CN104169324B - 包装涂料组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种溶剂型醇酸树脂,其包括芳族二羧酸、脂肪族二元醇、脂肪酸和二(羟烷基)双酚A,以及制备所述溶剂型醇酸树脂方法。本发明还提供了一种溶剂型涂料组合物,其包含本发明的溶剂型醇酸树脂和交联剂。
Description
技术领域
本发明涉及包装涂料组合物,尤其是食品饮料包装用涂料组合物。所述包装涂料组合物包括溶剂型醇酸树脂和交联剂,其中,所述溶剂型醇酸树脂包括芳族二羧酸、脂肪族二元醇、脂肪酸和二(羟烷基)双酚A。
背景技术
现代生活中,各种涂料用于涂覆食品和饮料容器表面从而形成保护性涂层。例如,通常采用卷材涂覆或者片材涂覆对金属罐进行涂覆。卷材涂覆或者片材涂敷是指将诸如不锈钢或铝等合适基底材料的卷材或片材用合适的组合物涂覆并固化。然后,将经过涂敷的基材制成罐体、罐底、罐顶和/或罐盖。此外,涂料组合物也可以通过喷涂和浸涂方式涂覆到已经成型的罐体上,然后固化。用于食品和饮料容器的涂料通常能高速涂覆到基材上,并同时提供必要的性能以满足最终用户的需求。例如,所述涂料形成的涂层应当对于食品接触是安全的,并能具有优良的基材附着性能。
因为具有优良的机械性能、耐沾污性和室外耐久性性能,溶剂型聚酯涂料通常用作包装涂料。然而,溶剂型聚酯涂料具有高VOC含量的缺点。制罐材料涂敷过程中的溶剂蒸发不仅会造成很大的能源消耗,而且也会对环境造成不好的影响。因此,需要高固含量聚酯涂料,其因溶剂含量低而更加环保。
发明内容
本发明提供了一种溶剂型醇酸树脂,其含有如下反应混合物的反应产物,所述反应混合物包括芳族二羧酸、脂肪族二元醇、脂肪酸和二(羟烷基)双酚A。
在一些实施方式中,本发明提供了制备所述溶剂型醇酸树脂的方法,包括:将芳族二羧酸、脂肪族二元醇、脂肪酸、双(羟烷基)双酚A和任选的溶剂相混合,高速搅拌,并将所述混合物加热到至少150℃;加热回流,并逐渐将温度升高到至少240℃,保持反应混合物为回流状态,直至透明;冷却到至少140℃;以及过滤固体产物。
在一些实施方式中,本发明提供了一种溶剂型涂料组合物,其包括本发明的溶剂型醇酸树脂和交联剂。
在一些实施方式中,本发明提供了涂敷有本发明的溶剂型涂料组合物的包装,以及将本发明的溶剂型涂料组合物涂敷在所述包装的至少一部分上的方法。
具体实施方式
本发明提供了一种溶剂型醇酸树脂,其含有如下反应混合物的反应产物,所述反应混合物包括芳族二羧酸、脂肪族二元醇、脂肪酸和二(羟烷基)双酚A。
本发明提供了一种溶剂型涂料组合物,其包括本发明的溶剂型醇酸树脂和交联剂。
所述芳族二羧酸是指含有8-16个碳原子和2个羧酸官能团的芳族化合物,其中芳族结构部分包括但不限于由苯、萘、蒽和/或联苯衍生的部分。在一些实施方式中,芳族二羧酸包括邻苯二甲酸、间苯二甲酸和/或对苯二甲酸。其中所述芳族二羧酸包括间苯二甲酸和/或对苯二甲酸的实施方式是特别合适的。
所述脂肪族二元醇是指含有2-10个碳原子和2个羟基官能团的脂肪族化合物。在一些实施方式中,脂肪族二元醇包括丙二醇、丁二醇、戊二醇、新戊二醇和/或己二醇。在特别合适的实施方式中,所述脂肪族二元醇包括丙二醇、丁二醇、戊二醇和/或新戊二醇,例如丁二醇和/或新戊二醇。
所述脂肪酸是指饱和的或不饱和的具有一个端羧基且含有6-20个碳原子的脂肪族化合物。在一些实施方式中,所述脂肪酸可以是具有不同长度碳链的几种酸化合物的混合物。在一些实施方式中,所述脂肪酸包括大豆脂肪酸、椰子油脂肪酸和/或月桂酸。在特别合适的实施方式中,所述脂肪酸包括大豆脂肪酸。
