CN116888229A - 经涂覆的基材 - Google Patents

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Abstract

一种经涂覆的基材,其包括在所述基材的至少一部分之上延伸的涂层。所述涂层可从包括以下的涂层组合物获得:(a)聚合物粘合剂;以及(b)包括羧酸反应性官能团的羽化减少剂。所述基材的经涂覆的部分包括预处理层。所述预处理层可从包括三价铬化合物的预处理组合物获得。本发明扩展到一种涂覆经预处理的基材的方法以及经涂覆的包装,如金属罐。

Description

经涂覆的基材
技术领域
本发明涉及一种涂层组合物。具体地,本发明涉及用于食品和/或饮料包装的涂层组合物。本发明扩展到用所述涂层组合物涂覆的制品以及制备和施涂所述涂层组合物的方法。
背景技术
涂层用于广泛的各种不同应用中。例如,许多不同的涂层已被用于涂覆食品和/或饮料包装。涂层系统通常具有某些性质,如能够高速施涂、与基材具有可接受的粘附力、对食品接触安全并且具有适合于其最终用途的性质。通常,涂层具有这些有利性质中的一种或可能是两种性质,这取决于其最后的最终用途。
发明内容
根据本发明,提供了一种经涂覆的基材,其包括在所述基材的至少一部分之上延伸的涂层,其中所述涂层可从涂层组合物获得,所述涂层组合物包括:
a.聚合物粘合剂;以及
b.包括羧酸反应性官能团的羽化减少剂,
并且其中所述基材的经涂覆的部分包括预处理层,其中所述预处理层可从包括三价铬化合物的预处理组合物获得。
还提供了一种涂覆基材的至少一部分的方法,所述方法包括:
a.使涂层组合物与基材接触,当所述基材与所述涂层组合物在经预处理层涂覆的基材的至少一部分上接触时,所述基材包括由包括三价铬化合物的预处理组合物形成的所述预处理层;
b.使所述涂层组合物在所述基材上固化以形成涂层;
其中涂层组合物包括:
a.聚合物粘合剂;以及
b.包括羧酸反应性官能团的羽化减少剂。
还提供了一种包装,其至少部分地涂覆有涂层组合物,所述涂层组合物包括:
a.聚合物粘合剂;以及
b.包括羧酸反应性官能团的羽化减少剂,
并且其中所述基材的经涂覆的部分包括预处理层,其中所述预处理层可从包括三价铬化合物的预处理组合物获得。
还提供了一种包装,如金属罐,在其端部上至少部分地涂覆有涂层组合物,所述涂层组合物包括:
a.聚合物粘合剂;以及
b.包括羧酸反应性官能团的羽化减少剂,
并且其中所述基材的经涂覆的部分包括预处理层,其中所述预处理层可从包括三价铬化合物的预处理组合物获得。
还提供了一种减少羽化的方法,所述方法包括将包括三价铬化合物的预处理组合物施涂于基材的至少一部分以形成预处理层,并且然后向经所述预处理层涂覆基材的至少一部分施涂包括以下的涂层组合物:
a.聚合物粘合剂;以及
b.包括羧酸反应性官能团的羽化减少剂,
以形成涂层。
具体实施方式
当如通过使用拉环打开罐时,如果发生羽化现象,则薄膜的一部分将延伸到罐的开口中。例如,这可能发生在具有拉环的饮料罐或具有全口径EOE的罐的情况下。从安全角度来看,由于涂层的潜在摄入,羽化是一种不期望的现象。
已经发现,此现象在不含六价铬的基材,如在三价铬预处理基材中尤其明显。有利地,已经发现在所定义的组合物中使用本文所定义的羽化减少剂减少了包装中,如三价铬预处理基材上的羽化。
如本文所使用的,与不含羽化减少剂的相同组合物相比,“羽化减少剂”减少了由包括羽化减少剂的涂层组合物所形成的涂层中的羽化。通过以下测试方案1测量本文所报告的‘羽化’:
使用涂层组合物涂覆厚度为0.21mm的三价铬预处理铝面板,以得到膜重7.0mg/in2。然后将面板在三区线圈烘箱中烘烤至峰值金属温度240℃。然后将面板切割成50.8mm乘88.9mm的块,其中基材颗粒垂直于切割面板的长长度延伸。然后将测试面板经涂覆侧向上插入卡弗压片机(Carver press)中的刻划工具与铁砧(anvil)之间。面板的长边缘抵靠压片机内部的导向块。将压片机底座上的阀门拧紧,以将面板夹紧到卡弗压片机中。在液压压力计上施加1500psi的力以形成模拟拉环的刻划线。刻划线的深度为0.18mm。图1中示出的是经涂覆面板(100)的示意图,其包括模拟拉环(102)的刻划线。模拟拉环(102)垂直于面板的长长度(I)延伸。刻划线的端点(104,106)(其共同形成模拟拉环的前部,即拉环的第一次打开的部分)两者均布置在面板的长长度(I)的边缘处。模拟拉环(102)的尺寸为:A(48.0mm);B(11.3mm);C(24.0mm);D(18.00mm);E和F面积(89.4mm2);以及G(10.6mm)。长度D分别从长度为C的上部端点延伸至圆E和F的左顶点和右顶点。长度G在圆E和F的上部顶点之间延伸。然后将面板从压片机上取下,并在面板中沿刻划线在模拟拉环的前端处形成两个间隔开的平行切口。每个切口从刻划线的端点(104和106)开始,垂直于长长度向内延伸到面板中。切口沿刻划线的相应部分延伸6.4mm到面板中,并且间隔11.3mm。然后在250℉(121℃)下将面板完全浸入到去离子水中,持续30分钟。然后取出面板,并立即将其浸入22℃DI中,持续2秒。然后将面板从去离子水中取出。模拟拉环的切割部分向面板的经涂覆面弯曲180°。然后将面板插入到老虎钳中,其中面板沿长长度固定,并且刻划线延伸的边缘保持在所述老虎钳中。然后使用钳子夹住模拟拉环的切割部分,并且然后以1秒/cm的速率拉动拉环的切割部分跨过面板的经涂覆面180°,朝向拉环的相对端。然后使用数字显微镜测量羽化。以mm为单位测量并记录延伸到拉环开口中最远的涂层的长度。
如通过上述测试方案1测量的,与不含所述羽化减少剂的相同组合物相比,所述羽化减少剂可以使由包括所述羽化减少剂的涂层组合物形成的涂层中的羽化减少至少20%,如至少30%或至少40%。
由涂层组合物形成的涂层的羽化可以≤0.8mm,如通过上述测试方案1测得,如≤0.5mm、≤0.4mm或≤0.35mm。
在经涂覆的基材或包装的一部分与所述经涂覆的基材或所述包装的其余部分分离时,所述经涂覆的基材或所述包装的羽化可以≤0.8mm,如≤0.5mm、≤0.4mm或≤0.35mm,其中所述涂层的延伸到通过分离经涂覆的基材或包装的部分而形成的开口中最远的长度是使用数字显微镜以mm为单位测量的,以记录羽化。所述可去除部分可为所述经涂覆的基材或所述包装的在使用中要从所述经涂覆的基材或所述包装的剩余部分去除或与其分离的部分,如饮料罐的拉环。
所述经涂覆的基材或所述包装的楔形弯曲可以≤30mm,如≤25mm或≤20mm。
如本文所报告的,如下测量楔形弯曲。通过使用线绕杆在经三价铬预处理的NR6207铝面板(AA5182合金)上拉伸涂层组合物以获得大约6.5至7.5mg/平方英寸(msi)的干涂层重量来获得经涂覆的面板。然后立即将经涂覆的面板放置到三区燃气传送带烘箱中,持续10秒,并烘烤至465℉(240.5℃)的峰值金属温度。将经涂覆的面板切割成2英寸乘4英寸的块,其中基材颗粒垂直于切割面板的长长度延伸。然后将其沿面板的长长度在1/8英寸的金属杆上弯曲,其中经涂覆的侧面向外部。然后将弯曲的取样片放置在金属块上,在金属块中预切割出楔形物,其中所述楔形物沿4英寸长度具有0至1/8英寸的锥度。一旦放置在楔形物中,就用一块重4磅的金属块从12英寸的高度撞击每个弯曲的取样片,以形成楔形,其中经涂覆的金属的一端撞击在其自身上并且1/8英寸的空间保留在相对端上。然后将楔形弯曲面板放置到硫酸铜和盐酸的水溶液中,持续一分钟,以在涂层失效和破裂的区域有意地蚀刻铝面板。然后用10倍放大率的显微镜检查被蚀刻的楔形弯曲面板,以确定涂层在沿弯曲半径距离撞击端多远时发生破裂。柔性结果报告为从撞击端开始的破裂区域的长度。
所述经涂覆的基材或所述包装的发白可以≥4,如≥6或≥7。
如本文所报告的,如下测量发白。通过使用线绕杆在经三价铬预处理的NR6207铝面板(AA5182合金)上拉伸涂层组合物以获得大约6.5至7.5mg/平方英寸(msi)的干涂层重量来获得经涂覆的面板。然后将经涂覆的面板立即放置到三区燃气传送带烘箱中,持续10秒,并烘烤至465℉(240.5℃)的峰值金属温度。然后将经涂覆的面板切割成2英寸乘4英寸的块,一半浸入到去离子水中,并且然后在250℉下在蒸汽蒸馏器中放置30分钟。然后将面板在去离子水中冷却,干燥,并立即对发白和粘附进行评级。使用1-10的等级对发白进行视觉评级,其中评级“10”指示无发白,并且评级“0”指示膜的完全白化。
所述经涂覆的基材或所述包装的粘附可以≥90,如≥95或≥99%。
如本文所报告的,根据ASTM D 3359测试方法B,使用Scotch 610胶带测量粘附,并使用0-100%的等级进行评级,其中“100%”指示无粘附失败,并且“0”指示完全粘附失败。通过使用线绕杆在经三价铬预处理的NR6207铝面板(AA5182合金)上拉伸涂层组合物以获得大约6.5至7.5mg/平方英寸(msi)的干涂层重量来获得经涂覆的面板。然后将经涂覆的面板立即放置到三区燃气传送带烘箱中,持续10秒,并烘烤至465℉(240.5℃)的峰值金属温度。
涂层组合物可以包括任何合适的液体载体。涂层组合物可以包括单一液体载体或载体的混合物。液体载体可以包括水、有机溶剂、水与有机溶剂的混合物或有机溶剂的混合物。
涂层组合物可以是水性涂层组合物。水性涂层组合物可以表示通过将成膜树脂溶解和/或分散在水性介质中而获得的涂层组合物。水性涂层组合物可以是包括按液体载体总重量计至少10%,如至少30wt%或至少50wt%的水的涂层组合物。
涂层组合物可以是有机溶剂型涂层组合物。有机溶剂型涂层组合物可以是包括按液体载体总重量计超过90%,如至少95wt%的有机溶剂的涂层组合物。
有机溶剂可以具有足够的挥发性以在固化过程期间大体上完全从涂层组合物中蒸发。
合适的有机溶剂包含但不限于以下:脂肪烃,如矿物油精和高闪点石脑油;如苯等芳香烃;甲苯;二甲苯;溶剂石脑油100、150、200;可从埃克森美孚化工公司(Exxon-MobilChemical Company)以商品名SOLVESSO(RTM)获得的有机溶剂;如乙醇等醇;正丙醇;异丙醇;异丁醇和正丁醇;如丙酮等酮;环己酮;甲基异丁基酮;甲基乙基酮;如乙酸乙酯等酯;乙酸丁酯;乙酸正己酯;RHODIASOLV(RTM)RPDE(可从苏威公司(Solvay)商购获得的琥珀酸酯和己二酸酯的共混物);如丁二醇等二醇;如甲氧基丙醇等乙二醇醚;乙二醇单甲醚;乙二醇单丁醚;二丙二醇甲醚(Dowanol DPM)和其组合。
基于涂层组合物的总重量,液体载体(当存在时)可以以≥5%,如≥10%,如≥20%或≥30%或甚至≥50%的量用于涂层组合物中。基于涂层组合物的总重量,液体载体(当存在时)可以以≤90%,如≤80%,如≤75%或甚至≤70%的量用于涂层组合物中。基于涂层组合物的总重量,液体载体(当存在时)可以以5%至90%,如10%至80%,如20%至75%,或甚至30%至70%的量用于涂层组合物中。基于涂层组合物的总重量,液体载体(当存在时)可以以50wt%至70wt%的量用于涂层组合物中。
聚合物粘合剂可以包括聚酯粘合剂材料。
聚酯粘合剂材料可以包括可通过将多元酸组分与多元醇组分聚合或通过开环聚合,如内酯组分和/或环氧组分的开环聚合而获得的聚酯。聚酯材料可以包括饱和聚酯。“聚酯材料”当在本文中使用时包含多元酸与多元醇的共聚物,并且还包含已改性的聚酯,如通过将另外的聚合物接枝到聚酯上而改性的聚酯。改性聚酯的实例包含丙烯酸改性聚酯树脂。
如本文所使用的“多元酸”以及类似术语是指具有两个或更多个羧酸基团的化合物,如两个(二酸)、三个(三酸)或四个酸基团,并且包含多元酸酯(其中酸基团被酯化)或酸酐。多元酸可以是有机多元酸。
多元酸的羧酸基团可以通过桥接基团连接,所述桥接基团选自:亚烷基;亚烯基;亚炔基;或亚芳基。
聚酯材料可以由任何合适的多元酸形成。多元酸的合适实例包含但不限于以下:马来酸;富马酸;衣康酸;己二酸;壬二酸;琥珀酸;癸二酸;戊二酸;癸酸二酸;十二酸二酸;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;氯菌酸酐;1,3-环己烷二甲酸;1,4-环己烷二甲酸;三环癸烷聚甲酸;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;具有含有至少15个碳原子的脂肪族基团的单体;所有前述酸的酯和酸酐和其组合。
多元酸组分可以包括二酸。二酸的合适实例包含但不限于以下:邻苯二甲酸;间苯二甲酸;对苯二甲酸;1,4环己烷二甲酸;琥珀酸;己二酸;壬二酸;癸二酸;富马酸;2,6-萘二甲酸;正邻苯二甲酸;邻苯二甲酸酐;四氢邻苯二甲酸;六氢邻苯二甲酸;马来酸;琥珀酸;衣康酸;二酯材料,如二甲酯衍生物,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-萘二甲酸二甲酯、富马酸二甲酯、正邻苯二甲酸二甲酯、琥珀酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯;具有含有至少15个碳原子的脂肪族基团的单体;所有前述酸的酯和酸酐和其混合物。
多元酸组分可以包括:对苯二甲酸(TPA)、对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸(IPA)、间苯二甲酸二甲酯、1,4环己烷二甲酸、六氢邻苯二甲酸酐、2,6-萘二甲酸、邻苯二甲酸酐、马来酸酐、富马酸酐;和/或具有含有至少15个碳原子的脂肪族基团的单体。
多元酸组分可以包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯、六氢邻苯二甲酸酐、环己烷1,4-二甲酸、马来酸酐和/或具有含有至少15个碳原子的脂肪族基团的单体。
多元醇组分包括多元醇。如本文所使用的“多元醇”以及类似术语是指具有两个或更多个羟基(如两个(二醇)、三个(三醇)或四个羟基(四醇))的化合物。多元醇的羟基可以通过桥接基团连接,所述桥接基团选自:亚烷基;亚烯基;亚炔基;或亚芳基。多元醇可以是有机多元醇。
聚酯材料可以由任何合适的多元醇形成。合适的多元醇的实例包含但不限于以下:亚烷基二醇,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;聚丙二醇和新戊二醇;氢化双酚A;环己二醇;丙二醇,包含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;和2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇;丁二醇,包含1,4-丁二醇;1,3-丁二醇;和2-乙基-1,4-丁二醇;戊二醇,包含三甲基戊二醇和2-甲基戊二醇;环己烷二甲醇;己二醇,包含1,6-己二醇;2,2,4,4-四烷基环丁烷-1,3-二醇(TACD),如2,2,4,4-四甲基环丁烷-1,3-二醇(TMCD)、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇(TMPD)、己内酯二醇(例如,包括ε-己内酯和乙二醇的反应混合物的反应产物);羟烷基化双酚;聚醚多元醇,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;三羟甲基环己烷;生物衍生多元醇,如甘油、山梨醇和异山梨醇;具有含有至少15个碳原子的脂肪族基团的单体等或其组合。
二醇可以选自以下: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;2,2,4,4-四烷基环丁烷-1,3-二醇(TACD),如2,2,4,4-四甲基环丁烷-1,3-二醇(TMCD)、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇(TMPD)、二乙二醇;三乙二醇;二丙二醇;三丙二醇;1,4环己烷二甲醇;三环癸烷二甲醇;异山梨醇;1,4-环己烷二醇;和/或1,1'-异亚丙基-双(4-环己醇);和其混合物。
多元醇组分可以包括:具有至少三个羟基的多元醇,如三羟甲基丙烷;季戊四醇;二季戊四醇;三羟甲基乙烷;三羟甲基丁烷;和/或生物衍生的多元醇,如甘油和/或山梨醇。具有至少三个羟基的多元醇组分可以包括:三醇或四醇,如三羟甲基丙烷;季戊四醇;三羟甲基乙烷;三羟甲基丁烷和/或甘油。具有至少三个羟基的多元醇组分可以包括:三醇,如三羟甲基丙烷;三羟甲基乙烷;和/或三羟甲基丁烷,例如三羟甲基丙烷。
具有至少三个羟基的多元醇可以以≥0.1wt%,如≥0.5wt%或≥0.7wt%,例如≥0.8wt%或≥0.9wt%,如≥1wt%的量作为占所述多元醇组分的固体重量的比例存在。
具有至少三个羟基的多元醇可以以≤10wt%,如≤8wt%或≤6wt%,例如≤5wt%或≤4wt%,如≤3wt%或≤2wt%的量作为占所述多元醇组分的固体重量的比例存在。
具有至少三个羟基的多元醇可以以0.1wt%至10wt%,如0.5wt%至8wt%或0.7wt%至6wt%,例如0.8wt%至5wt%或0.9wt%至4wt%,如1wt%至3wt%或1wt%至2wt%的量作为占所述多元醇组分的固体重量的比例存在。
具体地,多元醇组分可以包括乙二醇(EG)、1,2-丙二醇(PG)、2-甲基丙二醇(2-MPD)、新戊二醇(NPG)、1,4-环己烷二甲醇(CHDM)、丁基乙基丙二醇(BEPD)、三羟甲基丙烷(TMP)和/或1,6己二醇。
此类具有含有至少15个碳原子的脂肪族基团的单体的进一步细节公开在已公布的PCT专利申请WO 2018/111854中,具体地,段落[016]至[030](包含段落[016]和[030])中。WO 2018/111854的全部内容并且尤其是段落[016]至[030](包含段落[016]和[030])通过引用完全并入本文。
多元酸组分和/或多元醇组分可以包括磺化单体。磺化单体可以包括磺化二酸,如磺化芳香二酸。磺化单体可以包括其盐,如无机盐,例如金属盐或铵盐。金属盐的实例将包含例如钠盐、锂盐、钾盐、镁盐、钙盐、铁盐等。
多元酸组分可以包括磺化单体。可替代地,多元酸组分可以基本上不含磺化单体。
磺化单体可以包括5-(磺基)-间苯二甲酸的金属盐,如其钠盐,所述钠盐被称为5-(磺酸钠)-间苯二甲酸,在本文中也被称为5-SSIPA。
磺化单体可以包括:5-(磺酸钠)-间苯二甲酸、5-(磺酸钠)间苯二甲酸二甲酯、5-(磺酸锂)间苯二甲酸和/或双(2-羟乙基)-5-(磺酸钠)间苯二甲酸酯。
其中磺化单体为多元酸,磺化单体可以以5wt%至20wt%(如7wt%至15wt%)的量作为占多元酸组分的固体重量的比例存在。
其中磺化单体为多元醇,磺化单体可以以5wt%至20wt%(如7wt%至15wt%)的量作为占多元醇组分的固体重量的比例存在。
聚酯粘合剂材料可以包括丙烯酸聚酯树脂,其可以是其上接枝有丙烯酸聚合物的聚酯树脂。
丙烯酸聚酯树脂可以可通过接枝丙烯酸聚合物和聚酯树脂而获得,其中所述聚酯树脂可通过使以下聚合而获得:
i)多元酸组分,如上文所定义的;和
ii)多元醇组分,如上文所定义的,
并且其中所述多元酸组分或所述多元醇组分之一包括官能单体,所述官能单体能够操作以将官能团赋予所述聚酯树脂,使得丙烯酸聚合物能够通过使用所述官能团与所述聚酯树脂接枝。
丙烯酸聚酯树脂的聚酯树脂的多元酸组分或多元醇组分包括可操作以将官能团赋予聚酯树脂的官能单体。官能团为使得丙烯酸聚合物可以通过使用所述官能团被接枝到聚酯树脂上。官能团可以包括烯键式不饱和羧酸官能团或环氧树脂官能团。官能团可以在聚酯树脂的主链或由此而来的侧链(pendant)中。
官能单体可以包括烯键式不饱和单体,所述烯键式不饱和单体可操作以将烯键式不饱和官能团赋予聚酯树脂的主链或由此而来的侧链。官能团可以包括烯键式不饱和,所述烯键式不饱和可以存在于聚酯树脂的主链中。
合适的官能单体包括:马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸酐、衣康酸、柠康酸酐、柠康酸、乌头酸、乌头酸酐、草酰顺甲代丁烯二酸(oxalocitraconic acid)、草酰顺甲代丁烯二酸酐(oxalocitraconic anhydride)、中康酸、中康酸酐、苯基马来酸、苯基马来酸酐、叔丁基马来酸、叔丁基马来酸酐、富马酸单甲酯、富马酸单丁酯、纳迪克酸(nadic acid)、纳迪克酸酐(nadic anhydride)、甲基马来酸、甲基马来酸酐和/或三羟甲基丙烷单烯丙醚。
其中官能单体包括多元酸,官能单体可以以0.5wt%至10wt%,如1wt%至5wt%的量作为占多元酸组分的固体重量的比例存在。
