CN102027081A - 涂覆玻璃、聚乙烯或聚酯容器的方法以及适用于所述涂覆方法的含水配料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种涂覆由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的容器的方法,其中用至少一种基本不含石蜡的含水配料进行处理,所述含水配料含有:(A)至少一种选自以下的酸官能蜡状共聚物:(A1)被部分氧化的聚乙烯蜡,其根据DIN 53402检测具有10-100mg KOH/g的酸值,和(A2)熔体流速(MFR)为1-50g/10分钟的共聚物,所述熔体流速是在160℃和325g负荷下根据EN ISO 1133检测的,所述共聚物以共聚形式含有:(a)60-88重量%的乙烯,(b)12-40重量%的至少一种烯属不饱和羧酸,并且所述共聚物是被碱金属或胺至少部分中和的;(B)任选地至少一种非离子性或阴离子性表面活性剂;(C)任选地至少一种消泡剂;(D)任选地至少一种有机胺;(E)任选地至少一种有机溶剂。
Description
本发明涉及一种涂覆由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的容器的方法,其中用至少一种含有基本不含石蜡的含水配料进行处理,所述含水配料含有:
(A)至少一种选自以下的酸官能蜡状共聚物:
(A1)被部分氧化的聚乙烯蜡,其根据DIN 53402检测具有10-100mg KOH/g的酸值,和
(A2)熔体流速(MFR)为1-50g/10分钟的共聚物,所述熔体流速是在160℃和325g负荷下根据EN ISO 1133检测的,所述共聚物以共聚形式含有:
(a)60-88重量%的乙烯,
(b)12-40重量%的至少一种烯属不饱和羧酸,并且所述共聚物是被碱金属或胺至少部分中和的,
(B)任选地,至少一种非离子性或阴离子性表面活性剂,
(C)任选地,至少一种消泡剂,
(D)任选地,至少一种有机胺,
(E)任选地,至少一种有机溶剂,
(F)任选地,聚合物分散体。
另外,本发明涉及通过本发明方法涂覆的容器。另外,本发明涉及尤其适用于实施本发明方法的含水配料。
许多液体,更特别是饮料,目前是装在由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的容器中销售的。玻璃和聚酯以及更尤其是PET(聚对苯二甲酸乙二酯)具有许多优点。它们具有特定的机械稳定性;它们不会大幅度干扰饮料的味道;更尤其在玻璃的情况下,它们也非常适用于运输碳酸饮料;它们已经建立了市场。同样在回收系统中也是如此,并且瓶的沉积速率目前也是很好的。在被清洁后,它们一般可以在不需要考虑卫生问题的情况下再次使用。
但是观察到,由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的容器在使用多次后,显示出与由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的新容器之间存在不利的差别:划痕,小脱层,从透明性偏移的浑浊,以及进而影响美感。此外,多次使用的由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的容器会有“老”的感觉。
在涂料的选择中,与表面相关,通常建议使用石蜡。为了将石蜡涂到表面上,应当方便的在水中配制并然后施用它们。所以当需要一种或多种表面活性物质时(乳化剂,表面活性剂),允许配制石蜡。
但是,石蜡在用于表面的暂时涂覆时存在缺点。石蜡涂料的活性通常只有一天或更短,所以对于由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的容器而言过短。此外,对于由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的容器,所述涂料一般太粘。此外,石蜡涂料通常倾向于涂敷,所以对于需要清洁的涂料而言是不可接受的,例如对于上述容器而言。
具有比含石蜡的涂料更大耐久性优点的许多其它涂料在污垢的情况下是难以除去的,例如通过强碱性清洁溶液除去。但是,如果需要通过强碱性清洁溶液处理玻璃、聚乙烯或聚酯,则玻璃或聚酯会受到严重损害。
所以,本发明的目的是提供一种涂覆由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的容器的方法,此方法能确保有效的暂时保护,并且使被划伤的由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的容器也具有吸引人的外观并且至少在感觉上有吸引力,并且此方法确保涂层是易于除去的。另一个目的是提供被暂时涂覆的由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的容器。另一个目的是提供配料,采用此配料能有效地进行本发明方法,并且提供制备这些配料的方法。
因此,发现了本文开头定义的方法。
容器表示例如包装和任何所需形式的其它容器,优选盘、金属容器、罐和瓶,优选瓶。特别优选用于食品的容器。这些包括饮料瓶、乳霜罐、用于腌菜或酸奶的罐子,但是特别优选用于碳酸饮料的饮料瓶。