所述双(羟烷基)双酚A是通过将双酚A的两个羟基基团中的氢原子用具有1-6个碳原子的羟烷基取代而得到的双酚A衍生物。两个羟烷基取代基可以是相同的或不同的。在一些实施方式中,两个羟烷基取代基是相同的。在一些实施方式中,双(羟烷基)双酚A包括双(羟乙基)双酚A、双(羟丙基)双酚A和/或二(羟丁基)双酚A。在特别合适的实施方式中,双(羟烷基)双酚A包括双(羟乙基)双酚A和/或双(羟丙基)双酚A,例如双(羟乙基)双酚A。
在一些实施方式中,本发明的溶剂型醇酸树脂,基于其总重量包括10-60重量%,如15-50重量%或20-40重量%的芳族二羧酸。
在一些实施方式中,本发明的溶剂型醇酸树脂,基于其总重量包括1-40重量%,如3-30重量%或5-20重量%的脂肪族二元醇。
在一些实施方式中,本发明的溶剂型醇酸树脂,基于其总重量包括5-55重量%,如5-45重量%、5-35重量%或10-20重量%的二(羟烷基)双酚A。
本发明的溶剂型醇酸树脂还包括溶剂。在一些实施方式中,所述溶剂包括芳烃。在特别合适的实施方式中,所述溶剂包括高沸点芳烃。在一些实施方式中,所述溶剂基醇酸树脂,基于其总重量包括1-30重量%,如5-25重量%、10-20重量%或10-15重量%的溶剂。
在某些实施方式中,本发明的溶剂型醇酸树脂还包括催化剂,可以是任何合适的催化剂,如有机锡化合物。在一些实施方式中,所述溶剂型醇酸树脂,基于其总重量包括0-1重量%,如0-0.5重量%、0.1-0.3重量%,或0.1重量%的催化剂。
本发明的溶剂型醇酸树脂可按照以下步骤进行制备:
a.将芳族二羧酸、脂肪族二元醇、脂肪酸、双(羟烷基)双酚A和任选的溶剂相混合,以200-400rep/min的搅拌速度进行搅拌,并将所述混合物加热到至少150℃;
b.加热回流,并逐渐将温度升高到至少240℃,保持反应混合物为回流状态,直至透明;
c.冷却到至少140℃;以及
d.过滤固体产物。
本发明提供了一种溶剂型涂料组合物,其包括本发明的溶剂型醇酸树脂和交联剂。
本发明的交联剂可以是能与本发明的醇酸树脂发生反应的任何交联剂。在一些实施方式中,所述交联剂包括氨基树脂和/或封端异氰酸酯。所用的氨基树脂可以是由甲醛和胺之间的缩合反应以及随后所得的羟甲基与醇的烷基化而获得的含有不同官能团和分子种类的复杂混合物。在一些实施方式中,所述氨基树脂可以是丁基化的氨基树脂,如CYMEL1156,和/或丁基苯取代的氨基树脂,如CYMEL659。
封端异氰酸酯是通过将末端异氰酸酯基团与具有活性氢原子的化合物进行反应,然后封闭产物的-NCO反应性官能团而得到的聚氨酯,所述-NCO官能团在固化过程中将会解除封闭。在一些实施方式中,封端异氰酸酯可以例如是封端异氰酸酯Desmodur BL4265。
本发明的溶剂型涂料组合物,基于其总重量包含20-80重量%,如30-70重量%或40-60重量%的本发明的溶剂型醇酸树脂。
在一些实施方式中,本发明的溶剂型涂料组合物还包括聚酯树脂。在一些实施方式中,聚酯可以由与使本发明的溶剂型醇酸树脂交联的相同交联剂进行交联。而在其它一些实施方式中,也可以使用其他交联剂。这样的交联剂可由本领域技术人员根据所使用的聚酯进行选择。
在本发明中使用的聚酯树脂可以是任何合适的聚酯树脂。在一些实施方式中,聚酯树脂包括芳族二羧酸和/或其酸酐、脂族醇,以及任选的催化剂和/或溶剂。芳族二羧酸和/或其酸酐可以包括,例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸和/或其酸酐。在合适的实施方式中,芳族二羧酸和/或其酸酐包括邻苯二甲酸酐。脂族醇可以包括,例如一元醇、二元醇和三元醇,如异辛醇、异壬醇、异癸醇、丁醇、戊二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷和/或三羟乙基丙烷。如果使用的话,所述催化剂可以是适合于制备聚酯的任何合适的催化剂,例如,有机锡催化剂,例如由新典化学材料(上海)有限公司生产销售的FASCAT 4201催化剂。也可以使用其他适合于包装涂料的聚酯。