其中官能单体包括多元醇,官能单体可以以0.5wt%至10wt%,如1wt%至5wt%的量作为占多元醇组分的固体重量的比例存在。
丙烯酸聚酯树脂的聚酯树脂的官能单体可以包括马来酸、马来酸酐和/或富马酸。
丙烯酸聚酯树脂的聚酯树脂可以通过将丙烯酸改性聚合物接枝到聚酯树脂上而用丙烯酸改性。这种接枝可以通过自由基聚合发生,如通过自由基聚合到聚酯材料上的烯键式不饱和上。
丙烯酸改性聚合物可以是所形成的丙烯酸单体。丙烯酸改性聚合物可以在聚酯材料存在的情况下,通过聚合丙烯酸单体而接枝到聚酯树脂上,以形成丙烯酸聚酯树脂。
可以将各种丙烯酸单体组合来制备丙烯酸改性聚合物。实例包含(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸丁基氨基乙酯和/或HEMA磷酸酯(如甲基丙烯酸磷酸乙二醇酯)。也可以使用本领域技术人员已知的任何其它丙烯酸单体。
术语“(甲基)丙烯酸酯”以及类似术语照惯例使用并且在本文是指甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯两者。
合适的丙烯酸改性聚合物由包括以下的单体形成:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸二甲氨乙酯、(甲基)丙烯酸丁基氨基乙酯和/或HEMA磷酸盐(如甲基丙烯酸磷酸乙二醇酯)。
丙烯酸单体可以包括至少1:1,如至少2:1或至少3:1或至少4:1,如至少5:1的甲基丙烯酸酯单体与丙烯酸酯单体之比。丙烯酸单体可以基本上不含丙烯酸酯单体。关于“甲基丙烯酸酯单体”和“丙烯酸酯单体”这些类型的单体在丙烯酸改性聚合物的丙烯酸单体中的比意指在形成丙烯酸改性聚合物的所有类型的丙烯酸单体中甲基丙烯酸酯单体的总数与丙烯酸酯单体的总数之比。例如,如果丙烯酸改性聚合物由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯形成,则甲基丙烯酸甲酯的量与丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的组合量之比将为至少5:1。
丙烯酸单体可以包括羟基官能单体,如(甲基)丙烯酸羟乙酯。羟基官能单体可以按丙烯酸改性聚合物的固体重量计以5wt%至40wt%,如5wt%至30wt%或10wt%至20wt%的量存在。
丙烯酸改性聚合物还可以包括一定量(按丙烯酸改性聚合物的固体重量计,如0wt%至30wt%)的非丙烯酸单体。此类非丙烯酸单体可以包含其它的烯键式不饱和单体,如苯乙烯、乙烯、丙烯、乙烯基甲苯、丁二烯、1-辛烯或异戊二烯、乙烯基酯(如乙酸乙烯酯)和/或腈(如(甲基)丙烯腈)。
已确定丙烯酸改性聚合物可以包含甲基丙烯酸或丙烯酸以将酸官能团赋予丙烯酸改性聚合物。丙烯酸改性聚合物上的酸官能团可以用中和剂至少部分地中和。
丙烯酸改性聚合物的Tg(为丙烯酸改性聚合物的Tg的度量,聚合为简单丙烯酸聚合物,而非在存在聚酯树脂(或接枝到聚酯树脂上)的情况下)可以为20℃至120℃。丙烯酸改性聚合物的Tg可以通过如“聚合物和塑料的涂层(Coatings of Polymers andPlastics)”,Ryntz R.A.和Yaneff P.V,CRC出版社(CRC Press),2003年2月4日,第134页中所提供的福克斯方程式(Fox equation)来计算。
合适的中和剂包含氨或胺官能部分:甲基乙醇胺、二甲基乙醇胺(DMEA)、三甲胺、二亚乙基三胺。
丙烯酸改性聚合物上的酸官能团可以用中和剂至少中和30%。丙烯酸改性聚合物上的酸官能团可以用中和剂至少中和50%。丙烯酸改性聚合物上的酸官能团可以用中和剂至少中和75%。
丙烯酸聚酯树脂可以由聚酯树脂和丙烯酸改性聚合物以99wt%至50wt%聚酯树脂与50wt%至1wt%丙烯酸改性聚合物的重量比,如95wt%至60wt%聚酯树脂与40wt%至5wt%丙烯酸改性聚合物的重量比,如90wt%至65wt%聚酯树脂与35wt%至10wt%丙烯酸改性聚合物的重量比形成。例如,丙烯酸聚酯树脂可以由聚酯树脂和丙烯酸改性聚合物以85wt%聚酯树脂与15wt%丙烯酸聚合物的重量比形成。
聚酯粘合剂材料可以在存在酯化催化剂的情况下制备。可以选择酯化催化剂来促进组分的酯化反应和/或酯交换反应。用于制备高Mn聚酯的酯化催化剂的合适实例包含但不限于以下:金属化合物,如辛酸亚锡;氯化亚锡;丁基亚锡酸(羟基丁基氧化锡);单丁基锡三(2-己酸乙酯);氯丁基氢氧化亚锡;二丁基氧化锡;钛酸四正丙酯;钛酸四正丁酯;乙酸锌;酸化合物,如磷酸;对甲苯磺酸;十二烷基苯磺酸(DDBSA)、四烷基锆材料、三氧化锑、二氧化锗、铋辛酸酯和其组合。酯化催化剂可以为十二烷基苯磺酸(DDBSA)。酯化催化剂可以为二丁基氧化锡或辛酸亚锡。
酯化催化剂(当存在时)可以以按总聚合物组分重量计0.001%至1%,如按总聚合物组分重量计0.01%至0.2%,如0.025%至0.2%的量使用。
聚合物粘合剂可以具有任何合适的数均分子量(Mn)。聚酯材料的Mn可以≥1,000道尔顿(Da=g/摩尔),如≥2,000Da,如≥3,000Da,或甚至≥4,000Da。聚合物粘合剂的Mn可以≤35,000Da,如≤30,000Da,如≤25,000Da,或甚至≤22,000Da。聚酯材料的Mn可以为1,000Da至35,000Da,如2,000Da至30,000Da,如3,000Da至25,000Da,或甚至4,000至22,000Da。
如本文所报告的,Mn和Mw是通过使用聚苯乙烯标准物根据ASTM D6579-11(“用尺寸排阻色谱法测定烃树脂、松香树脂和萜烯树脂的平均分子量和分子量分布的标准操作规程(Standard Practice for Molecular Weight Averages and Molecular WeightDistribution of Hydrocarbon,Rosin and Terpene Resins by Size ExclusionChromatography)”,UV检测器:254nm,溶剂:不稳定THF,保留时间标志物:甲苯,样品浓度:2mg/ml)通过凝胶渗透色谱法测定的。
聚合物粘合剂和/或由涂层组合物形成的涂层可以具有任何合适的玻璃化转变温度(Tg)。聚合物粘合剂和/或由涂层组合物形成的涂层的Tg可以≥25℃和/或≤200℃。聚合物粘合剂和/或由涂层组合物形成的涂层的Tg可以≥25°,或≥30℃,或≥35℃,如≥40℃或≥45℃,或≥50℃,如≥55℃或≥60℃。聚合物粘合剂和/或由涂层组合物形成的涂层的Tg可以≤200℃,如≤150℃,或≤120℃,或≤110℃,或≤105℃。聚合物粘合剂和/或由涂层组合物形成的涂层的Tg可以为25℃至200℃,如40℃至150℃,如50℃至120℃,或50℃至110℃,如60℃至105℃。
如本文所报告的,Tg是根据ASTM D6604-00(2013)(“用差示扫描量热法测定烃树脂的玻璃化转变温度的标准操作规程(Standard Practice for Glass TransitionTemperatures of Hydrocarbon Resins by Differential Scanning Calorimetry)”,热通量差示扫描量热法(DSC),样品盘:铝,参考:空白,校准:铟和汞,样品重量:10mg,加热速率:20℃/分钟)测量的。
聚合物粘合剂可以具有任何合适的总羟基值(OHV)。聚酯材料的总OHV可以为0至120mg KOH/g,如0至70KOH/g,或0至40KOH/g,或0至20KOH/g或0至15KOH/g。
合适地,总OHV以固体表示。
如本文所报告的,羟基值是相当于1g材料中羟基的KOH的mg数。将固体聚合物粘合剂样品(0.13g)准确称重到锥形烧瓶中,并且使用适当的轻微加热和搅拌将其溶解在20ml的四氢呋喃中。然后将10ml的0.1M 4-(二甲氨基)吡啶于四氢呋喃(催化剂溶液)中的溶液和5ml的9vol%乙酸酐于四氢呋喃中的溶液(即,90ml乙酸酐于910ml四氢呋喃中;乙酰化溶液)添加到混合物中。5分钟后,添加10ml的80vol%四氢呋喃溶液(即,4体积份四氢呋喃对1份蒸馏水;水解溶液)。15分钟后,添加10ml四氢呋喃并用0.5M乙醇氢氧化钾(KOH)滴定溶液。也要进行空白样品试验,其中忽略了固体聚酯样品。所得羟基数以mg KOH/g为单位,并使用以下等式计算:
其中V1为聚合物粘合剂样品的KOH溶液(ml)滴定度并且V2为空白样品的KOH溶液(ml)滴定度。本文所报告的针对总羟基值的所有值以此方式测量。
聚合物粘合剂可以具有任何合适的酸值(AV)。聚酯材料的AV可以≥3KOH/g,如≥6KOH/g或≥9KOH/g。聚合物粘合剂的AV可以≤50KOH/g,如≤40KOH/g或≤30KOH/g,或≤25KOH/g。聚合物粘合剂的AV可以为0至50KOH/g,如3至40KOH/g,或6至30KOH/g,或9至25KOH/g。
合适地,AV以固体表示。
如本文所报告的,AN通过用0.1M甲醇氢氧化钾(KOH)溶液滴定来测定。将固体聚合物粘合剂样品(0.1g)准确称重到锥形烧瓶中,并使用适当的轻微加热和搅拌使其溶解在25ml含有酚酞指示剂的二甲基甲酰胺中。然后使溶液冷却至室温并且利用0.1M甲醇氢氧化钾溶液滴定。所得酸值以mg KOH/g为单位表示,并使用以下等式计算:
酸值=KOH溶液的滴定度(ml)×KOH溶液的摩尔浓度(M)×56.1
固体样品重量(g)
本文所报告的针对酸值的所有值以此方式测量。
组合物可以包括按所述组合物的总固体重量计≥40%,如≥50wt%或≥60wt%的聚合物粘合剂。组合物可以包括按所述组合物的总固体重量计≤99.9%,如≤99.5%,或99%,或≤98%,或≤97wt%,或≤96wt%的聚合物粘合剂。组合物可以包括按所述组合物的总固体重量计40%至99.9%,如50%至98%,或60%至96%的聚合物粘合剂。
羽化减少剂包括羧酸反应性官能团。如本文所使用的,羧酸反应性官能团可以是可操作以在涂层组合物在基材上固化期间与羧酸基团反应的基团,例如以形成连接羧酸反应性官能基团的残基与羧酸基团的残基的新的共价键。
羽化减少剂可以包括选自以下的官能团:羟基、环氧化物、酸官能团、胺、酰胺、亚胺、腈、磷酸化环氧树脂和/或噁唑基。
羽化减少剂可以选自:
i.包括选自以下的官能团的丙烯酸羽化减少剂:羟基、环氧化物、磷酸化环氧化物和/或酸官能团;
ii.羟基官能聚酯羽化减少剂;
iii.包括选自以下的官能团的羽化减少剂:胺、酰胺、亚胺和/或腈;
iv.磷酸化环氧树脂羽化减少剂;
v.酚醛树脂羽化减少剂;和/或
vi.包括噁唑基官能团的羽化减少剂。
涂层组合物可以包括包含选自以下的官能团的丙烯酸羽化减少剂(i):羟基、环氧化物、磷酸化环氧化物和/或酸官能团。
丙烯酸羽化减少剂(i)可以呈丙烯酸(共)聚合物的形式,所述丙烯酸(共)聚合物由包括如(杂)脂肪族(烷基)丙烯酸酯或(烷基)丙烯酸等丙烯酸单体的单体任选地与另一种乙烯基单体(如另一种丙烯酸单体)一起形成。合适的丙烯酸单体包含但不限于(烷基)丙烯酸烷基酯,如(C1至C6烷基)丙烯酸C1至C6烷基酯,例如,(甲基)丙烯酸C1至C6烷基酯和如(C1至C6烷基)丙烯酸等(烷基)丙烯酸。丙烯酸单体可以包括官能团。
丙烯酸单体可以选自以下:(甲基)丙烯酸;(甲基)丙烯酸甲酯;(甲基)丙烯酸乙酯;(甲基)丙烯酸丙酯;(甲基)丙烯酸丁酯;(甲基)丙烯酸环己酯;甲基丙烯酸苄酯;(甲基)丙烯酸2-乙基己酯;(甲基)丙烯酸异冰片酯;(甲基)丙烯酸月桂酯;羟基官能丙烯酸酯,如(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯和/或其磷酸酯,如甲基丙烯酸磷酸乙二醇酯;和/或缩水甘油基官能丙烯酸酯,如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯。
如本文所使用的术语“(烷基)丙烯酸酯”、“(甲基)丙烯酸酯”和类似术语在本文中常规地用于指烷基丙烯酸酯和丙烯酸酯两者,如甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯。
其它乙烯基单体可以选自:(甲基)丙烯腈;乙烯基醚,如乙烯基丁基醚;苯乙烯、乙烯基甲苯、丙烯、1-辛烯、乙烯基酯,如乙酸乙烯酯、乙烯基吡咯烷酮和/或乙烯基吡啶。
丙烯酸(共)聚合物可以由包括相容性交联单体的单体形成,所述相容交联单体如(甲基)丙烯酸烯丙酯、二乙烯基苯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯、二丙烯酸1,4-丁二醇酯、二甲基丙烯酸1,6-己二醇酯和二丙烯酸1,6-己二醇酯,尤其是相容性丙烯酸交联单体。
为避免疑义,本发明上下文中的丙烯酸包括由包括丙烯酸单体(如本文所定义)的单体形成的材料。丙烯酸可以包括任何合适量的丙烯酸单体。例如,基于形成丙烯酸的单体的总固体重量,丙烯酸可以包括至少10wt%,如至少20wt%、如至少30wt%、如至少40wt%、如至少50wt%、如至少60wt%、如至少70wt%、如至少80wt%或甚至至少90wt%的丙烯酸单体。基于形成丙烯酸的单体的总固体重量,丙烯酸可以包括至多100wt%的丙烯酸单体。
基于形成丙烯酸的单体的总固体重量,丙烯酸可以包括10wt%至100wt%的丙烯酸单体。
例如,基于形成丙烯酸的单体的总固体重量,丙烯酸可以包括至多90wt%的另外的烯键式不饱和单体。基于形成丙烯酸的单体的总固体重量,丙烯酸可以包括至多80wt%,如至多70wt%、如至多60wt%、如至多50wt%、如至多40wt%、如至多30wt%、如至多20wt%或甚至至多10wt%的另外的烯键式不饱和单体。基于形成丙烯酸的单体的总固体重量,丙烯酸可以不包括另外的烯键式不饱和丙烯酸单体,即,0wt%。
丙烯酸羽化减少剂可以基本上不含、可以大体上不含或者可以完全不含包括环氧基团的单体。关于包括环氧基团的单体,基本上不含意指基于形成丙烯酸的单体的总重量,丙烯酸由包括小于5wt%的包括环氧基团的单体的单体形成。关于包括环氧基团的单体,大体上不含意指基于形成丙烯酸的单体的总重量,丙烯酸由包括小于1wt%的包括环氧基团的单体的单体形成。关于包括环氧基团的单体,完全不含意指基于形成丙烯酸的单体的总重量,丙烯酸由包括小于0.01wt%的包括环氧基团的单体的单体形成。基于形成丙烯酸的单体的总重量,丙烯酸可以由不包括包含环氧基团的单体(即,0wt%)的单体形成。
丙烯酸羽化减少剂可以完全不含包括环氧基团的单体。
丙烯酸羽化减少剂可以基本上不含、可以大体上不含或者可以完全不含甲基丙烯酸缩水甘油酯。关于甲基丙烯酸缩水甘油酯,基本上不含意指基于形成丙烯酸的单体的总重量,丙烯酸由包括小于5wt%的甲基丙烯酸缩水甘油酯的单体形成。关于甲基丙烯酸缩水甘油酯,大体上不含意指基于形成丙烯酸的单体的总重量,丙烯酸由包括小于1wt%的甲基丙烯酸缩水甘油酯的单体形成。关于甲基丙烯酸缩水甘油酯,完全不含意指基于形成丙烯酸的单体的总重量,丙烯酸由包括小于0.01wt%的甲基丙烯酸缩水甘油酯的单体形成。基于形成丙烯酸的单体的总重量,丙烯酸可以由不包括甲基丙烯酸缩水甘油酯(即,0wt%)的单体形成。
丙烯酸羽化减少剂可以完全不含甲基丙烯酸缩水甘油酯。
丙烯酸羽化减少剂可以基本上不含、可以大体上不含或者可以完全不含苯乙烯。关于苯乙烯,基本上不含意指基于形成丙烯酸的单体的总重量,丙烯酸由包括小于5wt%的苯乙烯的单体形成。关于苯乙烯,大体上不含意指基于形成丙烯酸的单体的总重量,丙烯酸由包括小于1wt%的苯乙烯的单体形成。关于苯乙烯,完全不含意指基于形成丙烯酸的单体的总重量,丙烯酸由包括小于0.01wt%的苯乙烯的单体形成。基于形成丙烯酸的单体的总重量,丙烯酸可以由不包括苯乙烯(即,0wt%)的单体形成。
丙烯酸羽化减少剂可以完全不含苯乙烯。
丙烯酸羽化减少剂可以由任何合适的方法形成。丙烯酸可以通过溶液聚合或乳液聚合形成。
丙烯酸羽化减少剂可以通过溶液聚合形成。合适的溶液聚合方法是本领域的技术人员所熟知的。溶液聚合方法可以包括多种组分,其可以被称为溶液聚合反应混合物。
溶液聚合反应混合物可以包括溶液聚合单体组分。溶液聚合单体组分可以包括如上文所描述的丙烯酸单体。溶液聚合单体组分可以任选地包括如上文所描述的另外的烯键式不饱和单体。
溶液聚合反应混合物可以进一步包括引发剂。引发剂可以是自由基引发剂。合适的引发剂包含但不限于过苯甲酸叔丁酯;过氧3,5,5三甲基己酸叔丁酯;过氧2-乙基己酸叔丁酯;过氧化二叔丁基;过乙酸叔丁酯;过氧辛酸叔丁酯;偶氮型引发剂,例如2,2'-偶氮双(异丁腈)、2,2'-偶氮双(2-甲基丁腈)、2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)和2,2'-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈);过硫酸盐引发剂,例如过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾和其组合。引发剂可以可溶于溶液聚合反应混合物中。引发剂可以可溶于单体混合物中。
引发剂可以包括过氧辛酸叔丁酯、过苯甲酸叔丁酯或其组合。
溶液聚合反应混合物可以包括溶剂或溶剂混合物。合适的溶剂是本领域的技术人员所熟知的。合适的溶剂的实例包含但不限于:醇,如正丁醇、戊醇或己醇;二醇,如丁二醇;二醇醚,如2-丁氧基乙醇、1-甲氧基丙-2-醇或二丙二醇单甲醚;和其组合。溶剂可以包括溶剂的混合物。本领域的技术人员将理解,通常选择溶剂或溶剂的混合物,使得单体混合物基本上可溶于所述溶剂或溶剂的混合物中。
使溶液聚合单体组分在溶剂或溶剂混合物中进行聚合。溶液聚合单体组分的溶液聚合通常作为在溶剂或溶剂的混合物中的自由基引发的溶液聚合进行。
溶液聚合通常在合适的反应容器中进行。溶液聚合单体组分、引发剂和/或溶剂或溶剂混合物可以以任何合适的顺序添加到反应容器中。例如,可以在将溶液聚合单体组分和/或引发剂添加到反应容器中之前将溶剂或溶剂混合物添加到反应容器中。溶液聚合单体组分和引发剂可以在同一时间添加到反应容器中。溶液聚合单体组分和/或引发剂可以在任何合适的时间段内添加到反应容器中。
溶液聚合可以在任何合适的温度下进行。溶液聚合可以在升高的温度下进行。溶液聚合可以在80℃至200℃,如100℃至180℃、如120℃至160℃、如130℃至150℃或甚至135℃至140℃的温度下进行。溶液聚合可以在回流下进行。
丙烯酸羽化减少剂可以通过乳液聚合形成。合适的乳液聚合方法是本领域的技术人员所熟知的。乳液聚合方法可以包括多种组分,所述多种组分可以被称为乳液聚合反应混合物。
乳液聚合反应混合物可以包括乳液聚合单体组分。乳液聚合单体组分可以包括如上文所描述的丙烯酸单体。乳液聚合单体组分可以任选地包括如上文所描述的另外的烯键式不饱和单体。
乳液聚合反应混合物可以进一步包括引发剂。合适的引发剂如上文关于溶液聚合所描述。
乳液聚合反应混合物可以包括水。
使乳液聚合反应混合物的单体组分在水中进行聚合。乳液聚合反应混合物的单体组分的聚合通常作为自由基引发的水中乳液聚合进行。乳液聚合反应混合物的单体组分可以在水中形成油相。
乳液聚合反应混合物可以包括缓冲液。合适的缓冲液对于本领域的技术人员来说是熟知的。缓冲液可以是可操作的以充当氢离子受体。合适的缓冲液的实例包含但不限于碳酸氢钠。
乳液聚合反应混合物可以包括表面活性剂。表面活性剂可以是阴离子、阳离子或非离子型稳定剂。阴离子表面活性剂的合适实例包含但不限于:烷基硫酸盐,例如,十二烷基硫酸钠或聚氧乙烯烷基醚硫酸钠;芳基磺酸盐,例如,十二烷基苯磺酸钠;磺基琥珀酸盐,例如,二异丁基磺基琥珀酸钠、二辛基磺基琥珀酸钠和二环己基磺基琥珀酸钠;和其组合。非离子乳化剂的合适实例包含但不限于:脂肪醇乙氧基化物,例如,聚乙二醇单月桂基醚;脂肪酸乙氧基化物,例如,聚乙二醇单硬脂酸酯或聚乙二醇单月桂酸酯;聚醚嵌段聚合物,例如,聚乙二醇/聚丙二醇嵌段聚合物,也被称为普郎尼克(pluronics),这种类型的典型商业产品包含可从陶氏化学公司(Dow Chemical)商购获得的Tergitol(RTM)XJ、XH或XD;和其组合。阳离子乳化剂的合适实例包含但不限于:胺盐,例如,十六烷基三甲基氯化铵或苄基十二烷基二甲基溴化铵;和其组合。本领域的技术人员将理解,阴离子和阳离子乳化剂的混合物通常不是所期望的。
表面活性剂可以是聚合的。表面活性剂可以与乳液聚合的丙烯酸聚合。例如,表面活性剂可以与形成乳液聚合的丙烯酸的单体聚合。
