CN110087781A - 涂层在无铬马口铁基材上的用途 - Google Patents

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Abstract

在无铬马口铁基材上的涂料组合物的用途,该涂料组合物包含:聚酯材料,和苯并胍胺或其衍生物,其中涂料组合物基本上不含双酚A(BPA),双酚F(BPF),双酚A二缩水甘油醚(BADGE)和双酚F二缩水甘油醚(BFDGE)。

Description

涂层在无铬马口铁基材上的用途
本发明涉及任何涂料组合物,粉末涂料组合物和涂料体系在无铬马口铁基材上的用途,以及涂有任何涂料组合物,粉末涂料组合物和涂料体系的无铬马口铁基材。本发明还涉及至少部分地由无铬马口铁材料形成的食品或饮料罐,其中无铬马口铁材料在其至少一部分上涂有任何涂料组合物,粉末涂料组合物和涂料系统。
马口铁通常用于形成食品和/或饮料罐。马口铁是钢板,其涂有薄的锡层。未经处理的马口铁可能经历腐蚀,这会影响马口铁在制作食品和/或饮料罐时的外观和适用性。此外,未处理的马口铁在用于食品加工的条件下与含硫产品接触时通常会产生深色的不规则染色。含硫产品包括例如含有含硫蛋白质的食品和/或饮料产品,该蛋白质存在于包装在马口铁罐中的许多食品中,例如沙丁鱼,金枪鱼,豌豆(split pea),豆类,扁豆,肉酱(pate)和宠物食品。在与包装内容物接触后,由于与其中所含的含硫产物接触,马口铁的内表面经常会由于硫化锡(或其他金属硫化物)的形成而染色。
为了抑制或延缓腐蚀或抑制或阻止上述染色,本领域已知马口铁经历一个或多个预处理步骤。预处理可以包括钝化工艺,其可以包括将马口铁板基材浸入一种或多种钝化溶液中或在一种或多种钝化溶液中涂覆。众所周知,钝化溶液包含铬化合物,例如铬酸二钠。
然而,出于安全和环境原因,希望避免在马口铁的预处理中使用铬。为了解决这个问题,正在开发不使用铬的马口铁的预处理工艺。这导致马口铁材料被认为是无铬的。虽然这些无铬马口铁材料可以表现出耐腐蚀性或耐染色性,但是出现的问题是各种已知的涂料组合物可能遭受对无铬马口铁的不良粘附性和/或可能遭受差的内涂层粘附性。
本发明的方面的目的是解决上述或其他问题。
根据本发明的第一方面,提供了涂料组合物在无铬马口铁基材上的用途,该涂料组合物包含:
聚酯材料,和
苯并胍胺或其衍生物,
其中涂料组合物基本上不含双酚A(BPA),双酚F(BPF),双酚A二缩水甘油醚(BADGE)和双酚F二缩水甘油醚(BFDGE)。
根据本发明的第二方面,提供了粉末涂料组合物在无铬马口铁基材上的用途,该粉末涂料组合物包含:
其他聚酯材料,
其中粉末涂料组合物基本上不含双酚A(BPA),双酚F(BPF),双酚A二缩水甘油醚(BADGE)和双酚F二缩水甘油醚(BFDGE)。
根据本发明的第三方面,提供了涂料体系在无铬马口铁基材上的用途,该涂料体系包括:
作为底涂层(undercoat),涂料组合物包含;
聚酯材料,和
苯并胍胺或其衍生物,和
作为外涂层(overcoat),粉末涂料组合物包含;
其他聚酯材料,
其中涂料体系基本上不含双酚A(BPA),双酚F(BPF),双酚A二缩水甘油醚(BADGE)和双酚F二缩水甘油醚(BFDGE)。
根据本发明的第四方面,提供了涂有涂料组合物的无铬马口铁基材,该涂料组合物包含:
聚酯材料,和
苯并胍胺或其衍生物,
其中涂料组合物基本上不含双酚A(BPA),双酚F(BPF),双酚A二缩水甘油醚(BADGE)和双酚F二缩水甘油醚(BFDGE)。
根据本发明的第五方面,提供了涂有粉末涂料组合物的无铬马口铁基材,该粉末涂料组合物包含:
其他聚酯材料,
其中粉末涂料组合物基本上不含双酚A(BPA),双酚F(BPF),双酚A二缩水甘油醚(BADGE)和双酚F二缩水甘油醚(BFDGE)。
根据本发明的第六方面,提供了涂有涂料体系的无铬马口铁基材,该涂料体系包括:
作为底涂层,涂料组合物包含;
聚酯材料,和
苯并胍胺或其衍生物,和
作为外涂层,粉末外涂层涂料组合物包含;
其他聚酯材料,
其中涂料体系基本上不含双酚A(BPA),双酚F(BPF),双酚A二缩水甘油醚(BADGE)和双酚F二缩水甘油醚(BFDGE)。
根据本发明的第七方面,提供了一种食品或饮料罐,其至少部分地由无铬马口铁材料形成,其中无铬马口铁材料在其至少一部分上涂覆有涂料组合物,该涂料组合物包括:
聚酯材料,和
苯并胍胺或其衍生物,
其中涂料组合物基本上不含双酚A(BPA),双酚F(BPF),双酚A二缩水甘油醚(BADGE)和双酚F二缩水甘油醚(BFDGE)。
根据本发明的第八方面,提供了至少部分地由无铬马口铁材料形成的食品或饮料罐,其中无铬马口铁材料在其至少一部分上涂有粉末涂料组合物,该粉末涂料组合物包含:
其他聚酯材料,
其中粉末涂料组合物基本上不含双酚A(BPA),双酚F(BPF),双酚A二缩水甘油醚(BADGE)和双酚F二缩水甘油醚(BFDGE)。
根据本发明的第九方面,提供了食品或饮料罐,其至少部分地由无铬马口铁材料形成,其中无铬马口铁材料在其至少一部分上涂覆有涂料体系,该涂料体系包括:
作为底涂层,涂料组合物包含;
聚酯材料,和
苯并胍胺或其衍生物,和
作为外涂层,粉末涂料组合物包含;
其他聚酯材料,
其中涂料体系基本上不含双酚A(BPA),双酚F(BPF),双酚A二缩水甘油醚(BADGE)和双酚F二缩水甘油醚(BFDGE)。
当固化时,本发明的涂料组合物可以具有在130℃在自来水中的1%盐(NaCl)溶液中处理60分钟的情况下根据拉伸和再拉伸测试方法测量的至少20mm的挠性,和/或根据ISO标准1518-1:2011测量的至少为700g的抗擦伤性。合适地,本发明的涂料组合物在固化时,可以具有在130℃在自来水中的1%盐(NaCl)溶液中处理60分钟的情况下根据拉伸和再拉伸测试方法测量的至少20mm的挠性,和根据ISO标准1518-1:2011测量的至少为700g的抗擦伤性。
因此,根据本发明的第十方面,提供了涂料组合物在无铬马口铁基材上的用途,该涂料组合物包含:
聚酯材料,和
苯并胍胺或其衍生物,
其中涂料组合物基本上不含双酚A(BPA),双酚F(BPF),双酚A二缩水甘油醚(BADGE)和双酚F二缩水甘油醚(BFDGE),并且其中涂料组合物在固化时,具有在130℃在自来水中的1%盐(NaCl)溶液中处理60分钟的情况下根据拉伸和再拉伸测试方法测量的至少20mm的挠性,和根据ISO标准1518-1:2011测量的至少为700g的抗擦伤性。
根据本发明的第十一方面,提供了涂料体系在无铬马口铁基材上的用途,该涂料体系包括:
作为底涂层,涂料组合物包含;
聚酯材料,和
苯并胍胺或其衍生物,和
作为外涂层,粉末涂料组合物包含;
其他聚酯材料,
其中涂料体系基本上不含双酚A(BPA),双酚F(BPF),双酚A二缩水甘油醚(BADGE)和双酚F二缩水甘油醚(BFDGE),并且其中涂料组合物在固化时,具有在130℃在自来水中的1%盐(NaCl)溶液中处理60分钟的情况下根据拉伸和再拉伸测试方法测量的至少20mm的挠性,和根据ISO标准1518-1:2011测量的至少为700g的抗擦伤性。
根据本发明的第十二方面,提供了涂有涂料组合物的无铬马口铁基材,该涂料组合物包含:
聚酯材料,和
苯并胍胺或其衍生物,
其中涂料组合物基本上不含双酚A(BPA),双酚F(BPF),双酚A二缩水甘油醚(BADGE)和双酚F二缩水甘油醚(BFDGE),并且其中涂料组合物在固化时,具有在130℃在自来水中的1%盐(NaCl)溶液中处理60分钟的情况下根据拉伸和再拉伸测试方法测量的至少20mm的挠性,和根据ISO标准1518-1:2011测量的至少为700g的抗擦伤性。
根据本发明的第十三方面,提供了涂有涂料体系的无铬马口铁基材,该涂料体系包括:
作为底涂层,涂料组合物包含;
聚酯材料,和
苯并胍胺或其衍生物,和
作为外涂层,粉末外涂层涂料组合物包含;
其他聚酯材料,
其中涂料体系基本上不含双酚A(BPA),双酚F(BPF),双酚A二缩水甘油醚(BADGE)和双酚F二缩水甘油醚(BFDGE),并且其中底涂层组合物在固化时,具有在130℃在自来水中的1%盐(NaCl)溶液中处理60分钟的情况下根据拉伸和再拉伸测试方法测量的至少20mm的挠性,和根据ISO标准1518-1:2011测量的至少为700g的抗擦伤性。
根据本发明的第十四方面,提供了食品或饮料罐,其至少部分地由无铬马口铁材料形成,其中无铬马口铁材料在其至少一部分上涂有涂料组合物,该涂料组合物包括:
聚酯材料,和
苯并胍胺或其衍生物,
其中涂料组合物基本上不含双酚A(BPA),双酚F(BPF),双酚A二缩水甘油醚(BADGE)和双酚F二缩水甘油醚(BFDGE),并且其中涂料组合物在固化时,具有在130℃在自来水中的1%盐(NaCl)溶液中处理60分钟的情况下根据拉伸和再拉伸测试方法测量的至少20mm的挠性,和根据ISO标准1518-1:2011测量的至少为700g的抗擦伤性。
根据本发明的第十五方面,提供了一种至少部分地由无铬马口铁材料形成的食品或饮料罐,其中无铬马口铁材料在其至少一部分上涂覆有涂料体系,该涂料体系包括:
作为底涂层,涂料组合物包含;
聚酯材料,和
苯并胍胺或其衍生物,和
作为外涂层,粉末涂料组合物包含;
其他聚酯材料,
其中涂料体系基本上不含双酚A(BPA),双酚F(BPF),双酚A二缩水甘油醚(BADGE)和双酚F二缩水甘油醚(BFDGE),并且其中底涂层组合物在固化时,具有在130℃在自来水中的1%盐(NaCl)溶液中处理60分钟的情况下根据拉伸和再拉伸测试方法测量的至少20mm的挠性,和根据ISO标准1518-1:2011测量的至少为700g的抗擦伤性。
如本文所用,“无铬马口铁”是指可能经历或可能未经历预处理过程的马口铁材料。在马口铁经历涉及钝化的预处理过程的情况下,所使用的钝化溶液基本上(substantially)不含,可以实质上(essentially)不含或可以完全不含铬化合物,例如铬酸二钠。“基本上不含”是指含有少于约百万分之1000(ppm)的铬化合物(例如铬酸二钠)的钝化溶液。“实质上不含”是指含有少于约100ppm的铬化合物(例如铬酸二钠)的钝化溶液。“完全不含”是指含有少于约十亿分之20(ppb)的铬化合物(例如铬酸二钠)的钝化溶液。
因此,适当地,钝化工艺不包括铬化合物,例如六价铬化合物。例如,合适地,钝化工艺不包括使马口铁板与含有铬化合物(例如六价铬化合物)的溶液接触和/或浸渍其中。
钝化工艺可以包括钝化505或555方法,例如来自Arcelor,TATA或US Steel的505或555钝化方法,和/或基于Henkel Granodine 1456的钝化方法。适当地,钝化可以包括TATA钝化505,Arcelor钝化555,US Steel 555和/或TKS钝化555方法。