在一些实施方式中,本发明的溶剂型涂料组合物还包括适用于包装涂料的环氧树脂,例如可商购自Momentive的那些环氧树脂,例如EPON860。在一些实施方式中,环氧树脂可以由与使本发明的溶剂型醇酸树脂交联的相同交联剂进行交联。而在其它一些实施方式中,也可以使用其他交联剂。这样的交联剂可由本领域技术人员根据所使用的环氧树脂进行选择。
在一些实施方式中,本发明的溶剂型涂料组合物还包括任选的成分。通常情况下,本发明的涂料组合物包含溶剂,例如有机溶剂,或有机溶剂与水的混合物。合适的有机溶剂的例子包括脂族烃类,例如溶剂油和高闪点VM&P石脑油;芳族烃类,例如苯、甲苯、二甲苯和高沸点芳族烃类,包括由HUALUN Chemical lndustry Co.,Ltd提供的S-100A、S-100B、S-100C、S-150、S-180、S-200,由ExxonMobil Chemical提供的SolvessoTM100、SolvessoTM150、SolvessoTM200;醇类,如乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇等;酮类,例如丙酮、环己酮、甲基异丁基酮等;酯类,例如乙酸乙酯、乙酸丁酯等;二醇类,例如乙二醇;二醇醚类,例如甲氧基丙醇和乙二醇单甲基醚、乙二醇单丁醚等。也可以使用各种有机溶剂的混合物。在一些实施方式中,本发明的溶剂型涂料组合物包括芳族烃如SolvessoTM100、SolvessoTM150,和/或醇如丙醇和丁醇。以涂料组合物总重量计,本发明的涂料组合物包含5-30重量%,如10-25重量%或12-20重量%的溶剂。
另一种任选的成分是催化剂,以提高涂料组合物的固化或交联速度。一般可以使用酸催化剂,基于涂料组合物的总重量,所述催化剂的通常以0.05-1%重量的量存在,优选为0.1-0.5重量%。合适的催化剂的例子包括十二烷基苯磺酸、甲磺酸、对甲苯磺酸、二壬基萘二磺酸和苯基膦酸。
还有另一种有用的任选成分是流平剂或表面活性剂。将流平剂添加到涂料组合物中以降低表面张力梯度,从而提高涂料组合物的流平性。合适的表面活性剂包括但不限于聚二甲基硅氧烷、聚醚-聚酯改性有机聚硅氧烷和烷基改性硅氧烷。在一些实施方式中,本发明的溶剂型涂料组合物,基于其总重量,包含0.05-1重量%,如0.1-0.5重量%的流平剂。可以在本发明的溶剂型涂料组合物中使用的市售流平剂的例子包括BYK 358流平剂,和/或BYK 300有机硅氧烷流平剂。
本发明的涂料组合物还可以包括在涂料制造领域中常见的标准添加剂,例如包括着色剂、增塑剂、耐磨颗粒、膜加强颗粒、流动控制剂、触变剂、流变改性剂、催化剂、抗氧化剂、生物杀伤剂、消泡剂、表面活性剂、润湿剂、分散剂、粘合促进剂、粘土、受阻胺光稳定剂、UV光吸收稳定剂、稳定剂、填料、研磨载剂以及其他常见助剂,或者上述添加剂的组合。
术语“溶剂型树脂”和/或“溶剂型涂料组合物”是指在使用前能溶解于或者分散于溶剂中以形成溶液、分散液、乳液、悬浮液或其他合适形式的树脂和/或涂料组合物,其中所述溶剂可以是有机溶剂和/或有机溶剂与水的混合物,从而溶解或分散树脂和/或涂料组合物成分。溶剂可以是反应性的,非反应性的或者二者的混合物。在一些实施方式中,所述有机溶剂经过选择可以是挥发性的,足以在固化过程中通过蒸发,例如加热至150-180℃并保持5-15分钟,以从涂料组合物中基本上完全移除。