根据本发明用于涂覆的容器是由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的,其中聚乙烯更特别地表示通过低压法生产的聚乙烯,换句话说,例如使用齐格勒-纳塔催化剂生产的聚乙烯;聚酯更尤其包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。由被玻璃涂覆的聚对苯二甲酸乙二酯或由被玻璃涂覆的聚乙烯制成的容器也包括在内。
由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的容器优选是具有至少0.5-5mm壁厚度的那些容器。由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的容器优选是具有至多5mm壁厚度的那些容器。
在本发明的一个实施方案中,由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的容器是多用途容器,例如具有沉积物的瓶。
在本发明的另一个实施方案中,聚酯容器是已经在单次使用之后熔化的那些,熔体已经与扩链剂混合,并且经过添加处理的熔体通过更新的吹塑工艺而被再加工成容器。
在本发明的一个实施方案中,由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的容器可以在实际进行本发明的涂覆之前通过常规方法来清洁。
本发明方法是通过用基本不含石蜡的含水配料涂覆由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的容器进行的,所述含水配料含有:
(A)至少一种选自以下的酸官能蜡状共聚物:
(A1)被部分氧化的聚乙烯蜡,其根据DIN 53402检测具有10-100mg KOH/g的酸值,和
(A2)熔体流速(MFR)为1-50g/10分钟的共聚物,所述熔体流速是在160℃和325g负荷下根据EN ISO 1133检测的,所述共聚物以共聚形式含有:
(a)60-88重量%的乙烯,
(b)12-40重量%的至少一种烯属不饱和羧酸,并且所述共聚物是被碱金属或胺至少部分中和的,
(B)任选地,至少一种非离子性或阴离子性表面活性剂,
(C)任选地,至少一种消泡剂,
(D)任选地,至少一种有机胺,
(E)任选地,至少一种有机溶剂,
(F)任选地,聚合物分散体。
用于本发明涂覆方法中的含水配料是基本不含石蜡的。不含石蜡表示在本发明方法中(在本文中也称为本发明的涂覆方法),所用的含水配料含有不超过0.5重量%的石蜡,优选不超过0.1重量%的石蜡,基于所述含水配料的固含量计,换句话说,基于组分(A)、(B)、(C)以及任选使用的(D)和/或(F)的总量计。用于本发明目的的石蜡也包括白油。
此外,用于本发明涂覆方法中的含水分散体是优选基本不含硅油的。不含硅油表示在本发明涂覆方法中所用的含水配料含有不超过0.5重量%的硅油,优选不超过0.1重量%的硅油,基于所述含水配料的固含量计,换句话说,基于组分(A)、(B)、(C)以及任选使用的(D)和/或(F)的总量计。
用于本发明涂覆方法中的含水配料含有至少一种酸官能蜡状共聚物,也简称为共聚物(A),其选自:
(A1)被部分氧化的聚乙烯蜡,其根据DIN 53402检测具有10-100mg KOH/g、优选10-50mg KOH/g的酸值,和
(A2)熔体流速(MFR)为1-50g/10分钟、优选5-20g/10分钟、更优选7-15g/10分钟的共聚物,所述熔体流速是在160℃和325g负荷下根据EN ISO 1133检测的,所述共聚物以共聚形式含有:
(a)60-88重量%、优选65-80重量%的乙烯,
(b)12-40重量%、优选20-35重量%的至少一种烯属不饱和羧酸,
并且所述共聚物是被碱金属或胺至少部分中和的,碱金属更特别是钾或钠,胺更特别是氨或ω-羟基烷基胺,
其中重量百分比数据是基于整个共聚物(A2)计。
“被至少中和”在这里表示共聚物(A)的所有羧酸基团中的至少33摩尔%被碱金属或胺中和。
在本发明的一个实施方案中,共聚物(A)的所有羧酸基团中的50-99摩尔%被碱金属或胺中和。在本发明的一个具体实施方案中,共聚物(A)的所有羧酸基团被碱金属或胺中和。
根据DIN 53402检测具有10-100mg KOH/g、优选10-50mg KOH/g酸值的被部分氧化的聚乙烯蜡也在本发明中称为共聚物(A1),并将在下文中如此简称。共聚物(A1)是被碱金属或胺至少部分中和的,碱金属更特别是钾或钠,胺更特别是氨或ω-羟基烷基胺。
共聚物(A1)可以通过常规方法制备。可以例如先制备平均分子量Mn为至多不超过20,000g/mol的聚乙烯,并然后使此聚乙烯在熔融态下用氧气或含氧气体进行部分氧化,更尤其是用空气氧化,直到达到所需的酸值。适用于这种部分氧化的反应器是管式反应器和泡罩塔反应器,例如参见″Ullmannsder technischen Chemie″,第4版,Verlag Chemie,Weinheim,第3卷,第369页。
所述聚乙烯可以通过各种方法制备,例如高压法或低压法。“高压法”表示在1500-3500巴压力和200-350℃温度下进行的工艺。在本文中,高压法涉及自由基加成聚合,其可以例如通过氧或通过过氧化物引发。相比之下,“低压法”表示催化实施的聚合反应,这例如用齐格勒-纳塔催化剂、Cr催化剂或茂金属催化剂进行。低压法可以例如在30-100巴的压力下进行,合适的温度范围是50-100℃。在另一个方案中,可以使用用聚合催化剂在500-900巴下制备的聚乙烯。