无铬马口铁可以从商业来源获得。
根据本发明的涂料组合物包含聚酯材料。根据本发明的聚酯材料可包含多元酸和多元醇的反应产物。
如本文中所使用的“多元酸”及类似术语是指具有两个或多于两个羧酸基(诸如两个、三个或四个酸基)的化合物,且包括多元酸(其中酸基中的一或多者经酯化)的酯或酐。适当地,多元酸为有机多元酸。
多元酸的羧酸基可通过选自以下基团的桥联基团连接:亚烷基;亚烯基;亚炔基;或亚芳基。
聚酯材料可由任何合适的多元酸形成。多元酸的合适的实例包括但不限于以下:顺丁烯二酸;反丁烯二酸;衣康酸;己二酸;壬二酸;丁二酸;癸二酸;戊二酸;癸酸二酸(decanoic diacid);十二烷二酸;邻苯二甲酸;间苯二甲酸;5-叔丁基间苯二甲酸;四氯邻苯二甲酸;四氢邻苯二甲酸;偏苯三甲酸;萘二甲酸;萘四甲酸;对苯二甲酸;六氢邻苯二甲酸;甲基六氢邻苯二甲酸;对苯二甲酸二甲酯;环己烷二甲酸;氯桥酸酐;1,3-环己烷二甲酸;1,4-环己烷二甲酸;三环癸烷聚羧酸;内亚甲基四氢邻苯二甲酸;内亚乙基六氢邻苯二甲酸;环己烷四甲酸;环丁烷四甲酸;所有前述酸的酯及酐及其组合。
如本文中所使用的“多元醇”及类似术语是指具有两个或多于两个羟基(诸如两个、三个或四个羟基)的化合物。多元醇的羟基可通过选自以下基团的桥联基团连接:亚烷基;亚烯基;亚炔基;或亚芳基。适当地,多元醇为有机多元醇。
聚酯材料可由任何合适的多元醇形成。多元醇的合适的实例包括但不限于以下:亚烷基二醇,诸如乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、三丙二醇、己二醇、聚乙二醇、聚丙二醇及新戊二醇;氢化双酚A;环己二醇;丙二醇,包括1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丁基乙基丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇及2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇;丁二醇,包括1,4-丁二醇、1,3-丁二醇及2-乙基-1,4-丁二醇;戊二醇,包括三甲基戊二醇及2-甲基戊二醇;环己烷二甲醇;己二醇,包括1,6-己二醇、己内酯二醇(例如,ε-己内酯及乙二醇的反应产物);羟烷基化双酚;聚醚二醇,例如,聚(氧基四亚甲基)二醇;三羟甲基丙烷;季戊四醇;二-季戊四醇;三羟甲基乙烷;三羟甲基丁烷;二羟甲基环己烷;丙三醇及其类似物或其组合。
聚酯材料可包含由二醇及二酸的反应形成的聚合物或共聚物;多元醇或多元酸组分可任选地用以产生支链聚合物。
聚酯材料可由二酸形成。二酸的合适的实例包括但不限于以下:邻苯二甲酸;间苯二甲酸;对苯二甲酸;1,4环己烷二甲酸;丁二酸;己二酸;壬二酸;癸二酸;反丁烯二酸;2,6-萘二甲酸;邻苯二甲酸;邻苯二甲酸酐;四氢邻苯二甲酸酐;顺丁烯二酸酐;丁二酸酐;衣康酸酐;二酯材料,诸如二甲基酯衍生物,例如间苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯、1,4-环己烷二甲酸二甲酯、2,6-萘二羧酸二甲酯、反丁烯二酸二甲酯、邻苯二甲酸二甲酯、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯;所有前述酸的酯及酐;及其混合物。
适当地,聚酯材料可由对苯二甲酸、间苯二甲酸、癸二酸或其组合形成。
聚酯材料可由二醇形成。聚酯材料可由任何合适的二醇形成。二醇的合适的实例包括但不限于以下:乙二醇;1,2-丙二醇;1,3-丙二醇;1,2-丁二醇;1,3-丁二醇;1,4-丁二醇;丁-2-烯1,4-二醇;2,3-丁二醇;2-甲基1,3-丙二醇;2,2’-二甲基1,3-丙二醇(新戊二醇);1,5戊二醇;3-甲基1,5-戊二醇;2,4-二乙基1,5-戊二醇;1,6-己二醇;2-乙基1,3-己二醇;二乙二醇;三乙二醇;二丙二醇;三丙二醇;2,2,4-三甲基戊烷1,3-二醇;1,4环己烷二甲醇;三环癸烷二甲醇;2,2,4,4-四甲基环丁烷1,3-二醇;异山梨糖醇;1,4-环己烷二醇;1,1’-亚异丙基-双(4-环己醇);及其混合物。
适当地,聚酯材料可由2,2’-二甲基1,3-丙二醇(新戊二醇)、1,4-丁二醇、2-甲基1,3-丙二醇、乙二醇、1,6-己二醇或其组合形成。
可任选地用以产生支链聚合物的合适的额外多元酸的实例包括但不限于以下:偏苯三酸酐;偏苯三甲酸;苯均四酸;所有前述酸的酯及酐;及其混合物。
可任选地用以产生支链聚合物的合适的额外多元醇的实例包括但不限于以下:丙三醇;三羟甲基丙烷;三羟甲基乙烷;1,2,6己烷三醇;季戊四醇;赤藻糖醇(erythritol);二-三羟甲基丙烷;二-季戊四醇;N,N,N,N’四(羟乙基)己二酰二胺;N,N,N’N’四(羟丙基)己二酰二胺;其他伯羟基、官能性分支单体;或其混合物。
除非另外定义,否则如本文所使用的术语“烷”或“烷基”涉及为直链、支链、环状或多环部分或其组合的饱和烃基,且含有1至20个碳原子,适当地1至10个碳原子,更适当地1至8个碳原子,再更适当地1至6个碳原子,又更适当地1至4个碳原子。这些基团可任选地经以下基团取代:氯基、溴基、碘基、氰基、硝基、OR19、OC(O)R20、C(O)R21、C(O)OR22、NR23R24、C(O)NR25R26、SR27、C(O)SR27、C(S)NR25R26、芳基或杂原子,其中R19至R27各自独立地表示氢、芳基或烷基,和/或间杂有氧原子或硫原子,或间杂有硅醇基或二烷基硅氧基。这样的基团的实例可独立地选自:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、伯丁基、叔丁基、2-甲基丁基、戊基、异戊基、己基、环己基、3-甲基戊基、辛基及类似者。如本文中所使用的术语“亚烷基”涉及如上文所定义的二价基团烷基。举例而言,将表示为-CH3的诸如甲基的烷基变为亚甲基,当表示为亚烷基时,变为-CH2-。应相应地理解其他亚烷基。
如本文中所使用的术语“烯基”涉及具有双键,适当地至多4个双键,为直链、支链、环状部分或多环部分或其组合,且含有2至18个碳原子,适当地2至10个碳原子,更适当地2至8个碳原子,再更适当地2至6个碳原子,又更适当地2至4个碳原子的烃基。这些基团可任选地经以下基团取代:羟基、氯基、溴基、碘基、氰基、硝基、OR19、OC(O)R20、C(O)R21、C(O)OR22、NR23R24、C(O)NR25R26、SR27、C(O)SR27、C(S)NR25R26或芳基,其中R19至R27各自独立地表示氢、芳基或烷基,和/或间杂有氧原子或硫原子,或间杂有硅醇基或二烷基硅氧基。这样的基团的实例可独立地选自烯基,包括乙烯基、烯丙基、异丙烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、环丙烯基、环丁烯基、环戊烯基、环己烯基、1-丙烯基、2-丁烯基、2-甲基-2-丁烯基、异戊二烯基、法呢基(farnesyl)、香叶基(geranyl)、香叶基香叶基(geranylgeranyl)及类似者。如本文中所使用的术语“亚烯基”涉及如上文所定义的二价基团烯基。举例而言,将烯基诸如表示为-CH=CH2的乙烯基变为亚乙烯基,当表示为亚烯基时,变为-CH=CH-。应相应地理解其他亚烯基。
如本文中所使用的术语“炔基”涉及具有三键,适当地至多4个三键,为直链、支链、环状或多环部分或其组合,且具有2至18个碳原子,适当地2至10个碳原子,更适当地2至8个碳原子,再更适当地2至6个碳原子,又更适当地2至4个碳原子的烃基。这些基团可任选地经以下基团取代:羟基、氯基、溴基、碘基、氰基、硝基、OR19、OC(O)R20、C(O)R21、C(O)OR22、NR23R24、C(O)NR25R26、SR27、C(O)SR27、C(S)NR25R26或芳基,其中R19至R27各自独立地表示氢、芳基或低级烷基,和/或间杂有氧原子或硫原子,或间杂有硅醇基或二烷基硅氧基。这样的基团的实例可独立地选自炔基,包括乙炔基、丙炔基、炔丙基、丁炔基、戊炔基、己炔基及类似者。如本文中所使用的术语“亚炔基”涉及如上文所定义的二价基团炔基。举例而言,将炔基诸如表示为-C≡CH的乙炔基变为亚乙炔基,当表示为亚炔基时,变为-C≡C-。应相应地理解其他亚炔基。
如本文中所使用的术语“芳基”涉及通过移除一个氢衍生自芳族烃的有机基团,且其包括在各环中高达7个成员(member)的任何单环、双环或多环碳环,其中至少一个环为芳族。这样的基团可任选地经以下基团取代:羟基、氯基、溴基、碘基、氰基、硝基、OR19、OC(O)R20、C(O)R21、C(O)OR22、NR23R24、C(O)NR25R26、SR27、C(O)SR27、C(S)NR25R26或芳基,其中R19至R27各自独立地表示氢、芳基或低级烷基,和/或间杂有氧原子或硫原子,或间杂有硅醇基或二烷基硅基。这样的基团的实例可独立地选自:苯基、对甲苯基、4-甲氧基苯基、4-(叔丁氧基)苯基、3-甲基-4-甲氧基苯基、4-氟苯基、4-氯苯基、3-硝基苯基、3-氨基苯基、3-乙酰胺基苯基、4-乙酰胺基苯基、2-甲基-3-乙酰胺基苯基、2-甲基-3-氨基苯基、3-甲基-4-氨基苯基、2-氨基-3-甲基苯基、2,4-二甲基-3-氨基苯基、4-羟苯基、3-甲基-4-羟苯基、1-萘基、2-萘基、3-氨基-1-萘基、2-甲基-3-氨基-1-萘基、6-氨基-2-萘基、4,6-二甲氧基-2-萘基、四氢萘基、茚满基、联二苯、菲基、蒽基或苊基及类似者。如本文中所使用的术语“亚芳基”涉及如上文所定义的二价基团芳基。举例而言,将芳基诸如表示为-Ph的苯基变为亚苯基,当表示为亚芳基时,变为-Ph-。应相应地理解其他亚芳基。
为避免疑问,对本文组合基团中的烷基、烯基、炔基、芳基或芳烷基的参照应作相应地解释,例如应将对氨基烷基中的烷基或烷氧基中的烷基的参照解释为上述烷或烷基等。
聚酯材料可由多元酸:多元醇的任何合适的摩尔比形成。多元酸:多元醇在聚酯材料中的摩尔比可为10:1至1:10,适当地5:1至1:5,诸如3:1至1:3或甚至2:1至1:2。适当地,多元酸:多元醇在聚酯材料中的摩尔比可为1.5:1至1:1.5,诸如1.2:1至1:1.2。
聚酯材料可由二酸:二醇的任何合适的摩尔比形成。聚酯材料中的二酸:二醇的摩尔比可为10:1至1:10,适当地5:1至1:5,诸如3:1至1:3,或甚至2:1至1:2。适当地,聚酯材料中二酸:二醇的摩尔比可为1.5:1至1:1.5,诸如1.2:1至1:1.2或甚至1.1:1至1:1.1。
聚酯材料可任选地由二酸+二醇与多元酸和/或多元醇的任何合适的摩尔比形成。聚酯材料可包含以下二酸+二醇与多元酸和/或多元醇的摩尔比:100:1至1:1,适当地100:1至5:1,诸如100:1至20:1或甚至100:1至50:1。