在一些实施方式中,本发明的涂料组合物和/或其形成的涂层可以是大致上不含有、基本上不含有和/或完全不含有双酚A和/或其衍生物、残余物,包括双酚A(“BPA”)和双酚A二缩水甘油醚(“BADGE”)。在这样的涂料组合物和/或其形成的涂层中,由于杂质或者不可避免的环境污染,虽然并非有意加入双酚A和/或衍生物、残留物,但仍可能以痕量存在双酚A和/或衍生物。本发明的涂料组合物和/或其形成的涂层可以是大致上不含有、基本上不含有和/或完全不含有双酚F和/或其衍生物、残余物,包括双酚F(“BPF”)和双酚F二缩水甘油醚(“BFDGE”)。在本文中使用的术语“大致上不含有”指本发明的涂料组合物和/或其形成的涂层包含小于1000份每百万(ppm)的任何上述化合物、衍生物或残留物;术语“基本上不含有”是指少于100ppm的任何上述化合物、衍生物或残留物;以及术语“完全不含有”是指低于20份每十亿(ppb)的任何上述化合物、衍生物或残留物。
本发明的涂料组合物可以涂覆到本领域中已知的任何基材上,例如,汽车基材、工业基材、包装基材、建筑基材、木地板和家具、服装、电子产品例如电子产品外壳和电路板、玻璃和透明基材、体育设备例如高尔夫球、等等。这些基材可以是金属的或者非金属的。金属基材包括例如锡、钢、镀锡钢材、无锡钢材、马口铁板材、铬钝化钢材、镀锌钢材、铝材、铝箔材。非金属基材包括聚合物、塑料、聚酯、聚烯烃、聚酰胺、纤维素、聚苯乙烯、聚丙烯酸、聚(萘二甲酸乙二醇酯)、聚丙烯、聚乙烯、尼龙、EVOH、聚乳酸、其他“绿色”聚合物基材、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、聚碳酸酯、聚碳酸酯丙烯晴丁二烯苯乙烯(PC/ABS”)、聚酰胺、木材、胶合板、实木复合板、刨花板、中密度纤维板、水泥、石材、玻璃、纸张、纸板、纺织品、皮革包括合成皮革和天然皮革,以及其他非金属基板。在一些实施方式中,本发明的溶剂型涂料组合物可涂敷于钢、镀锡钢、镀锌钢和铝基材上。在一些实施方式中,本发明的溶剂型涂层组合物涂敷到食品和饮料包装上。因此,本发明还提供了至少一部分涂敷有本发明的溶剂型涂料组合物的基材,所述基材包括包装或其任一部分,例如皇冠盖。
本发明的涂料组合物能通过本领域中任何标准工艺方法进行涂覆,例如电涂、喷涂、静电喷涂、浸涂、辊涂、刷涂等方法。在一些实施方式中,本发明的涂料组合物经涂覆以后固化得到的涂层厚度为2-10μm,如3-8μm或4-6μm。
本发明的涂料组合物可以单独使用,或者与一种或多种其他涂料组合物一起使用。例如,本发明的涂料组合物可以含有着色剂或者不含有着色剂,可以用作底漆、底涂层和/或面漆。
本发明的涂料组合物适合于用作包装涂料。本领域中各种预处理和涂层的应用业已完善。例如,这些处理和/或涂层可用于金属罐以延缓或阻止腐蚀、提供装饰性涂层、使得制造过程中便于处理等等。涂层可涂覆到罐内部以防止容器内容物与金属相接触。金属与食物或饮料相接触可能导致金属容器的腐蚀,从而污染食物或饮料。这在内容物本身为酸性的情况下尤其容易发生。涂层也可涂覆到罐外部。本发明的涂料组合物的一些实施方式特别适用于金属卷材原料,例如用于制造罐体和/或罐端,包括罐顶、罐底或罐盖的金属卷材原料。经设计而适用于罐体、罐顶、罐底或罐盖金属卷材原料的涂层通常在原料切割和冲压之前进行涂覆,因此其通常具有较好的柔韧性和延展性。例如,通常对金属卷材两面均进行涂覆,然后对经涂覆的金属卷材进行冲压处理形成罐体、罐盖、罐底或罐盖。然而,涂层也可以在罐体、罐盖、罐底和罐盖形成后进行涂敷。涂层可耐爆孔、腐蚀、雾浊和/或起泡。本发明的一些涂层特别适用于连续金属卷材原料,例如将制成罐端的金属卷材原料(罐端原料)和将制成罐帽和罐盖的金属卷材原料(罐帽/罐盖原料)。由于设计用于罐端原料和/或罐帽/罐盖原料上使用的涂料通常在金属卷材原料被切割和冲压之前涂敷,因此这些涂料通常是具有较好的柔韧性和延展性。例如,这样的原料通常两面均涂敷。然后,经涂敷的金属原料经过冲压。对于“易拉式”罐顶,在金属上刻蚀痕迹并将另外单独制造的易拉环固定在罐顶上。然后将罐顶通过边缘轧制工艺结合到罐体上。“易开式”罐盖的制造过程相似,基本沿着罐盖的周长进行刻蚀以使得能够通过拉环容易地拉起罐盖并将其从罐体上移除。对于罐体、罐顶、罐底或罐盖,通常通过辊涂对卷材原料进行涂覆形成涂层,然后冲压形成;然而,也可以在罐体、罐顶、罐底或罐盖形成以后进行涂覆形成涂层。将经受相对严格的温度和/或压力要求的罐涂层应当能够耐裂纹、、耐爆孔、腐蚀、雾浊和/或起泡