“聚乙烯”并不限于乙烯的均聚物,而是也包括例如乙烯与一种或多种α-烯烃形成的共聚物,α-烯烃是例如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯或1-十二碳烯,另外包括与其它烯烃例如异烯烃形成的共聚物,以及与烯属不饱和单羧酸或二羧酸、更尤其与(甲基)丙烯酸形成的共聚物。
在本发明的一个实施方案中,共聚物(A1)具有10-70mgKOH/g的水解值,根据DIN 53401检测。
在本发明的一个实施方案中,共聚物(A1)具有0.95-0.99g/cm3的密度。
在160℃和325g负荷下根据EN ISO 1133检测的熔体流速(MFR)为1-50g/10分钟且以共聚形式含有上述比例的乙烯(a)和烯属不饱和羧酸(b)的共聚物在本文中也称为共聚物(A2),并将在下文中如此简称。共聚物(A2)是被碱金属或胺至少部分中和的,碱金属更特别是钾或钠,胺更特别是氨或ω-羟基烷基胺。
合适的烯属不饱和羧酸更尤其包括C3-C12单羧酸和C4-C12二羧酸,其含有至少一个C-C双键,或相应C4-C12二羧酸的低分子量酸酐。
作为烯属不饱和羧酸(a),优选选择至少一种通式I的羧酸:
其中各符号如下定义:
R1和R2是相同或不同的。
R1是选自氢,未支化和支化的C1-C10烷基,例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、新戊基、1,2-二甲基丙基、异戊基、正己基、异己基、仲己基、正庚基、正辛基、2-乙基己基、正壬基、正癸基;更优选C1-C4烷基,例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基,更尤其是甲基;
R2是选自未支化和支化的C1-C10烷基,例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、新戊基、1,2-二甲基丙基、异戊基、正己基、异己基、仲己基、正庚基、正辛基、2-乙基己基、正壬基、正癸基;优选C1-C4烷基,例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基,更尤其是甲基;
COOH,
非常特别优选是氢。
在本发明的一个实施方案中,R1是氢或甲基。非常特别优选R1是甲基。
在本发明的一个实施方案中,R1是氢或甲基,且R2是氢。
非常特别优选使用甲基丙烯酸作为通式I的烯属不饱和羧酸C3-C12羧酸。
优选的C4-C12二羧酸的例子是富马酸、马来酸、亚甲基丙二酸、衣康酸、柠康酸、中康酸;更优选马来酸;以及它们的低分子量酸酐,更特别是马来酸酐。
如果希望使用以共聚形式含有两种或更多种烯属不饱和羧酸(a)的共聚物(A2),则可以例如使用两种不同的通式I的烯属不饱和羧酸,例如丙烯酸和甲基丙烯酸。在这种情况下,百分比是基于烯属不饱和羧酸(a)的总比例计。
在一个实施方案中,共聚物(A2)可以以共聚形式含有一种或多种其它共聚单体(c),例子是乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、苯乙烯,或一种或多种烯属不饱和C3-C12羧酸C1-C10烷基酯,更尤其是丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯,另外是异丁烯和C16-C30α-烯烃。
如果共聚物(A2)以共聚形式含有一种或多种共聚单体(c),则共聚单体(c)的比例可以是0.1-20重量%,基于共聚的乙烯(a)和共聚的烯属不饱和羧酸(b)的总和计。
在本发明的另一个实施方案中,共聚物(A2)以共聚形式不含除乙烯(a)和烯属不饱和羧酸(b)之外的其它共聚单体。
在本发明的一个实施方案中,共聚物(A2)的酸值是100-300mgKOH/g,优选115-230mgKOH/g,这根据DIN 53402检测。
在本发明的一个方案中,在120℃下检测,共聚物(A2)的动力学熔体粘度v为至少45,000mm2/s,优选至少50,000mm2/s。
在本发明的一个方案中,在120℃下检测,共聚物(A1)的动力学熔体粘度v为至少5,000mm2/s,优选至少50,000mm2/s。
在本发明的一个实施方案中,通过凝胶渗透色谱(GPC)检测,共聚物(A)的分子量Mn为10,000-20,000g/mol。
在本发明的一个实施方案中,通过凝胶渗透色谱(GPC)检测,共聚物(A)的分子量Mn为10,000-100,000g/mol。
在本发明的一个实施方案中,共聚物(A1)或更尤其(A2)的熔程是在60-110℃范围内,优选65-90℃,这通过DSC(差示热分析)根据DIN51007检测。
在本发明的一个实施方案中,根据DIN 51007检测,共聚物(A2)的熔程是在100-140℃范围内。