然而,乳液聚合反应混合物可以基本上不含、可以大体上不含或可以完全不含表面活性剂。基于乳液聚合反应混合物的总重量,相对于表面活性剂而言基本上不含是指乳液聚合反应混合物包括小于5wt%的表面活性剂。基于乳液聚合反应混合物的总重量,相对于表面活性剂而言大体上不含是指乳液聚合反应混合物包括小于1wt%的表面活性剂。基于乳液聚合反应混合物的总重量,相对于表面活性剂而言完全不含是指乳液聚合反应混合物包括小于0.01wt%的表面活性剂。乳液聚合反应混合物可以不包括(即0wt%)表面活性剂。
乳液聚合通常在合适的反应容器中进行。乳液聚合反应混合物的乳液聚合单体组分、引发剂和/或水可以任何合适的顺序添加到反应容器中。例如,可以在将乳液聚合单体组分和/或引发剂添加到反应容器中之前将水添加到反应容器中。可以在乳液聚合单体组分之前将引发剂添加到反应容器中。乳液聚合单体组分和/或引发剂可以在任何合适的时间段内添加到反应容器中。
乳液聚合可以在任何合适的温度下进行。乳液聚合可以在20℃至150℃,如40℃至120℃、如50℃至100℃、如60℃至95℃、如70℃至90℃或甚至在80℃的温度下进行。在整个乳液聚合过程中,温度通常保持恒定。
乳液聚合的丙烯酸可以呈核/壳布置。
壳可以由多种组分形成,其可以被称为壳混合物。壳混合物可以包括如上文所描述的丙烯酸单体。乳液聚合反应混合物可以任选地包括如本文所描述的另外的烯键式不饱和单体。
壳混合物可以进一步包括引发剂。合适的引发剂如上文关于溶液聚合所描述。
通常使壳混合物进行聚合以形成壳聚合物。壳混合物的聚合通常作为自由基引发的在溶剂或溶剂的混合物中的溶液聚合进行。可以用于此过程的溶剂包含但不限于:醇,如正丁醇、戊醇或己醇;或二醇醚,如2-丁氧基乙醇、1-甲氧基丙-2-醇或二丙二醇单甲醚。聚合可以在升高的温度下进行。聚合可以在80℃至150℃的范围内进行。通过在设定的时间段内将壳混合物添加到溶剂混合物中,可以有效地进行聚合。在与核混合物的组分接触之前,可以使壳混合物进行聚合以形成壳聚合物。
在壳混合物包括α,β-烯键式不饱和羧酸的情况下,壳聚合物将具有侧羧酸官能团。这可以称为羧酸官能壳聚合物。
羧酸官能壳聚合物可以与碱接触以形成水分散性盐。羧酸官能壳聚合物中的羧酸官能团可以至少部分地被碱中和。通常至少10%的可用羧酸基团被中和。基本上所有可用的羧酸基团都可以被碱中和。用于此中和的碱可以包括胺官能材料,或胺官能材料的混合物。胺官能材料的合适实例包含氨、三乙胺、二乙胺、三甲胺和吗啉或羟基胺材料,如乙醇胺、N-甲基乙醇胺和N,N-二甲基乙醇胺。
壳聚合物可以分散在水性介质中。以这种方式,可以形成壳聚合物的水性分散体或溶液。
通过在水性介质中的乳液聚合,可以使壳混合物进行聚合以形成壳聚合物,从而形成壳聚合物的水性分散体或溶液。
核可以由多种组分形成,这些组分可以被称为核混合物。核混合物可以包括如上文所描述的丙烯酸单体。乳液聚合反应混合物可以任选地包括如本文所描述的另外的烯键式不饱和单体。
由壳混合物例如其水性分散体形成的聚合物可以用作随后聚合的分散剂,所述聚合可以是如核混合物等α,β-烯键式不饱和单体混合物的聚合。
核混合物可以进一步包括引发剂。合适的引发剂如上文关于溶液聚合的丙烯酸所描述。
可以使核混合物在30℃至99℃的范围内,如在50℃至95℃的范围内,如在80℃至90℃的范围内的温度下进行聚合。核混合物的聚合可以在由壳混合物的聚合形成的聚合物的存在下通常通过乳液聚合发生,从而形成核/壳聚合物。典型的聚合可以通过在一定时间段内以受控的速率将核混合物添加到壳聚合物的水性分散体中来进行。在聚合期间,混合物可以混合,如通过搅拌来混合,并且温度可以保持大致恒定。
聚合核混合物的其它方法包含但不限于将全部或部分核烯属不饱和物质与壳聚合物的水性分散体混合,并且然后在设定时间段内将剩余的核组分,包含引发剂,添加到所得混合物中。用于此类型的过程的合适温度通常在50℃至95℃的范围内。
对于核/壳组合物,核混合物(单体和引发剂)与壳混合物(单体和引发剂)的比率可以为按重量计20:80至90:10,如按重量计60:40至80:20,或甚至70:30至75:25。
丙烯酸羽化减少剂的Mn可以为至少500Da,如至少1,000Da、如至少1,500Da、如至少2,000Da或甚至至少2,500Da。丙烯酸的Mn可以为至多250,000Da,如至多200,000Da、如至多150,000Da、如至多100,000Da、如至多50,000Da、如至多25,000Da或甚至至多20,000Da。丙烯酸的Mn可以为500至250,000道尔顿(Da=g/摩尔),如1,000Da至200,000Da、如1,000Da至100,000Da、如1,500Da至50,000Da、如2,000Da至25,000Da或甚至2,500Da至20,000Da。
丙烯酸羽化减少剂的Mw可以为至少500Da,如至少1,000Da、如至少1,500Da、如至少2,000Da、如至少2,500Da、如至少5,000Da、如至少6,000Da或甚至至少7,000Da。丙烯酸的Mw可以为至多500,000Da,如至多250,000Da、如至多200,000Da、如至多150,000Da、如至多100,000Da、如至多75,000Da或甚至至多50,000Da。丙烯酸的Mw可以为500至500,000道尔顿(Da=g/摩尔),如1,000Da至250,000Da、如2,000Da至200,000Da、如2,500Da至150,000Da、如5,000Da至100,000Da、如6,000Da至75,000Da或甚至7,000Da至50,000Da。
丙烯酸羽化减少剂的Tg可以为至少-50℃,如至少-25℃、如至少0℃、如至少5℃、如至少10℃或甚至至少15℃。丙烯酸的Tg可以为至多250℃,如至多200℃、如至多150℃、如至多125℃、如至多100℃或甚至至多75℃。丙烯酸的Tg可以为-50℃至250℃,如-25℃至200℃、如0℃至150℃、如5℃至125℃、如10℃至100℃或甚至15℃至80℃。
丙烯酸(共)聚合物可以由包括缩水甘油基官能丙烯酸酯单体的单体形成。丙烯酸(共)聚合物可以由包括缩水甘油基官能丙烯酸酯单体和羟基官能单体的单体形成。
丙烯酸(共)聚合物可以由包括以下的单体形成:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸4-羟丁酯和/或甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)。
涂层组合物可以包括由包括缩水甘油基官能丙烯酸酯以及甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯和/或甲基丙烯酸羟乙基的单体形成的丙烯酸羽化减少剂(i)。
涂层组合物可以包括由包括缩水甘油基官能丙烯酸酯以及甲基丙烯酸丁酯,如甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸乙基己酯和/或丙烯酸4-羟丁酯的单体形成的丙烯酸羽化减少剂(i)。
丙烯酸羽化减少剂(i)可以包括羟基和环氧基团。
丙烯酸羽化减少剂(i),如含羟基和环氧基团的丙烯酸羽化减少剂(i),可以由包括按单体的总重量计≥10wt%,如≥15wt%或≥20wt%的羟基官能单体的单体形成。丙烯酸羽化减少剂(i)可以由包括按单体的总重量计≤80%,如≤60wt%或≥40wt%的羟基官能单体的单体形成。丙烯酸羽化减少剂(i)可以由按单体的总重量计10%至80%,如15wt%至60wt%或20wt%至40wt%的羟基官能单体形成。
丙烯酸羽化减少剂(i),如含羟基和环氧基团的丙烯酸羽化减少剂(i),可以由包括按单体的总重量计≥25%,如≥40wt%或≥50wt%的缩水甘油基官能单体(如甲基丙烯酸缩水甘油酯)的单体形成。丙烯酸羽化减少剂(i)可以由按单体的总重量计≤90%,如≤80wt%或≥70wt%的缩水甘油基官能单体形成。丙烯酸羽化减少剂(i)可以由包括按单体的总重量计25%至90%,如40wt%至80wt%或50wt%至70wt%的缩水甘油基官能单体的单体形成。
组合物可以包括磷酸化环氧树脂丙烯酸羽化减少剂(i)。如本文关于磷酸化环氧树脂丙烯酸羽化减少剂(i)所使用的,术语“磷酸化环氧树脂”是指包括反应混合物的反应产物的化合物,所述反应混合物包括环氧树脂官能丙烯酸和磷酸源、膦酸源或其组合。
环氧树脂官能丙烯酸可以如上文所定义。环氧树脂官能丙烯酸的环氧树脂当量可以≥1,000,如≥2,000或≥2,500。
如本文所报告的,环氧树脂当量是以克为单位的含有一摩尔的未反应的环氧化物官能团的样品的质量。将磷酸化环氧树脂样品(5.0g)精确称重到120ml烧杯中,并添加1.5g四乙基溴化铵。将磁力搅拌棒放置在烧杯中,并添加40mL二氯甲烷和20mL乙酸。将烧杯牢固地加盖并搅拌,直到样品完全溶解为止。将样品溶液放置到滴定位置中,并用0.1N高氯酸滴定剂电位滴定。还运行含有除样品以外的所有上述试剂的空白溶液。
样品的环氧化物含量等于:
其中T为样品的高氯酸溶液的滴定度,单位为mL。
R为用于空白的滴定度,单位为mL,N=高氯酸滴定剂的当量,并且1000=克到毫克的转换系数。
使用上述方法测定磷化环氧树脂的EEW的所有值。
环氧树脂官能丙烯酸可以由包括缩水甘油基官能丙烯酸酯单体和羟基官能单体的单体形成。
环氧树脂官能丙烯酸可以由包括按单体的总重量计≥20%,如≥30wt%或≥35wt%的羟基官能单体的单体形成。环氧树脂官能丙烯酸可以由包括按单体的总重量计≥2%,如≥4wt%或≥6wt%的缩水甘油基官能丙烯酸酯单体的单体形成。环氧树脂官能丙烯酸可以由包括按单体的总重量计≤30%,如≥20wt%或≥10wt%的缩水甘油基官能丙烯酸酯单体的单体形成。
环氧树脂官能丙烯酸可以由包括缩水甘油基官能丙烯酸酯单体、羟基官能单体和含环状基团的单体,如含芳香族基团的单体的单体形成。
环氧树脂官能丙烯酸可以由包括按单体的总重量计≥20%,如≥30wt%或≥35wt%的含环状基团的单体的单体形成。
环氧树脂官能丙烯酸可以由包括缩水甘油基官能丙烯酸酯以及苯乙烯和/或甲基丙烯酸羟乙酯的单体形成。
磷酸源可以包括磷酸,如正磷酸,例如,100%正磷酸或磷酸水溶液。磷酸水溶液可以包括含70重量%至90重量%磷酸的水,如含85重量%磷酸的水。可以使用其它形式的磷酸,如过磷酸、二磷酸和三磷酸作为磷酸源。同样,磷酸的聚合酸酐或部分酸酐可以用作磷酸源。膦酸源可以包括有机膦酸。有机膦酸可以包括3-氨基丙基膦酸、4-甲氧基苯基膦酸、苄基膦酸、丁基膦酸、羧乙基膦酸、二苯基次膦酸、十二烷基膦酸、亚乙基二膦酸、十七烷基膦酸、甲基苄基次膦酸、萘基甲基次膦酸、十八烷基膦酸、辛基膦酸、戊基膦酸、甲基苯基次膦酸、苯基膦酸、苯乙烯膦酸、十二烷基双-1,12-膦酸和/或聚(乙二醇)膦酸。
反应物可以包括按磷酸源和环氧树脂官能丙烯酸的组合重量计≥80%,如≥90wt%或≥95wt%的环氧树脂官能丙烯酸。
反应物可以包括按磷酸源和聚环氧化物的组合重量计≥0.5%,如≥1wt%或≥1.5wt%的磷酸源和/或膦酸源。反应物可以包括按磷酸源和聚环氧化物的组合重量计≤15%,如≤10wt%或≤5wt%的磷酸源和/或膦酸源。
“酸官能”是指酸官能丙烯酸羽化减少剂包括侧酸基团,如侧羧酸基团。侧酸基团可以是端部基团,或者可以在酸官能丙烯酸的主链上。酸官能丙烯酸羽化减少剂可以包括羧基。
酸官能丙烯酸羽化减少剂(i)可以由包括按单体的总重量计≥10%,如≥20wt%或≥25wt%的酸官能单体的单体形成。
酸官能单体可以包括(烷基)丙烯酸,如(C1至C6烷基)丙烯酸。酸官能单体可以包括烷基丙烯酸和丙烯酸,如甲基丙烯酸和丙烯酸。
酸官能丙烯酸羽化减少剂(i)可以由包括按单体的总重量计≥2%的烷基丙烯酸单体和≥10%的丙烯酸单体,如≥5wt%的烷基丙烯酸单体和≥15wt%的丙烯酸单体或≥7wt%的烷基丙烯酸单体和≥20wt%的丙烯酸单体的单体形成。
酸官能丙烯酸羽化减少剂的酸值可以为至少10mg KOH/g,如至少25mg KOH/g、如至少50mg KOH/g、如至少75mg KOH/g、如至少100mg KOH/g、如至少125mg KOH/g、如至少150mg KOH/g、如至少175mg KOH/g、如至少200mg KOH/g。酸官能丙烯酸羽化减少剂的酸值可以为至多500mg KOH/g,如至多475mg KOH/g、如至多450mg KOH/g、如至多425mg KOH/g、如至多400mg KOH/g、如至多375mg KOH/g、如至多350mg KOH/g、如至多325mg KOH/g、如至多300mg KOH/g或甚至至多250mg KOH/g。酸官能丙烯酸羽化减少剂的酸值可以为10至500mg KOH/g、如25至475mg KOH/g、如50至450mg KOH/g、如75至425mg KOH/g、如100至400mg KOH/g、如125至375mg KOH/g、如150至350mg KOH/g、如175至325mg KOH/g、如200至300mg KOH/g。
涂层组合物可以包括按所述涂层组合物的固体重量计≥0.1%,如≥0.5wt%或≥1wt%的量的丙烯酸羽化减少剂(i)。涂层组合物可以包括按所述涂层组合物的固体重量计≤40%,如≤20wt%或≤15wt%的量的丙烯酸羽化减少剂(i)。涂层组合物可以包括按所述涂层组合物的固体重量计0.1%至40%,如0.5wt%至20wt%或1wt%至15wt%的量的丙烯酸羽化减少剂(i)。
涂层组合物可以包括按所述涂层组合物的固体重量计≥0.1%,如≥0.5wt%或≥1wt%的量的环氧化物官能丙烯酸羽化减少剂(i)。涂层组合物可以包括按所述涂层组合物的固体重量计≤20%,如≤15wt%、或≤10wt%、或≤7wt或≤5wt的量的环氧化物官能丙烯酸羽化减少剂(i)。涂层组合物可以包括按所述涂层组合物的固体重量计0.1%至20%,如0.5wt%至15wt%、或0.5wt%至10wt%、或1wt%至7wt%或1wt%至5wt%的量的环氧化物官能丙烯酸羽化减少剂(i)。
涂层组合物可以包括基于所述涂层组合物的总固体重量≥1%,如≥4wt%,如≥6wt%的量的磷酸化环氧树脂丙烯酸羽化减少剂和/或酸官能丙烯酸羽化减少剂(i)。涂层组合物可以包括基于所述涂层组合物的总固体重量≤40%,如≤20wt%或≤15wt%的量的磷酸化环氧树脂丙烯酸羽化减少剂和/或酸官能丙烯酸羽化减少剂(i)。涂层组合物可以包括基于所述涂层组合物的总固体重量1%至40%,如4wt%至20wt%或5wt%至15wt%的量的磷酸化环氧树脂丙烯酸羽化减少剂和/或酸官能丙烯酸羽化减少剂(i)。
羟基官能聚酯羽化减少剂(ii)可以包括可通过将多元酸组分与多元醇组分聚合或通过开环聚合,如内酯组分和/或环氧组分的开环聚合而获得的聚酯。
多元酸的合适实例包含但不限于以下:马来酸;富马酸;衣康酸;己二酸;壬二酸;琥珀酸;癸二酸;戊二酸;癸酸二酸;十二酸二酸;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;氯菌酸酐;1,3-环己烷二甲酸;1,4-环己烷二甲酸;三环癸烷聚甲酸;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;具有含有至少15个碳原子的脂肪族基团的单体;所有前述酸的酯和酸酐和其组合。
二酸的合适实例包含但不限于以下:邻苯二甲酸;间苯二甲酸;对苯二甲酸;1,4环己烷二甲酸;琥珀酸;己二酸;壬二酸;癸二酸;富马酸;2,6-萘二甲酸;正邻苯二甲酸;邻苯二甲酸酐;四氢邻苯二甲酸;六氢邻苯二甲酸;马来酸;琥珀酸;衣康酸;二酯材料,如二甲酯衍生物,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-萘二甲酸二甲酯、富马酸二甲酯、正邻苯二甲酸二甲酯、琥珀酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯;具有含有至少15个碳原子的脂肪族基团的单体;所有前述酸的酯和酸酐;以及其混合物。
多元酸组分可以包括:对苯二甲酸(TPA)、对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸(IPA)、间苯二甲酸二甲酯、1,4环己烷二甲酸、六氢邻苯二甲酸酐、2,6-萘二甲酸、邻苯二甲酸酐、马来酸酐、富马酸酐;和/或具有含有至少15个碳原子的脂肪族基团的单体。
多元酸组分可以包括间苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯、六氢邻苯二甲酸酐、环己烷1,4-二甲酸和/或具有含有至少15个碳原子的脂肪族基团的单体。
多元醇的合适实例包含但不限于以下:亚烷基二醇,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;聚丙二醇和新戊二醇;氢化双酚A;环己二醇;丙二醇,包含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;和2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇;丁二醇,包含1,4-丁二醇;1,3-丁二醇;和2-乙基-1,4-丁二醇;戊二醇,包含三甲基戊二醇和2-甲基戊二醇;环己烷二甲醇;己二醇,包含1,6-己二醇;2,2,4,4-四烷基环丁烷-1,3-二醇(TACD),如2,2,4,4-四甲基环丁烷-1,3-二醇(TMCD)、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇(TMPD)、己内酯二醇(例如,包括ε-己内酯和乙二醇的反应混合物的反应产物);羟烷基化双酚;聚醚多元醇,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;三羟甲基环己烷;生物衍生多元醇,如甘油、山梨醇和异山梨醇;具有含有至少15个碳原子的脂肪族基团的单体等或其组合。
二醇可以选自以下: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;2,2,4,4-四烷基环丁烷-1,3-二醇(TACD),如2,2,4,4-四甲基环丁烷-1,3-二醇(TMCD)、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇(TMPD)、二乙二醇;三乙二醇;二丙二醇;三丙二醇;1,4环己烷二甲醇;三环癸烷二甲醇;异山梨醇;1,4-环己烷二醇;和/或1,1'-异亚丙基-双(4-环己醇);和其混合物。
多元醇组分可以包括:具有至少三个羟基的多元醇,如三羟甲基丙烷;季戊四醇;二季戊四醇;三羟甲基乙烷;三羟甲基丁烷;和/或生物衍生的多元醇,如甘油和/或山梨醇。具有至少三个羟基的多元醇组分可以包括:三醇或四醇,如三羟甲基丙烷;季戊四醇;三羟甲基乙烷;三羟甲基丁烷和/或甘油。具有至少三个羟基的多元醇组分可以包括:三醇,如三羟甲基丙烷;三羟甲基乙烷;和/或三羟甲基丁烷,例如三羟甲基丙烷。
具有至少三个羟基的多元醇可以以≥0.1wt%,如≥0.5wt%或≥0.7wt%,例如≥0.8wt%或≥0.9wt%,如≥1wt%的量作为占所述多元醇组分的固体重量的比例存在。
具有至少三个羟基的多元醇可以以≤10wt%,如≤8wt%或≤6wt%,例如≤5wt%或≤4wt%,如≤3wt%或≤2wt%的量作为占所述多元醇组分的固体重量的比例存在。
具有至少三个羟基的多元醇可以以0.1wt%至10wt%,如0.5wt%至8wt%或0.7wt%至6wt%,例如0.8wt%至5wt%或0.9wt%至4wt%,如1wt%至3wt%或1wt%至2wt%的量作为占所述多元醇组分的固体重量的比例存在。
具体地,多元醇组分可以包括乙二醇(EG)、1,2-丙二醇(PG)、2-甲基丙二醇(2-MPD)、新戊二醇(NPG)、1,4-环己烷二甲醇(CHDM)、丁基乙基丙二醇(BEPD)、三羟甲基丙烷(TMP)和/或1,6己二醇。
此类具有含有至少15个碳原子的脂肪族基团的单体的进一步细节公开在已公布的PCT专利申请WO 2018/111854中,具体地,段落[016]至[030](包含段落[016]和[030])中。WO 2018/111854的全部内容并且尤其是段落[016]至[030](包含段落[016]和[030])通过引用完全并入本文。
羟基官能聚酯羽化减少剂(ii)的总羟基值(OHV)可以≥65mg KOH/g,如≥70mgKOH/g或≥80mg KOH/g,或者如≥90mg KOH/g或≥100mg KOH/g。