因此,本发明还涉及其至少一部分经上述本发明的涂料组合物涂覆的包装。在一些实施方式中,包装是金属罐。术语“金属罐”包括能容纳物体的任何类型的金属罐、容器等。金属罐的一个例子是食品罐和饮料罐。食品罐和/或饮料罐可以指能容纳任何类型的食品和/或饮料的罐、容器。“金属罐”还特别地包括金属罐盖,例如任何尺寸的盖子包括皇冠盖、旋紧式顶盖,和耳帽等等。除食品、饮料之外,金属罐还能用于容纳其他物品,包括但不限于个人护理产品、驱虫喷雾剂、喷漆以及其他任何适用于包装在气溶胶罐中的化合物。罐包括“两片罐”、“三片罐”,以及拉压单片罐。单片罐通常用于气溶胶产品。根据本发明涂覆的包装还可以包括塑料瓶、塑料管、层压板和柔性包装,例如由PE、PP、PET等材料制成。这些包装可用于容纳诸如食品、牙膏、个人护理产品等。
本发明的涂料组合物可以涂覆到包装的内部和/或外部。在一些实施方式中,涂料以辊涂方式涂覆到卷材和片材上,固化,冲压得到罐端,包括罐盖片或罐盖帽。在一些实施方式中,本发明的溶剂型涂料组合物可以涂覆到在罐体、罐顶、罐底、罐盖片和/或罐盖帽形成之前和/或形成之后涂覆的油墨、清漆和/或彩饰上。在一些实施方式中,本发明的溶剂型涂料组合物能以湿碰湿的方法涂敷在油墨、清漆和/或彩饰层上。
令人惊奇的发现是,本发明的溶剂型醇酸树脂和含有其的涂料组合物可提供包装涂料所需的物理特性,例如低粘度和/或良好的流平性、高硬度、耐磨损性和/或柔韧性。本发明的涂料组合物还具有比现有技术中使用的许多包装涂料更低的固化温度。在一些实施方式中,本发明的涂料组合物在150-180℃,如155-175℃,如160-170℃的温度下固化。此外,本发明的涂料组合物所具有的能以湿碰湿方式涂敷在油墨层上的能力也简化了涂布步骤并且节省成本。
对于本说明书的目的,应当理解,本发明可假定各种替代变化和步骤顺序,除非明确有相反的规定。此外,除了在任何实施例,或另有说明,在说明书和权利要求中所使用的所有数字表示值、范围、数量或百分比,例如成分含量可以被阅读为以或者理解为被术语“约”,进行修饰,即使该术语没有明确出现。此外,应当理解的是,本说明书中出现的任何数值范围包括那些范围的端点和所有子范围。例如,范围“1至10”是指包括之间的所有子范围(并包括)的所列举的最小值1和所记载的最大值10,即,具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值,因此,除非有相反的指示,列于下面的说明书和所附的权利要求书中的数值参数是近似值,其可以根据通过本发明所想要获得的性能发生变化。在最低限度,并且不试图限制在权利要求范围内的等同原则的应用,每个数值参数应当至少按照所报告的有效数字的数目并且适用于通常的四舍五入法则。
尽管在本发明的宽泛范围内描述的数值范围和参数设置是近似值,但是在具体实施例中报道的数值尽可能准确。然而,任何数值固有地包含一定的误差,这是它们各自的试验测量中发现的标准偏差产生的。