共聚物(A)可以有利地通过自由基引发的共聚反应在高压条件下制备,例如在搅拌的高压釜中或在高压管式反应器中。优选在搅拌的高压釜中制备。搅拌的高压釜是本身公知的,例如参见Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry,第5版,题目:蜡,A 28卷,第146页起,Verlag Chemie Weinheim,Basel,Cambridge,New York,Tokyo,1996。在这些反应器中,长度/直径之比主要在5∶1至30∶1的范围内,优选10∶1至20∶1。可以使用的高压管式反应器也可以参见Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry,第5版,题目:蜡,A 28卷,第146页起,Verlag Chemie Weinheim,Basel,Cambridge,New York,Tokyo,1996。
适用于聚合的压力条件是500-4000巴,优选1500-2500巴。这种条件也在下文中称为高压。反应温度是在170-300℃范围内,优选195-280℃。
聚合可以有利地在调节剂的存在下进行。所用的调节剂是例如氢气或至少一种脂族醛或至少一种通式II的脂族酮:
或它们的混合物。
在此式中,R3和R4是相同或不同的,并选自:
氢;
C1-C6烷基,例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、新戊基、1,2-二甲基丙基、异戊基、正己基、异己基、仲己基,更优选是C1-C4烷基,例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基;
C3-C12环烷基,例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、环十一烷基和环十二烷基;优选环戊基、环己基和环庚基。
在一个具体实施方案中,R3和R4彼此共价结合形成4-13员环。因此,R3和R4一起可以是例如:-(CH2)4-,-(CH2)5-,-(CH2)6,-(CH2)7-,-CH(CH3)-CH2-CH2-CH(CH3)-或-CH(CH3)-CH2-CH2-CH2-CH(CH3)-。
合适调节剂的其它例子是烷基芳族化合物,例子是甲苯、乙基苯,或二甲苯的一种或多种异构体。十分合适的调节剂的例子另外是烷属烃,例如异十二烷(2,2,4,6,6-五甲基庚烷)或异辛烷。
作为用于自由基聚合的引发剂,可以使用典型的自由基引发剂,例如有机过氧化物、氧气或偶氮化合物。两种或多种自由基引发剂的混合物也是合适的。
合适的可商购的过氧化物是过氧化二癸酰,2,5-二甲基-2,5-二(2-乙基己酰过氧基)己烷,过氧基-2-乙基己酸叔戊基酯,过氧化二苯甲酰,过氧基-2-乙基己酸叔丁基酯,过氧基二乙基乙酸叔丁基酯,过氧基二乙基异丁酸叔丁基酯,1,4-二(叔丁基过氧基羰基)环己烷作为异构体混合物,过异壬酸叔丁基酯,1,1-二(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷,1,1-二(叔丁基过氧基)环己烷,甲基异丁基酮过氧化物,过氧基异丙基碳酸叔丁基酯,2,2-二叔丁基过氧基)丁烷或过氧基乙酸叔丁基酯;过氧基苯甲酸叔丁基酯,过氧化二叔戊基,过氧化二枯基,异构的二(叔丁基过氧基异丙基)苯,2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧基己烷,叔丁基过氧化枯基,2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)-己-3-炔,过氧化二叔丁基,单氢过氧化1,3-二异丙基苯,氢过氧化枯烯或氢过氧化叔丁基;或
二聚或三聚的过氧化酮,如EP-A 0 813 550所述。
特别合适的过氧化物是过氧化二叔丁基、过氧基新戊酸叔丁酯、过氧基异壬酸叔丁酯或过氧化二苯甲酰,或它们的混合物。偶氮化合物的例子是偶氮二异丁腈(AIBN)。自由基引发剂是按照用于聚合的典型用量计量添加。
许多商购的有机过氧化物与所谓的冷冻剂在销售之前混合,从而改进它们的处理性能。合适的冷冻剂的例子是白油或烃,例如尤其是异十二烷。在高压聚合的条件下,这些冷冻剂可以具有分子量调节作用。对于本发明方法,分子量调节剂的使用应当理解为表示除了使用冷冻剂之外还额外使用其它分子量调节剂。
共聚单体(a)、(b)和任选(c)在计量中的比例通常不是精确地对应于在共聚物(A)中的单元的比例,这是因为烯属不饱和羧酸通常比乙烯更容易引入共聚物(A)中。
共聚单体(a)、(b)和任选(c)通常一起或分开计量加入。
共聚单体(a)、(b)和任选(c)可以在压缩器中压缩到聚合压力。在本发明方法的另一个实施方案中,先用泵将共聚单体加压到高压,例如150-400巴,优选200-300巴,更尤其是260巴,然后使用压缩器达到实际聚合压力。
共聚单体(a)、(b)和任选(c)的共聚可以任选地在存在或不存在溶剂的情况下进行,而矿物油、白油和在聚合期间在反应器中存在并用于冷却自由基引发剂的其它溶剂不考虑作为用于本发明目的的溶剂。合适的溶剂的例子包括甲苯、异十二烷,以及二甲苯的异构体。
为了以至少部分中和的形式制备共聚物(A),可以将其与优选一种或多种碱性碱金属化合物的水溶液混合,优选一种或多种碱金属的氢氧化物和/或碳酸盐和/或碳酸氢盐,更尤其是氢氧化钾或氢氧化钠。
在本发明的一个实施方案中,共聚物(A)与比用于中和羧酸基团所需更多的碱金属的氢氧化物和/或碳酸盐和/或碳酸氢盐混合。