聚酯材料可任选地由额外单体形成。适当地,聚酯材料可任选地包括选自一元酸或一元醇或其组合的额外单体。适当地,任选的的额外单体可为有机的。
聚酯材料可任选地由额外一元酸形成。如本文中所使用的“一元酸”及类似术语是指具有一个羧酸基的化合物,且包括一元酸(其中酸基经酯化)的酯或酐。适当地,一元酸为有机一元酸。
聚酯材料可任选地由任何合适额外一元酸形成。合适的实例包括但不限于以下:苯甲酸;环己烷羧酸;三环癸烷羧酸;樟脑酸(camporic acid);苯甲酸;叔丁基苯甲酸;C1-C18脂族羧酸,诸如乙酸、丙酸、丁酸、己酸、油酸、亚油酸、十一烷酸、十二烷酸、异壬酸;脂肪酸;天然产生的油的氢化脂肪酸;任意前述酸的酯和/或酐及其组合。
聚酯材料可任选地由额外一元醇形成。如本文中所使用的“一元醇”及类似术语是指具有一个羟基的化合物。适当地,一元醇为有机一元醇。
聚酯材料可任选地由任何合适额外一元醇形成。合适的实例包括但不限于以下:苯甲醇;羟基乙氧基苯;甲醇;乙醇;丙醇;丁醇;戊醇;己醇;庚醇;十二烷醇;十八烷醇;油醇;十一烷醇;环己醇;酚;苯基甲醇;甲基苯基甲醇;甲酚;二醇的单醚;经卤素取代或其他经取代的醇及其组合。
聚酯材料可包含可商购的聚酯材料。合适的可商购聚酯材料包括但不限于以下:可商购自DSM的在商标名URALAC(RTM)下出售的那些,诸如URALAC SN 800、URALAC SN 805、URALAC SN 808、URALAC SN 842、URALAC SN 859、URALAC SN 860、URALAC SN 905、URALAC908、URALAC 989或URALAC SN 978;可商购自Galstaff-Multiresine的在商标名ITALKID(RTM)下出售的那些,诸如ITALKID 212、ITALKID 218、ITALKID 226、ITALKID 228、ITALKID231或ITALKID 300;可商购自Helios的在商标名DOMOPOL(RTM)下出售的那些,诸如DOMOPOL5101、DOMOPOL 5102、DOMOPOL 5111、DOMOPOL 5112、DOMOPOL 5113、DOMOPOL 5117、DOMOPOL5132;可商购自Evonik的在商标名DYNAPOL(RTM)下出售的那些,诸如DYNAPOL LH 318、DYNAPOL LH 818、DYNAPOL LH 820、DYNAPOL LH 823、DYNAPOL LH 830、DYNAPOL LH 833、DYNAPOL L 912、DYNAPOL L 952、DYNAPOL L 206、DYNAPOL L 860或DYNAPOL L 600;可商购自DSM的在商标名URALAC(RTM)下出售的那些,诸如URALAC P1580、URALAC 4215、URALAC5080、URALAC 5930或URALAC 6024;可商购自DSM的在商标名URADIL(RTM)下出售的那些,诸如URADIL 250、URADIL 255、URADIL 258、URADIL SZ 260或URADIL SZ 262;可商购自Galstaff-Multiresine的在商标名ITALESTER(RTM)下出售的那些,诸如ITALESTER 217或ITALESTER 218;及其组合。
聚酯材料可具有任何合适的数目平均分子量(Mn)。聚酯材料可具有以下Mn:500道尔顿(Da=克/摩尔)至250,000Da,适当地500Da至200,000Da,诸如1,000Da至150,000Da或甚至1,000Da至100,000Da。
可通过任何合适的方法来测量数均分子量。测量数均分子量的技术将为本领域技术人员所熟知。适当地且如本文所报导,可使用根据ASTM D6579-11的聚苯乙烯标准(“Standard Practice for Molecular Weight Averages and Molecular WeightDistribution of Hydrocarbon,Rosin and Terpene Resins by Size ExclusionChromatography”,UV探测器:254nm,溶剂:不稳定THF,滞留时间标记:甲苯,样本浓度:2mg/ml)通过凝胶渗透层析法来测定Mn。
聚酯材料可具有任何合适的重均分子量(Mw)。聚酯材料可具有以下Mw:500道尔顿(Da=克/摩尔)至250,000Da,适当地500Da至200,000Da,诸如1,000Da至150,000Da或甚至1,000Da至100,000Da。
本领域技术人员将了解,用于测量数均分子量的技术也可应用于测量重均分子量。
聚酯材料可具有任何合适的玻璃化转变温度(Tg)。聚酯材料可具有以下Tg:-20℃至120℃,适当地0℃至120℃,诸如10℃至105℃。
可通过任何合适的方法来测量聚酯材料的玻璃化转变温度。测量Tg的方法将为本领域技术人员所熟知。适当地且如本文所报导,根据ASTM D6604-00(2013)(“StandardPractice for Glass Transition Temperatures of Hydrocarbon Resins byDifferential Scanning Calorimetry”,热流通量差示扫描量热法(DSC),样本盘:铝,参照:空白,校准:铟及汞,样本重量:10mg,加热速率:20℃/min)来测量Tg。
聚酯材料可具有任何合适的总羟基值(OHV)。聚酯材料可具有0至120mg KOH/g的总OHV。适当地,聚酯材料可具有以下总OHV:0至110mg KOH/g,诸如10至110mg KOH/g或甚至10至100mg KOH/g。
如本文所报导的总OHV以固体表示。
聚酯材料可具有任何合适的酸值(AV)。聚酯材料可具有0至120KOH/g的AV。适当地,聚酯可具有以下总AV:1至100mg KOH/g,诸如1至20mg KOH/g或甚至1至10mg KOH/g。
如本文所报导的AV以固体表示。
可在酯化催化剂的存在下制备根据本发明的聚酯材料。适当地,可选择酯化催化剂以通过酯化和/或反酯化促进组分的反应。用于制备聚酯材料的酯化催化剂的合适的实例包括但不限于以下:金属化合物,诸如辛酸亚锡、氯化亚锡、丁基锡酸(羟基丁基氧化锡)、单丁基锡三(2-乙基己酸酯)、氯丁基锡二氢氧化物、钛酸四正丙酯、钛酸四正丁酯、乙酸锌;酸化合物,诸如磷酸、对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸(DDBSA)及其组合。酯化催化剂可为十二烷基苯磺酸(DDBSA)。
酯化催化剂(若存在)可按总聚合物组分的重量计以0.001至1wt%的量使用,适当地按总聚合物组分的重量计0.01至0.2wt%,诸如0.025至0.2wt%。
聚酯材料可包含以下者的反应产物:
(i)1,2-丙二醇,
(ii)对苯二甲酸,及
(iii)分子量增加剂,
其中该聚酯材料具有至少6,100Da的数均分子量(Mn)及至少80℃的玻璃化转变温度(Tg)。
通过“分子量增加剂”,我们是指增加聚酯材料的数均分子量(Mn)的物质。
分子量增加剂可为能够增加聚酯材料的Mn的任何合适化合物。适当地,分子量增加剂可包含多元酸、多元醇或其组合。
分子量增加剂可包含多元酸。适当地,分子量增加剂可包含二酸。
分子量增加剂包含通式(I)的二酸
ROOC-Xn-COOR
式(I)
其中,各R独立地表示氢或烷基、烯基、炔基或芳基;n=0或1;且其中X表示选自以下基团的桥联基团:亚烷基;亚烯基;亚炔基;亚芳基;其中-COOR基团的间的桥键为C1或C2
多元酸分子量增加剂的合适的实例包括但不限于以下:草酸;丙二酸;丁二酸;邻苯二甲酸;顺丁烯二酸;反丁烯二酸;衣康酸;甲基丙二酸;乙基丙二酸;丙基丙二酸;2-甲基丁二酸;2-乙基丁二酸;2-丙基丁二酸;反式-环戊烷-1,2-二羧酸;顺式-环戊烷-1,2-二羧酸;反式-环己烷-1,2-二羧酸;顺式-环己烷-1,2-二羧酸;所有前述酸的酸及酐及其组合。多元酸分子量增加剂可包含顺丁烯二酸酐、衣康酸或其组合。
适当地,多元酸分子量增加剂可包含顺丁烯二酸酐。
分子量增加剂可包含多元醇。适当地,分子量增加剂可包含三醇。
多元醇分子量增加剂的羟基可由C1至C3亚烷基连接。C1至C3亚烷基可经取代或未经取代。C1至C3亚烷基可任选地经以下基团取代:卤基;羟基;硝基;巯基;氨基;烷基;烷氧基;芳基;磺酸基及磺酸氧基(sulfoxy)。C1至C3亚烷基可为直链或支链。C1至C3亚烷基可为饱和或不饱和的。
适当地,可存在连接于羟基之间的不多于3个碳原子。
多元醇分子量增加剂的合适的实例包括但不限于以下:甲二醇;乙二醇;丙二醇;新戊二醇;1,2-丙二醇;丁基乙基丙二醇;2-甲基-1,3-丙二醇;2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇;三羟甲基甲烷;三羟甲基乙烷;三羟甲基丙烷;丙三醇;季戊四醇;及其组合。适当地,多元醇分子量增加剂包含三羟甲基丙烷。
对苯二甲酸(ii)可呈任何合适形式。本领域技术人员将熟知,对苯二甲酸通常以也含有作为污染物的间苯二甲酸的形式提供。然而,对苯二甲酸可以基本上不含间苯二甲酸的形成提供。通过“基本上不含”,我们意谓是指含有低于5wt%的间苯二甲酸,优选地低于2wt%的间苯二甲酸,更优选地低于0.05wt%的间苯二甲酸的对苯二甲酸。对苯二甲酸可含有0wt%的间苯二甲酸。
聚酯材料可包含(i)+(ii):(iii)的任何合适的摩尔比。(i)+(ii):(iii)的摩尔比可在100:1至1:1的范围内,诸如80:1至5:1。作为非限制性实例,当分子量增加剂为多元酸时,(i)+(ii):(iii)的摩尔比可为25:1。作为另外的非限制性实例,当分子量增加剂为多元醇时,(i)+(ii):(iii)的摩尔比可为80:1。
聚酯材料可具有低支化程度。聚酯材料可基本上为直链或经稍微支化。举例而言,聚酯材料的支化程度可通过所述高分子量聚酯材料的多分散性指数来测量。聚合物的多分散性指数通过Mw与Mn(Mw/Mn)的比率给定,其中Mw为重均分子量,且Mn为数均分子量。适当地,聚酯材料的多分散性指数为1至20,适当地1至10。
聚酯材料可具有高于所述聚酯材料的缠结分子量(entanglement molecularweight)的分子量。
如本文中所使用的“缠结分子量”及类似术语是指聚酯材料变得足够大以缠结时的分子量。为避免疑问,分子量可为数均分子量或重均分子量。通常将缠结分子量定义为物理属性(尤其聚酯材料的粘度)改变时的分子量。