如在本说明书和所附权利要求中,单数包括复数,反之亦然,除非另外特别说明。例如,虽然本文提到的单数冠词“一”,、一个”和“该”,但也包括复数对象,除非明确地和明确地限于一个所指对象。例如,尽管本文提到“一种”溶剂型醇酸树脂,“一种”芳族二羧酸,“一种”脂肪族二元醇,“一种”脂肪酸,“一种”二(羟烷基)双酚A,“一种”交联剂等等,也可以使用一种或多种这些成分,或者其他任何成分。此外,在在本申请中,即使“和/或”明确地在某些情况下使用,“或”的使用也表示“和/或”,除非特别声明,。“包括”、“例如”、“比如”等术语表示包括、例如、比如但不限于。
本发明中所呈现的各种实施方式和实施例各自理解为相对于本发明的范围是非限制性的。
本发明将通过参照下列实施例作进一步说明。下面的实施例仅仅是本发明的说明,并非旨在进行限制。
实施例
以下实施例用以说明本发明的一般原理。这些实施例描述了根据本发明的实施方式的溶剂型醇酸树脂和溶剂型涂料组合物的制备方法。所列的数量以重量份表示,除非另有说明。本发明不应该被解释为限于所呈现的特定实施例。
实施例1:溶剂型醇酸树脂的制备
配方如下所示,含量基于溶剂型醇酸树脂总重量:
成分 | 含量% |
间苯二甲酸 | 16.6% |
对苯二甲酸 | 16.6% |
大豆脂肪酸 | 11.1% |
丁二醇 | 11.9% |
新戊二醇 | 17.3% |
甘油 | 3.7% |
二(羟乙基)双酚A | 10.8% |
有机锡催化剂 | 0.1% |
SolvessoTM100 | 11.9% |
总计 | 100% |
按照以下步骤制备醇酸树脂:
a.将间苯二甲酸、对苯二甲酸、大豆脂肪酸、新戊二醇、甘油、二(羟乙基)双酚A、丁二醇、有机锡催化剂和SolvessoTM100相混合,以400rep/min的搅拌速度进行搅拌,并将所述混合物加热到至少150℃;
b.所得混合物加热回流,并逐渐将温度升高到至少240℃,直至透明;
c.冷却到至少140℃,并过滤固体产物得到醇酸树脂(在下文中称为SP0004)。
实施例2:聚酯树脂的制备
配方如下所示,含量基于聚酯树脂的总重量:
成分 | 含量% |
邻苯二甲酸酐 | 40.0% |
异辛醇 | 15.0% |
三羟甲基丙烷 | 20.0% |
FC 4201催化剂 | 0.5% |
二甲苯 | 5.0% |
SolvessoTM150 | 7.5% |
乙二醇丁醚 | 12.0% |
总计 | 100% |
按照以下步骤制备聚酯树脂:
a.将邻苯二甲酸、异辛醇、三羟甲基丙烷、FC 4201催化剂、二甲苯、SolvessoTM150和乙二醇丁醚相混合,以400rep/min的搅拌速度进行搅拌,并将所述混合物加热到至少150℃;
b.所得混合物加热回流,并逐渐将温度升高到至少240℃,直至透明;
c.冷却到至少140℃,并过滤固体产物得到聚酯树脂(在下文中称为SP0001)。
实施例3:溶剂型涂料组合物的制备
配方如下所示,含量基于涂料组合物的总重量:
成分 | 重量% |
醇酸树脂SP0004 | 50.0% |
聚酯树脂SP0001 | 10.0% |
DIC EPON860 | 5.0% |
Cymel 1156 | 10.0% |
Cymel 659 | 3.0% |
封端异氰酸酯BL4265 | 1.0% |
BYK358流平剂 | 0.1% |
BYK300有机硅流平剂 | 0.01% |
月桂基苯磺酸 | 0.1% |
乙二醇丁醚 | 6.0% |
SolvessoTM100 | 6.0% |
SolvessoTM150 | 5.0% |
丁醇 | 3.79% |
按照以下步骤制备涂料组合物:
a.将醇酸树脂SP0004、聚酯树脂SP0001和DIC EPON860加入到混合釜中,以400rep/min的搅拌速度进行搅拌;
b.在搅拌情况下,将Cymel 1156、Cymel 659和封端异氰酸酯BL4265缓慢加入到混合树脂中;