在本发明涂覆方法中使用的含水配料可以还优选含有:
(B)至少一种非离子性或阴离子性表面活性剂:
非离子性表面活性剂优选选自被2-13(trigintuply)倍、优选被2-10倍、更优选3-7倍烷氧基化的羰基合成醇和脂肪醇,并选自氟化表面活性剂。
被2-10倍、更优选3-7倍烷氧基化的羰基合成醇和/或脂肪醇表示这样的化合物,其中2-10mol、优选3-7mol的环氧烷、优选C2-C4环氧烷例如环氧丁烷、优选环氧丙烷、更优选环氧乙烷与1mol的羰基合成醇和/或脂肪醇反应。
优选的羰基合成醇是C11-C21羰基合成醇,更优选C13-C15羰基合成醇。优选的脂肪醇是未支化的、优选饱和的或至多单不饱和的C12-C40伯醇。
优选的阴离子性表面活性剂是醚羧酸盐和醚硫酸盐,更尤其是醇醚硫酸盐、月桂基醚硫酸盐、直链烷基苯磺酸盐,即被直链烷基取代的苯磺酸盐,以及十二烷基硫酸钠。
氟表面活性剂表示更尤其是氟化醇的酸性磷酸酯,以及氟化和非氟化醇的混合酸性磷酸酯,以及上述酸性磷酸酯的盐。氟化醇更尤其包括正C4-C20链烷醇,其含有至少一个氟原子/每分子、优选至少5个氟原子/每分子。非氟化醇更尤其包括不含氟的正C4-C20链烷醇。
非常特别优选通式III的酸性磷酸酯:
(RF-CH2CH2O)xP(O)(ONH4)y III
其中各符号如下定义:
RF选自F(CF2CF2)z,
z是1-9的整数,优选1-7的整数,
x是1或2,
y是2或1,
并且x+y=3,
以及通式IV的酸性磷酸酯:
(R5O)xP(O)(ONH4)y IV
其中R5选自正-C4-C20烷基,优选至多C18烷基,例如正丁基、正戊基、正己基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十四烷基、正十六烷基、正十八烷基和正二十烷基,更尤其是正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十四烷基、正十六烷基、正十八烷基,
并且其它符号如上定义。
在本发明涂覆方法中使用的含水配料可以优选含有:
(C)至少一种消泡剂,在本发明中也称为泡沫抑制剂或消泡剂(C)。
合适的消泡剂(C)是特别选自多烷氧基化的甘油,例如2-8(vigintuply)倍乙氧基化的甘油,例如聚氧化丙烯,其具有例如10-50个聚氧化丙烯单元/每分子,并且优选磷酸三C1-C6烷基酯。在磷酸三C1-C6烷基酯中,C1-C6烷基可以是不同的或优选是相同的,它们可以是未支化的,例如甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基或正己基,或优选支化的,更尤其是异丙基、异丁基、仲丁基、异戊基、仲戊基、3-戊基、异己基、仲己基、异戊基;特别优选异丁基。
一种非常特别优选的消泡剂(C)是磷酸三异丁基酯,也称为磷酸三异丁基酯。
在本发明的一个实施方案中,在本发明涂覆方法中使用的含水配料可以含有至少一种有机胺(D),优选乙醇胺,例如单乙醇胺、N,N-二乙醇胺、N,N,N-三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺或N,N-二甲基-N-乙醇胺。
在本发明的一个实施方案中,在本发明涂覆方法中使用的含水配料可以含有至少一种碱金属盐。
在本发明的一个实施方案中,在本发明涂覆方法中使用的含水配料可以含有至少一种有机溶剂(E),优选能与水混溶的有机溶剂。特别优选C1-C4醇,更尤其是乙醇和异丙醇,以及异丁醇、正丁醇、丁基二甘醇(二甘醇单正丁醚),以及甲醇。
在本发明的一个实施方案中,在本发明涂覆方法中使用的含水配料可以含有至少一种聚合物分散体(F)。聚合物分散体(F)表示优选与共聚物(A)不同的羧基官能聚合物或共聚物的水分散体。合适的聚合物和共聚物的例子包括以下:(甲基)丙烯酸均聚物;以及引入量为50-100重量%(甲基)丙烯酸的共聚物,更尤其是丙烯酸均聚物,以及(甲基)丙烯酸与(甲基)丙烯酸甲酯或乙烯基芳族化合物例如苯乙烯形成的共聚物。也包括聚氨酯,其含有平均至少一个羧基官能分子/每个聚氨酯分子。引入的羧基官能分子优选是1,1-二羟甲基乙酸、1,1-二羟甲基丁酸或更优选1,1-二羟甲基丙酸。也包括羟基乙酸,其可以作为终止剂引入。
在本发明的一个实施方案中,在本发明涂覆方法中使用的基本不含石蜡的含水配料含有:
1-40重量%、优选5-30重量%的共聚物(A),
优选0.0001-10重量%、更优选0.001-8重量%的阴离子性或非离子性表面活性剂(B),
优选0.01-10重量%、更优选0.1-8重量%的消泡剂(C),
0-10重量%、优选0.1-8重量%的有机胺(D)或碱金属盐,
0-60重量%、优选0.1-20重量%的有机溶剂(E),
0-10重量%、优选0.1-5重量%的聚合物分散体(F),
其余优选是水,其可以是含盐的,或优选是脱盐的,例如通过蒸馏或使用离子交换树脂。重量百分比是基于在本发明涂覆方法中使用的全部含水配料计。此外,在聚合物分散体(F)方面,重量百分比是基于聚合物分散体(F)的固体比例。