通常,通过绘制熔融粘度的对数相对于聚合物的分子量的对数来测定缠结分子量。通常,随着分子量增加,曲线依循平缓地朝上的倾斜线性路径。然而,一旦达到缠结分子量,平缓地倾斜的线性路径增加至快速倾斜的线性路径。因此,可将缠结分子量确定为斜率从平缓地倾斜变成快速地倾斜的曲线上的点。
测量熔融粘度的技术将为本领域技术人员所熟知。适当地,可在高剪切速率(诸如通过椎板流变仪所施加的剪切速率)下测量熔融粘度,典型的方法如诸如ASTM D4287的标准方法中所描述。发现由具有高于所述聚酯材料的临界缠结分子量的分子量的根据本发明的聚酯材料形成的薄膜具有优异的成膜属性。
可以任何次序接触聚酯材料的组分(i)、(ii)及(iii)。
可在一步法中制备聚酯材料。适当地,在一步法中,组分(i)、(ii)及(iii)均同时一起反应。适当地,聚酯材料可在分子量增加剂包含多元醇的情况下在一步法中制备。
适当地,在一步法中,组分(i)、(ii)及(iii)可在第一反应温度T1下一起接触,其中T1可为在90℃与260℃之间的温度,适当地200℃至250℃,诸如200℃至230℃。
通常,在一步法中,使反应进行1分钟至100小时(诸如2小时至80小时)的总时段。本领域技术人员将了解,反应条件可视所使用的反应物而变化。
聚酯材料可以任何合适的量存在于本发明的涂料组合物中。涂料组合物可包含按涂料组合物的总固体重量计为40至95wt%,适当地50至95wt%,诸如60至90wt%的聚酯材料。适当地,涂料组合物可包含按涂料组合物的总固体重量计为70至80wt%的第一聚酯树脂材料。
本发明的涂料组合物包含苯并胍胺或其衍生物。苯并胍胺或其衍生物可包含可商购的苯并胍胺或其衍生物。可商购的苯并胍胺及其衍生物的合适的实例包括但不限于以下:苯并胍胺-甲醛基材料,诸如CYMEL(RTM)1123(可商购自Cytec Industries)、ITAMIN(RTM)BG143(可商购自Galstaff Multiresine)或MAPRENAL(RTM)BF892(可商购自Ineos);甘脲基材料,诸如CYMEL 1170及CYMEL 1172(可商购自Cytec);及其组合。
苯并胍胺或其衍生物可以任何合适的量存在于本发明的涂料组合物中。涂料组合物可包含按涂料组合物的总固体重量计为至少1wt%,适当地至少2wt%,诸如至少3wt%或甚至至少4wt%的苯并胍胺或其衍生物。适当地,涂料组合物可包含按涂料组合物的总固体重量计为至少4.5wt%的苯并胍胺或其衍生物。涂料组合物可包含按涂料组合物的总固体重量计为至多40wt%,适当地至多30wt%,诸如至多20wt%或甚至至多15wt%的苯并胍胺或其衍生物。适当地,涂料组合物可包含按涂料组合物的总固体重量计为至多10wt%的苯并胍胺或其衍生物。涂料组合物可包含按涂料组合物的总固体重量计为1至40wt%,适当地1至30wt%,诸如1至20wt%或甚至1至15wt%的苯并胍胺或其衍生物。适当地,涂料组合物可包含按涂料组合物的总固体重量计为1至10wt%的苯并胍胺或其衍生物。涂料组合物可包含按涂料组合物的总固体重量计为2至40wt%,适当地2至30wt%,诸如2至20wt%或甚至2至15wt%的苯并胍胺或其衍生物。适当地,涂料组合物可包含按涂料组合物的总固体重量计为2至10wt%的苯并胍胺或其衍生物。涂料组合物可包含按涂料组合物的总固体重量计为3至40wt%,适当地3至30wt%,诸如3至20wt%或甚至3至15wt%的苯并胍胺或其衍生物。适当地,涂料组合物可包含按涂料组合物的总固体重量计为3至10wt%的苯并胍胺或其衍生物。涂料组合物可包含按涂料组合物的总固体重量计为4至40wt%,适当地4至30wt%,诸如4至20wt%或甚至4至15wt%的苯并胍胺或其衍生物。适当地,涂料组合物可包含按涂料组合物的总固体重量计为4至10wt%的苯并胍胺或其衍生物。涂料组合物可包含按涂料组合物的总固体重量计为4.5至40wt%,适当地4.5至30wt%,诸如4.5至20wt%或甚至4.5至15wt%的苯并胍胺或其衍生物。适当地,涂料组合物可包含按涂料组合物的总固体重量计为4.5至10wt%的苯并胍胺或其衍生物。
本发明的涂料组合物可任选地包含另外的交联材料。另外的交联材料可为单分子、二聚体、低聚物、(共)聚合物或其混合物。交联剂可为二聚体或三聚体。
另外的交联材料可包含任何合适的交联材料。合适的交联材料将为本领域技术人员所熟知。合适的交联材料包括但不限于以下:酚醛树脂(或苯酚-甲醛树脂);氨基塑料树脂(或三嗪-甲醛树脂);氨基树脂;环氧树脂;异氰酸酯树脂;β-羟基(烷基)酰胺树脂;烷基化氨基甲酸酯树脂;多元酸;酐;有机金属酸-官能性材料;多元胺;聚酰胺及其组合。适当地,交联材料可包含酚醛树脂、异氰酸酯树脂或其组合。因此,适当地,涂料组合物可包含聚酯材料、苯并胍胺或其衍生物,及包含酚醛树脂及异氰酸酯树脂的另外的交联材料。
酚醛树脂的非限制性实例为由酚与醛或酮反应,适当地由酚与醛反应,诸如由酚与甲醛或乙醛反应或甚至由酚与甲醛反应所形成的那些。可用于形成酚醛树脂的酚的非限制性实例为酚、丁基酚、二甲苯酚及甲酚。酚醛树脂的通用制备描述于“The Chemistry andApplication of Phenolic Resins or Phenoplasts”,第V卷,第I部分,Oldring博士编;John Wiley and Sons/Cita Technology Limited,London,1997中。适当地,酚醛树脂属于甲阶酚醛树脂类型。通过“甲阶酚醛树脂类型”,我们意谓在碱性(碱)催化剂及任选的过量的甲醛的存在下所形成的树脂。可商购的酚醛树脂的合适的实例包括但不限于以下:可商购自Cytec Industries的在商标名PHENODUR(RTM)下出售的那些,诸如PHENODUR EK-827、PHENODUR VPR1785、PHENODUR PR 515、PHENODUR PR516、PHENODUR PR 517、PHENODUR PR285、PHENODUR PR612或PHENODUR PH2024;可商购自Momentive的在商标名BAKELITE(RTM)下出售的树脂,诸如BAKELITE 6582 LB、BAKELITE 6535、BAKELITE PF9989或BAKELITEPF6581;可商购自Schenectady的SFC 112;可商购自SHHPP的DUREZ(RTM)33356;可商购自Bitrez的ARALINK(RTM)40-852;或其组合。
涂料组合物可基本上不含酚,或适当地实质上不含酚,或适当地完全不含酚。通过“基本上不含”,我们意谓是指含有上文所提及的化合物或其衍生物中的任一者的低于百万分之1000(ppm)的涂料组合物。通过“实质上不含”,我们意谓是指含有上文所提及的化合物或其衍生物中的任一者的低于100ppm的涂料组合物。通过“完全不含”,我们意谓是指含有化合物或其衍生物中的任一者的低于十亿分之20(ppb)的涂料组合物。
异氰酸酯树脂的非限制性实例包括但不限于以下:异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),诸如可商购自Bayer的在商标名DESMODUR(RTM)下出售的那些,例如DESMODUR VP-LS 2078/2或DESMODUR PL 340,或可商购自Evonik的在商标名VESTANAT(RTM)下出售的那些,例如VESTANANT B 1370、VESTANAT B 118 6A或VESTANAT B 1358 A;基于伸己基二异氰酸酯(HDI)的封端脂族多异氰酸酯,诸如可商购自Bayer的在商标名DESMODUR(RTM)下出售的那些,例如DESMODUR BL3370或DESMODUR BL 3175SN,可商购自Asahi KASEI的在商标名DURANATE(RTM)下出售的那些,例如DURANATE MF-K60X,可商购自Perstorp的在商标名TOLONATE(RTM)下出售的那些,例如TOLONATED2,或可商购自Baxenden的在商标名TRIXENE(RTM)下出售的那些,例如TRIXENE-BI-7984或TRIXENE 7981;或其组合。
另外的交联材料可以任何合适的量存在于本发明的涂料组合物中。涂料组合物可包含按涂料组合物的总固体重量计为0.5至70wt%,适当地2.5至50wt%,诸如5至30wt%或甚至7.5至30wt%的交联材料。适当地,涂料组合物可包含按涂料组合物的总固体重量计为7.5至25wt%的交联材料。
另外的交联材料可包含酚醛树脂。
酚醛树脂(若存在)可以任何合适的量存在于本发明的涂料组合物中。酚醛树脂(若存在)可按涂料组合物的总固体重量计以1至40wt%,适当地2.5至30wt%,诸如5至20wt%或甚至7.5至20wt%的量存在于涂料组合物中。适当地,酚醛树脂(若存在)可按涂料组合物的总固体重量计以7.5至15wt%的量存在于涂料组合物中。
涂料组合物合适地包含:
聚酯材料,及
交联材料,其包含酚醛树脂,及苯并胍胺或其衍生物,
其中,该涂料组合物基本上不含双酚A(BPA)、双酚F(BPF)、双酚A二缩水甘油醚(BADGE)及双酚F二缩水甘油醚(BFDGE)。
另外的交联材料可包含异氰酸酯树脂。
异氰酸酯树脂(在存在时)可以任何合适的量存在于本发明的涂料组合物中。异氰酸酯树脂(在存在时)可按涂料组合物的总固体重量计以0.5至30wt%,适当地1至20wt%,诸如1.5至10wt%的量存在于涂料组合物中。适当地,异氰酸酯树脂(在存在时)可按涂料组合物的总固体重量计以2至10wt%的量存在于涂料组合物中。
涂料组合物合适地包含:
聚酯材料,及
交联材料,其包含异氰酸酯树脂,及苯并胍胺或其衍生物,
其中,该涂料组合物基本上不含双酚A(BPA)、双酚F(BPF)、双酚A二缩水甘油醚(BADGE)及双酚F二缩水甘油醚(BFDGE)。
异氰酸酯树脂可以任何合适的量存在于本发明的涂料组合物中。涂料组合物可包含按涂料组合物的总固体重量计为0.5至30wt%,适当地1至20wt%,诸如1.5至10wt%的异氰酸酯树脂。适当地,涂料组合物可包含按涂料组合物的总固体重量计为2至10wt%的异氰酸酯树脂。
根据本发明的涂料组合物基本上不含双酚A(BPA)及其衍生物。根据本发明的涂料组合物可实质上不含或可完全不含双酚A(BPA)及其衍生物。双酚A的衍生物包括例如双酚A二缩水甘油醚(BADGE)。
根据本发明的涂料组合物基本上不含双酚F(BPF)及其衍生物。根据本发明的涂料组合物可实质上不含或可完全不含双酚F(BPF)及其衍生物。双酚F的衍生物包括例如双酚F二缩水甘油醚(BPFG)。