c.将包括BYK358流平剂、BYK300有机硅流平剂、月桂基苯磺酸和乙二醇丁醚在内的助剂溶解在由SolvessonTM100、SolvessonTM100和丁醇组成的混合溶剂中;
d.在搅拌情况下,将预先溶解的助剂加入到混合树脂中;
e.将搅拌速度升至1000rep/min,并继续搅拌30分钟;
f.将反应产物过滤得到本发明的涂料组合物。
实施例4:溶剂型涂料组合物的制备
配方如下所示,含量基于涂料组合物的总重量:
成分 | 重量% |
醇酸树脂SP0004 | 55.0% |
聚酯树脂SP0001 | 5.0% |
DIC EPON860 | 4.0% |
Cymel 1156 | 7.0% |
Cymel 659 | 6.0% |
封端异氰酸酯BL4265 | 2.0% |
BYK358流平剂 | 0.1% |
BYK300有机硅流平剂 | 0.01% |
月桂基苯磺酸 | 0.1% |
乙二醇丁醚 | 6.0% |
SolvessoTM100 | 6.0% |
SolvessoTM150 | 5.0% |
丁醇 | 3.79% |
涂料组合物按照实施例3所描述的方法进行制备。
涂层实施例1:涂料组合物的涂覆
按照以下步骤涂覆实施例3中所制备的涂料组合物并固化形成涂层:
步骤1.通过辊涂将溶剂型油墨组合物涂覆在镀锡钢板基材;
步骤2.通过辊涂以湿碰湿方式将实施例3的涂料组合物以约15克/平方米的量涂覆在油墨层上;
步骤3.然后将经过涂敷的基材放入烘烤温度设置为170℃的烤箱内,烘烤15分钟,得到干膜重为约9克/平方米的干燥涂层。
涂层实施例2:涂料组合物的涂覆
使用实施例4中所制备的涂料组合物替换实施例3所制备的涂料组合物,按照涂层实施例1所描述的步骤涂敷实施例4中所制备的涂料组合物并固化形成涂层。
性能测试
测试在实施例3和4中制备的涂料组合物的粘度,并测试在涂层实施例1和2中制备的涂层的加工性和耐磨损性。测试方法如下所示:
粘度测试:
采用福特4号杯测试在25摄氏度时的粘度。将本发明的涂料组合物加满粘度杯,测试涂料组合物全部流净需要的时间。涂料粘度一般理想地控制在约60秒至约160秒。
加工性测试:
实验材料:按照涂层实施例1和2制备的涂覆有涂层的基材板、落球冲击仪、5%的硫酸铜溶液和秒表;
实验方法:采用落球冲击仪冲击基材板,冲击速率为1kg/50cm。冲击后将涂料板使用事先配制好的5%硫酸铜溶液浸泡2分钟,观察有无腐蚀点。
耐磨耗测试:
实验材料:按照涂层实施例1和2制备的75块涂覆有涂层的基材板、磨耗仪、分析天平、秒表和软毛刷;
实验方法:将制备好的基材板75块,按每组25块共分为三组。使用分析天平测量每组基材板在进行摩擦前的质量,精确到0.1mg,记录数据。将一组共25块基材板放入磨耗仪,设置每分钟20转,转动50分钟。结束后,将基材板取出,用软毛刷刷净基材板表面毛屑,然后用分析天平重新称量。将两次记录的数据相减即为此组中每块基材板的磨耗值。按照相同步骤对其余两组基材板进行测试。三组涂覆有涂层的基材板的平均磨耗值记为涂层的磨耗值。小于16mg的磨耗值为合格。
外观测试:
实验材料:按照涂层实施例1和2制备的10块涂覆有涂层的基材板;
实验方法:肉眼观察每块基材板的外观。
巴氏灭菌测试:
实验材料:按照涂层实施例1和2制备的10块涂覆有涂层的基材板;
实验方法:将基材板在80℃水中浸泡30分钟,然后取出,肉眼观察确定是否存在水渍。
测试结果:
表1
涂料组合物编号 | 涂料组合物实施例3 | 涂料组合物实施例4 |
粘度(福特杯#4,25℃) | 100s | 95s |
固体含量(%) | 59% | 60% |
结果显示本发明的涂料组合物具有在食物和饮料包装涂层工艺中所希望的适宜粘度和高固体含量。
表2
结果显示本发明的涂料组合物能以湿碰湿方式涂覆在油墨上并固化形成具有优异抗冲击性能和耐磨性能以及良好外观的涂层。