本发明的涂覆方法可以通过例如喷涂要涂覆的由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的容器进行。这可以通过使用一个或多个输送元件使容器从上述含水配料的喷雾经过而进行。优选用含水配料润湿由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的容器,从而达到最佳的结果。
在本发明的另一个实施方案中,由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的容器可以浸入上述含水配料中。
在本发明的另一个实施方案中,一个或多个制品例如一块或多块布、抹布或其它织物可以用如上所述的用于处理由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的容器的含水配料润湿。建议此方案更特别地用于少量的玻璃、聚乙烯或聚酯容器进行处理。
为了进行固化,可以进行热处理,例如在30-100℃下干燥,或干燥可以在空气中进行。
本发明还提供用本发明涂覆方法涂覆的由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的容器。本发明的由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的容器显示比已经用石蜡涂覆的那些容器显著更低的被污染的趋势。此外,本发明的由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的容器显示优异的透明性。即使当由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的基材容器已经具有划痕或较少面积的脱层,它们在根据本发明涂覆之后看来也是高度透明的,并且象未受损害一样。
此外,本发明的由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的容器可以容易地清洁以除去涂层。在清洁之后,含水配料可以再次施用以提高被本发明方法涂覆的由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的容器的使用寿命和频率。
在许多情况下,可以观察到被本发明方法涂覆的由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的容器和它们的手印可以用干布清洁,例如羊毛状物、掸子、厨房用巾或纸巾,或用棉布,且不需要施加大的压力。
在干燥后,已通过本发明方法涂覆的由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的容器优选具有1-100微米的涂层厚度,更优选1.5-50微米。在一个方案中,在干燥后,已通过本发明方法涂覆的由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的容器具有0.05-100微米、优选0.1-50微米的涂层厚度。涂层厚度可以例如通过称重测定。涂层厚度也可以通过光学方法检测,例如通过显微镜。也可以在假设共聚物(A)和乳化剂(B)的定量沉积的情况下计算涂层厚度。
本发明另外提供基本不含石蜡的含水配料,其含有:
(A)至少一种选自以下的酸官能蜡状共聚物:
(A1)被部分氧化的聚乙烯蜡,其根据DIN 53402检测具有10-100mg KOH/g、优选10-50mg KOH/g的酸值,和
(A2)熔体流速(MFR)为1-50g/10分钟、优选5-20g/10分钟的共聚物,所述熔体流速是在160℃和325g负荷下根据ENISO 1133检测的,更优选7-15g/10分钟,所述共聚物以共聚形式含有:
(a)60-88重量%、优选65-80重量%的乙烯,
(b)12-40重量%、优选20-35重量%的至少一种烯属不饱和羧酸,更尤其是(甲基)丙烯酸,
并且所述共聚物是被碱金属或胺或有机胺至少部分中和的,碱金属更特别是钾或钠,胺更特别是氨,有机胺例如是ω-羟基烷基胺,
所述重量百分比是基于整个共聚物(A2)计;
(B)任选地,至少一种非离子性或阴离子性表面活性剂,
(C)任选地,至少一种消泡剂,
(D)任选地,至少一种有机胺,
(E)任选地,至少一种有机溶剂,
(F)任选地,聚合物分散体。
本发明的含水配料尤其适合用于实施本发明方法。
在本发明的一个实施方案中,非离子性表面活性剂(B)是选自被2-13(trigintuply)倍、优选3-7倍烷氧基化的羰基合成醇和脂肪醇。
在本发明的一个实施方案中,阴离子性表面活性剂是选自氟化表面活性剂。
在本发明的一个实施方案中,消泡剂(C)是选自多倍烷氧基化的甘油、聚环氧丙烷和磷酸三C1-C6烷基酯。
在本发明的一个实施方案中,消泡剂(C)是磷酸三异丁酯。
在本发明的一个实施方案中,本发明的基本不含石蜡的含水配料含有:
1-40重量%、优选5-30重量%的共聚物(A),
0.0001-10重量%、更优选0.001-5重量%的阴离子性或非离子性表面活性剂(B),
优选0.01-10重量%、更优选0.1-8重量%的消泡剂(C),
优选0-10重量%、优选0.1-8重量%的有机胺(D),
0-60重量%、优选0.1-20重量%的有机溶剂(E),
0-10重量%、优选0.1-5重量%的聚合物分散体(F),
其余优选是水,其可以是含盐的或优选脱盐的,例如通过蒸馏或使用离子交换树脂。重量百分比是基于本发明的整个含水配料。此外,关于聚合物分散体(F),重量百分比是基于聚合物分散体(F)的固体比例。