上文所提及的化合物或其衍生物(即BPA、BPF及其衍生物)可不有意地添加至涂料组合物,但可以痕量存在,这是因为不可避免的受环境的污染。通过“基本上不含”,我们意谓是指含有上文所提及的化合物或其衍生物中的任一者的低于百万分之1000(ppm)的涂料组合物。通过“基本上不含”,我们意谓是指含有上文所提及的化合物或其衍生物中的任一者的低于100ppm的涂料组合物。通过“完全不含”,我们意谓是指含有化合物或其衍生物中的任一者的低于十亿分之20(ppb)的涂料组合物。
根据本发明的第一,第三,第四,第六,第七和/或第九方面的涂料组合物,当固化时,可具有在130℃在自来水中的1%盐(NaCl)溶液中处理60分钟的情况下根据拉伸和再拉伸测试方法测量的至少20mm的挠性。根据本发明第十,第十一,第十二,第十三,第十四和/或第十五方面的涂料组合物,当固化时,具有在130℃在自来水中的1%盐(NaCl)溶液中处理60分钟的情况下根据拉伸和再拉伸测试方法测量的至少20mm的挠性。根据本发明的第一,第三,第四,第六,第七,第九,第十,第十一,第十二,第十三,第十四和/或第十五方面的涂料组合物可具有在130℃在自来水中的1%盐(NaCl)溶液中处理60分钟的情况下根据拉伸和再拉伸测试方法测量的至少22mm,合适地,至少24mm,例如至少25mm的挠性。
拉伸及再拉伸为本领域技术人员所熟知的用于测量涂料的可挠性的测试方法。按以下执行测试。0.19mm厚度及5.6gsm(克/每平方米,gm-2)锡的锡板面板经8gsm涂料棒涂,以形成经涂布面板。在第一步中,将经涂布面板放置于冲压机下方,且从面板冲压具有18mm高度及30mm直径的圆柱形杯。在第二步中,将圆柱形杯拉伸至具有26mm高度及24mm直径的圆柱形罐中。在第三步中,在含1%盐(NaCl)溶液的自来水中处理圆柱形罐。将圆柱形罐放置于含有模拟物的容器中,使得其浸没于溶液中。接着将容器放置于高压釜中,且在130℃下处理60分钟。视觉检验所得圆柱形罐的外部侧壁上的涂料的损坏且进行数值评级。侧壁具有26mm的高度,且自侧壁的底部测量的以mm计的未经损坏涂料的高度表示为相较于26的数目,即20mm的结果意谓未经损坏涂料的高度底部为26mm的完整侧壁高度中的20mm,即侧壁上的上部6mm受损且观测到涂料自金属表面剥离。26mm的结果意谓侧壁完全未经损坏,而0mm的结果意谓侧壁上的所有涂料均经损坏。紧接在三段法完成之后且在不对样本进行额外处理的情况下,通过视觉检验进行样本评估。在20℃下进行冲压处理及视觉检验。
根据本发明的第一,第三,第四,第六,第七和/或第九方面的涂料组合物,当固化时可具有如根据ISO标准1518-1:2011(“Paints and varnishes-Determination ofscratch resistance,Part 1:Constant-loading method“)所测量的至少700g的抗擦伤性。根据本发明第十,第十一,第十二,第十三,第十四和/或第十五方面的涂料组合物,当固化时,具有如根据ISO标准1518-1:2011(“Paints and varnishes-Determination ofscratch resistance,Part 1:Constant-loading method”)所测量的至少700g的抗擦伤性。
在此方法中,负载有特定负载的刮痕触笔以恒定速度在涂料上方拉伸。根据ISO标准1518-1:2011的章节7.4来测量造成涂料的穿透所需的最小负载。通常,经涂布金属面板在涂料面朝上的情况下夹持在刮痕装置的面板固持器中。刮痕触笔具有1mm直径的碳化钨球形尖端,且固定于刮痕装置的负载梁(load beam)中,使得触笔与经涂布金属面板垂直。通常通过以3至4cm/sec的恒定速率在涂料上方拉伸触笔,以低于预期造成涂料的穿透的负载开始来进行测量。刮痕触笔上的负载逐渐地增加(呈100g增量)直至且重复测量直至穿透涂料。记录造成涂料的穿透所需的呈克(g)的重量。通常,重复测量三次。
适当地,ISO标准1518-1:2011的方法中使用的金属板可以由例如马口铁或无锡钢(TFS)形成。本领域技术人员将理解,当使用的金属板由马口铁或无锡钢(TFS)制成时,本发明的第一,第三,第四,第六,第七和/或第九方面的涂料组合物可具有根据ISO标准1518-1:2011测量的至少700g的挠性。本领域技术人员将理解,当使用的金属板由马口铁或无锡钢(TFS)制成时,本发明的第十,第十一,第十二,第十三,第十四和/或第十五方面的涂料组合物具有根据ISO标准1518-1:2011测量的至少700g的挠性。
当在ISO标准1518-1:2011的方法中使用的金属板由马口铁形成时,根据本发明的第一,第三,第四,第六,第七和/或第九方面的涂料组合物可具有根据ISO标准1518-1:2011测量的至少700g的挠性。当在ISO标准1518-1:2011的方法中使用的金属板由马口铁形成时,根据本发明的第十,第十一,第十二,第十三,第十四和/或第十五方面的涂料组合物具有根据ISO标准1518-1:2011测量的至少700g的挠性。
当在ISO标准1518-1:2011的方法中使用的金属板由无锡钢(TFS)形成时,根据本发明的第一,第三,第四,第六,第七和/或第九方面的涂料组合物可具有根据ISO标准1518-1:2011测量的至少700g,合适地至少1,000g,例如至少1,200g,或甚至至少1,400g的挠性。当在ISO标准1518-1:2011的方法中使用的金属板由无锡钢(TFS)形成时,根据本发明的第十,十一,十二,十三,十四和/或十五方面的涂料组合物具有至少700g的挠性。适当地,当在ISO标准1518-1:2011的方法中使用的金属板由无锡钢(TFS)形成时,根据第十,第十一,第十二,第十三,第十四和/或第十五方面的涂料组合物可具有根据ISO标准1518-1:2011测量的至少1,000g,例如至少1,200g,或甚至至少1,400g的挠性。
本发明人出人意料地及有利地发现,具有以上物理属性的组合的本发明的涂料组合物可普遍地用于多种不同应用。举例而言,本发明人出人意料地及有利地发现,本发明的涂料组合物可用于食品和/或饮料罐的所有部件上,诸如罐和/或用以制造此类罐的组件。本领域技术人员应了解,通常需要将不同涂料涂覆至罐的不同部件和/或用以制造此类罐的组件。
根据本发明的涂料组合物可进一步包含溶剂。涂料组合物可包含单种溶剂或溶剂的混合物。溶剂可包含水、有机溶剂、水与有机溶剂的混合物或有机溶剂的混合物。
有机溶剂适当地具有足够的挥发性以在固化过程期间实质上从涂料组合物全部蒸发。作为非限制性实例,固化过程可为通过在130℃至230℃下加热1至15分钟。
合适的有机溶剂包括但不限于以下:脂族烃,诸如矿油精及高闪点石脑油;芳香烃诸如苯、甲苯、二甲苯、溶剂石脑油100、溶剂石脑油150、溶剂石脑油200、可购自Exxon-Mobil Chemical Company的在商标名SOLVESSO(RTM)下的那些;醇,诸如乙醇、正丙醇、异丙醇及正丁醇;酮,诸如丙酮、环己酮、甲基异丁基酮、甲基乙基酮;酯,诸如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸正己酯、RHODIASOLV(RTM)RPDE(可商购自Rhodia的丁二酸与己二酸酯的掺合物);二醇,诸如丁基乙二醇;二醇醚,诸如丙二醇单甲醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚及其组合。溶剂(当存在时)可适当地按涂料组合物的总固体重量计以1至90wt%,适当地1至80wt%,诸如1至70wt%或甚至5至70wt%的量用于涂料组合物中。适当地,溶剂(当存在时)可按涂料组合物的总固体重量计以10至60wt%的量用于涂料组合物中。
聚酯材料可在其形成期间和/或之后溶解或分散于所述溶剂中。
本发明的涂料组合物可进一步包含催化剂。举例而言,可使用通常用以催化聚酯材料与交联剂之间的交联反应的任何催化剂。合适的催化剂将为本领域技术人员所熟知。催化剂可为非金属催化剂或金属催化剂或其组合。合适的非金属催化剂包括但不限于以下;磷酸;封端磷酸;CYCAT(RTM)XK 406N(可商购自Allnex);硫酸;磺酸;CYCAT 600(可商购自Allnex);NACURE(RTM)5076或NACURE 5925(可商购自King industries);酸式磷酸盐催化剂,诸如NACURE XC 235(可商购自King Industries);及其组合。合适的金属催化剂将为本领域技术人员所熟知。合适的金属催化剂包括但不限于以下:含锡催化剂,诸如单丁基锡三(2-乙基己酸酯);含锆催化剂,诸如KKAT(RTM)4205(可商购自King Industries);钛酸盐基催化剂,诸如四丁基钛酸盐TnBT(可商购自Sigma Aldrich);及其组合。催化剂(当存在时)可以任何合适的量用于涂料组合物中。催化剂(当存在时)可按涂料组合物的总固体重量计以0.001至10wt%,适当地0.001至5wt%,诸如0.01至5wt%或甚至1至3wt%的量使用。适当地,催化剂(当存在时)可按涂料组合物的总固体重量计以0.01至1.5wt%的量使用。
本发明的涂料组合物可包含另外的树脂材料。合适的另外的树脂材料将为本领域技术人员所熟知。另外的树脂材料的合适的实例包括但不限于以下:聚酯树脂;丙烯酸类树脂;聚氯乙烯(PVC)树脂;醇酸树脂;聚氨基甲酸酯树脂;聚硅氧烷树脂;环氧树脂或其组合。适当地,另外的树脂材料可包含聚氯乙烯(PVC)树脂。
本发明的涂料组合物可包含在配制涂料的领域中熟知的其他任选的材料,诸如着色剂、塑化剂、耐磨粒子、抗氧化剂、位阻胺光稳定剂、UV光吸收剂及稳定剂、表面活性剂、流动控制剂、触变剂、填料、有机共溶剂、反应性稀释剂、催化剂、研磨媒剂、润滑剂、蜡及其他常规助剂。
如本文中所使用,术语“着色剂”意谓对组合物赋予颜色和/或其他不透明度和/或其他视觉效果的任何物质。着色剂可以诸如离散粒子、分散体、溶液和/或薄片的任何合适的形式添加至涂料。单种着色剂或两种或多于两种着色剂的混合物可用于本发明的涂料中。合适的着色剂列于美国专利第8,614,286号,7栏2行至8栏65行中,其以引用的方式并入本文中。特别适用于封装的涂料为经批准以用于食品接触的那些,诸如二氧化钛;氧化铁,诸如黑色氧化铁;铝浆;铝粉,诸如铝薄片;炭黑;群青;酞菁,诸如酞菁蓝及酞菁绿;氧化铬,诸如氧化铬绿;石墨纤维;运送黄(ferried yellow);喹吖啶酮红(quindo red);及其组合;及列于美国联邦法规的第178.3297条的那些,其以引用的方式并入本文中。
涂料组合物可包含铝浆、铝粉(诸如铝薄片)或其组合。适当地,涂料组合物可包含铝浆。
着色剂(当存在时)可以任何合适的量用于涂料组合物中。着色剂(当存在时)可按涂料组合物的总固体重量计以至多90wt%,诸如至多50wt%或甚至至多10wt%的量用于涂料组合物中。
