor de 5 significa que a película foi completamente manchada por cloreto de cobre.

[059] Um teste de 2% de ácido cítrico foi utilizado para simular bebida ácida. As tampas de latas foram imersas na solução de 2% de ácido cítrico por 60 minutos a 121 °C. Os resultados dos testes são resumidos abaixo. Mudança de cor de retorta e adesão foram medidas da mesma maneira que os exemplos acima.

EXEMPLO 1 PREPARAÇÃO DE POLIOL DE ÓLEO COM FUNCIONALIDADE HIDROXILA

[060] 47 gramas de propilenoglicol, 250 gramas de óleo de soja epoxidado, 0,57 gramas de butanol e 0,11 gramas de Nacure Super A-218 (disponível por meio da King Industries) foram agitados sob nitrogênio e aquecidos a 140 °C. O exoterma inicial foi controlado e a mistura foi mantida a 150 °C por cerca de 2 horas. O peso equivalente de epóxi foi de 36.648. A mistura foi resfriada a 100 °C e 345 gramas de butil celossolve foram adicionados. O sólido final é 47,2%.

EXEMPLO 2 PREPARAÇÃO DE POLIOL DE ÓLEO COM FUNCIONALIDADE HIDROXILA

[061] 76,38 gramas de propilenoglicol, 335 gramas de óleo de soja epoxidado, 0,5 gramas de butanol e 0,1 grama de Nacure Super A-218 (disponível por meio da King Industries) foram agitados sob nitrogênio e aquecidos a 140 °C. O exoterma inicial foi controlado e a mistura foi mantida a 150 °C por cerca de 2 horas. O peso equivalente em epóxi era de 34.720. A mistura foi resfriada a 100 °C. O sólido final é 90%.

EXEMPLO 3 PREPARAÇÃO DE RETICULANTE DE COPOLÍMERO DE METACRILATO DE GLICIDILA

[062] 80 gramas de monoetil éter de dietilenoglicol e 0,83 gramas de peroctoato de terc-butila foram aquecidos a 100 °C em um reator. 30 gramas de metacrilato de glicidila, 35 gramas de acrilato de butila, 35 gramas de metacrilato de metila e 4,2 gramas de peroctoato de terc-butila foram bombeados ao reator no período de 3 horas. Depois disso, 1,0 grama de peroctoato de terc-butila e 5 gramas de monoetil éter de dietilenoglicol foram adicionados ao reator e mantidos por 1 hora. Depois disso, 1,0 grama de peroctoato de terc-butila e 5 gramas de monoetil éter de dietilenoglicol foram adicionados ao reator e mantidos por 30 minutos. Finalmente, 9 gramas de monoetíl éter de dietilenoglicol foram adicionados ao reator, que foi resfriado a 50 °C. O teor final de sólidos era de 50%.

EXEMPLO 4 PREPARAÇÃO DE COPOLÍMERO DE ENXERTO

[063] 20 gramas de Primacor 5980i, 10 gramas de polybd600E (disponível por meio da Cray Valley), 58 gramas de butil celossolve, 0,5 gramas de butanol e 0,04 gramas de Nacure Super A-218 (disponível por meio da King Industries) foram agitados sob nitrogênio e aquecidos a 120 °C. O exoterma inicial foi controlado e a mistura foi mantida a 120 °C por cerca de 1 hora. O peso equivalente em epóxi foi de 35.420. A mistura foi resfriada a 100 °C e 24 gramas de butanol foram adicionados. Depois disso, 27,5 gramas de metacrilato de metila, 27,5 gramas de metacrilato de n-butila, 7 gramas de metacrilato de hidroxipropila, 8 gramas de ácido metacrílico, 7 gramas de butil celossolve e 2,0 gramas de peróxido de benzoíla Aztec (75% em água) foram alimentados à mistura a 100 °C por 2,5 horas. Depois disso, 0,3 gramas de peroctoato de t-butila foram adicionados e mantidos por 1,0 hora a 100 °C. Depois disso, o reator foi resfriado para 95 °C. Em seguida, 4,5 gramas de dimetiletanolamina e 10 gramas de água deionizada foram adicionados e mantidos por 20 minutos. Depois disso, 365 gramas de água deionizada foi bombeada para o reator a 90 °C por 45 minutos. Em seguida, o reator foi resfriado a 40 °C. O teor final de sólidos foi de 17,8%.