关于共聚物(A)、阴离子性和/或非离子性表面活性剂(B)、消泡剂(C)、有机胺(D)、有机溶剂(E)和聚合物分散体(F)的其它细节如上所述。
在本发明的一个实施方案中,本发明的含水配料具有7-14的pH,优选7.5-12,非常优选8-11.5。
在本发明的一个实施方案中,本发明的含水配料具有1.0101-45重量%的固含量,优选3-35重量%。
本发明还提供一种制备含水配料的方法,也在下文中称为本发明的制备方法。本发明的制备方法包括在水中混合以下组分:
(A)至少一种选自以下的酸官能蜡状共聚物:
(A1)被部分氧化的聚乙烯蜡,其根据DIN 53402检测具有10-100mg KOH/g、优选15-50mg KOH/g的酸值,和
(A2)熔体流速(MFR)为1-50g/10分钟的共聚物,所述熔体流速是在160℃和325g负荷下根据EN ISO 1133检测的,所述共聚物以共聚形式含有:
(a)60-88重量%的乙烯,
(b)12-40重量%的至少一种烯属不饱和羧酸,并且所述共聚物是被碱金属或胺至少部分中和的,
(B)任选地,至少一种非离子性或阴离子性表面活性剂,
(C)任选地,至少一种消泡剂,
(D)任选地,至少一种有机胺,
(E)任选地,至少一种有机溶剂,
(F)任选地,聚合物分散体。
一个优选工序是分两步进行本发明的制备方法。在第一步中,共聚物(A)被完全或至少部分中和,如果需要的话在非离子性或阴离子性表面活性剂的存在下在水中进行。在第二步中,也加入消泡剂和—如果在第一步中没有加入非离子性或阴离子性表面活性剂(B)的话—至少一种非离子性或阴离子性表面活性剂(B)。当需要添加它们时,可以在本发明制备方法中的任何时刻加入有机胺(D)、聚合物分散体(F)和有机溶剂(E)。
优选在比共聚物(A)的熔点更高的温度下进行本发明制备方法的第一步。
在本发明的一个具体实施方案中,本发明制备方法的实施是从一种或多种上述共聚物(A)开始的。将共聚物(A)放入容器中,例如烧瓶、高压釜或罐,并且加热一种或多种共聚物(A)、水和一种或多种碱性碱金属化合物、氨或有机胺(D)以及所需的其它组分。可以加入其它组分,例如非离子性或阴离子性表面活性剂(B),添加顺序是任意的。如果实施本发明制备方法的温度高于100℃,有利的是在高压下操作并相应地选择容器。所得的乳液进行均化,例如通过机械或气动搅拌或通过摇动。有利地加热到比一种或多种共聚物(A)的熔点更高的温度。加热有利地进行到比一种或多种共聚物(A)的熔点高出至少10℃、更优选高至少30℃的温度。
当使用两种或多种不同的共聚物(A)时,加热进行到比在最高温度下熔化的共聚物(A)的熔点更高的温度。当使用两种或多种不同的共聚物(A)时,有利的是加热到比在最高温度下熔化的共聚物(A)的熔点高出至少10℃的温度。当使用两种或多种不同的共聚物(A)时,特别有利的是加热到比在最高温度下熔化的共聚物(A)的熔点高出至少30℃的温度。
随后,如此制备的含水配料进行冷却,并优选冷却。在冷却之前、期间或之后,可以加入至少一种非离子性或阴离子性表面活性剂(B)或消泡剂(C)或聚合物分散体(F),如果需要这样但尚未进行的话。
通过本发明制备方法制备的含水配料具有高的储存稳定性,可以有效地在上述本发明涂覆方法中使用。
下面通过操作实施例说明本发明。
共聚物(A2.1)的制备
乙烯和甲基丙烯酸在文献所述类型的高压釜中共聚(M.Buback等.,Chem.Ing.Tech.1994,66,510)。这是通过在1700巴反应压力下将乙烯(12.0kg/h)连续加入高压釜中进行的。另外,先使用压缩器将0.71kg/h(0.72l/h)的甲基丙烯酸压缩到260巴的中间压力,然后在另一个压缩器的帮助下在1700巴的反应压力下连续地加入高压釜。高压反应器的最大内部温度是约220℃。获得了2.9kg/h的共聚物(A2.1),对应于18%的乙烯转化率,分析数据如下所示。
乙烯含量:72.8重量%,甲基丙烯酸含量:27.2重量%,酸值:170mgKOH/g,熔融温度:79.3℃,密度:0.961g/cm3。
共聚物(A2.1)的MFR是10.3g/10min,在325g的负荷下和在160℃的温度下检测。
共聚物(A2.1)的乙烯和甲基丙烯酸含量是通过NMR光谱和通过滴定(酸值)检测。共聚物(A2.1)的酸值是通过滴定法根据DIN 53402检测的。KOH消耗量对应于共聚物(A2.1)的甲基丙烯酸含量。
密度是根据DIN 53479检测的。熔程是通过DSC(差示扫描量热,差热分析)根据DIN 51007检测的。
2.本发明配料的制备
向具有锚式搅拌器的2升高压釜加入206.8g的共聚物(A2.1)。加入36.3g的KOH,并将此批料用蒸馏水补足到1升,并在搅拌下加热到98℃。在98℃下搅拌180分钟后,在15分钟内将批料冷却到室温。这得到21重量%的共聚物(A2.1)乳液,其用KOH中和。
在搅拌容器中,将表1所示量的共聚物(A2.1)乳液混合,并加入蒸馏水、非离子性或阴离子性表面活性剂(B)、消泡剂(C.1)和任选的二乙醇胺(D.1)。这得到本发明配料F-1至F-8。
表1.本发明配料F-1至F-8的制备
缩写:
(B.1):C13-C15羰基合成醇,被3mol环氧乙烷/mol C13-C15羰基合成醇乙氧基化