涂层组合物可以包括按所述涂层组合物的固体重量计≥0.1%,如≥1wt%、或≥2wt%或≥3wt%的量的羟基官能聚酯羽化减少剂(ii)。涂层组合物可以包括按所述涂层组合物的固体重量计≤40%,如≤20wt%、或≤15wt%或≤10wt的量的羟基官能聚酯羽化减少剂(ii)。涂层组合物可以包括按所述涂层组合物的固体重量计0.1%至40%,如1wt%至20wt%、或2wt%至15wt%或3wt%至10wt%的量的羟基官能聚酯羽化减少剂(ii)。
羽化减少剂(iii)可以包括选自胺、酰胺、亚胺、腈和/或羟基的至少两种不同类型的基团的组合。羽化减少剂(iii)可以包括胺基以及酰胺基、亚胺基、腈基和/或羟基。
羽化减少剂(iii)可以包括至少两个胺基,如至少两个伯胺基和/或仲胺基,如至少两个伯胺基。
羽化减少剂(iii)可以为小分子。当在本文中使用时,关于羽化减少剂(iii)的“小分子”可以意指分子量≤1,500道尔顿(Da),如≤1,200Da或≤1,000Da的羽化减少剂(iii)。小分子羽化减少剂(iii)的合适实例包含但不限于:双氰胺(DICY)、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(TAP)和/或羟烷基酰胺和其衍生物。
羽化减少剂(iii)可以为聚合物,如聚酰胺。聚酰胺羽化减少剂可以包括胺封端的聚酰胺。
聚酰胺羽化减少剂(iii)的胺值可以为≥150mg KOH/克树脂,如≥180mg KOH/克树脂、或≥200mg KOH/克树脂或≥220mg KOH/克树脂。
如本文所报告的,胺值是通过在冰乙酸溶液中用0.1M高氯酸(HClO4)滴定而测定的。将固体聚酰胺样品(0.1g)准确称重到锥形烧瓶中,并使用适当的轻微加热和搅拌使其溶解在25ml含有甲基紫指示剂的乙酸中。然后使溶液冷却到室温并且利用0.1M含高氯酸的冰乙酸溶液滴定。所得胺数以mg KOH/g为单位表示,并使用以下等式计算:
胺数=HClO4溶液的滴定度(ml)×HClO4溶液的摩尔浓度(M)×56.1
固体样品重量(g)
本文所报告的针对胺数的所有值以此方式测量。
涂层组合物可以包括按所述涂层组合物的固体重量计≥0.001%,如≥0.01wt%或≥0.05wt%的量的羽化减少剂(iii)。涂层组合物可以包括按所述涂层组合物的固体重量计≤5%,如≤3wt%、或≤2wt%或≤1wt的量的羽化减少剂(iii)。涂层组合物可以包括按所述涂层组合物的固体重量计0.001%至5%,如0.01wt%至3wt%、或0.01wt%至2wt%或0.05wt%至1wt%的量的羽化减少剂(iii)。
组合物可以包括磷酸化环氧树脂羽化减少剂(iv)。如本文关于羽化减少剂(iv)所使用的,术语“磷酸化环氧树脂”是指包括反应混合物的反应产物的化合物,所述反应混合物包括聚环氧化物和磷酸源、膦酸源或其组合。
聚环氧化物可以包括每分子具有超过1.0个环氧基团的任何化合物或化合物的混合物。聚环氧化物可以包括多元醇的聚缩水甘油醚,如其中桥接基团包括环状部分的环状多元醇,例如多酚或脂环族多元醇,如双酚A、双酚F或1,4-环己烷二甲醇的二缩水甘油醚。多元醇可以包括每分子具有超过1.0个羟基的任何化合物或化合物的混合物。多元可以包括二醇。
如将理解的,此类聚环氧化物可以通过多酚与表氯醇在存在碱的情况下进行醚化来制备。可以用于产生聚环氧化物的合适的多酚包含但不限于:1,1-双(4-羟苯基)乙烷;2,2-双(4-羟苯基)丙烷;1,1-双(4-羟苯基)异丁烷;2,2-双(4-羟基叔丁基苯基)丙烷;双(2-羟萘基)甲烷;1,5-二羟基萘;1,1-双(4-羟基-3-烯丙基苯基)乙烷;和4,4-双(4'-羟苯基)戊酸。
磷酸源可以包括磷酸,如正磷酸,例如,100%正磷酸或磷酸水溶液。磷酸水溶液可以包括含70重量%至90重量%磷酸的水,如含85重量%磷酸的水。可以使用其它形式的磷酸,如过磷酸、二磷酸和三磷酸作为磷酸源。同样,磷酸的聚合酸酐或部分酸酐可以用作磷酸源。膦酸源可以包括有机膦酸。有机膦酸可以包括3-氨基丙基膦酸、4-甲氧基苯基膦酸、苄基膦酸、丁基膦酸、羧乙基膦酸、二苯基次膦酸、十二烷基膦酸、亚乙基二膦酸、十七烷基膦酸、甲基苄基次膦酸、萘基甲基次膦酸、十八烷基膦酸、辛基膦酸、戊基膦酸、甲基苯基次膦酸、苯基膦酸、苯乙烯膦酸、十二烷基双-1,12-膦酸和/或聚(乙二醇)膦酸。
反应物可以包括按磷酸源和聚环氧化物的组合重量计≥70%,如≥80wt%或≥82wt%的聚环氧化物。反应物可以包括按磷酸源和聚环氧化物的组合重量计≤95%,如≤90wt%或≤88wt%的聚环氧化物。反应物可以包括按磷酸源和聚环氧化物的组合重量计70%至95%,如80wt%至90wt%或82wt%至88wt%的聚环氧化物。
反应物可以包括按磷酸源和聚环氧化物的组合重量计≥5%,如≥10wt%或≥12wt%的磷酸源和/或膦酸源。反应物可以包括按磷酸源和聚环氧化物的组合重量计≤30%,如≤20wt%或≤18wt%的磷酸源和/或膦酸源。反应物可以包括按磷酸源和聚环氧化物的组合重量计5%至30%,如10wt%至20wt%或12wt%至18wt%的磷酸源和/或膦酸源。
涂层组合物可以包括按所述涂层组合物的固体重量计≥0.1%,如≥0.5wt%或≥1wt%的量的羽化减少剂(iv)。涂层组合物可以包括按所述涂层组合物的固体重量计≤40%,如≤20wt%、或≤15wt%或≤10wt的量的羽化减少剂(iv)。涂层组合物可以包括按所述涂层组合物的固体重量计0.1%至40%,如0.5wt%至20wt%、或0.5wt%至15wt%、或1wt%至10wt%的量的羽化减少剂(iv)。
酚醛羽化减少剂(v)在固体上的脂肪族羟基当量可以≥60,如≥80或≥90。酚醛羽化减少剂(v)的脂肪族羟基当量可以≤500,如≤300、或≤200或≤160。酚醛羽化减少剂(v)的脂肪族羟基当量可以为60至500或60至300,如80至200或90至160。
如本文所报告的,通过以下等式确定脂肪族羟基当量:
结构的分子质量/结构中脂肪族羟基官能团的数量
对于聚合物结构,所使用的结构质量和官能团是平均值。这也可以通过根据本领域技术人员的常规实践对理想化结构的当量进行加权平均来推导。
酚醛羽化减少剂(v)可以包括作为包括苯酚或其衍生物和醛,如甲醛的反应混合物的反应产物的树脂。
酚醛羽化减少剂(v)可以基本上是非烷基化的/非醚化的。
可以用于形成酚醛羽化减少剂(v)的苯酚或其衍生物反应物的非限制性实例为苯酚、丁基苯酚、二甲酚和/或甲酚(邻甲酚、间甲酚和/或对甲酚)。苯酚或其衍生物反应物可以包括苯酚和甲酚。苯酚或其衍生物反应物可以包括按所有苯酚或其衍生物反应物的组合重量计≥80%的苯酚。
酚醛羽化减少剂(v)可以是甲阶酚醛型。“甲阶酚醛型”意指在碱性(碱)催化剂和任选地过量甲醛存在下形成的树脂。
酚醛羽化减少剂(v)可以是水混溶性的。
涂层组合物可以包括按所述涂层组合物的固体重量计≥0.1%,如≥0.3wt%或≥0.5wt%的量的酚醛羽化减少剂(v)。涂层组合物可以包括按所述涂层组合物的固体重量计≤40%,如≤20wt%、或≤15wt%或≤10wt的量的酚醛羽化减少剂(v)。涂层组合物可以包括按所述涂层组合物的固体重量计0.1%至40%,如0.3wt%至20wt%、或0.5wt%至15wt%、或0.5wt%至10wt%的量的酚醛羽化减少剂(v)。
酚醛树脂的一般制备描述于由Oldring博士编辑的“酚醛树脂或酚醛塑料的化学和应用(The Chemistry and Application of Phenolic Resins or Phenoplasts)”,第V卷,第I部分;伦敦的约翰威利父子/Cita科技有限公司(John Wiley and Sons/CitaTechnology Limited,London),1997。
有利地,已经发现酚醛羽化减少剂(v)可以改善羽化,并且还可以维持或改善其它期望的性质,如发毛(hairing)、移动性、稳定性和/或起泡。
包括噁唑基官能团的羽化减少剂(vi)的pH可以为7至11,如7.5至10.5或8至10。
包括噁唑基官能团的羽化减少剂(vi)的噁唑啉值可以≥2mmol/g,如≥3mmol/g或≥4mmol/g。包括噁唑基官能团的羽化减少剂(vi)的噁唑啉值可以≤15mmol/g,如≤10mmol/g或≤8mmol/g。包括噁唑基官能团的羽化减少剂(vi)的噁唑啉值可以为2至15mmol/g,如3至10mmol/g或4至8mmol/g。
包括噁唑基官能团的羽化减少剂(vi)可以是包括噁唑基官能团的(共)聚合物。
包括噁唑基官能团的羽化减少剂(vi)的Tg可以≥30℃,如≥40℃或≥45℃。包括噁唑基官能团的羽化减少剂(vi)的Tg可以≤120℃,如≤100℃或≤70℃。包括噁唑基官能团的羽化减少剂(vi)的Tg可以为30℃至120℃,如40℃至100℃或45℃至70℃。
包括噁唑基官能团的羽化减少剂(vi)的Mn可以≥10,000Da,如≥15,000Da或≥17,000Da。包括噁唑基官能团的羽化减少剂(vi)的Mn可以≤100,000Da,如≤50,000Da或≤30,000Da。包括噁唑基官能团的羽化减少剂(vi)的Mn可以为10,000至100,000Da,如15,000至50,000Da或17,000至30,000Da。
包括噁唑基官能团的羽化减少剂(vi)的Mw可以≥10,000Da,如≥40,000Da或≥60,000Da。包括噁唑基官能团的羽化减少剂(vi)的Mw可以≤200,000Da,如≤100,000Da或≤80,000Da。包括噁唑基官能团的羽化减少剂(vi)的Mw可以为10,000至200,000Da,如40,000至100,000Da或60,000至80,000Da。
包括噁唑基官能团的羽化减少剂(vi)可以是聚噁唑啉。包括噁唑基官能团的合适的聚噁唑啉的进一步细节公开于美国专利申请2019/0185706中,所述美国专利申请的全部内容通过引用完全并入本文。具体地参考美国专利申请2019/0185706的段落[0026]至[0049],所述段落的内容通过引用完全并入本文。包括噁唑基官能团的合适的聚噁唑啉的进一步细节还公开于专利申请WO 2019/116327中,所述专利申请的全部内容通过引用完全并入本文。具体地参考专利申请WO 2019/116327的段落[0043]至[0051],所述段落的内容通过引用完全并入本文。包括噁唑基官能团的合适的聚噁唑啉的进一步细节还公开于专利申请WO 2019/116328中,所述专利申请的全部内容通过引用完全并入本文。具体地参考专利申请WO 2019/116328的段落[0020]至[0023],所述段落的内容通过引用完全并入本文。
包括噁唑基官能团的羽化减少剂(vi)可以是包括噁唑基官能团的丙烯酸羽化减少剂。包括噁唑基官能团的丙烯酸羽化减少剂(vi)可以是如上文关于丙烯酸羽化减少剂(i)所定义的丙烯酸。
涂层组合物可以包括按所述涂层组合物的固体重量计≥1%,如≥2wt%或≥3wt%的量的包括噁唑基官能团的羽化减少剂(vi)。涂层组合物可以包括按所述涂层组合物的固体重量计≤40%,如≤20wt%、或≤15wt%或≤10wt的量的包括噁唑基官能团的羽化减少剂(vi)。涂层组合物可以包括按所述涂层组合物的固体重量计1%至40%,如1wt%至20wt%、或2wt%至15wt%或3wt%至10wt%的量的包括噁唑基官能团的羽化减少剂(vi)。
合适的羽化减少剂的实例包含:DOMACRYL 285(可从Helios Resins公司(HeliosResins)获得);TEGO LP1600、TEGO DS1300、TEGO LP1611(可从赢创工业公司(EvonikIndustries)获得);DOMOPOL 5144(可从Helios resins公司获得);Versamid 115(可从加布里埃尔公司(Gabriel)获得);Curaphen 40-804(可从必得利公司(Bitrez)获得);以及Epocros WS500、Epocros WS300和Epocros WS700(可从日本触媒株式会社(NipponShokubai)获得)。
涂层组合物可以包括环氧树脂。当组合物包括包含选自胺、酰胺、亚胺和/或腈的官能团的羽化减少剂时,涂层组合物可以包括环氧树脂。涂层组合物可以包括小分子羽化减少剂(iii)和环氧树脂。
涂层组合物可以包括聚酯添加剂。聚酯添加剂可以包括包含(i)多元酸、(ii)多元醇和(iii)磷酸的反应混合物的反应产物,如包括前体聚酯与磷酸(如磷酸)的反应混合物的反应产物。聚酯的Mn可以为2000至10,000。聚酯的羟基数可以为20至75。聚酯的酸值可以为15至25。
聚酯添加剂可以包括共聚物与酸值为15mg KOH/g至至多100mg KOH/g的酸性基团的溶液。可商购获得的合适的酸性聚酯的实例包含BYK-4510(可从Byk阿尔塔纳(BykAltana)商购获得)或PLUSOLIT H-PD(可从商购获得)或BORCHI GEN HMP-F或者BORCHI GEN HE(可从OMG博尔歇斯(OMG Borchers)商购获得)。
酸性聚酯通常可以包括反应混合物的反应产物,所述反应混合物包括:
(a)Mn为2000至10,000、羟基数量为20至75并且酸值为15至25的聚酯;所述聚酯是以下的缩聚物:
(i)多元醇组分,如包括二醇和三醇的混合物,
(ii)多元酸组分,如包括α、β烯键式不饱和聚甲酸,
以及
(b)磷酸。
聚酯添加剂可以以0.1wt%至15wt%(基于涂层组合物的固体重量),如2wt%至12wt%(基于涂层组合物的固体重量)的量添加。聚酯添加剂可以以4wt%至10wt%的量(基于涂层组合物的固体重量)存在。
聚酯添加剂的另外的合适实例在WO 2012/162301中给出,所述文献的内容通过引用整体并入本文。
涂层组合物可以大体上不含或完全不含聚酯添加剂,所述聚酯添加剂包括包含(i)多元酸、(ii)多元醇和(iii)磷酸的反应混合物的反应产物,如包括前体聚酯与磷酸的反应混合物的反应产物。关于聚酯添加剂的大体上不含意指基于涂层组合物的总固体重量,涂层组合物包括小于0.05wt%的聚酯添加剂。关于聚酯添加剂的完全不含意指基于涂层组合物的总固体重量,涂层组合物包括小于0.01wt%的聚酯添加剂。涂层组合物可以不包括聚酯添加剂,即按涂层组合物的总固体重量计0wt%。
涂层组合物可以包括交联材料。涂层组合物可以包括任何合适的交联材料。合适的交联材料是本领域技术人员熟知的。
交联材料可以可操作以用于交联聚酯材料。交联材料可以是单分子、二聚物、低聚物、(共)聚合物或其混合物。交联材料可以是二聚物或三聚物。
合适的交联材料包含但不限于:酚醛树脂(phenolic resin/phenol-formaldehyde resin);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;酸酐;有机金属酸官能材料;聚胺;和/或聚酰胺和其组合。
酚醛树脂的合适实例为由苯酚与醛或酮反应,如由苯酚与醛反应,如由苯酚与甲醛或乙醛反应或者甚至由苯酚与甲醛反应而形成的酚醛树脂。可以用于形成酚醛树脂的苯酚的非限制性实例为苯酚、丁基苯粉、二甲苯酚和甲酚。酚醛树脂的一般制备描述于由DrOldring编辑的“酚醛树脂或酚醛塑料的化学和应用(The Chemistry and Application ofPhenolic Resins or Phenoplasts)”,第V卷,第I部分;约翰威利父子/Cita科技有限公司(John Wiley and Sons/Cita Technology Limited),伦敦,1997。酚醛树脂可以是甲阶酚醛型。“甲阶酚醛型”是指在碱性(碱)催化剂和任选过量甲醛存在下形成的树脂。可商购获得的酚醛树脂的合适实例包含但不限于以下:可从湛新公司(Allnex)商购获得的以商品名PHENODUR(RTM)出售的那些,如PHENODUR EK-827、PHENODUR VPR1785、PHENODUR PR 515、PHENODUR PR516、PHENODUR PR 517、PHENODUR PR 285、PHENODUR PR612或PHENODURPH2024;可从住友电木有限公司(Sumitomo Bakelite co.,ltd.)商购获得的以商品名BAKELITE(RTM)出售的树脂,如BAKELITE 6582LB、BAKELITE 6535、BAKELITE PF9989或BAKELITE PF6581;可从SI基团(SI Group)商购获得的SFC 112;可从SHHPP公司(SHHPP)商购获得的DUREZ(RTM)33356;可从必得利公司商购获得的ARALINK(RTM)40-852;或其组合。
异氰酸酯树脂的合适实例包含但不限于以下:异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),如可从Cevstro公司(Cevstro)商购获得的以商品名DESMODUR(RTM)出售的那些,例如DESMODURVP-LS2078/2或DESMODUR PL 340或可从赢创公司(Evonik)商购获得的以商品名VESTANAT(RTM)出售的那些,例如VESTANANT B 1370、VESTANAT B118 6A或VESTANAT B 1358A;基于六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的封端的脂肪族多异氰酸酯,如可从科思创公司(Covestro)商购获得的以商品名DESMODUR(RTM)出售的那些,例如DESMODUR BL3370或DESMODUR BL3175SN;可从旭化成公司(Asahi KASEI)商购获得的以商品名DURANATE(RTM)出售的那些,例如DURANATE MF-K60X;可从康睿化学品公司(Vencorex Chemicals)商购获得的以商品名TOLONATE(RTM)出售的那些,例如TOLONATE D2或者可从巴辛顿公司(Baxenden)商购获得的以商品名TRIXENE(RTM)出售的那些,例如TRIXENE-BI-7984或TRIXENE 7981;或其组合。
交联材料可以含有氮。交联材料可以呈胺或酰胺材料的形式。交联材料可以包括经羟基取代的胺或酰胺材料。
交联材料可以包括羟烷基酰胺材料,如β-羟烷基酰胺材料。
交联材料可以包括可商购获得的β-羟基烷基酰胺交联,例如,PRIMID XL-552(可从埃姆斯公司(EMS)获得);PRIMID QM-1260(可从埃姆斯化学公司(EMS Chemie)获得);以及N,N,N',N'-四(2-羟丙基)己二酰二胺。
交联材料可以呈脲材料的形式。交联材料可以包括经羟基取代的脲材料。交联材料可以包括羟基官能烷基聚脲材料。
羟基官能烷基聚脲材料可以包括根据式(I)的材料:
其中R包括异氰脲酸酯部分、缩二脲部分、脲基甲酸酯部分、甘脲部分、苯并胍胺部分、聚醚胺部分和/或不同于聚醚胺且Mn为500或更大的聚合部分;其中每个R1独立地为氢、具有碳的烷基或具有2个或更多个碳的羟基官能烷基,并且至少一个R1为具有2个或更多个碳的羟基官能团烷基;并且n为2至6。
羟基官能烷基聚脲材料可以包括根据式(II)的材料:
其中R2是经取代或未经取代的C1至C36烷基、芳香族基团、异氰脲酸酯部分、缩二脲部分、脲基甲酸酯部分、甘脲部分、苯并胍胺部分、聚醚胺部分和/或不同于聚醚胺且Mn为500或更大的聚合部分;其中每个R1独立地为氢、具有碳的烷基或具有2个或更多个碳的羟基官能烷基,并且至少一个R1为具有2个或更多个碳的羟基官能团烷基;并且n是2至6。
合适的羟基官能烷基聚脲材料的进一步细节公开于PCT专利申请WO 2017/123955中,所述PCT专利申请的全部内容通过引用完全并入本文。
氨基塑料树脂的合适实例包含作为包括三嗪如三聚氰胺或苯并胍胺和甲醛的反应混合物的反应产物的氨基塑料树脂。这些浓缩物可以通常经甲醇、乙醇、丁醇或其混合物醚化。针对氨基塑料树脂的化学、制备和使用,参见“氨基交联剂或氨基塑料的化学和应用(The Chemistry and Applications of Amino Crosslinking agents or Aminoplast)”第V卷,第11部分,第21页ff.,Oldring博士编辑;约翰威利父子/Cita科技有限公司(JohnWiley&Sons/Cita Technology Limited),伦敦(London),1998。可商购获得的氨基塑料树脂的合适实例包含但不限于:以商品名MAPRENAL(注册商标)销售的那些,如MAPRENALMF980(可从英力士公司(Ineos)商购获得);以商品名CYMEL(注册商标)销售的那些,如CYMEL 303和CYMEL 1128(可从湛新工业公司(Allnex Industries)获得);和其组合。