EXEMPLO 5 PREPARAÇÃO DE COPOLÍMERO DE ENXERTO

[064] 71 gramas do poliol de óleo Com funcionalidade hidroxila preparado no Exemplo 1 foram misturados com 14,2 gramas de Primacor 5980i. A mistura foi aquecida a 120 °C e mantida por duas horas. A mistura foi resfriada a 100 °C após retenção de duas horas. 24 gramas de butanol foram adicionados ao reator. 17 gramas de metacrilato de metila, 17 gramas de metacrilato de n-butila, 5 gramas de metacrilato de hidroxipropila, 10 gramas de ácido metacrílico, 17 gramas de butil celossolve e 1,5 gramas de peróxido de benzoíla Aztec (75% em água) foram misturados em um recipiente separado e alimentados à mistura a 100 °C durante 2,5 horas. Depois disso, 0,7 gramas de peroctoato de t-butila e 7 gramas de butil celossolve foram adicionados e mantidos por 1,5 horas a 100 °C. Depois disso, o reator foi resfriado a 95 °C. Em seguida, 5,5 gramas de dimetiletanolamina e 10 gramas de água deionizada foram adicionados e mantidos por 30 minutos. Depois disso, 190 gramas de água deionizada foram bombeados para o reator e o reator foi mantido a 95 °C por 45 minutos. Em seguida, o reator foi resfriado a 50 °C. O teor final de sólidos foi de 25,5%.

EXEMPLO 6 PREPARAÇÃO DE COMPOSIÇÕES DE REVESTIMENTO

[065] As quatro composições de revestimento exibidas na Tabela 1 abaixo foram formuladas com vários solventes, reticulantes e cera. As películas resultantes foram revestidas sobre substratos 211 TFS por meio de uma vara de número 12 que produziu espessura de película de 2,02,5 msi. A película de revestimento foi curada em temperatura máxima de 235 °C por 17 segundos.

Exemplo 7 Preparação de Copolímero de Enxerto com Reticuladores

[066] 47 gramas do poliol de óleo com funcionalidade hidroxila preparado no Exemplo 2 foram misturados com 33 gramas de Primacor 5980i, 5 gramas de polibutadieno epoxidado polybd600, 52 gramas de monoetil éter de dietilenoglicol e 40 gramas de propilenoglicol. A mistura foi aquecida a 120 °C e mantida por duas horas. A mistura foi resfriada a 100 °C após retenção de duas horas. 43,4 gramas de metacrilato de metila, 6, 6 gramas de metacrilato de n- butila, 6, 6 gramas de metacrilato de hidroxipropila, 9, 9 gramas de ácido metacrílico e 3,3 gramas de peróxido de t-benzoíla Aztec foram misturados em recipientes separados e alimentados à mistura a 100 °C durante 2,5 horas. Depois disso, 1,0 grama de peroctoato de t-butila foi adicionado e mantido por 1,5 horas a 100 °C. Em seguida, o reator foi resfriado a 95 °C. Depois disso, 4 gramas de dimetiletanolamina e 25 gramas de água deionizada foram adicionados e mantidos por 30 minutos. O reator foi resfriado a 90 °C. 38,5 gramas do reticulante do Exemplo 3 foram adicionados ao reator. Depois disso, uma mistura de 23 gramas de EP-560 fenólico (10% com base no total de sólidos), 0,5 gramas de dimetiletanolamina e 4 gramas de propilenoglicol foram adicionados ao reator. O reator foi aquecido a 90 °C. Depois disso, 160 gramas de água deionizada foram bombeados para o reator durante 30 minutos. O reator foi mantido a 90 °C e por 45 minutos após o bombeamento da água. Em seguida, o reator foi resfriado a 40 °C. O teor final de sólidos foi de 36%.

EXEMPLO 8 PREPARAÇÃO DE COPOLÍMERO DE ENXERTO COM RETICULANTES

[067] 47 gramas do poliol de óleo com funcionalidade hidroxila preparado no Exemplo 2 foram misturados com 33 gramas de Primacor 5980i, 5 gramas de polibutadieno epoxidado polybd600, 52 gramas de monoetil éter de dietilenoglicol e 40 gramas de propilenoglicol. A mistura foi aquecida a 120 °C e mantida por duas horas. A mistura foi resfriada a 100 °C após retenção de duas horas. 43,4 gramas de metacrilato de metila, 6, 6 gramas de metacrilato de n- butila, 6, 6 gramas de metacrilato de hidroxipropila, 9, 9 gramas de ácido metacrílico e 3,3 gramas de peróxido de t-benzoíla Aztec foram misturados em recipientes separados e alimentados à mistura a 100 °C durante 2,5 horas. Depois disso, 1,0 grama de peroctoato de t-butila foi adicionado e mantido por 1,5 horas a 100 °C. Em seguida, o reator foi resfriado a 95 °C. Depois disso, 4 gramas de dimetiletanolamina e 25 gramas de água deionizada foram adicionados e mantidos por 30 minutos. O reator foi resfriado a 90 °C. 38,5 gramas do reticulante do Exemplo 3 foram adicionados ao reator. Em seguida, uma mistura de 34,3 gramas de fenólico EP-560 (15% com base no total de sólidos), 0,8 gramas de dimetiletanolamina e 6,0 gramas de propilenoglicol foram adicionados ao reator. O reator foi aquecido a 90 °C. Depois disso, 180 gramas de água deionizada foram bombeados para o reator durante 30 minutos. O reator foi mantido a 90 °C e por 45 minutos após o bombeamento da água. Em seguida, o reator foi resfriado a 40 °C. O teor final de sólidos foi de 35,4%.