(B.2):F(CF2CF2)5-CH2CH2O)-P(O)(ONH4)2和[F(CF2CF2)5-CH2CH2O]2P(O)(ONH4)按1∶1混合物(重量比例)在水/异丙醇(重量比例=3∶1)中的40重量%溶液,用水稀释99∶1,
(注:99重量份的水,1重量份的氟表面活性剂的40重量%溶液)
(C.1):磷酸三异丁酯
本发明的配料F-10另外含有200g的丁基二甘醇(二甘醇单正丁基醚)。
本发明配料F-11另外含有575g的丁基二甘醇。
对比配料C-F-9是通过混合来自WO 2004/108601的400g分散体D1与10g的(B.2)、5g的消泡剂(C.1)和585g的蒸馏水制备的。
3.按本发明涂覆由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的容器
使用软布,将本发明配料F-1至F-10施用到划痕玻璃的1升瓶上(约2个划痕/cm2,平均划痕长度:5mm)并在空气中干燥。这得到按本发明涂覆的玻璃瓶。涂层厚度是平均3-15微米。本发明涂覆的玻璃瓶具有吸引人的外观并是完全透明的,使得内容物是可见的。另外,纸标签易于粘附。
使用软布,将本发明配料F-1至F-10施用到划痕聚酯的0.5升瓶上(约2个划痕/cm2,平均划痕长度:3mm)并在空气中干燥。这得到按本发明涂覆的聚酯瓶。涂层厚度是平均3-15微米。本发明涂覆的聚酯瓶具有吸引人的外观并是完全透明的,使得内容物是可见的。另外,纸标签和塑料标签易于粘附。
Claims (17)
1.一种涂覆由玻璃、聚乙烯或聚酯制成的容器的方法,其中用基本不含石蜡的含水配料进行处理,所述含水配料含有:
(A)至少一种选自以下的酸官能蜡状共聚物:
(A1)被部分氧化的聚乙烯蜡,其根据DIN 53402检测具有10-100mg KOH/g的酸值,和
(A2)熔体流速(MFR)为1-50g/10分钟的共聚物,所述熔体流速是在160℃和325g负荷下根据EN ISO 1133检测的,所述共聚物以共聚形式含有:
(a)60-88重量%的乙烯,
(b)12-40重量%的至少一种烯属不饱和羧酸,并且所述共聚物是被碱金属或胺至少部分中和的,
(B)任选地,至少一种非离子性或阴离子性表面活性剂,
(C)任选地,至少一种消泡剂,
(D)任选地,至少一种有机胺,
(E)任选地,至少一种有机溶剂。
2.权利要求1的方法,其中容器的外表面被涂覆。
3.权利要求1或2的方法,其中非离子性表面活性剂(B)是选自3-7倍烷氧基化的羰基合成醇和脂肪醇。
4.权利要求1或2的方法,其中阴离子性表面活性剂(B)是选自氟化醇的酸性磷酸酯。
5.权利要求1-4中任一项的方法,其中处理是作为浸没或喷涂进行的。
6.权利要求1-5中任一项的方法,其中烯属不饱和羧酸(b)是(甲基)丙烯酸。
7.权利要求1-6中任一项的方法,其中消泡剂(C)是选自多烷氧基化的甘油、聚氧化丙烯和磷酸三C1-C6烷基酯。
8.权利要求1-7中任一项的方法,其中消泡剂(C)是磷酸三异丁基酯。
9.一种通过权利要求1-8中任一项的方法涂覆的容器。
10.权利要求9的容器,其是瓶。
11.一种基本不含石蜡的含水配料,其含有:
(A)至少一种选自以下的酸官能蜡状共聚物:
(A1)被部分氧化的聚乙烯蜡,其根据DIN 53402检测具有10-100mg KOH/g的酸值,和
(A2)熔体流速(MFR)为1-50g/10分钟的共聚物,所述熔体流速是在160℃和325g负荷下根据EN ISO 1133检测的,所述共聚物以共聚形式含有:
(a)60-88重量%的乙烯,
(b)12-40重量%的至少一种烯属不饱和羧酸,并且所述共聚物是被碱金属或胺至少部分中和的,
(B)至少一种非离子性或阴离子性表面活性剂,
(C)至少一种消泡剂,
(D)任选地,至少一种有机胺,
(E)任选地,至少一种有机溶剂。
12.权利要求10的含水配料,其中非离子性表面活性剂(B)是选自3-7倍烷氧基化的羰基合成醇和脂肪醇。
13.权利要求10的含水配料,其中阴离子性表面活性剂(B)是选自氟化表面活性剂。
14.权利要求10-12中任一项的含水配料,其中烯属不饱和羧酸(b)是(甲基)丙烯酸。
15.权利要求10-13中任一项的含水配料,其中消泡剂(C)是选自多烷氧基化的甘油、聚氧化丙烯和磷酸三C1-C6烷基酯。
16.权利要求10-14中任一项的含水配料,其中消泡剂(C)是选自磷酸三异丁基酯。
17.一种制备权利要求10-15中任一项的含水配料的方法,其包括与水一起混合以下组分:
(A)至少一种选自以下的酸官能蜡状共聚物:
(A1)被部分氧化的聚乙烯蜡,其根据DIN 53402检测具有10-100mg KOH/g的酸值,和
(A2)熔体流速(MFR)为1-50g/10分钟的共聚物,所述熔体流速是在160℃和325g负荷下根据EN ISO 1133检测的,所述共聚物以共聚形式含有:
(a)60-88重量%的乙烯,
(b)12-40重量%的至少一种烯属不饱和羧酸,并且所述共聚物是被碱金属至少部分中和的,
(B)至少一种非离子性或阴离子性表面活性剂,
(C)至少一种消泡剂,
(D)任选地,至少一种有机胺,
(E)任选地,至少一种有机溶剂。
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