交联材料可以包括根据式(III)的材料
其中R1表示氢、烷基(如C1至C20烷基)、芳基(如C4至C24芳基)、芳烷基(如C5至C25芳烷基)或-NR6R7
R2至R7各自独立地表示氢、烷基(如C1至C20烷基)、芳基(如C4至C24芳基)、芳烷基(如C5至C25芳烷基)或—CHR8OR9
其中R8和R9各自独立地表示氢、烷基(如C1至C20烷基)、芳基(如C4至C24芳基)、芳烷基(如C5至C25芳烷基)、烷氧基烷基(如C2至C40烷氧基烷基)或烷芳基(如C5至C25烷芳基);
其中R2至R5或R2至R7中的至少一个当存在时为—CHR8OR9,例如,R2至R5或R2至R7中的所有当存在时可以为—CHR8OR9
在根据式(III)的交联材料中,R1可以为C1至C20烷基、C4至C24芳基、C5至C25芳烷基或—NR6R7;如C4至C24芳基或C5至C25芳烷基,或C4至C24芳基,如C4至C12芳基,如C6芳基。
在所述根据式(III)的交联材料中,R1可以为—NR6R7
在所述根据式(III)的交联材料中,R2至R7,当适当存在时,可以各自独立地为氢、C1至C20烷基、C4至C24芳基或—CHR8OR9;如氢、C1至C20烷基或—CHR8OR9,如氢、C1至C10烷基或—CHR8OR9;如C1至C5烷基或—CHR8OR9,如—CHR8OR9
在所述根据式(III)的交联材料中,R2至R7,当适当存在时,可以各自独立地为氢、C1至C20烷基、C4至C24芳基或—CHR8OR9,如氢、C1至C20烷基或—CHR8OR9,如氢、C1至C10烷基或—CHR8OR9,如C1至C5烷基或—CHR8OR9,如—CHR8OR9,并且R8可以独立地为氢、C1至C20烷基、C4至C24芳基、C5至C25芳烷基、烷氧基烷基、C2至C40烷氧基烷基或C5至C25烷芳基,如氢、C1至C20烷基,如氢;并且R9可以为氢、C1至C20烷基、C4至C24芳基、C5至C25芳烷基、烷氧基烷基、C2至C40烷氧基烷基或C5至C25烷芳基,如氢、C1至C20烷基,如C1至C20烷基、或C1至C10烷基、或C1至C5烷基,如C1或C2烷基。
根据式(III)的交联材料可以是包括三嗪如三聚氰胺或苯并胍胺和甲醛的反应混合物的反应产物。这些浓缩物可以通常经甲醇、乙醇、丁醇或其混合物醚化。针对氨基塑料树脂的化学、制备和使用,参见“氨基交联剂或氨基塑料的化学和应用”第V卷,第11部分,第21页ff.,Oldring博士编辑;约翰威利父子/Cita科技有限公司,伦敦,1998。
根据式(III)的交联材料可以包括三聚氰胺或其衍生物,如丁基化和/或甲基化三聚氰胺;和/或苯并胍胺或其衍生物,如丁基化和/或甲基化苯并胍胺。根据式(III)的交联材料可以包括苯并胍胺或其衍生物,如丁基化和/或甲基化苯并胍胺。
交联材料可以包括作为包括三嗪如三聚氰胺或苯并胍胺和甲醛的反应混合物的反应产物的那些交联材料。
交联材料可以包括苯并胍胺或其衍生物。
苯并胍胺或其衍生物可以包括可商购获得的苯并胍胺或其衍生物。可商购获得的苯并胍胺和其衍生物的合适实例包含但不限于:苯并胍胺-甲醛基材料,如以商品名CYMEL(注册商标)出售的那些,例如CYMEL 1123(可从湛新工业公司商购获得),以商品名ITAMIN(注册商标)出售的那些,例如ITAMIN BG143(可从Galstaff Multiresine公司(GalstaffMultiresine)商购获得)或以商品名MAPRENAL(注册商标)出售的那些,例如MAPRENALBF892和MAPRENAL BF 892/68B(可从英力士公司商购获得);甘脲基材料,如以商品名CYMEL(注册商标)出售的那些,例如CYMEL 1170和CYMEL 1172(可从湛新公司商购获得);以及其组合。
苯并胍胺或其衍生物可以包括以商品名MAPRENAL(注册商标)出售的苯并胍胺-甲醛基材料。
苯并胍胺或其衍生物可以包括MAPRENAL BF892和/或MAPRENAL BF 892/68B(可从英力士公司商购获得)。苯并胍胺或其衍生物可以包括MAPRENAL BF 892/68B(可从英力士公司商购获得)。
交联材料可以以任何合适的量存在于涂层组合物中。
基于涂层组合物的总固体重量,涂层组合物可以包括至少0.5wt%的交联材料。如基于涂层组合物的总固体重量,至少1wt%、至少5wt%、至少10wt%或至少15wt%的交联材料。
基于涂层组合物的总固体重量,涂层组合物可以包括至多70wt%的交联材料。如基于涂层组合物的总固体重量,至多60wt%、至多50wt%、至多40wt%、至多30wt%、至多25wt%或至多20wt%的交联材料。
基于涂层组合物的总固体重量,涂层组合物可以包括0.5wt%至90wt%、或1wt%至90wt%,如1wt%至80wt%、如1wt%至70wt%、如1wt%至60wt%、如1wt%至50wt%、如1wt%至40wt%、如1wt%至30wt%或甚至1wt%至25wt%的交联材料。基于涂层组合物的总固体重量,涂层组合物可以包括5wt%至90wt%,如5wt%至80wt%、如5wt%至70wt%、如5wt%至60wt%、如5wt%至50wt%、如5wt%至40wt%、如5wt%至30wt%或甚至5wt%至25wt%的交联材料。基于涂层组合物的总固体重量,涂层组合物可以包括10wt%至90wt%,如10wt%至80wt%、如10wt%至70wt%、如10wt%至60wt%、如10wt%至50wt%、如10wt%至40wt%、如10wt%至30wt%、或甚至10wt%至25wt%或10wt%至20wt%的交联材料。基于涂层组合物的总固体重量,涂层组合物可以包括15wt%至90wt%,如15wt%至80wt%、如15wt%至70wt%、如15wt%至60wt%、如15wt%至50wt%、如15wt%至40wt%、如15wt%至30wt%或甚至15wt%至25wt%的交联材料。
涂层组合物可以进一步包括催化剂。可以使用通常用于催化聚酯材料与交联剂之间的交联反应的任何催化剂。合适的催化剂对于本领域技术人员来说是熟知的。催化剂可以是非金属或金属催化剂或其组合。合适的非金属催化剂包含但不限于以下:磷酸;封端的磷酸;CYCAT(RTM)XK 406N(可从湛新公司商购获得);硫酸;磺酸;CYCAT 600(可从湛新公司商购获得)NACURE(RTM)5076或NACURE 5925(可从金氏工业公司(King industries)商购获得);NACURE XC 235(可从金氏工业公司商购获得);和其组合。合适的金属催化剂对于本领域技术人员来说是熟知的。合适的金属催化剂包含但不限于以下:含锡催化剂,如单丁基锡三(2-己酸乙酯);含锆催化剂,如KKAT(RTM)4205(可从金氏工业公司(King Industries)商购获得);基于钛酸酯的催化剂,如钛酸四丁酯TnBT(可从西格玛奥德里奇公司(SigmaAldrich)商购获得);以及其组合。
催化剂的合适实例可以包含但不限于以下:金属化合物,如辛酸亚锡;氯化亚锡;丁基亚锡酸(羟基丁基氧化锡);单丁基锡三(2-己酸乙酯);氯丁基氢氧化亚锡;钛酸四正丙酯;钛酸四正丁酯;乙酸锌;酸化合物,如磷酸;对甲苯磺酸;十二烷基苯磺酸(DDBSA),如封端的DDBSA、四烷基锆材料、三氧化锑、二氧化锗和其组合。催化剂可以包括十二烷基苯磺酸(DDBSA),如封端的DDBSA。
当存在时,催化剂可以以任何合适的量用于涂层组合物中。催化剂可以以按涂层组合物涂层组合物的固体重量计≥0.001%,如按涂层组合物的固体重量计≥0.01%,如≥0.025%的量存在于涂层组合物中。催化剂可以以按涂层组合物涂层组合物的固体重量计≤1%,如按涂层组合物的固体重量计≤0.7%,如≤0.5%的量存在于涂层组合物中。催化剂可以以按涂层组合物涂层组合物的固体重量计0.001%至1%,如按涂层组合物的固体重量计0.01%至0.7%,如0.025%至0.5%的量存在于涂层组合物中。
涂层组合物可以包括另外的树脂材料。合适的另外的树脂材料是本领域技术人员熟知的。另外的树脂材料的合适实例包含但不限于以下:聚酯树脂;丙烯酸树脂;聚氯乙烯(PVC)树脂;醇酸树脂;聚氨酯树脂;聚硅氧烷树脂;环氧树脂或其组合。
涂层组合物可以包括调配涂层领域中熟知的其它任选的材料,如塑化剂、耐磨颗粒、抗氧化剂、受阻胺光稳定剂、UV光吸收剂和稳定剂、表面活性剂、流动控制剂、触变剂、填充剂、有机共溶剂、活性稀释剂、催化剂、研磨媒剂、润滑剂、蜡以及其它常用助剂。
合适的润滑剂对于本领域技术人员来说是熟知的。润滑剂的合适实例包含但不限于以下:巴西棕榈蜡和聚乙烯类润滑剂。基于涂层组合物的总固体重量,润滑剂(当存在时)可以以至少0.01wt%的量用于涂层组合物中。
表面活性剂可以任选地添加到涂层组合物中以有助于基材的流动和润湿。合适的表面活性剂对于本领域技术人员来说是熟知的。选择与食品和/或饮料容器应用兼容的表面活性剂(当存在时)。合适的表面活性剂包含但不限于以下:烷基硫酸盐(例如,十二烷基硫酸钠);醚硫酸盐;磷酸酯;磺酸盐;及其各种碱、铵、胺盐;脂肪醇乙氧基化物;烷基酚乙氧基化物(例如,壬基酚聚醚);其盐和/或组合。基于涂层组合物的总固体重量,表面活性剂(当存在时)可以以0.01wt%至10wt%,如0.01wt%至5wt%、如0.01wt%至2wt%的量存在。
涂层组合物可以基本上不含、可以大体上不含或者可以完全不含双酚A(BPA)和其衍生物。双酚A的衍生物包含例如双酚A二缩水甘油醚(BADGE)。涂层组合物可以基本上不含或完全不含双酚F(BPF)和其衍生物。双酚F的衍生物包含例如双酚F二缩水甘油醚(BPFG)。上述化合物或其衍生物可以不有意地添加到涂层组合物中,但由于环境中不可避免的污染可能以痕量存在。“基本上不含”意指含有小于百万分之1000(ppm)的上述化合物或其衍生物中的任何化合物或其衍生物的涂层组合物。“大体上不含”意指含有小于100ppm的上述化合物或其衍生物中的任何化合物或其衍生物的涂层组合物。“完全不含”意指含有小于十亿分之20(ppb)的化合物或其衍生物中的任何化合物或其衍生物的涂层组合物。
涂层组合物可以基本上不含、可以大体上不含或可以完全不含二烷基锡化合物,所述二烷基锡化合物包含其氧化物或其它衍生物。二烷基锡化合物的实例包含但不限于以下:二月桂酸二丁基锡(DBTDL);二月桂酸二辛基锡;二甲基氧化锡;二乙基氧化锡;二丙基氧化锡;二丁基氧化锡(DBTO);二辛基氧化锡(DOTO)或其组合。“基本上不含”意指含有小于百万分之1000(ppm)的上述化合物或其衍生物中的任何化合物或其衍生物的涂层组合物。“大体上不含”意指含有小于100ppm的上述化合物或其衍生物中的任何化合物或其衍生物的涂层组合物。“完全不含”意指含有小于十亿分之20(ppb)的化合物或其衍生物中的任何化合物或其衍生物的涂层组合物。
涂层组合物可以基本上不含苯乙烯。涂层组合物可以大体上不含或可以完全不含苯乙烯。“基本上不含”意指含有小于百万分之1000(ppm)的上述化合物或其衍生物中的任何化合物或其衍生物的涂层组合物。“大体上不含”意指含有小于100ppm的上述化合物或其衍生物中的任何化合物或其衍生物的涂层组合物。“完全不含”意指含有小于十亿分之20(ppb)的化合物或其衍生物中的任何化合物或其衍生物的涂层组合物。
涂层组合物可以基本上不含苯酚,或大体上不含苯酚,或完全不含苯酚。“基本上不含”意指含有小于百万分之1000(ppm)的上述化合物或其衍生物中的任何化合物或其衍生物的涂层组合物。“大体上不含”意指含有小于100ppm的上述化合物或其衍生物中的任何化合物或其衍生物的涂层组合物。“完全不含”意指含有小于十亿分之20(ppb)的化合物或其衍生物中的任何化合物或其衍生物的涂层组合物。
涂层组合物可以基本上不含甲醛,或大体上不含甲醛,或完全不含甲醛。“基本上不含”意指含有小于百万分之1000(ppm)的上述化合物或其衍生物中的任何化合物或其衍生物的涂层组合物。“大体上不含”意指含有小于100ppm的上述化合物或其衍生物中的任何化合物或其衍生物的涂层组合物。“完全不含”意指含有小于十亿分之20(ppb)的化合物或其衍生物中的任何化合物或其衍生物的涂层组合物。
涂层组合物可以具有任何合适的固体含量。涂层组合物的固体含量可以按涂层组合物重量计≥10,如≥20%或≥30%。涂层组合物的固体含量可以按涂层组合物的重量计≤80%,如≤70wt%或≤65wt%。涂层组合物的固体含量可以为按涂层组合物的重量计10%至80%,如20wt%至70wt%或30wt%至65wt%。
涂层组合物可以不包含2,2,4,4-四甲基-1-3-环丁烷二醇(“TMCD”)。多元醇组分和/或二醇组分的定义可以排除2,2,4,4-四甲基-1-3-环丁烷二醇(“TMCD”)。
基材可以由任何合适的材料形成。基材可以是金属基材。合适的材料将是本领域技术人员熟知的。合适实例包含但不限于以下:钢;马口铁;无锡钢(TFS);镀锌钢,例如电镀锌钢;铝;铝合金;以及其组合。基材可以由铝、钢、镀锡板、无锡钢(TFS)、镀锌钢(例如电镀锌钢)或其组合形成。基材可以由铝、镀锡板或无锡钢(TFS),通常为铝或镀锡板形成。
基材可以是至少部分地涂覆有本文所描述的涂层组合物中的任何涂层组合物的包装,如食品和/或饮料包装。“包装”是用于容纳另一种物品,特别是用于从制造点运送到消费者,以及由消费者随后储存的任何物质。因此,包装将被理解为被密封,以保持其内容物在被消费者打开之前不会变坏的某种物质。制造商通常将鉴定食品或饮料将不会腐坏的时间长度,所述时间长度通常在几个月到几年的范围内。因此,本发明“包装”区别于消费者可以在其中制作和/或储存食品的储存容器或烤盘;此类容器将仅在相对较短的时间段内维持食品类的新鲜或完整。包装可以由金属或非金属,例如塑料或层压件制成,并且可以呈任何形式。合适的包装的另一个实例是金属罐。术语“金属罐”包含由食品和/或饮料制造商密封的任何类型的金属罐、容器或任何类型的贮藏器或其部分,以最小化或消除内容物的腐败,直到消费者打开此类包装。金属罐的一个实例是食品罐;术语“食品罐”在本文中用于指用于容纳任何类型的食品和/或饮料的罐、容器或任何类型的贮藏器或其部分。术语“金属罐”具体地包含食品罐,并且也具体地包含“罐端”,所述罐端包含“E-Z开端”,所述E-Z开端通常由盖端料冲压而来并且与食品和饮料的包装结合使用。术语“金属罐”还具体地包含金属帽和/或封口,如瓶帽、螺旋顶帽和任何尺寸的盖、卡口帽等。金属罐也可以用来保持其它用品,包含但不限于个人护理产品、杀虫剂、喷漆和适合于包装在气溶胶罐中的任何其它化合物。罐可以包含“两片罐”和“三片罐”以及冲拔整体罐。此类包装可以容纳例如食品、牙膏、个人护理产品等。
金属线圈在许多行业中有着广泛的应用,也是可以进行涂覆的基材。线圈涂层通常还包括着色剂。
在上述定义的用途中,涂层组合物通常用于涂覆表面和其部分。部件可以包含多个表面。部件可以包含较大部件、组合件或设备的一部分。部件的一部分可以涂覆有如本文所定义的水性组合物或粉末组合物或者可以涂覆整个部件。
针对包装的各种预处理和涂层的应用较为完善。例如,此类处理材料和/或涂层可用于金属罐的情况,其中所述处理材料和/或涂层用于延迟或抑制腐蚀,提供装饰性涂层,实现制造过程中易于处理等。可以在此类罐的内部施涂涂层,以防止内容物与容器的金属接触。例如,金属与食品或饮料之间的接触会导致金属容器腐蚀,进而可能污染食品或饮料。当罐的内容物本质上是酸性时尤其如此。施涂到金属罐内部的涂层也有助于防止罐顶部空间的腐蚀,这是产品填充线和罐盖之间的区域;对于盐含量高的食品,顶部空间的腐蚀尤其成问题。涂层也可以施涂到金属罐的外部。
基材可以是新的(即,新构造或制造的)或者可以是翻新的。
涂层组合物可以作为单层或作为多层系统的一部分施涂于基材或其一部分。涂层组合物可以作为单层施涂。涂层组合物可以施涂于未涂覆的基材。为避免疑义,未涂覆的基材扩展到在施涂之前洁净的表面。涂层组合物可以作为多层系统的一部分施涂于另一油漆层之上。例如,涂层组合物可以施涂在底漆之上。涂层组合物可以形成中间层或顶涂层。涂层组合物可以作为多涂层系统的第一涂层施涂。涂层组合物可以作为底涂层或底漆施涂。第二涂层、第三涂层、第四涂层等可以包括任何合适的油漆,如含有以下的那些油漆:例如,环氧树脂;聚酯树脂;聚氨酯树脂;聚硅氧烷树脂;烃树脂或其组合。第二涂层、第三涂层、第四涂层等可以包括聚酯树脂。第二涂层、第三涂层、第四涂层等可以为液体涂层或粉末涂层。
本领域的技术人员将理解,涂层组合物可以在形成如包装等制品之前或之后施涂。例如,可以将涂层组合物施涂于金属基材,然后将所述金属基材成形并形成金属制品,或者可以将涂层组合物施涂于预成型制品。
涂层组合物可以一次或多次施涂于基材。
涂层组合物可以通过任何合适的方法施涂于基材。施涂所述涂层组合物的方法是本领域技术人员所熟知的。用于涂层组合物的合适的施涂方法包含但不限于以下:电涂;喷涂;静电喷涂;浸涂;辊涂;刷涂等。
涂层组合物可以施涂于任何合适的干膜厚度。涂层组合物可以施涂于2至40微米(μm)的干膜厚度。
还将理解的是,基材可以用预处理组合物,如预处理溶液进行预处理。预处理组合物的非限制性实例包含磷酸锌预处理溶液(例如,美国专利第4,793,867号和第5,588,989号中描述的那些磷酸锌预处理溶液)、含锆预处理溶液(例如,美国专利第7,749,368号和第8,673,091号中描述的那些含锆预处理溶液)。预处理组合物的其它非限制性实例包含那些包括三价铬、六价铬、锂盐、高锰酸盐、如钇等稀土金属或如铈等镧系的预处理溶液。合适的表面预处理组合物的另一非限制性实例为溶胶凝胶,如那些包括烷氧基-硅烷、烷氧基-锆酸盐和/或烷氧基-钛酸盐的溶胶凝胶。可替代地,基材可以是未经预处理组合物预处理的未经预处理的基材,如裸基材。
涂层组合物、预处理组合物和/或由其沉积的层,如预处理层、底漆层或顶涂层、基材和/或经涂覆的基材或其部分,可以基本上不含六价铬化合物,这意味着六价铬或含六价铬化合物不是有意添加的,但如由于杂质或环境中不可避免的污染可能以痕量存在。换句话说,材料的量如此小以至于其不会影响组合物的性质;这可以进一步包含六价铬或含六价铬化合物在水性或粉末组合物和/或由所述水性或粉末组合物沉积而成的层以及任何预处理层、底漆层或顶涂层中不会以使得对环境造成负担的水平存在。涂层组合物、预处理组合物和/或由其沉积的层,如预处理层、底漆层或顶涂层、基材和/或经涂覆的基材或其部分,可以基本上不含或完全不含六价铬化合物。此类含铬化合物的非限制性实例包含:铬酸、三氧化铬、铬酸酐;铬酸盐,如铬酸铵、铬酸钠、铬酸钾,以及铬酸钙、铬酸钡、铬酸镁、铬酸锌、铬酸镉和铬酸锶;以及重铬酸盐,如重铬酸铵、重铬酸钠、重铬酸钾,以及重铬酸钙、重铬酸钡、重铬酸镁、重铬酸锌、重铬酸镉和重铬酸锶。基本上不含、大体上不含或完全不含六价铬的基材或经涂覆的基材可能经过或可能没有经过预处理工艺。当基材或经涂覆的基材经过涉及钝化的预处理工艺时,所使用的钝化溶液可以基本上不含、可以大体上不含或可以完全不含六价铬化合物。因此,钝化工艺可以不包括六价铬化合物。例如,钝化工艺可以不包括使基材(如马口铁片)与包括六价铬化合物的溶液接触和/或浸入包括六价铬化合物的溶液中。基材可以包括基本上不含、大体上不含或完全不含六价铬的铝、无锡钢或马口铁基材。
术语“基本上不含”意指涂层组合物和/或由其沉积的层以及任何预处理层、底漆层或顶涂层含有小于10ppm的六价铬(分别基于组合物、一个或多个层(如果有的话)的总固体重量)。术语“大体上不含”意指涂层组合物和/或由其沉积的层以及任何预处理层、底漆层或顶涂层含有小于1ppm的六价铬(分别基于组合物或一个或多个层(如果有的话)的总固体重量)。术语“完全不含”意指涂层组合物和/或包括所述涂层组合物的层以及任何预处理层、底漆层或顶涂层含有小于1ppb的六价铬(分别基于组合物、一个或多个层(如果有的话)的总固体重量)。
本发明可以包括三价铬预处理基材,如基本上不含六价铬化合物的三价铬预处理基材。因此,钝化工艺可以包括三价铬化合物。三价铬化合物可以包括氟化铬(III)。例如,钝化工艺可以包括使基材(如马口铁片)与包括三价铬化合物的溶液接触和/或浸入包括三价铬化合物的溶液中。基材可以包括作为三价铬预处理基材的铝、无锡钢或镀锡板基材。
预处理组合物可以包括酸官能聚合物和/或包括磷酸。所述酸官能聚合物可以是酸官能丙烯酸,如羧酸官能丙烯酸。