合适的润滑剂将为本领域技术人员所熟知。润滑剂的合适的实例包括但不限于以下:巴西棕榈蜡及聚乙烯型润滑剂。润滑剂(当存在时)可按涂料组合物的总固体重量计以至少0.01wt%的量用于涂料组合物中。
可任选地将表面活性剂添加至涂料组合物中以助流动及基材的湿润。合适的表面活性剂将为本领域技术人员所熟知。适当地,表面活性剂(当存在时)经选择以与食品和/或饮料罐应用相容。合适的表面活性剂包括但不限于以下:烷基硫酸盐(例如,十二烷基硫酸钠);醚硫酸盐;磷酸酯;磺酸盐;及它们的各种碱、铵、胺盐;脂族醇乙氧基化物;烷基酚乙氧化物(例如,壬基酚聚醚);盐和/或其组合。表面活性剂(当存在时)可按涂料组合物的总固体重量计以0.01wt%至10wt%,适当地0.01至5wt%,诸如0.01至2wt%的量存在。
包括氧化物或其其他衍生物的本发明的涂料组合物可基本上不含、可实质上不含或可完全不含二烷基锡化合物。二烷基锡化合物的实例包括但不限于以下:二丁基二月桂酸锡(DBTDL);二辛基二月桂酸锡;氧化二甲基锡;氧化二乙基锡;氧化二丙基锡;氧化二丁基锡(DBTO);氧化二辛基锡(DOTO)或其组合。通过“基本上不含”,我们意谓是指含有低于百万分之1000(ppm)的上文所提及的化合物或其衍生物中的任一者的涂料组合物。通过“实质上不含”,我们意谓是指含有低于100ppm的上文所提及的化合物或其衍生物中的任一者的涂料组合物。通过“完全不含”,我们意谓是指含有低于十亿分之20(ppb)的化合物或其衍生物中的任一者的涂料组合物。
本发明的涂料组合物可作为单层或作为多层系统的部分涂覆至基材或其部分。涂料组合物可作为单层涂覆。涂料组合物可以一次或多次涂覆到基材上。合适地,涂料组合物可以形成底涂层。第二涂层、第三涂层、第四涂层等可包含任何合适的油漆,诸如含有例如环氧树脂、聚酯树脂、聚氨基甲酸酯树脂、聚硅氧烷树脂、烃树脂或其组合的那些。任何或所有层可以基本上不含,实质上不含或完全不含BPA,BPF及其衍生物。合适地,涂料组合物可以形成底涂层。合适地,涂料组合物可以形成底涂层,并且根据本发明的粉末涂料组合物形成外涂层。
如本文中所使用的“粉末”及类似术语是指呈固体粒子形式的材料,与呈液体形式的材料相对。
本发明的粉末涂料组合物可为热固性或热塑性粉末涂料组合物。适当地,粉末涂料组合物可为热塑性涂料组合物。
根据本发明的粉末涂料组合物包含另外的聚酯材料。另外的聚酯材料可包含多元酸与多元醇的反应产物。
另外的聚酯材料可由任何合适的多元酸形成。多元酸的合适的实例包括但不限于以下:顺丁烯二酸;反丁烯二酸;衣康酸;己二酸;壬二酸;丁二酸;癸二酸;戊二酸;癸二酸;十二烷二酸;邻苯二甲酸;间苯二甲酸;5-叔丁基间苯二甲酸;四氯邻苯二甲酸;四氢邻苯二甲酸;偏苯三甲酸;萘二甲酸;萘四甲酸;对苯二甲酸;六氢邻苯二甲酸;甲基六氢邻苯二甲酸;对苯二甲酸二甲酯;环己烷二甲酸;氯桥酸酐;1,3-环己烷二甲酸;1,4-环己烷二甲酸;三环癸烷聚羧酸;内亚甲基四氢邻苯二甲酸;内亚乙基六氢邻苯二甲酸;环己烷四甲酸;环丁四甲酸;所有前述酸的酯及酐及其组合。
另外的聚酯材料可由任何合适的多元醇形成。多元醇的合适的实例包括但不限于以下:亚烷基二醇,诸如乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、三丙二醇、己二醇、聚乙二醇、聚丙二醇及新戊二醇;氢化双酚A;环己二醇;丙二醇,包括1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丁基乙基丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇及2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇;丁二醇,包括1,4-丁二醇、1,3-丁二醇及2-乙基-1,4-丁二醇;戊二醇,包括三甲基戊二醇及2-甲基戊二醇;环己烷二甲醇;己二醇,包括1,6-己二醇、己内酯二醇(例如,ε-己内酯及乙二醇的反应产物);羟基烷基化双酚;聚醚二醇,例如,聚(氧基四亚甲基)二醇;三羟甲基丙烷;季戊四醇;二-季戊四醇;三羟甲基乙烷;三羟甲基丁烷;二羟甲基环己烷;丙三醇及类似者或其组合。
另外的聚酯材料可由多元酸:多元醇的任何合适的摩尔比形成。多元酸:多元醇在另外的聚酯材料中的摩尔比可为20:1至1:20,适当地10:1至1:10,诸如5:1至1:5或甚至2:1至1:2。适当地,多元酸:多元醇在另外的聚酯材料中的摩尔比可为1.2:1.2或甚至基本上1:1。
另外的聚酯材料可任选地由额外单体形成。适当地,另外的聚酯材料可任选地包括选自一元酸或一元醇或其组合的额外单体。适当地,任选的额外单体可为有机的。
另外的聚酯材料可任选地由额外一元酸形成。如本文中所使用的“一元酸”及类似术语是指具有一个羧酸基的化合物,且包括一元酸(其中酸基经酯化)的酯或酐。适当地,一元酸为有机一元酸。
另外的聚酯材料可任选地由任何合适的额外一元酸形成。合适的实例包括但不限于以下:苯甲酸;环己烷羧酸;三环癸烷羧酸;樟脑酸;叔丁基苯甲酸;C1-C18脂族羧酸,诸如乙酸、丙酸、丁酸、己酸、油酸、亚油酸、十一烷酸、十二烷酸、异壬酸;脂肪酸;天然产生的油的氢化脂肪酸;前述酸中的任一者的酯和/或酐及其组合。
另外的聚酯材料可任选地由额外一元醇形成。如本文中所使用的“一元醇”及类似术语是指具有一个羟基的化合物。适当地,一元醇为有机一元醇。
另外的聚酯材料可任选地由任何合适的额外一元醇形成。合适的实例包括但不限于以下:苯甲醇;羟基乙氧基苯;甲醇;乙醇;丙醇;丁醇;戊醇;己醇;庚醇;十二烷醇;十八烷醇;油醇;十一烷醇;环己醇;酚;苯基甲醇;甲基苯基甲醇;甲酚;二醇的单醚;经卤素取代或其他经取代的醇及其组合。
粉末涂料组合物的另外的聚酯可具有相同或不同单体组成(单体和或各自的量)作为涂料组合物。
另外的聚酯材料可包含可商购的聚酯材料。合适的可商购聚酯材料包括但不限于以下:可商购自DSM的在商标名URALAC(RTM)下出售的那些,诸如URALAC SN 800、URALAC SN805、URALAC SN 808、URALAC SN 842、URALAC SN 859、URALAC SN 860、URALAC SN 905、URALAC 908、URALAC 989或URALAC SN 978;可商购自Galstaff-Multiresine的在商标名ITALKID(RTM)下出售的那些,诸如ITALKID 212、ITALKID 218、ITALKID 226、ITALKID 228、ITALKID 231或ITALKID 300;可商购自Helios的在商标名DOMOPOL(RTM)下出售的那些,诸如DOMOPOL 5101、DOMOPOL 5102、DOMOPOL 5111、DOMOPOL 5112、DOMOPOL 5113、DOMOPOL5117、DOMOPOL 5132;可商购自Evonik的在商标名DYNAPOL(RTM)下出售的那些,诸如DYNAPOL LH 318、DYNAPOL LH 818、DYNAPOL LH 820、DYNAPOL LH 823、DYNAPOL LH 830、DYNAPOL LH 833、DYNAPOL L 912、DYNAPOL L 952、DYNAPOL L 206、DYNAPOL L 860、DYNAPOL P1500或DYNAPOL L 600;可商购自DSM的在商标名URALAC(RTM)下出售的那些,诸如URALAC P1580、URALAC 4215、URALAC 5080、URALAC 5930或URALAC 6024;可商购自DSM的在商标名URADIL(RTM)下出售的那些,诸如URADIL 250、URADIL 255、URADIL 258、URADILSZ 260或URADIL SZ 262;可商购自Galstaff-Multiresine的在商标名ITALESTER(RTM)下出售的那些,诸如ITALESTER 217或ITALESTER 218;可商购自Ems Chemi的在商标名Griltex(RTM)下出售的那些,诸如Griltex(RTM)D 2036E或Griltex D 1573E;可商购自Schaetti AG的在商标名Schaetti Melt(RTM)下出售的那些,诸如Schaetti Melt 3521;及其组合。适当地,另外的聚酯材料可包含可商购自Ems Chemie的在商标名GRILLTEX(RTM)下出售的那些、可商购自Schaetti AG的在商标名Schaetti Melt(RTM)下出售的那些或其组合。
另外的聚酯材料可具有任何合适的玻璃化转变温度(Tg)。另外的聚酯材料可具有以下Tg:-20℃至120℃,适当地0℃至100℃,诸如10℃至75℃,诸如15至50℃,诸如15至40℃或甚至15℃至50℃。
可通过任何合适的方法来测量另外的聚酯材料的玻璃化转变温度。测量Tg的方法将为本领域技术人员所熟知。适当地,根据ASTM D6604-00(2013)(“Standard Practicefor Glass Transition Temperatures of Hydrocarbon Resins by DifferentialScanning Calorimetry”,热流通量差示扫描量热法(DSC),样本盘:铝,参照:空白,校准:铟及汞,样本重量:10mg,加热速率:20℃/min)来测量Tg。
另外的聚酯材料可具有任何合适的熔融温度(Tm)。另外的聚酯材料可具有以下Tm:20至250℃,适当地50至225℃,诸如100至200℃或甚至120至175℃。适当地,另外的聚酯材料可具有120至140℃,诸如125至135℃的Tm。适当地,另外的聚酯材料可具有140至170℃,诸如150至165℃的Tm。
可通过任何合适的方法来测量另外的聚酯材料的熔融温度。测量Tm的方法将为本领域技术人员所熟知。适当地,根据ASTM E794-06(2012)通过差示扫描量热法(DSC)测量Tm。
另外的聚酯材料可包含单种聚酯材料或可包含两种或多于两种聚酯材料的组合。
粉末涂料组合物可包含任何合适量的另外的聚酯材料。粉末涂料组合物可包含按粉末涂料组合物的总固体重量计为10至99wt%,适当地20至90wt%,诸如30至80wt%,诸如40至75wt%或甚至50至70wt%的另外的聚酯材料。适当地,粉末涂料组合物可包含按粉末涂料组合物的总固体重量计为60至70wt%的另外的聚酯材料。