[068] O copolímero de enxerto do Exemplo 7 e o copolímero de enxerto do Exemplo 8 foram revestidos sobre 211 substratos TFS por meio de uma vara número 28 que produziu espessuras de película de 6,5-7,0 msi. Os painéis foram fabricados em 202 conchas sobre uma Prensa de Concha de um lado e convertidos em 202 tampas de bebidas. As tampas foram avaliadas em vários testes e os resultados são resumidos na Tabela 2.

Claims (20)

1. COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO, caracterizada por compreender:

   • - um reticulante; e
   • - um copolímero de enxerto termicamente reativo com o reticulante, em que o copolímero de enxerto é um produto de reação, formado na presença de um iniciador, de um monômero etilenicamente insaturado e uma mistura de um poliol de óleo com funcionalidade hidroxila e um copolímero de poliolefina funcional, e em que o poliol de óleo com funcionalidade hidroxila é um produto de reação, formado na presença de um catalisador ácido, de um óleo vegetal epoxidado e um material com funcionalidade hidroxila.
2. COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo óleo vegetal epoxidado ser derivado de um glicerídeo de ácido graxo insaturado.
3. COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo óleo vegetal epoxidado estar presente em quantidade de 1 a 95 partes com base no peso total do copolímero de enxerto.
4. COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo material com funcionalidade hidroxila ser pelo menos um de propilenoglicol, 1,3-propanodiol, etilenoglicol, neopentilglicol, trimetilol propano, dietilenoglicol, poliéter glicol, álcool benzílico, 2-etil hexanol, um poliéster, um policarbonato ou uma poliolefina com funcionalidade hidroxila.
5. COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo material com funcionalidade hidroxila estar presente em quantidade de 1 a 95 partes do óleo vegetal epoxidado.
6. COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela razão em peso entre o poliol de óleo com funcionalidade hidroxila e o copolímero de poliolefina funcional ser de 80:20 a 20:80 com base no total de sólidos.
7. COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo catalisador ácido incluir pelo menos um de um ácido sulfônico, um ácido tríflico, um sal de triflato de um metal de grupo IIA, IIB, IIIA, IIIB ou VIIIA da Tabela Periódica dos Elementos (de acordo com a convenção de IUPAC 1970).
8. COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela razão em peso entre o componente de monômero etilenicamente insaturado, o poliol de óleo com funcionalidade hidroxila e a poliolefina funcional ser de 80:10:10 a 10:60:30.
9. COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela mistura do poliol de óleo com funcionalidade hidroxila e a poliolefina funcional incluir um produto da reação do poliol de óleo com funcionalidade hidroxila, a poliolefina funcional e polibutadieno epoxidado.
10. COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pela razão em peso entre o poliol de óleo com funcionalidade hidroxila, o copolímero de poliolefina funcional e o polibutadieno epoxidado ser de 50:40:10 a 89:10:1.
11. COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pela razão em peso entre o componente de monômero etilenicamente insaturado, o poliol de óleo com funcionalidade hidroxila, o copolímero de poliolefina funcional e o polibutadieno epoxidado ser de 70:19:10:1 a 20:40:30:10.
12. COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo componente de monômero etilenicamente insaturado incluir pelo menos um de acrilato de butila, metacrilato de metila, estireno, metacrilato de benzila, metacrilato de hidroxipropila, acrilato de hidroxietila, metacrilato de glicidila, ácido acrílico, ácido metacrílico, metacrilato de acetoacetoxietila ou um monometacrilato éster de fosfato.
13. COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo iniciador incluir pelo menos um de peroxibenzoato de t-butila, peroctoato de t-butila ou peróxido de dibenzoíla, hexanoato de 1,1,3,3-tetrametilbutilperóxi-2-etila.
14. COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo iniciador estar presente em quantidade de 0,1 a 15% em peso do componente de monômero etilenicamente insaturado.
15. COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo óleo de poliol com funcionalidade hidroxila ser formado na presença de um solvente.
16. COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo solvente compreender até 90% com base no peso total da mistura de reação.
17. COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo reticulante incluir pelo menos um de fenol formaldeído, formaldeído melamina, formaldeído ureia, formaldeído benzoguanamina, um isocianato, um isocianato bloqueado, epóxidos livres de bisfenol-A, um reticulante fenólico, um copolímero de (meta)acrilato de glicidila, sorbitol epoxidado, benzoguanamina ou glicoluril.
18. COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo copolímero de poliolefina funcional ser pelo menos de um copolímero de etileno e ácido metacrílico, um copolímero de etileno e ácido acrílico, um copolímero de etileno e anidrido maleico ou um copolímero de propileno e anidrido maleico.
19. COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo copolímero de enxerto ser invertido em água.
20. SUBSTRATO, caracterizado por ser revestido com a composição de revestimento conforme definido na reivindicação 1.