钝化工艺可以包括来自阿塞洛公司(Arcelor)、Tata公司(Tata)、TKS公司或美国钢铁公司(US Steel)的任何钝化505或555方法,钝化工艺也可以包括由来自任何国家或地区的任何锡厂应用的基于Henkel Bonderite 1456的任何钝化方法。预处理可以根据Henkel NR 6207进行。基本上不含六价铬的镀锡板可以从商业来源获得。
基材可以任选地在涂覆之前经受其它处理。例如,可以对基材进行清洁、清洁和脱氧、阳性处理、酸洗、等离子体处理、激光处理或离子气相沉积(IVD)处理。这些任选的处理可以单独使用或与预处理组合物组合使用。
涂层组合物可以通过任何合适的方法固化。涂层组合物可以通过热固化、辐射固化或通过化学固化,如通过热固化来固化。涂层组合物在热固化时可以在任何合适的温度下固化。涂层组合物在热固化时可以固化至150℃至350℃,如175℃至320℃、如190℃至300℃或甚至200℃至280℃的峰值金属温度(PMT)。涂层组合物在热固化时可以在210℃下或在260℃下固化。为避免疑问,除非另有说明,否则本文所使用的术语“峰值金属温度”和类似术语意指金属基材在热固化过程中暴露于热量期间达到的最高温度。换句话说,峰值金属温度(PMT)是金属基材达到的最高温度,而不是施加于其的温度。本领域的技术人员将理解,金属基材达到的温度可以低于施加于其的温度,或者可以基本上等于施加于其的温度。金属基材达到的温度可以低于施加于其的温度。
固化涂层组合物可以形成经固化的膜。
出于本发明的目的,脂肪族基团是可以为直链(即,无支链)、支链或环状并且可以完全饱和或含有不饱和单位但不是芳香族的烃部分。术语“不饱和”意指具有双键和/或三键的部分。因此,术语“脂肪族”旨在涵盖烷基、环烷基、烯基环烯基、炔基或环烯基和其组合。术语“(杂)脂肪族”涵盖脂肪族基团和/或杂脂肪族基团。
脂肪族基团任选地为C1-30脂肪族基团,即,具有1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个、20个、21个、22个、23个、24个、25个、26个、27个、28个、29个或30个碳原子的脂肪族基团。任选地,脂肪族基团是C1-15脂肪族基团,任选地C1-12脂肪族基团、任选地C1-10脂肪族基团、任选地C1-8脂肪族基团,如C1-6脂肪族基团。合适的脂肪族基团包含直链或支链的烷基、烯基和炔基,以及其混合物,如(环烷基)烷基、(环烯基)烷基和(环烷基)烯基。
杂脂肪族基团(包含杂烷基、杂烯基和杂炔基)是如上文所描述的脂肪族基团,其另外地含有杂原子。因此,杂脂肪族基团任选地含有2至21个原子,任选地2至16个原子、任选地2至13个原子、任选地2至11个原子、任选地2至9个原子、任选地2至7个原子,其中一个原子为碳原子。任选的杂原子选自O、S、N、P和Si。当杂脂肪族基团具有两个或更多个杂原子时,杂原子可以相同或不同。杂脂肪族基团可以是经取代的或未经取代的、支链的或无支链的、环状的或无环的,并且包含饱和的、不饱和的或部分不饱和的基团。
如本文中所使用的,术语“烷基(alkyl)”和“烷基(alk)”是指通过从脂肪族部分去除单个氢原子而衍生的饱和直链或支链烃基。烷基任选地为“C1-20烷基”,即作为具有1至20个碳的直链或支链的烷基。因此,烷基具有1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个或20个碳原子。任选地,烷基为C1-15烷基,任选地C1-12烷基、任选地C1-10烷基、任选地C1-8烷基、任选地C1-6烷基。具体地,“C1-20烷基”的实例包含甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、仲戊基、异戊基、正戊基、新戊基、正己基、仲己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正二十烷基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、1-乙基丙基、正己基、1-乙基-2-甲基丙基、1,1,2-三甲基丙基、1-乙基丁基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、2-甲基戊基、3-甲基戊基等。
如本文所使用的,术语“烯基”表示从具有碳-碳双键的直链或支链脂肪族部分去除单个氢原子而衍生的基团。如本文所使用的,术语“炔基”是指从具有碳-碳三键的直链或支链脂肪族部分去除单个氢原子而衍生的基团。烯基和炔基任选地分别为“C2-20烯基”和“C2-20炔基”,任选地“C2-15烯基”和“C2-15炔基”、任选地“C2-12烯基”和“C2-12炔基”、任选地“C2-10烯基”和“C2-10炔基”、任选地“C2-8烯基”和“C2-8炔基”、任选地“C2-6烯基”和“C2-6炔基”。烯基的实例包含乙烯基、丙烯基、烯丙基、1,3-丁二烯基、丁烯基、1-甲基-2-丁烯-1-基、烯丙基、1,3-丁二烯基和烯丙基。炔基的实例包含乙炔基、2-丙炔基(炔丙基)和1-丙炔基。
如本文所使用的,术语“脂环族”、“碳环”或“碳环族”是指具有3至20个碳原子的饱和或部分不饱和环状脂肪族单环或多环(包含稠合的、桥连的和螺环稠合的)环系统,即具有3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个或20个碳原子的脂环族基团。任选地,脂环族基团具有3至15个,任选地3至12个、任选地3至10个、任选地3至8个碳原子,任选地3至6个碳原子。术语“脂环族”、“碳环”或“碳环族”还包含稠合至芳香族或非芳香族环的脂肪族环,如四氢萘基环,其中连接点在脂肪族环上。碳环基团可以是多环的,例如双环的或三环的。应了解,脂环族基团可以包括携带连接或不连接烷基取代基的脂肪族环,如-CH2-环己基。具体地,碳环的实例包含环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷、双环[2,2,1]庚烷、降冰片烯、苯基、环己烯、萘、螺[4.5]癸烷、环庚烷、金刚烷和环辛烷。
脂环族基团是具有3至20个碳原子的饱和或部分不饱和环状脂肪族单环或多环(包含稠合的、桥连的和螺环稠合的)环系统,所述脂环族基团是具有3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个或20个碳原子的脂环族基团。任选地,脂环族基团具有3至15个,任选地3至12个、任选地3至10个、任选地3至8个碳原子,任选地3至6个碳原子。术语“脂环族”涵盖环烷基、环烯基和环炔基。应了解,脂环族基团可以包括携带连接或不连接烷基取代基的脂肪族环,如-CH2-环己基。具体地,C3-20环烷基的实例包含环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、金刚烷基和环辛基。
芳基或芳环是具有5至20个碳原子的单环或多环体系,其中此体系中的环是芳香族的,并且其中此体系中的每个环含有三至十二个环成员。芳基任选地是“C6-12芳基”,并且是由6个、7个、8个、9个、10个、11个或12个碳原子构成的芳基,并且包含稠环基团,如单环基团或双环基团等。具体地,“C6-10芳基”的实例包含苯基、联苯基、茚基、蒽基、萘基或薁基等。应当注意的是,如茚满、苯并呋喃、邻苯二甲酰亚胺、菲啶和四氢萘等稠环也包含在芳基中。
如本文所使用的,除非另有明确说明,否则如表示值、范围、量或百分比的那些数字等所有数字,即使术语没有明确出现,也可以解读为以词语“约”开头。术语“约”当在本文中使用时意指所述值的+/-10%。
端点对数值范围的叙述包含所有整数,以及在适当情况下纳入在所述范围内的分数(例如,当提及例如多个元素时,1至5可以包含1、2、3、4,并且当提及例如测量时,还可以包含1.5、2、2.75和3.80)。端点的叙述还包含端点值本身(例如,1.0至5.0包含1.0和5.0两者)。当给出范围时,那些范围内的任何端点和/或那些范围内的数字可以在本发明的范围内组合。
单数涵盖复数,并且反之亦然。例如,尽管本文中所指的是“一种(a)”聚酯材料、“一种(a)”羽化减少剂、“一种(an)”交联剂等,但是可以使用所述这些中的每个中的一个/种或多个/种以及任何其它组分。
如本文所使用的,术语“聚合物”是指低聚物以及均聚物和共聚物两者,并且前缀“聚”是指两种或更多种。
包含、例如和类似的术语意指包含但不限于。类似地,如本文所用,术语“在...上”、“施涂于...上/之上”、“形成于...上/之上”、“沉积在...上/之上”、“覆盖”和“提供在...上/之上”意指形成、覆盖、沉积或提供在表面上但不一定与表面接触。例如,“形成在基材之上”的涂层不排除定位于所形成的涂层与基材之间的相同或不同组合物的一个或多个其它涂层的存在。
如本文所使用的,术语“包括(comprising、comprises和comprised of)”与“包含(including、includes)”或“含有(containing、contains)”同义,并且是包容性或开放式的并且不排除额外的、未列举的成员、元素或方法步骤。另外,尽管本发明已经从“包括”的角度进行了描述,但本文所详细描述的过程、材料以及涂层组合物也可以被描述为“大体上由...组成”或“由...组成”。例如,尽管本发明已根据包括聚酯粘合剂材料和羽化减少剂的涂层来描述,但大体上由聚酯粘合剂材料和羽化减少剂组成和/或由聚酯粘合剂材料和羽化减少剂组成的涂层也在本发明范围内。在这种情况下,“大体上由...组成”意指任何另外的涂层组分都不会实质上影响涂层的羽化性质。如果材料被描述为“可通过...获得”,则所述材料也可以被描述为“通过...获得”。
如本文所使用的,当术语“和/或”用于两个或更多个项目的列表中时,其意指可以单独使用所列项目中的任一个,或可以使用所列项目中的两个或更多个的任何组合。例如,如果列表被描述为包括组A、B和/或C,则所述列表可以包括单独的A;单独的B;单独的C;A和B的组合;A和C的组合;B和C的组合;或者A、B和C的组合。例如,涂层组合物可以包括选自以下的羽化减少剂:(i)包括选自以下的官能团的丙烯酸羽化减少剂:羟基、环氧化物、磷酸化环氧化物和/或酸官能团;(ii)羟基官能聚酯羽化减少剂;(iii)包括选自以下的官能团的羽化减少剂:胺、酰胺、亚胺和/或腈;(iv)磷酸化环氧树脂羽化减少剂;(v)酚醛树脂羽化减少剂;和/或(vi)包括噁唑基官能团的羽化减少剂,并且涂层组合物可以包括以下试剂:单独的(i)、单独(ii)、单独(iii)、单独的(iv)、单独的(v)、单独的(vi);(i)和(ii)的组合、(i)和(iii)的组合、(i)和(iv)的组合、(i)和(v)的组合、(i)和(vi)的组合、(i)、(ii)和(iii)的组合等。
在提供与属有关的范围的情况下,每个范围也可以另外地并且独立地应用于所列出的此属的物种中的任一者或多者。例如,本发明可以包括按组合物的总固体重量计0.1%至40%的丙烯酸羽化剂,所述丙烯酸羽化剂包括环氧化物官能丙烯酸羽化减少剂,其量使得所述组合物包括按组合物的总固体重量计0.1%至40%的环氧化物官能丙烯酸羽化减少剂。类似地,本发明可以包括按组合物的总固体重量计0.1%至40%的丙烯酸羽化剂,所述丙烯酸羽化剂包括环氧化物官能丙烯酸羽化减少剂和噁唑基官能丙烯酸羽化减少剂,其量使得所述组合物包括按组合物的总固体重量计0.1%至40%的环氧化物官能丙烯酸羽化减少剂和噁唑基官能丙烯酸羽化减少剂中的每一种。另一实例可以是其中本发明包括按组合物的总固体重量计0.1%至40%的丙烯酸羽化剂,其中丙烯酸羽化剂包括环氧化物官能丙烯酸羽化减少剂和噁唑基官能丙烯酸羽化减少剂,其量使得所述组合物包括按组合物的总固体重量计≥0.1的环氧化物官能丙烯酸羽化减少剂。进一步地,例如,本发明可以包括按组合物的总固体重量计0.1%至40%的丙烯酸羽化剂,所述丙烯酸羽化剂包括环氧化物官能丙烯酸羽化减少剂和噁唑基官能丙烯酸羽化减少剂,其量使得所述组合物包括按组合物的总固体重量计≤20%的环氧化物官能丙烯酸羽化减少剂。此外,一个属的物种,如环氧化物官能丙烯酸羽化减少剂,也可以是另一个亚物种的亚属,如环氧化物和羟基官能丙烯酸羽化减少剂。例如,本发明可以包括按组合物的总固体重量计0.1%至40%的丙烯酸羽化剂,所述丙烯酸羽化剂包括环氧化物官能丙烯酸羽化减少剂,其量使得所述组合物包括按组合物的总固体重量计0.1%至40%的环氧化物官能丙烯酸羽化减少剂,并且环氧化物官能丙烯酸羽化减少剂包括环氧化物和羟基官能丙烯酸羽化减少剂,其量使得所述组合物包括≥0.1的环氧化物和羟基官能丙烯酸羽化减少剂。上述的进一步实例包含针对以下提供的范围:聚酯粘合剂材料;羟基官能聚酯羽化减少剂;包括选自胺、酰胺、亚胺和/或腈的官能团的羽化减少剂;和/或磷酸化环氧羽化减少剂以及所有相关联物种、亚属和亚物种。
本文所含有的所有特征可以以任何组合与上述中的任一者组合。
为了更好地理解本发明并示出如何可以实现本发明的实施例,现在将通过实例的方式参考以下实验数据。
实例
聚酯1
如下形成聚酯1。
表1中所列出的二醇、二酸和催化剂作为一个批次添加到具有蒸汽柱、蒸馏头和冷凝器的器皿中。在400rpm的连续搅拌和0.5SCFH的氮气覆盖层下,将批次温度增加至180℃。然后,在5小时的时间段内,以每小时10℃的步骤将批次温度增加至230℃。对蒸气的温度进行连续监测,并且直到蒸气温度下降至80所示的以下,才对每个步骤提高批次温度。一旦反应温度达到230℃,每小时检查聚合物的酸值(AV,其被定义为中和1克树脂所需的mg KOH),直到酸值下降至值20以下。当树脂从混浊变为透明时,将覆盖层转换为0.5SCFH喷射。一旦AV小于20,将喷射切换回覆盖层,并且将反应冷却至150℃。首先添加MeHQ,随后10分钟后添加马来酸酐。将反应温度升高回220℃,重新施加喷射,并通过对树脂手动取样进行监测,并且每隔几个小时通过AV测量进行分析。一旦酸值下降至20以下,将反应冷却至130℃,然后在0.5SCFH的氮气覆盖层下通过加料漏斗添加二甲苯。添加二甲苯后,将反应塔顶馏出物(reaction overhead)切换至共沸蒸馏装置,并且将额外的二甲苯添加到所连接的迪安-斯达克分水器(Dean-Stark trap)中。将反应再次加热至220℃,并将0.5SCFH氮气喷射重新施加到反应。通过获取含二甲苯的树脂的样品通过AV监测反应,并将此材料的固体含量降低至固体%,从而允许与标准气泡管参考进行比较(Gardco提供参考,并且在分析前将所有气泡管样品冷却至25℃)。此“切割粘度”用于评估聚合的程度,并且将Z4-Z5在55%固体下的气泡管粘度定义为主要目标。将低于10的酸值定义为次要目标。一旦达到切割粘度(添加二甲苯后4小时),对反应物进行取样以测量AV、羟基值含量和分子量,如通过凝胶渗透色谱法(GPC)相对于聚苯乙烯标准所分析。将树脂冷却至130℃,并添加Dowanol DPM溶剂。1小时后,倒出最终的溶剂化材料并分析其分子量,如通过凝胶渗透色谱法(GPC)相对于聚苯乙烯标准物所分析,以及转变温度,如通过差示扫描量热法(DSC)所评估。
表1-聚酯1
量(克)
新戊二醇 419.40
1,4-环己烷二甲醇 578.80
间苯二甲酸 821.60
对苯二甲酸 408.80
辛酸亚锡 3.8550
MeHQ 0.41
马来酸酐 40.60
二甲苯 83.30
Dowanol DPM 1098.10
初始重量 2273.08
理论失水量 274.33
最终树脂重量 1998.75
固体% 62.66
Mn(数均分子量) 4938
Mw(重均分子量) 12242
PDI 2.5
AV(96%固体,预溶剂化) 10.71
OH(96%固体,预溶剂化) 7.70
玻璃化转变温度(℃) 60.00
丙烯酸聚酯树脂
丙烯酸聚酯树脂由聚酯1如下形成。
将表2中规定量的聚酯1添加到圆底烧瓶中,并添加足够的Dowanol DPM以将理论固体减少至59%。在0.5SCFH氮气覆盖层下,在400rpm的连续搅拌下,将材料加热至130℃。将表中示出的甲基丙烯酸单体混合在一起,然后通过加料漏斗在60分钟时间段内添加到反应中。20分钟后,用Dowanol DPM稀释表中2/3的引发剂的混合物,并通过加料漏斗在40分钟时间段内添加。单体和引发剂两者的单独进料同时结束。一旦发生这种情况,用DowanolDPM稀释剩余的1/3引发剂,并在5分钟时间段内添加。将反应保持在130℃,持续2小时时间段。在保持后,倒出PGA树脂并使用凝胶渗透色谱法(GPC)相对于聚苯乙烯标准物分析酸值(AV)和分子量。
表2-丙烯酸聚酯树脂
量(克)
聚酯1 1326.33
甲基丙烯酸 40.74
甲基丙烯酸丁酯 74.69
甲基丙烯酸2-羟乙酯 20.37
Dowanol DPM 174.62
过氧乙酸叔丁酯,50%矿物油溶液 13.26
最终树脂重量 1650.00
聚酯% 85.37
丙烯酸% 13.95
引发剂% 0.68
AV 22
Mn 4663
Mw 13995
通过将树脂加热至90℃并在400rpm和0.5SCFH氮气覆盖层下连续搅拌下添加二甲基乙醇胺,使丙烯酸改性聚酯树脂形成水性分散体。使混合物搅拌10分钟,然后在60分钟时间段内添加预热至60℃的去离子水。使水性分散体冷却至45℃,然后通过5μm过滤袋过滤。对水性分散体进行AV和粒度分析。
表3-丙烯酸聚酯树脂分散体
量(克)
丙烯酸聚酯树脂 1531.57
二甲基乙醇胺 35.18
去离子水 718.92
固体% 39.72
AV 14.47
粒度(Mastersizer,μm) 0.463
GMA丙烯酸树脂
如下形成GMA丙烯酸树脂羽化减少剂。
在配备有加热、搅拌和水冷回流冷凝器的反应器中进行聚合。向反应器中喷射氮气以提供惰性气氛。将488.41克的丁基溶纤剂和134.37克的正丁醇添加到反应器中,并在150至160℃的温度下加热至回流并搅拌。单独制备含有800.00克的甲基丙烯酸缩水甘油酯、464.00克的甲基丙烯酸异丁酯、16克的甲基丙烯酸2-乙基己酯、320克的丙烯酸4-羟丁酯的单体混合物和包括106.67克的过氧2-乙基己酸叔丁酯和106.67克的丁基溶纤剂的引发剂混合物,并将其分别添加到单体罐和引发剂罐中。在150分钟的时间段内,将单体混合物在150℃的温度下添加到反应器中。同样在相同温度下,但在180分钟的时间段内,将引发剂混合物添加到反应器中,其中在已经开始向反应器中装入单体混合物之后5分钟,开始装入引发剂混合物。在单体进料结束时,使用65克的Dowanol DPM冲洗单体罐。在引发剂进料结束时,将反应器冷却至130℃,并在130℃下保持30分钟。保持后,在30分钟的时间段内添加追加剂(16.00克的过氧2-乙基己酸叔丁酯和32.00克的丁基溶纤剂的混合物),并且随后添加67.20克的Dowanol DPM用于冲洗。然后将反应器在130℃下保持60分钟。在此时间之后,通过去除热量使反应器(含有反应混合物)冷却。
然后在热的时候将所得丙烯酸预聚物从反应器中取出。所述丙烯酸预聚物的固体重量为65.1%,并且Tg为27℃。
表4-GMA丙烯酸
比较实例1和实例1至4是通过将表5的材料在用混合叶片混合15分钟的条件下混合而制备的。
通过使用线绕杆在经三价铬预处理的NR6207铝面板(AA5182合金)上拉伸涂层组合物以获得大约6.5至7.0mg/平方英寸(msi)的干涂层重量来获得经涂覆的面板。然后将经涂覆的面板立即放置到三区燃气传送带烘箱中,持续10秒,并烘烤至465℉(240.5℃)的峰值金属温度。
表5-涂层组合物
1来自陶氏化学公司的溶剂
2来自湛新公司的无硅润湿剂
3来自湛新公司的苯并胍胺树脂
4来自金氏公司(King)的封端催化剂
5来自麦可门公司(Michelman)的微晶蜡
6来自BYK公司(BYK)的氧化聚乙烯阴离子乳液
7来自日本触媒株式会社的噁唑啉官能树脂
8来自赢创工业公司的OH官能聚酯树脂
9含10%双氰胺的乙二醇
羽化:通过上文描述的测试方案1评估涂层的羽化性质。
楔形弯曲:使用楔形弯曲测试评估涂层的柔性。将经涂覆的面板切割成2英寸乘4英寸的块,其中基材颗粒垂直于切割面板的长长度延伸。然后将其沿面板的长长度在1/8英寸的金属杆上弯曲,其中经涂覆的侧面向外部。然后将弯曲的取样片放置在金属块上,在金属块中预切割出楔形物,其中所述楔形物沿4英寸长度具有0至1/8英寸的锥度。一旦放置在楔形物中,就用一块重4磅的金属块从12英寸的高度撞击每个弯曲的取样片,以形成楔形,其中经涂覆的金属的一端撞击在其自身上并且1/8英寸的空间保留在相对端上。然后将楔形弯曲面板放置到硫酸铜和盐酸的水溶液中,持续一分钟,以在涂层失效和破裂的区域有意地蚀刻铝面板。然后用10倍放大率的显微镜检查被蚀刻的楔形弯曲面板,以确定涂层在沿弯曲半径距离撞击端多远时发生破裂。柔性结果报告为从撞击端开始的破裂区域的长度或破裂区域相对于楔形弯曲板的总长度的百分比。