上述本发明的具体实施方式仅为说明的目的,对于本领域技术人员而言清楚的是,可以对本发明的细节做出许多修改而不背离所附权利要求书中所限定的范围。因此,能够理解的是本发明并非仅限于所公开的具体实施方式,而旨在涵盖如所述权利要求书所限定的本发明的范围内的技术方案的变化和修改。
Claims (17)
1.一种溶剂型醇酸树脂,其含有如下反应混合物的反应产物,所述反应混合物包括芳族二羧酸、脂肪族二元醇、脂肪酸和二(羟烷基)双酚A,
其中所述芳族二羧酸包括含有8-16个碳原子和2个羧酸官能团的芳族化合物,所述脂肪族二元醇包括含有2-10个碳原子和2个羟基官能团的脂肪族化合物,所述脂肪酸包括饱和的或不饱和的具有一个端羧基且含有6-20个碳原子的脂肪族化合物,以及所述二(羟烷基)双酚A包括通过将双酚A的两个羟基基团中的氢原子用具有1-6个碳原子的羟烷基取代而得到的双酚A衍生物;以及
其中所述溶剂型醇酸树脂,基于其总重量,包括10-60重量%的芳族二羧酸、1-40重量%的脂肪族二元醇和5-55重量%的二(羟烷基)双酚A。
2.如权利要求1所述的溶剂型醇酸树脂,其中所述芳族二羧酸包括邻苯二甲酸、间苯二甲酸和/或对苯二甲酸;所述脂肪族二元醇包括丙二醇、丁二醇、戊二醇和/或己二醇;所述脂肪酸包括大豆油;且所述双(羟烷基)双酚A包括双(羟乙基)双酚A、双(羟丙基)双酚A和/或二(羟丁基)双酚A。
3.如权利要求1所述的溶剂型醇酸树脂,其中所述溶剂型醇酸树脂具有不超过4mgKOH/克的酸值。
4.制备如权利要求1所述的溶剂型醇酸树脂的方法,其包括:
a.将芳族二羧酸、脂肪族二元醇、脂肪酸、双(羟烷基)双酚A和任选的溶剂相混合,以200-400rep/min的搅拌速度进行搅拌,并将所述混合物加热到至少150℃;
b.加热回流,并逐渐将温度升高到至少240℃,保持反应混合物为回流状态,直至透明;
c.冷却到至少140℃;以及
d.过滤固体产物。
5.一种溶剂型涂料组合物,其包括如权利要求1所述的溶剂型醇酸树脂和交联剂。
6.如权利要求5所述的溶剂型涂料组合物,基于其总重量,包括20-80重量%的溶剂型醇酸树脂。
7.如权利要求5所述的溶剂型涂料组合物,其中芳族二羧酸包括邻苯二甲酸、间苯二甲酸和/或对苯二甲酸;脂肪族二元醇包括丙二醇、丁二醇、戊二醇和/或己二醇;脂肪酸包括大豆油;且双(羟烷基)双酚A包括双(羟乙基)双酚A、双(羟丙基)双酚A和/或二(羟丁基)双酚A。
8.如权利要求7所述的溶剂型涂料组合物,其中所述溶剂型醇酸树脂具有不超过4mgKOH/克的酸值。
9.如权利要求5所述的溶剂型涂料组合物,其中所述交联剂包括丁基醚氨基树脂、丁基醚苯取代氨基树脂和/或异氰酸酯。
10.如权利要求5所述的溶剂型涂料组合物,其还包括聚酯。
11.如权利要求5所述的溶剂型涂料组合物,其还包括高沸点芳族烃类、乙二醇二乙醚、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、乙醇、丙醇和/或丁醇。
12.一种包装,其中如权利要求5所述的溶剂型涂料组合物涂敷在所述包装的至少一部分上。
13.如权利要求12所述的包装,其中所述溶剂型涂料组合物涂敷在已涂在所述包装上的油墨的至少一部分上。
14.如权利要求12或13所述的包装,其中所述包装包括金属皇冠盖。
15.一种涂覆包装的方法,其包括将如权利要求5所述的溶剂型涂料组合物涂敷在所述包装的至少一部分上。
16.如权利要求15所述的方法,其中所述溶剂型涂料组合物涂敷在已涂在所述包装上的油墨的至少一部分上。
17.如权利要求15所述的方法,其中,所述溶剂型涂料组合物以湿碰湿方式涂敷在油墨上。
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