粉末涂料组合物可包含按粉末涂料组合物的总固体重量计为至少10wt%,适当地至少20wt%,诸如至少30wt%,诸如至少40wt%,诸如至少50wt%或甚至至少60wt%的另外的聚酯材料。粉末涂料组合物可包含按粉末涂料组合物的总固体重量计为至多99wt%,适当地至多90wt%,诸如至多80wt%,诸如至多75wt%或甚至至多70wt%的另外的聚酯材料。粉末涂料组合物可包含按粉末涂料组合物的总固体重量计为10至90wt%,适当地20至90wt%,诸如30至90wt%,诸如40至90wt%,诸如50至90wt%或甚至60至90wt%的另外的聚酯材料。粉末涂料组合物可包含按粉末涂料组合物的总固体重量计为10至80wt%,适当地20至80wt%,诸如30至80wt%,诸如40至80wt%,诸如50至80wt%或甚至60至80wt%的另外的聚酯材料。粉末涂料组合物可包含按粉末涂料组合物的总固体重量计为10至75wt%,适当地20至75wt%,诸如30至75wt%,诸如40至75wt%,诸如50至75wt%或甚至60至75wt%的另外的聚酯材料。粉末涂料组合物可包含按粉末涂料组合物总固体重量计为10至70wt%,适当地20至70wt%,诸如30至70wt%,诸如40至70wt%,诸如50至70wt%或甚至60至70wt%的另外的聚酯材料。
本发明的粉末涂料组合物可包含配制涂料的领域中熟知的其他任选的材料,诸如交联材料、着色剂、塑化剂、耐磨粒子、抗氧化剂、位阻胺光稳定剂、UV光吸收剂及稳定剂、表面活性剂、流动控制剂、触变剂、填料、催化剂、研磨媒剂、润滑剂、蜡及其他常规助剂。本领域技术人员应了解,当粉末涂料组合物为热塑性粉末组合物时,粉末涂料组合物将不需要交联材料。因此,适当地,当粉末涂料组合物为热塑性粉末组合物时,粉末涂料组合物可基本上不含交联材料。
除非下文另外规定,否则合适的任选的材料如上文关于本发明的第一方面的涂料组合物所定义。除非下文另外规定,否则任选的合适量的材料的(当存在时)如上文关于本发明的第一方面的涂料组合物所定义。
粉末涂料组合物可包含任何合适的着色剂。合适的着色剂如上文关于本发明的第一方面的涂料组合物所定义。适当地,粉末涂料组合物可包含二氧化钛。
粉末涂料组合物可包含任何合适的填料。适当地,粉末组合物可包含硫酸钡和/或云母。
粉末涂料组合物可包含任何合适量的着色剂和/或填料。涂料组合物可包含按粉末涂料组合物的总固体重量计为1至90wt%,适当地5至70wt%,诸如10至60wt%,诸如20至50wt%或甚至30至40wt%的颜料和/或填料。
粉末涂料组合物可包含任何合适量的着色剂。粉末涂料组合物可包含按粉末涂料组合物的总固体重量计为1至90wt%,适当地2.5至50wt%,诸如5至30wt%或甚至10至20wt%。
粉末涂料组合物可包含任何合适量的填料。粉末涂料组合物可包含按粉末涂料组合物的总固体重量计1至90wt%,适当地5至50wt%,诸如10至40wt%,诸如15至30wt%或甚至15至25wt%。
本发明的粉末涂料组合物可具有任何合适的平均粒度。粉末涂料组合物可具有1至1,000微米(μm)的平均粒度,合适地5至500μm,例如5至250μm,或甚至5至100μm。具有这些尺寸的颗粒可以通过任何合适的方法生产。合适的方法对于本领域技术人员来说是熟知的。合适方法的实例包括但不限于冷磨和筛分方法。
本发明的粉末涂料组合物可通过任何合适的方法制备。例如,粉末涂料组合物可以通过首先在混合器中干混聚酯材料和如果存在的交联剂,颜料和/或填料,固化剂和添加剂来制备。混合器可以操作任何合适的时间段。适当地,混合器可以操作一段时间,该时间足以产生加入其中的材料的均匀干混。然后可以在挤出机(例如双螺杆共旋转挤出机)中将均匀的干混物熔融共混,该挤出机在80至140℃的温度范围内操作,合适地在100至125℃的温度下操作。可以冷却粉末涂料组合物的挤出物,并且通常将其研磨至如上所述的平均粒度。
本发明的粉末涂料组合物合适地是可固化的涂料组合物。“可固化涂料组合物”和本文所用的类似术语是指具有初始粉末状态和最终状态的涂料组合物,其中涂料组合物已经转变成基本上连续的聚结状态。
本发明的粉末涂料组合物可通过任何合适的方法固化。粉末涂料组合物可通过热固化或通过化学固化来固化,适宜地通过热固化来固化。当热固化时,粉末涂料组合物可在任何合适的温度下固化。当热固化时,粉末涂料组合物可以在50至350℃的温度下固化,合适地为100至320℃,例如150至300℃,或甚至200至300℃。
合适地,涂料组合物(如果存在的话)在施用粉末组合物之前固化。
根据本发明的涂料组合物,粉末涂料组合物和/或涂料体系可以施加于任何合适的无铬马口铁基材。合适的无铬马口铁基材的实例包括但不限于食品和/或饮料包装或用于制造这种包装的组件。适当地,食品和/或饮料包装可以是罐。罐的实例包括但不限于以下中的一种或多种,两件式罐,三件式罐等。
涂料组合物,粉末涂料组合物和/或涂料体系可以施加于食品和/或饮料罐或用于制造这种包装的组件。
本发明的某些涂料组合物,粉末涂料组合物和/或涂料体系特别适用于与卷材金属原料(metal stock)一起使用,例如这样的卷材金属原料,由其可以制造罐端部(“罐端部原料”),和制造端帽(end cap)和闭合件(closure)(“帽/闭合件原料”)。因为设计用于罐端部原料和帽/闭合件原料上的涂料通常是在所述片从卷材金属原料上切割和冲压之前施用的,因此它们典型地是挠性的和可延展的。例如这样的原料典型地在两侧进行涂覆。之后将该经涂覆的金属原料冲压。对于罐端部,接着刻划金属用于“易拉罐”开口,并接着将易拉罐环与分开制造的销连接。接着通过轧边工艺将端部连接于罐体。对于“易拉”罐端部进行了同样的程序。对于易拉罐端部,刻痕基本上在盖子的周围,使得能够典型地通过拉环来容易地从罐上打开或者移除盖子。对于帽和闭合件,该帽/闭合件原料通常例如通过辊涂来涂覆,并且从原料上压印出帽或者闭合件;但是,也可以在成形后涂覆该帽/闭合件。用于经历了相对苛刻的温度和/或压力要求的罐子的涂料还应是耐爆孔、耐腐蚀、耐发白和/或耐起泡的。
因此,本发明还涉及至少部分地由无铬马口铁材料形成的食品或饮料罐,其中无铬马口铁材料在其至少一部分上涂有上述任何涂料组合物,粉末涂料组合物和/或涂料体系。术语“罐”包括由食品和/或饮料制造商密封的任何类型的金属罐,容器或任何类型的接受器(receptacle)或其部分,以最小化或消除内容物的腐败,直到消费者打开该包装。术语“食品或饮料罐”在此用于表示用于保持任何类型的食品和/或饮料的罐,容器或者任何类型的接受器或者其部分。术语“食品或饮料罐”具体包括食品或饮料罐以及还具体包括“罐端部”(包括“E-Z开口端”),其通常是从罐端部原料压印出的,并且与食品和饮料包装一起使用。术语“食品或饮料罐”还具体包括金属帽和/或闭合件例如瓶盖,任何尺寸的螺旋盖帽和盖子,销钉帽等。该食品或饮料罐可以包括“两片罐”和“三片罐”以及变薄拉伸单片罐(drawn and ironed one-piece can);这样的单片罐经常与气溶胶产品一起使用。
该涂料组合物,粉末涂料组合物和/或涂料体系可以施用到食品或饮料罐的内部和/或外部。该涂料组合物,粉末涂料组合物和/或涂料体系还可作为边缘涂层(rim coat)施用到罐底部。边缘涂层用于降低摩擦,来改进在罐的持续制作和/或加工过程中的操控性。还可将该涂料组合物,粉末涂料组合物和/或涂料体系施用到帽和/或闭合件;这样的施涂可以包括例如保护性清漆(其是在形成帽/闭合件之前和/或之后施用的)和/或后施用到帽上的着色的磁漆,特别是在帽底部具有刻痕缝的那些。装饰的罐原料也可以在外部用本发明所述的涂料组合物和/或涂料体系部分地涂覆,并且该装饰的经涂覆的罐原料被用于形成不同的食品或饮料罐。
本发明人令人惊讶且有利地发现,本发明的涂料组合物,粉末涂料组合物和/或涂料体系可适合地施加至食品和/或饮料罐的任何部分或用于制造这种罐的任何组件,并显示出对无铬马口铁材料的高粘附性。本发明的优点是本发明的涂料组合物,粉末涂料组合物和/或涂料体系具有合适的性质,使得它们可以施加于食品和/或饮料罐的任何部分或用于制造这种罐的任何组件,即使当这些部件是由无铬马口铁制成时。例如,本发明的涂料组合物,粉末涂料组合物和/或涂料体系同样可以施加于罐体和罐的易开口端(EOE)。例如,本发明的涂料组合物,粉末涂料组合物和/或涂料体系同样可以施加于罐体和罐的非易开口端(NEOE)。本领域技术人员可以理解,通常将不同的涂层施加到罐的这些不同部分。此外,当罐的那些部分由无铬马口铁形成时也是这种情况。
根据本发明的涂料组合物,粉末涂料组合物和/或涂料体系可以施加于食品或饮料罐的至少一部分。根据本发明的涂料组合物,粉末涂料组合物和/或涂料体系可以施加到无铬马口铁材料的至少一部分,食品或饮料罐可以至少部分地由该材料形成。
合适地,本发明的涂料组合物,粉末涂料组合物和/或涂料体系可以施加到具有沿着罐体的接缝线或焊缝的食品和/或饮料罐上。合适地,本发明的涂料组合物,粉末涂料组合物和/或涂料体系可沿着食品或饮料罐体施加到接缝线或焊缝上。合适地,本发明的粉末涂料组合物可以沿着食品或饮料罐体施加到接缝线或焊缝上。
本发明的涂料体系特别适用于由无铬马口铁形成的罐,其中涂料组合物涂覆在罐体的大部分上,但不是沿着接缝线或焊接线,然后是将粉末涂料组合物施加在接缝线或焊接线上并与涂料组合物重叠。以这种方式,一部分粉末涂料组合物与无铬马口铁接触,另一部分粉末涂料组合物覆盖在涂料组合物的顶部。
可以通过任何合适的方法将根据本发明的涂料组合物,粉末涂料组合物和/或涂料体系施加到基材上。本领域技术人员将理解,涂料体系的涂料组合物和粉末涂料组合物可各自独立地通过任何合适的方法施加到基材上。施加根据本发明的涂料组合物,粉末涂料组合物和/或涂料体系的方法对于本领域技术人员来说是熟知的。用于本发明的涂料组合物和/或涂料体系的合适的施加方法包括但不限于以下:电泳涂布,例如超电晕放电;喷涂;静电喷涂;浸渍;辊涂;刷涂;等等。用于根据本发明的粉末涂料组合物的合适的施加方法包括但不限于以下的一种或多种:喷涂;辊涂;浸渍;和电泳涂布,例如超电晕放电。
当基材是导电的时,粉末涂料组合物通常静电施加。静电喷涂施加通常包括从流化床中拉出粉末涂料组合物并将其推进通过电晕场。粉末涂料组合物的粒子在通过电晕场时变得带电,并被吸引至并沉积在导电基材上,该导电基材是接地的。随着带电粒子开始积聚,基材变得绝缘,从而限制了进一步的粒子沉积。这种绝缘现象通常将沉积的涂料组合物的成膜厚度(film build)限制到最大250-300μm(微米),在一些情况下,75-150μm。
本发明的涂料组合物,粉末涂料组合物和/或涂料体系可以施加于任何合适的干膜厚度。可以将本发明的涂料组合物施加到4至40微米(μm)的干膜厚度。可以将本发明的粉末涂料组合物施加到5-100微米(μm)的干膜厚度。