发白:在去离子水干馏测试中评估涂层抵抗发白和粘附到铝面板的能力。将经涂覆的面板切割成2英寸乘4英寸的块,一半浸入到去离子水中,并且然后在250℉下在蒸汽蒸馏器中放置30分钟。然后将面板在去离子水中冷却,干燥,并立即对发白和粘附进行评级。使用1-10的等级对发白进行视觉评级,其中评级“10”指示无发白,并且评级“0”指示膜的完全白化。
这些测试的结果在表6中报告。
表6-涂层性质
羽化
比较实例1 0.95
实例1 0.37
实例2 0.08
实例3 0.32
实例4 0.00
表7-涂层性质
楔形弯曲(mm) 发白
比较实例1 3 5.5
实例1 5 4.5
实例2 7 5.0
实例3 5 5.5
聚酯2
如下制备聚酯2。
设置反应器的填充柱和顶部温度,打开冷凝器,并且喷射氮气。将如表8中详述的1、2、3、4号装料添加到反应器中。将反应器缓慢加热至160℃(320℉)。然后将温度增加至245℃(473℉)的最高反应器温度,不允许柱温超过96℃(205℉)。维持稳定的蒸馏速率,直到材料澄清并示出5或更低的酸值为止。然后将材料冷却至160℃(320℉)。然后将5、6、7、8和9号装料添加到反应器中,并将反应器加热至200℃(392℉)。然后将温度增加至最高反应器温度245℃(473℉),不允许柱温超过96℃(206℉)。维持稳定的蒸馏速率,直到材料澄清并示出20或更低的酸值为止。然后将反应器温度降低至180℃。然后将10号装料泵入到反应器中。在填充柱之上设置共沸蒸馏,并用芳香族100填充倾析器。在温度不超过245℃的情况下,增加温度以维持稳定的回流。按以下比率切割过程中样品:含7.32克的N-甲基-2-吡咯烷酮的来自反应器的10克样品(以96%固体含量)相对于55%固体含量。对材料进行处理,直到其显示出在溶液中的酸值为4.00并且粘度为Z6+。然后将温度降低至160℃(320℉),并且然后缓慢添加11、12和13号装料,并使其混合1小时。然后通过5微米袋过滤此材料。此聚酯的所得数均分子量为12,063。
表8-聚酯2
装料编号 类型 组分
装料1 反应物 2-甲基-1,3-丙二醇 539.26
装料2 催化剂 钛酸四正丁酯 2.5
装料3 反应物 2,6萘二甲酸二甲酯 883.76
装料4 反应物 三羟甲基丙烷 11.62
装料5 反应物 间苯二甲酸 615.78
装料6 反应物 2-甲基-1,3-丙二醇 381.91
装料7 反应物 己二酸 331.95
装料8 反应物 马来酸酐 32.2
装料9 催化剂 2-乙基己酸亚锡酯 1.4
装料10 溶剂 芳香族溶剂-100型 612
装料11 溶剂 芳香族溶剂-100型 147.4
装料12 溶剂 2-丁氧基乙醇 750
装料13 溶剂 甲基醚丙二醇乙酸酯 490
酸性聚酯添加剂
如下制备酸性聚酯添加剂:
将三羟甲基丙烷和2-甲基1,3-丙二醇装入配备有搅拌器、氮气覆盖层和蒸馏装置的反应容器中,并加热至50℃。一旦达到此温度,然后将间苯二甲酸、二丁基氧化锡、马来酸酐和邻苯二甲酸酐添加到容器中,并缓慢加热至蒸馏。在氮气气氛下在180℃至240℃的温度下在十二(12)小时的时间段内将混合物酯化。当混合物的酸值下降至13.00mg KOH/g时,将混合物冷却至160℃,并且然后合并芳香族100溶剂(即,可从埃克森美孚公司(ExxonMobil)商购获得的芳香烃溶剂共混物),用于作为冷凝物副产物析出的水的共沸蒸馏。此后,添加磷酸溶液和水,并继续进行水的共沸蒸馏,直到混合物的酸值下降至20mg KOH/g以下为止。然后将所得磷酸化聚酯树脂溶解于2-丁氧基乙醇和二乙二醇的单丁醚中,以产生按固体重量计50%的组合物。
基于树脂固体,所得磷酸化聚酯的数均分子量为4,500,酸值为20,并且羟基值为80。聚酯中P-OH与OH的当量比为1:2.3。
表9-酸性聚酯添加剂
组分 重量份
2-甲基1,3-丙二醇 19.9
三羟甲基丙烷 3.01
间苯二甲酸 14.35
二丁基氧化锡(催化剂) 0.06
马来酸酐 8.35
邻苯二甲酸酐 7.3
芳香族100 7.79
磷酸(85%) 1.11
0.08
2-丁氧基乙醇 4.26
二乙二醇的单丁醚 33.8
磷酸化环氧树脂
如下制备磷酸化环氧树脂羽化减少剂:
将16.81g的85%正磷酸和28.24g的丁醇添加到烧瓶中。在氮气惰性覆盖层下将混合物加热至230F(110℃)。当达到此温度时,关闭氮气覆盖层,并且在2小时10分钟的时间段内添加83.19g的环己烷二甲基二缩水甘油醚和45.06g的丁醇的预混物。在添加期间,将批次温度维持在245℉(118℃)以下。进料完成后,将4.36g的丁醇添加到烧瓶中,并将温度降低至219℉(104℃),并且保持另外2小时。然后将另外22.34g的丁醇添加到烧瓶中。
表10-磷酸化环氧树脂
类型 组分
反应物 环己烷二甲基二缩水甘油醚 83.19
反应物 正磷酸(85%) 16.81
溶剂 正丁醇 100.0
酸官能丙烯酸
如下制备酸官能丙烯酸。
将374g Dowanol PM(可从陶氏公司(Dow)获得)和150g异丙醇装入配备有搅拌器、氮气覆盖层和冷凝器装置的反应容器中,并在100℃下加热至回流。然后,将表2中提供的单体、12.27g过氧化辛酸叔丁酯和17.76g Dowanol PM在180分钟的时间段内在搅拌下添加到反应容器中。在此时间之后,添加17.05g Dowanol PM,并将反应混合物在100℃下保持15分钟。然后,添加50vol%的2.18g过氧化辛酸叔丁酯和22.93gDowanol PM的混合物,并将反应混合物保持另外60分钟。在此时间之后,将剩余50vol%的过氧化辛酸叔丁酯/Dowanol PM混合物与13.95g Dowanol PM冲洗液一起添加,并将反应混合物再次保持60分钟。然后,去除热量,将164.01g Dowanol PM添加到反应容器中,并使反应混合物冷却至35℃。
然后通过将所得丙烯酸树脂倒入玻璃罐中从反应容器中取出所得丙烯酸树脂。表11提供了所得丙烯酸树脂的酸值。
表11-酸性官能丙烯酸
为避免疑义,MAA为甲基丙烯酸,AA为丙烯酸,MA为甲基丙烯酸酯,并且BMA为甲基丙烯酸丁酯。
磷酸化环氧丙烯酸
如下制备磷酸化环氧丙烯酸。
环氧官能丙烯酸树脂。将表12的1号装料(溶剂混合物)装入到配备有回流冷凝器、热电偶和氮气覆盖层适配器的合适反应容器中,并加热至100-105℃。在3小时内向容器中同时添加3号装料(含GMA的单体混合物GMA/STY/HEMA)和2号装料(引发剂)。进料聚合完成后,添加另外的引发剂作为4号装料,并继续反应两小时以完成残余单体的转化。保持之后,停止加热并添加5号装料(丁基溶纤剂)以将固体调节至62.1%。溶液混合物的环氧树脂当量(EEW)在溶液中测定为3,000。环氧官能丙烯酸的Mw为24,304Da,并且Mn为7,834Da。
表12-GMA丙烯酸树脂
磷酸化环氧丙烯酸。然后将由此形成的环氧官能聚合物与磷酸反应。将表13中的1号装料(溶剂混合物)装入到配备有回流冷凝器、热电偶和适配器氮气覆盖层的合适反应容器中,随后将2号装料(磷酸/丁基溶纤剂混合物)装入到容器中,并将批次加热至120℃。当批次达到期望的温度时,在1小时的时间段内添加3号装料(环氧官能丙烯酸)。添加完成后,添加4号装料作为冲洗液,并将此批次重新加热至125℃以保持2小时。保持之后,将批次冷却至100℃,并滴加5号进料DI水。添加完成后,将批次在回流下保持另外两小时。保持两小时后,将批次冷却,并测定混合物的EEW,以确认环氧树脂的磷酸化已完成。树脂EEW>100,000。
表13-磷酸化环氧丙烯酸
装料 组分 重量%
编号1 丁醇 280
卡必醇 120
编号2 磷酸(85%) 12.20
丁基溶纤剂 25.0
编号3 环氧官能丙烯酸 876
编号4 丁醇 106
PM乙酸盐 108
编号5 DI水 50
涂层组合物
比较实例2至4以及实例5至8的组合物是通过将表14的材料在用混合叶片混合15分钟的条件下混合而制备的。
通过使用线绕杆在经三价铬预处理的NR6207铝面板(AA5182合金)上拉伸涂层组合物以获得大约6.5至7.5mg/平方英寸(msi)的干涂层重量来获得经涂覆的面板。然后将经涂覆的面板立即放置到三区燃气传送带烘箱中,持续10秒,并烘烤至465℉(240.5℃)的峰值金属温度。
表14-涂层组合物
1一种羟甲基型正丁基化合苯并胍胺甲醛树脂。68%溶解于正丁醇中。来自英力士公司
2CAS 8017-16-1
3来自麦可门公司的巴西棕榈蜡。
4来自路博润公司(Lubrizol)的PTFE改性聚乙烯蜡
5来自Dynoadd公司(Dynoadd)的聚合非硅酮流动和润湿添加剂
羽化:通过上文描述的测试方案1评估涂层的羽化性质。
发白和粘附:在去离子水干馏测试中评估涂层抵抗发白和粘附到铝面板的能力。将经涂覆的面板切割成2英寸乘4英寸的块,一半浸入到去离子水中,并且然后在250℉下在蒸汽蒸馏器中放置30分钟。然后将面板在去离子水中冷却,干燥,并立即对发白和粘附进行评级。使用1-10的等级对发白进行视觉评级,其中评级“10”指示无发白,并且评级“0”指示膜的完全白化。根据ASTM D 3359测试方法B,使用Scotch 610胶带进行粘附测试,并使用0-100%的等级进行评级,其中“100%”指示无粘附失败,并且“0”指示完全粘附失败。表15和16报告了这些测试的结果。
楔形弯曲:使用楔形弯曲测试评估涂层的柔性。将经涂覆的面板切割成2英寸乘4英寸的块,其中基材颗粒垂直于切割面板的长长度延伸。然后将其沿面板的长长度在1/8英寸的金属杆上弯曲,其中经涂覆的侧面向外部。然后将弯曲的取样片放置在金属块上,在金属块中预切割出楔形物,其中所述楔形物沿4英寸长度具有0至1/8英寸的锥度。一旦放置在楔形物中,就用一块重4磅的金属块从12英寸的高度撞击每个弯曲的取样片,以形成楔形,其中经涂覆的金属的一端撞击在其自身上并且1/8英寸的空间保留在相对端上。然后将楔形弯曲面板放置到硫酸铜和盐酸的水溶液中,持续一分钟,以在涂层失效和破裂的区域有意地蚀刻铝面板。然后用10倍放大率的显微镜检查被蚀刻的楔形弯曲面板,以确定涂层在沿弯曲半径距离撞击端多远时发生破裂。柔性结果报告为从撞击端开始的破裂区域的长度或破裂区域相对于楔形弯曲板的总长度的百分比。表16中报告了这些测试的结果。
表15-涂层性质
表16-涂层性质
注意力集中到所有论文和文献,所述论文和文献结合本申请与本说明书同时提交或在本说明书之前提交,并且与本说明书一同公开接受公众审查,并且所有此类论文和文件的内容均通过引用并入本文。
在本说明书中公开的所有特征(包含任何所附权利要求书、摘要和附图)和/或如此公开的任何方法或过程的所有步骤可以以任何组合进行组合,除了其中至少一些这些特征的组合和/或步骤是互斥的组合之外。
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本发明不限于前述实施例的细节。本发明扩展到本说明书(包含任何随附权利要求书、摘要和附图)中公开的特征中的任何新颖特征或所述特征的任何新颖组合或者延伸到如此公开的任何方法或过程的步骤中的任何新颖步骤或所述步骤的任何新颖组合。

Claims (103)

1.一种经涂覆的基材,其包括在所述基材的至少一部分之上延伸的涂层,其中所述涂层能从涂层组合物获得,所述涂层组合物包括:
a.聚合物粘合剂;以及
b.包含羧酸反应性官能团的羽化减少剂,
其中所述基材的经涂覆的部分包括预处理层,其中所述预处理层能从包括三价铬化合物的预处理组合物获得。
2.一种涂覆基材的至少一部分的方法,所述方法包括:
a.使涂层组合物与基材接触,当所述基材与所述涂层组合物在经预处理层涂覆的基材的至少一部分上接触时,所述基材包括由包括三价铬化合物的预处理组合物形成的所述预处理层;以及
b.使所述涂层组合物在所述基材上固化以形成涂层;
其中涂层组合物包括:
a.聚合物粘合剂;以及
b.包括羧酸反应性官能团的羽化减少剂。
3.一种包装,其至少部分地涂覆有涂层组合物,所述涂层组合物包括:
a.聚合物粘合剂;以及
b.包括羧酸反应性官能团的羽化减少剂,
并且其中所述基材的经涂覆的部分包括预处理层,其中所述预处理层能从包括三价铬化合物的预处理组合物获得。
4.一种包装,如金属罐,在其端部上至少部分地涂覆有涂层组合物,所述涂层组合物包括:
a.聚合物粘合剂;以及
b.包括羧酸反应性官能团的羽化减少剂,
并且其中所述基材的经涂覆的部分包括预处理层,其中所述预处理层能从包括三价铬化合物的预处理组合物获得。
5.一种减少羽化的方法,所述方法包括向基材施涂涂层组合物,所述涂层组合物包括:
a.聚合物粘合剂;以及
b.包括羧酸反应性官能团的羽化减少剂,
当所述涂层组合物施涂在经预处理层涂覆的基材的至少一部分上时,所述基材包括由包括三价铬化合物的预处理组合物形成的所述预处理层。
6.根据前述权利要求中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述组合物为水性涂层组合物。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述组合物为有机溶剂型涂层组合物。
8.根据前述权利要求中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述聚合物粘合剂包括聚酯粘合剂材料。
9.根据权利要求8所述的基材、方法或包装,其中所述聚酯粘合剂材料包括能通过使多元酸组分与多元醇组分聚合而获得的聚酯。
10.根据权利要求9所述的基材、方法或包装,其中多元酸包括:马来酸;富马酸;衣康酸;己二酸;壬二酸;琥珀酸;癸二酸;戊二酸;癸酸二酸;十二酸二酸;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;氯菌酸酐;1,3-环己烷二甲酸;1,4-环己烷二甲酸;三环癸烷聚甲酸;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;和/或具有含有至少15个碳原子的脂肪族基团的单体;所有前述酸的酯和酸酐。
11.根据权利要求9或10所述的基材、方法或包装,其中所述多元酸包括对苯二甲酸(TPA)、对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸(IPA)、间苯二甲酸二甲酯、1,4环己烷二甲酸、六氢邻苯二甲酸酐、2,6-萘二甲酸、邻苯二甲酸酐、马来酸酐、富马酸酐;和/或具有含有至少15个碳原子的脂肪族基团的单体。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述多元酸包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯、六氢邻苯二甲酸酐、环己烷1,4-二甲酸、马来酸酐和/或具有含有至少15个碳原子的脂肪族基团的单体。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的基材、方法或包装,其中多元醇包括:亚烷基二醇,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;聚丙二醇和新戊二醇;氢化双酚A;环己二醇;丙二醇,包含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;和2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇;丁二醇,包含1,4-丁二醇;1,3-丁二醇;和2-乙基-1,4-丁二醇;戊二醇,包含三甲基戊二醇和2-甲基戊二醇;环己烷二甲醇;己二醇,包含1,6-己二醇;2,2,4,4-四烷基环丁烷-1,3-二醇(TACD),如2,2,4,4-四甲基环丁烷-1,3-二醇(TMCD)、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇(TMPD)、己内酯二醇(例如,包括ε-己内酯和乙二醇的反应混合物的反应产物);羟烷基化双酚;聚醚多元醇,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;三羟甲基环己烷;生物衍生多元醇,如甘油、山梨醇和异山梨醇;和/或具有含有至少15个碳原子的脂肪族基团的单体。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述多元醇包括: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;2,2,4,4-四烷基环丁烷-1,3-二醇(TACD),如2,2,4,4-四甲基环丁烷-1,3-二醇(TMCD)、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇(TMPD)、二乙二醇;三乙二醇;二丙二醇;三丙二醇;1,4环己烷二甲醇;三环癸烷二甲醇;异山梨醇;1,4-环己烷二醇;和/或1,1'-异亚丙基-双(4-环己醇)。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述多元醇包括乙二醇(EG)、1,2-丙二醇(PG)、2-甲基丙二醇(2-MPD)、新戊二醇(NPG)、1,4-环己烷二甲醇(CHDM)、丁基乙基丙二醇(BEPD)、三羟甲基丙烷(TMP)和/或1,6己二醇。
16.根据权利要求9至15中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述聚酯粘合剂材料包括丙烯酸聚酯树脂。
17.根据权利要求16所述的基材、方法或包装,其中所述丙烯酸聚酯树脂能通过接枝丙烯酸聚合物和聚酯树脂而获得,其中所述聚酯树脂能通过使以下聚合而获得:
i)多元酸组分,如根据权利要求10至12中任一项的多元酸组分;和
ii)多元醇组分,如根据权利要求13至15中任一项的多元醇组分,
并且其中所述多元酸组分或所述多元醇组分之一包括官能单体,所述官能单体能够操作以将官能团赋予所述聚酯树脂,使得丙烯酸聚合物能够通过使用所述官能团与所述聚酯树脂接枝。
18.根据权利要求17所述的基材、方法或包装,其中所述丙烯酸聚酯树脂的所述聚酯树脂的所述官能单体包括马来酸、马来酸酐和/或富马酸。
19.根据权利要求17或18所述的基材、方法或包装,其中所述丙烯酸聚合物包括选自以下的丙烯酸单体:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸丁基氨基乙酯和/或HEMA磷酸酯(如甲基丙烯酸磷酸乙二醇酯)。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述丙烯酸聚合物包括选自以下的单体:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸丁基氨基乙酯和/或HEMA磷酸酯(如甲基丙烯酸磷酸乙二醇酯)。
21.根据前述权利要求中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述组合物包括按所述组合物的总固体重量计≥40%,如≥50wt%或≥60wt%的所述聚合物粘合剂,如聚酯粘合剂材料。
22.根据前述权利要求中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述羽化减少剂包括选自以下的官能团:羟基、环氧化物、酸官能团、胺、酰胺、亚胺、腈、磷酸化环氧树脂和/或噁唑基。
23.根据前述权利要求中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述羽化减少剂包括:
i.包括选自以下的官能团的丙烯酸羽化减少剂:羟基、环氧化物、磷酸化环氧化物和/或酸官能团;
ii.羟基官能聚酯羽化减少剂;
iii.包括选自以下的官能团的羽化减少剂:胺、酰胺、亚胺和/或腈;
iv.磷酸化环氧树脂羽化减少剂;
v.酚醛树脂羽化减少剂;和/或
vi.包括噁唑基官能团的羽化减少剂。
24.根据权利要求23所述的基材、方法或包装,其中所述丙烯酸羽化减少剂(i)包括丙烯酸(共)聚合物。
25.根据权利要求24所述的基材、方法或包装,其中所述丙烯酸(共)聚合物由包括(杂)脂肪族(烷基)丙烯酸酯和/或(烷基)丙烯酸的单体任选地与另一种乙烯基单体形成。
26.根据权利要求24或25所述的基材、方法或包装,其中所述丙烯酸(共)聚合物由包括以下的单体形成:(甲基)丙烯酸;(甲基)丙烯酸甲酯;(甲基)丙烯酸乙酯;(甲基)丙烯酸丙酯;(甲基)丙烯酸丁酯;(甲基)丙烯酸环己酯;甲基丙烯酸苄酯;(甲基)丙烯酸2-乙基己酯;(甲基)丙烯酸异冰片酯;(甲基)丙烯酸月桂酯;羟基官能丙烯酸酯,如(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯和/或其磷酸酯,如甲基丙烯酸磷酸乙二醇酯;和/或缩水甘油基官能丙烯酸酯,如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯。
27.根据权利要求24至26中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述丙烯酸(共)聚合物由包括交联单体的单体形成,所述交联单体如(甲基)丙烯酸烯丙酯、二乙烯基苯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯、二丙烯酸1,4-丁二醇酯、二甲基丙烯酸1,6-己二醇酯和/或二丙烯酸1,6-己二醇酯。
28.根据权利要求24至27中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述丙烯酸(共)聚合物由包括缩水甘油基官能丙烯酸酯单体和任选地羟基官能单体的单体形成。
29.根据权利要求24至28中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述丙烯酸(共)聚合物由包括以下的单体形成:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸4-羟丁酯和/或甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)。
30.根据权利要求24至29中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述丙烯酸(共)聚合物由包括缩水甘油基官能丙烯酸酯以及甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯和/或甲基丙烯酸羟乙酯的单体形成。
31.根据权利要求24至30中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述丙烯酸(共)聚合物由包括缩水甘油基官能丙烯酸酯以及甲基丙烯酸丁酯,如甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸乙基己酯和/或丙烯酸4-羟丁酯的单体形成。
32.根据权利要求24至31中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述丙烯酸(共)聚合物包括羟基和环氧化物基团。
33.根据权利要求24至32中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述丙烯酸(共)聚合物由包括按单体的总重量计≥10wt%,如≥15wt%或≥20wt%的羟基官能单体的单体形成。
34.根据权利要求24至33中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述丙烯酸(共)聚合物由包括按单体的总重量计≥25%,如≥40wt%或≥50wt%的缩水甘油基官能单体的单体形成。
35.根据权利要求23至34中任一项所述的基材、方法或包装,其中磷酸化环氧树脂丙烯酸羽化减少剂(i)是包括环氧树脂官能丙烯酸以及磷酸源、膦酸源或其组合的反应混合物的反应产物。
36.根据权利要求35所述的基材、方法或包装,其中所述环氧树脂官能丙烯酸由包括缩水甘油基官能丙烯酸酯单体和羟基官能单体的单体形成。
37.根据权利要求35或36所述的基材、方法或包装,其中所述环氧树脂官能丙烯酸由包括按单体的总重量计≥20%,如≥30wt%或≥35wt%的羟基官能单体的单体形成,和/或所述环氧树脂官能丙烯酸由包括按单体的总重计≥2%,如≥4wt%或≥6wt%的缩水甘油基官能丙烯酸酯单体的单体形成。
38.根据权利要求35至37中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述环氧树脂官能丙烯酸由包括缩水甘油基官能丙烯酸酯单体、羟基官能单体和含环状基团的单体,如含芳香族基团的单体的单体形成。
39.根据权利要求35至38中任一项所述的基材、方法或包装,其中反应物包括按所述磷酸源和所述环氧树脂官能丙烯酸的组合重量计≥80%,如≥90wt%或≥95wt%的环氧树脂官能丙烯酸。
40.根据权利要求23至39中任一项所述的基材、方法或包装,其中酸官能丙烯酸羽化减少剂(i)包括羧基。
41.根据权利要求23至40中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述酸官能丙烯酸羽化减少剂(i)的酸值为至少50mg KOH/g,如至少60mg KOH/g或至少65mg KOH/g。
42.根据权利要求23至41中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述组合物包括按所述涂层组合物的固体重量计≥0.1%,如≥0.5wt%或≥1wt%的量的丙烯酸羽化减少剂(i)。
43.根据权利要求23至42中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述组合物包括按所述涂层组合物的固体重量计≤40%,如≤20wt%或≤15wt%的量的丙烯酸羽化减少剂(i)。
44.根据权利要求23至43中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述组合物包括基于所述涂层组合物的总固体重量≥1%,如≥4wt%,如≥6wt%的量的磷酸化环氧树脂丙烯酸羽化减少剂和/或酸官能丙烯酸羽化减少剂(i)。
45.根据权利要求23至44中任一项所述的基材、方法或包装,其中羟基官能聚酯羽化减少剂(ii)包括能通过使多元酸组分与多元醇组分聚合而获得的聚酯。
46.根据权利要求45所述的基材、方法或包装,其中多元酸包括:邻苯二甲酸;间苯二甲酸;对苯二甲酸;1,4环己烷二甲酸;琥珀酸;己二酸;壬二酸;癸二酸;富马酸;2,6-萘二甲酸;正邻苯二甲酸;邻苯二甲酸酐;四氢邻苯二甲酸;六氢邻苯二甲酸;马来酸;琥珀酸;衣康酸;二酯材料,如二甲酯衍生物,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-萘二甲酸二甲酯、富马酸二甲酯、正邻苯二甲酸二甲酯、琥珀酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯;和/或具有含有至少15个碳原子的脂肪族基团的单体;所有前述酸的酯和酸酐。
47.根据权利要求45或46所述的基材、方法或包装,其中所述多元酸包括对苯二甲酸(TPA)、对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸(IPA)、间苯二甲酸二甲酯、1,4环己烷二甲酸、六氢邻苯二甲酸酐、2,6-萘二甲酸、邻苯二甲酸酐、马来酸酐、富马酸酐;和/或具有含有至少15个碳原子的脂肪族基团的单体。
48.根据权利要求45至47中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述多元酸包括间苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯、六氢邻苯二甲酸酐、环己烷1,4-二甲酸和/或具有含有至少15个碳原子的脂肪族基团的单体。
49.根据权利要求45至48中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述多元醇包括: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;2,2,4,4-四烷基环丁烷-1,3-二醇(TACD),如2,2,4,4-四甲基环丁烷-1,3-二醇(TMCD)、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇(TMPD)、二乙二醇;三乙二醇;二丙二醇;三丙二醇;1,4环己烷二甲醇;三环癸烷二甲醇;异山梨醇;1,4-环己烷二醇;和/或1,1'-异亚丙基-双(4-环己醇)。
50.根据权利要求45至49中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述多元醇包括:具有至少三个羟基的多元醇,如三羟甲基丙烷;季戊四醇;二季戊四醇;三羟甲基乙烷;三羟甲基丁烷;和/或生物衍生的多元醇,如甘油和/或山梨醇。
51.根据权利要求45至50中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述多元醇包括乙二醇(EG)、1,2-丙二醇(PG)、2-甲基丙二醇(2-MPD)、新戊二醇(NPG)、1,4-环己烷二甲醇(CHDM)、丁基乙基丙二醇(BEPD)、三羟甲基丙烷(TMP)和/或1,6己二醇。
52.根据权利要求23至51中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述羟基官能聚酯羽化减少剂(ii)的总羟基值(OHV)≥65mg KOH/g,如≥70mg KOH/g。
53.根据权利要求23至52中任一项所述的组合物、方法、经涂覆的基材或包装,其中所述羟基官能聚酯羽化减少剂(ii)的总羟基值(OHV)≥80mg KOH/g,或如≥90mg KOH/g或≥100mg KOH/g。
54.根据权利要求23至53中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述组合物包括按所述涂层组合物的固体重量计≥0.1%,如≥1wt%、或≥2wt%或≥3wt%的量的羟基官能聚酯羽化减少剂(ii)。
55.根据权利要求23至54中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述组合物包括按所述涂层组合物的固体重量计≤40%,如≤20wt%、或≤15wt%或≤10wt的量的羟基官能聚酯羽化减少剂(ii)。
56.根据权利要求23至55中任一项所述的基材、方法或包装,其中羽化减少剂(iii)包括至少两种不同类型的选自以下的基团:胺、酰胺、亚胺、腈和/或羟基。
57.根据权利要求23至56中任一项所述的基材、方法或包装,其中羽化减少剂(iii)包括胺基以及酰胺基、亚胺基、腈基和/或羟基。
58.根据权利要求23至57中任一项所述的基材、方法或包装,其中羽化减少剂(iii)包括至少两个胺基,如至少两个伯胺基和/或仲胺基,如至少两个伯胺基。
59.根据权利要求23至58中任一项所述的基材、方法或包装,其中羽化减少剂(iii)为小分子。
60.根据权利要求23至59中任一项所述的基材、方法或包装,其中羽化减少剂(iii)包括双氰胺(DICY)、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(TAP)和/或羟烷基酰胺和其衍生物。
61.根据权利要求23至60中任一项所述的基材、方法或包装,其中羽化减少剂(iii)为聚合物,如聚酰胺。
62.根据权利要求61所述的基材、方法或包装,其中聚酰胺羽化减少剂(iii)的胺值≥150mg KOH/克树脂,如≥180mg KOH/克树脂、或≥200mg KOH/克树脂或≥220mg KOH/克树脂。
63.根据权利要求23至62中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述组合物包括按所述涂层组合物的固体重量计≥0.001%,如≥0.01wt%或≥0.05wt%的量的羽化减少剂(iii)。
64.根据权利要求23至63中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述组合物包括按所述涂层组合物的固体重量计≤5%,如≤3wt%、或≤2wt%或≤1wt的量的羽化减少剂(iii)。
65.根据权利要求23至64中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述磷酸化环氧树脂羽化减少剂(iv)是包括聚环氧化物以及磷酸源、膦酸源或其组合的反应混合物的反应产物。
66.根据权利要求65所述的基材、方法或包装,其中反应物包括按所述磷酸源和所述聚环氧化物的组合重量计≥70%,如≥80wt%或≥82wt%的聚环氧化物。
67.根据权利要求23至66中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述组合物包括按所述涂层组合物的固体重量计≥0.1%,如≥0.5wt%或≥1wt%的量的羽化减少剂(iv)。
68.根据权利要求23至67中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述组合物包括按所述涂层组合物的固体重量计≤40%,如≤20wt%、或≤15wt%或≤10wt的量的羽化减少剂(iv)。
69.根据权利要求23至68中任一项所述的基材、方法或包装,其中酚醛羽化减少剂(v)的脂肪族羟基当量≥60。
70.根据权利要求23至69中任一项所述的基材、方法或包装,其中酚醛羽化减少剂(v)的脂肪族羟基当量≥80。
71.根据权利要求23至70中任一项所述的基材、方法或包装,其中酚醛羽化减少剂(v)的脂肪族羟基当量≥90。
72.根据权利要求23至71中任一项所述的基材、方法或包装,其中酚醛羽化减少剂(v)的脂肪族羟基当量≤500,如≤300。
73.根据权利要求23至72中任一项所述的基材、方法或包装,其中酚醛羽化减少剂(v)的脂肪族羟基当量≤200。
74.根据权利要求23至73中任一项所述的基材、方法或包装,其中酚醛羽化减少剂(v)的脂肪族羟基当量≤160。
75.根据权利要求23至74中任一项所述的基材、方法或包装,其中酚醛羽化减少剂(v)在脂肪族羟基处基本上是非烷基化的。
76.根据权利要求23至75中任一项所述的基材、方法或包装,其中酚醛羽化减少剂(v)包括作为包括苯酚或其衍生物和醛,如甲醛的反应混合物的反应产物的树脂。
77.根据权利要求76所述的基材、方法或包装,其中苯酚或其衍生物反应物包括苯酚和甲酚。
78.根据权利要求76或77中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述苯酚或其衍生物反应物包括按所有苯酚或其衍生物反应物的组合重量计≥80%的苯酚,如≥90wt%的苯酚。
79.根据权利要求23至78中任一项所述的基材、方法或包装,其中酚醛羽化减少剂(v)为甲阶酚醛型。
80.根据权利要求23至79中任一项所述的基材、方法或包装,其中酚醛羽化减少剂(v)是水混溶性的。
81.根据权利要求23至80中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述组合物包括按所述涂层组合物的固体重量计≥0.1%,如≥0.3wt%或≥0.5wt%的量的酚醛羽化减少剂(v)。
82.根据权利要求23至81中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述组合物包括按所述涂层组合物的固体重量计≤40%,如≤20wt%、或≤15wt%或≤10wt的量的酚醛羽化减少剂(v)。
83.根据权利要求23至82中任一项所述的基材、方法或包装,其中包括噁唑基官能团的羽化减少剂(vi)的pH为7至11,如7.5至10.5或8至10。
84.根据权利要求23至83中任一项所述的基材、方法或包装,其中包括噁唑基官能团的羽化减少剂(vi)的噁唑啉值≥2mmol/g,如≥3mmol/g或≥4mmol/g。
85.根据权利要求23至84中任一项所述的基材、方法或包装,其中包括噁唑基官能团的羽化减少剂(vi)的Tg≥30℃。
86.根据权利要求23至85中任一项所述的基材、方法或包装,其中包括噁唑基官能团的羽化减少剂(vi)的Mn≥10,000Da。
87.根据权利要求23至86中任一项所述的基材、方法或包装,其中包括噁唑基官能团的羽化减少剂(vi)为聚噁唑啉。
88.根据权利要求23至87中任一项所述的基材、方法或包装,其中包括噁唑基官能团的羽化减少剂(vi)为包括噁唑基官能团的丙烯酸羽化减少剂,其中噁唑基官能丙烯酸羽化剂(vi)能够如权利要求23至31中任一项所定义,除了所述丙烯酸(共)聚合物包括噁唑基之外。
89.根据权利要求23至88中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述组合物包括按所述涂层组合物的固体重量计≥1%,如≥2wt%或≥3wt%的量的包括噁唑基官能团的羽化减少剂(vi)。
90.根据权利要求23至89中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述组合物包括按所述涂层组合物的固体重量计≤40%,如≤20wt%、或≤15wt%或≤10wt的量的包括噁唑基官能团的羽化减少剂(vi)。
91.根据前述权利要求中任一项所述的基材、方法或包装,其中如通过测试方案1测量的,与不含所述羽化减少剂的相同组合物相比,所述羽化减少剂减少了由包括所述羽化减少剂的所述涂层组合物形成的涂层中的羽化。
92.根据前述权利要求中任一项所述的基材、方法或包装,其中如通过测试方案1测量的,与不含所述羽化减少剂的相同组合物相比,所述羽化减少剂使由包括所述羽化减少剂的所述涂层组合物形成的涂层中的羽化减少至少20%,如至少30%或至少40%。
93.根据前述权利要求中任一项所述的基材、方法或包装,其中在所述经涂覆的基材或所述包装的一部分与所述经涂覆的基材或所述包装的其余部分分离时,所述经涂覆的基材或所述包装的羽化≤0.8mm,如≤0.5mm、≤0.4mm或≤0.35mm,其中所述可去除部分可能是所述经涂覆的基材或所述包装的在使用中要从所述经涂覆的基材或所述包装的剩余部分去除或与其分离的部分,如饮料罐的拉环。
94.根据前述权利要求中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述经涂覆的基材或所述包装的楔形弯曲≤30mm,如≤25mm或≤20mm。
95.根据前述权利要求中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述经涂覆的基材或所述包装的发白≥4,如≥6或≥7。
96.根据前述权利要求中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述经涂覆的基材或所述包装的粘附≥90,如≥95或≥99%。
97.根据前述权利要求中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述组合物包括环氧树脂。
98.根据前述权利要求中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述组合物包括聚酯添加剂,所述聚酯添加剂是包括(i)多元酸、(ii)多元醇和(iii)磷酸的反应混合物的反应产物。
99.根据前述权利要求中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述组合物包括交联材料。
100.根据前述权利要求中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述基材或所述包装由铝、马口铁或无锡钢(TFS),如铝或马口铁形成。
101.根据前述权利要求中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述基材或所述包装为食品和/或饮料包装。
102.根据前述权利要求中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述基材或所述包装为金属罐。
103.根据前述权利要求中任一项所述的基材、方法或包装,其中所述涂层组合物、所述预处理组合物和/或由其沉积的层基本上不含、大体上不含或完全不含六价铬化合物。
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