本发明的涂料组合物,粉末涂料组合物和涂料体系基本上不含双酚A(BPA)及其衍生物。涂料组合物,粉末涂料组合物和/或涂料体系可以实质上不含或可以完全不含双酚A(BPA)及其衍生物。双酚A的衍生物包括,例如,双酚A二缩水甘油醚(BADGE)。根据本发明的涂料组合物,粉末涂料组合物和涂料体系也基本上不含双酚F(BPF)及其衍生物。涂料组合物,粉末涂料组合物和/或涂料体系可以实质上不含或完全不含双酚F(BPF)及其衍生物。双酚F的衍生物包括例如双酚F二缩水甘油醚(BPFG)。上述化合物或其衍生物可以不是有意添加到涂料组合物,粉末涂料组合物和/或涂料体系中,但由于不可避免的环境污染,可能以痕量存在。“基本上不含”是指涂料组合物,粉末涂料组合物和涂料体系含有少于百万分之1000(ppm)的上述任何化合物或其衍生物。“实质上不含”是指涂料组合物,粉末涂料组合物和/或涂料体系含有少于100ppm的上述任何化合物或其衍生物。“完全不含”是指涂料组合物,粉末涂料组合物和/或涂料体系含有少于十亿分之20(ppb)的任何化合物或其衍生物。
根据本发明的涂料组合物、粉末涂料组合物和/或涂料系统可基本上不含、可实质上不含或可完全不含包括氧化物的二烷基锡化合物或其其他衍生物。二烷基锡化合物的实例包括但不限于以下:二丁基二月桂酸锡(DBTDL);二辛基二月桂酸锡;氧化二甲基锡;氧化二乙基锡;氧化二丙基锡;氧化二丁基锡(DBTO);氧化二辛基锡(DOTO)或其组合。通过“基本上不含”,我们意谓是指含有上文所提及的化合物或其衍生物中的任一者的低于百万分之1000(ppm)的涂料组合物、粉末涂料组合物和/或涂料系统。通过“实质上不含”,我们意谓是指含有上文所提及的化合物或其衍生物中的任一者的低于100ppm的涂料组合物、粉末涂料组合物和/或涂料系统。通过“完全不含”,我们意谓是指含有化合物或其衍生物中的任一者的低于十亿分之20(ppb)的涂料组合物、粉末涂料组合物和/或涂料系统。
如本文所使用,除非另外明确规定,否则诸如表示值、范围、量或百分比的所有数字均可理解为如同前面加上词语“约”,即使该术语未明确出现。此外,本文所列举的任何数值范围意欲包括其中包含的所有子范围。单数涵盖复数,且反之亦然。举例而言,尽管本文中参考“一(a)”第一聚酯材料、“一(a)”粉末涂料组合物、“一(a)”涂料组合物、“一(an)”异氰酸酯树脂、“一(an)”的“该”残余物及类似者,但可使用这些中的每一者中的一或多者及任何其他组分。如本文所用,术语“聚合物”指代低聚物及均聚物与共聚物,且前缀“聚”指代两个或多于两个。包括例如及类似术语意谓包括例如但不限于。此外,尽管已根据“包含”描述本发明,但也将本文中详述的方法、材料及涂料组合物描述为“基本上由……组成”或“由……组成”。
在本文中所含有的所有特征可与以任何组合与上述方面中的任一者组合。
为了优选地理解本发明及展示可如何实施本发明的实施方案,现将通过实施例参考以下实验数据。
实施例
涂料组合物
涂料组合物1
根据表1中的配制剂来制备含有聚酯材料及苯并胍胺的涂料组合物1。除非另外规定,否则所有量以重量份(pbw)给出。
将物品1至9负载至配备有搅拌系统的容器中且以1,500rpm的速度混合。分别混合物品10及11且接着在搅拌下添加至容器。最后,添加物品12及13且通过搅拌彻底地混合容器的内含物。
涂料组合物实施例1中的苯并胍胺的干重按涂料组合物实施例1的总固体重量计为5.65wt%。
表1–涂料组合物1的配方
1由乙二醇,2-甲基-1,3-丙二醇,对苯二甲酸和间苯二甲酸制成的直链聚酯,并且其Mn大约为10,000g/mol,Tg为56℃
2MAPRENAL(RTM)BF891,可从INEOS获得
3CYMEL(RTM)1123,可从Allnex获得
4DUREZ(RTM)33356,可从Sumitomo获得
5CURAPHEN(RTM)40-852,可从Bitrez获得
6VESTANAT(RTM)EP-B 1186A,可从Evonik获得的
7二甲苯
8BYK088,可从BYK-Chemie获得
9羊毛脂蜡(15wt%溶液)
10NACURE(RTM)5925,一种可从King Industries Inc.获得的封端酸催化剂
11乙酸2-丁氧基乙酯
12醋酸丁酯
涂料组合物2
涂料组合物2是商业BPA NI粉末侧条(side stripe),可从PPG作为PPG 5290-002/A购得。
涂料组合物3
涂料组合物3是商业BPA NI粉末侧条,可从PPG作为PPG 5290-003/A购得。
对比涂料组合物1
对比涂料组合物1是商业BPA NI粉末侧条,可从Valspar作为VECODUR(注册商标)VP1091获得。
通过以下方法测试涂层的性质。结果如表2至5所示。
测试方法
测试面板制备:通过涂覆4cm×15cm的马口铁板条来制备涂覆面板,所述马口铁板已经根据表2至5用TATA钝化505(批次20161076C),Arcelor钝化555(批次ANM64),TKS钝化555(批次WA230126id537)或US Steel钝化555(批次1730062100100)预处理。这些预处理中的每一种都是无铬钝化方法。当存在时,底涂层在200℃下固化12分钟。将粉末外涂层在270℃,295℃或320℃下固化45秒(根据表2至5)。
粉末侧条纹粘附性:在制备测试面板后的第二天测试粉末侧条纹的粘附性。使用剪刀,从面板外部到面板内部制造V形切口(“V”的尖锐边缘位于面板内侧)。然后将基材沿相反方向弯曲多次,直到金属破裂。一旦金属破裂,如果可能的话,将粉末侧条剥离,以便将其从基材上除去。剥离角尽可能接近140°。以mm为单位测量作为从基材上剥离的粉末侧条纹的量的粘附性损失。
表2-用TATA钝化505处理的马口铁的结果
表3–用Arcelor钝化555处理的马口铁的结果
表4–用TKS钝化555处理的马口铁的结果
表5–用US Steel钝化555处理的马口铁的结果
结果表明,与对比例相比,根据本发明的涂料组合物和/或体系具有改善的与基材的粘附性。
注意点涉及与本申请相关的本说明书同时或之前提交的且对公众检验本说明书开放的所有论文和文件,并且所有这样的论文和文件的内容在此通过引用并入。
该说明书(包括任何所附的权利要求、摘要和附图)中所公开的所有特征,和/或因此公开的任何方法或工艺的所有步骤可以以任意组合(除了其中至少一些这样的特征和/或步骤是互相排斥的组合)合并。
除非另有明确说明,否则该说明书(包括任何所附的权利要求、摘要和附图)中所公开的每个特征可以被用于相同、等价或类似目的的备选特征替代。因此,除非另有明确说明,否则所公开的每个特征仅仅是上位(generic)系列的等价或类似特征的一个实例。
本发明并不受限于一种或多种前述实施方式的细节。本发明延伸至本说明书(包括任何所附的权利要求、摘要或附图)中所公开的任一新颖特征,或任何新颖特征的组合,或因此公开的任何方法或工艺的任一新颖步骤,或任何新颖步骤的组合。

Claims (15)

1.涂料组合物在无铬马口铁基材上的用途,该涂料组合物包含:
聚酯材料,和
苯并胍胺或其衍生物,
其中该涂料组合物基本上不含双酚A(BPA),双酚F(BPF),双酚A二缩水甘油醚(BADGE)和双酚F二缩水甘油醚(BFDGE)。
2.粉末涂料组合物在无铬马口铁基材上的用途,该粉末涂料组合物包含:
其他聚酯材料,
其中该粉末涂料组合物基本上不含双酚A(BPA),双酚F(BPF),双酚A二缩水甘油醚(BADGE)和双酚F二缩水甘油醚(BFDGE)。
3.涂料体系在无铬马口铁基材上的用途,该涂料体系包含:
作为底涂层,涂料组合物,包含;
聚酯材料,和
苯并胍胺或其衍生物,和
作为外涂层,粉末涂料组合物,包含;
其他聚酯材料,
其中该涂料体系基本上不含双酚A(BPA),双酚F(BPF),双酚A二缩水甘油醚(BADGE)和双酚F二缩水甘油醚(BFDGE)。
4.根据权利要求1或3中任一项的用途,其中所述涂料组合物包含至少4.5wt%的苯并胍胺或其衍生物,基于所述涂料组合物的总固体重量。
5.根据权利要求1、3或4中任一项的用途,其中所述涂料组合物包含聚酯材料,苯并胍胺或其衍生物和包含酚醛树脂和异氰酸酯树脂的其他交联材料。
6.根据权利要求2或3中任一项的用途,其中所述粉末涂料组合物是热塑性涂料组合物。
7.根据权利要求2、3或6中任一项的用途,其中所述其他聚酯材料包含单一聚酯材料或两种或更多种聚酯材料的组合。
8.涂覆有涂料组合物的无铬马口铁基材,该涂料组合物包含:
聚酯材料,和
苯并胍胺或其衍生物,
其中该涂料组合物基本上不含双酚A(BPA),双酚F(BPF),双酚A二缩水甘油醚(BADGE)和双酚F二缩水甘油醚(BFDGE)。
9.涂覆有粉末涂料组合物的无铬马口铁基材,该粉末涂料组合物包含:
其他聚酯材料,
其中该粉末涂料组合物基本上不含双酚A(BPA),双酚F(BPF),双酚A二缩水甘油醚(BADGE)和双酚F二缩水甘油醚(BFDGE)。
10.涂覆有涂料体系的无铬马口铁基材,该涂料体系包括:
作为底涂层,涂料组合物,包含;
聚酯材料,和苯并胍胺或其衍生物,和
作为外涂层,粉末外涂层涂料组合物,包含;
其他聚酯材料,
其中该涂料体系基本上不含双酚A(BPA),双酚F(BPF),双酚A二缩水甘油醚(BADGE)和双酚F二缩水甘油醚(BFDGE)。
11.食品或饮料罐,其至少部分地由无铬马口铁材料形成,其中所述无铬马口铁材料在其至少一部分上涂覆有涂料组合物,所述涂料组合物包含:
聚酯材料,和
苯并胍胺或其衍生物,
其中该涂料组合物基本上不含双酚A(BPA),双酚F(BPF),双酚A二缩水甘油醚(BADGE)和双酚F二缩水甘油醚(BFDGE)。
12.食品或饮料罐,其至少部分地由无铬马口铁材料形成,其中所述无铬马口铁材料在其至少一部分上涂覆有粉末涂料组合物,所述粉末涂料组合物包含:
其他聚酯材料,
其中该粉末涂料组合物基本上不含双酚A(BPA),双酚F(BPF),双酚A二缩水甘油醚(BADGE)和双酚F二缩水甘油醚(BFDGE)。
13.食品或饮料罐,其至少部分地由无铬马口铁材料形成,其中所述无铬马口铁材料在其至少一部分上涂覆有涂料体系,所述涂料体系包括:
作为底涂层,涂料组合物,包含;
聚酯材料,和
苯并胍胺或其衍生物,和
作为外涂层,粉末涂料组合物,包含;
其他聚酯材料,
其中该涂料体系基本上不含双酚A(BPA),双酚F(BPF),双酚A二缩水甘油醚(BADGE)和双酚F二缩水甘油醚(BFDGE)。
14.根据权利要求12-14中任一项的食品或饮料罐,其中所述涂料组合物,粉末涂料组合物或涂料体系施加到具有沿着罐体的接缝线或焊缝的食品或饮料罐。
15.根据权利要求1或3中任一项的用途,根据权利要求8或10中任一项的无铬马口铁基材,或根据权利要求11或13中任一项的食品或饮料罐,其中所述涂料组合物在固化时具有在130℃在自来水中的1%盐(NaCl)溶液中处理60分钟的情况下根据拉伸和再拉伸试验方法测定的至少20mm的挠性,并且具有根据ISO标准1518-1:2011测量的至少为700g的抗擦伤性。
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