ES2733726T3

ES2733726T3 - Lignin based coating compositions

Info

Publication number: ES2733726T3
Application number: ES13805895T
Authority: ES
Inventors: Daniel Bode; Pam Wilson; Gary Pierce Craun
Original assignee: Akzo Nobel Coatings International BV
Current assignee: Akzo Nobel Coatings International BV
Priority date: 2012-12-18
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2019-12-02
Anticipated expiration: 2033-12-17
Also published as: ZA201504355B; SA515360591B1

Abstract

Método de recubrimiento de un sustrato que es un lata o envase para alimentos o bebidas, que comprende aplicar una composición de recubrimiento que comprende una mezcla de: a) una lignina sin modificar; b) un disolvente; y c) un reticulante, al sustrato y curar térmicamente el recubrimiento a una temperatura en el intervalo desde 130 ºC hasta 250 ºC para obtener un sustrato recubierto.Method of coating a substrate that is a can or container for food or beverages, which comprises applying a coating composition comprising a mixture of: a) an unmodified lignin; b) a solvent; and c) a crosslinker, to the substrate and thermally cure the coating at a temperature in the range from 130 ° C to 250 ° C to obtain a coated substrate.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Composiciones de recubrimiento basadas en ligninaLignin based coating compositions

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

1. Campo de la invención1. Field of the invention

La presente invención se refiere a composiciones de recubrimiento que comprenden una lignina, a métodos de recubrimiento de sustratos con las composiciones de recubrimiento y a sustratos recubiertos con las composiciones de recubrimiento.The present invention relates to coating compositions comprising a lignin, to methods of coating substrates with coating compositions and to substrates coated with coating compositions.

2. Descripción de la técnica relacionada2. Description of the related technique

Se han usado composiciones de recubrimiento formadas a partir de resinas epoxi para recubrir envases y recipientes para alimentos y bebidas. Aunque el peso de la evidencia científica, como se interpreta por los principales organismos legislativos globales de seguridad alimentaria en EE.UU., Canadá, Europa y Japón, muestra que son seguros los niveles de bisfenol A a los que se exponen los consumidores con los actuales recubrimientos comerciales basados en epoxi, algunos consumidores y propietarios de marcas continúan expresando preocupación, y se desea un recubrimiento que no contenga bisfenol A o cualquier otro disruptor endocrino.Coating compositions formed from epoxy resins have been used to coat containers and containers for food and beverages. Although the weight of the scientific evidence, as interpreted by the main global food safety legislative bodies in the US, Canada, Europe and Japan, shows that the levels of bisphenol A to which consumers are exposed are Current epoxy-based commercial coatings, some consumers and brand owners continue to express concern, and a coating that does not contain bisphenol A or any other endocrine disruptor is desired.

Existe una necesidad de producir composiciones de recubrimiento que no contengan bisfenol A o estén sustancialmente libres de bisfenol A. Se pueden usar las composiciones de recubrimiento basadas en lignina de la invención en la preparación de composiciones de recubrimiento adecuadas, entre otras cosas, como recubrimientos de envases para envases y recipientes para alimentos y bebidas.There is a need to produce coating compositions that do not contain bisphenol A or are substantially free of bisphenol A. The lignin-based coating compositions of the invention can be used in the preparation of suitable coating compositions, inter alia, as coatings of containers for containers and containers for food and beverages.

Los consumidores y los propietarios de marcas desean composiciones de recubrimiento hechas de fuentes renovables, y usar una lignina como componente primario en la composición de recubrimiento proporciona una base de material de partida sostenible para recubrimientos en contacto con alimentos.Consumers and brand owners want coating compositions made from renewable sources, and using a lignin as the primary component in the coating composition provides a base of sustainable starting material for food contact coatings.

Compendio de la invenciónCompendium of the invention

La invención se define por las reivindicaciones adjuntas. La descripción que sigue está sometida a esta limitación. Las composiciones de recubrimiento usadas en el método de la invención proporcionan buena cura, resistencia a disolventes, resistencia a la veladura, capacidad para esterilización en retorta y resistencia a alimentos y bebidas agresivos, mientras que proporciona una fuente sostenible para algunos de los materiales de partida en la composición de recubrimiento.The invention is defined by the appended claims. The following description is subject to this limitation. The coating compositions used in the method of the invention provide good cure, solvent resistance, glaze resistance, capacity for retort sterilization and resistance to aggressive foods and beverages, while providing a sustainable source for some of the starting materials. in the coating composition.

La presente invención incluye métodos de recubrimiento de sustratos usando composiciones de recubrimiento que comprenden una lignina sin modificar, y sustratos recubiertos con las composiciones de recubrimiento. Las composiciones de recubrimiento comprenden una mezcla de a) una lignina sin modificar, b) un disolvente y c) un reticulante. La presente invención también incluye composiciones de recubrimiento que comprenden una mezcla de a) una lignina sin modificar, b) un reticulante epoxi polimérico que comprende (met)acrilato de glicidilo y c) un disolvente. Además, la presente invención incluye composiciones de recubrimiento que comprenden una mezcla de a) una lignina sin modificar, b) un disolvente y c) un reticulante fenólico. La lignina contenida en las mezclas puede tener una carga neutra o negativa.The present invention includes substrate coating methods using coating compositions comprising an unmodified lignin, and substrates coated with the coating compositions. The coating compositions comprise a mixture of a) an unmodified lignin, b) a solvent and c) a crosslinker. The present invention also includes coating compositions comprising a mixture of a) an unmodified lignin, b) a polymeric epoxy crosslinker comprising glycidyl (meth) acrylate and c) a solvent. In addition, the present invention includes coating compositions comprising a mixture of a) an unmodified lignin, b) a solvent and c) a phenolic crosslinker. The lignin contained in the mixtures may have a neutral or negative charge.

Las composiciones de recubrimiento se pueden preparar por un método que comprende la etapa de mezclar una lignina sin modificar, un disolvente y un reticulante. En algunas realizaciones, las composiciones de recubrimiento se pueden preparar por un método que comprende la etapa de mezclar una lignina sin modificar, un reticulante epoxi polimérico que comprende (met)acrilato de glicidilo, y un disolvente. Además, las composiciones de recubrimiento se pueden preparar por un método que comprende la etapa de mezclar una lignina sin modificar, un disolvente y un reticulante fenólico.The coating compositions can be prepared by a method comprising the step of mixing an unmodified lignin, a solvent and a crosslinker. In some embodiments, the coating compositions may be prepared by a method comprising the step of mixing an unmodified lignin, a polymeric epoxy crosslinker comprising glycidyl (meth) acrylate, and a solvent. In addition, the coating compositions can be prepared by a method comprising the step of mixing an unmodified lignin, a solvent and a phenolic crosslinker.

El sustrato recubierto con las composiciones de recubrimiento según la invención es una lata o envase para alimentos o bebidas.The substrate coated with the coating compositions according to the invention is a can or container for food or beverages.

Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention

La presente invención incluye sustratos recubiertos al menos en parte con una composición de recubrimiento y métodos de recubrimiento de los sustratos. El término "sustrato", como se usa en el presente documento, incluye, sin limitación, latas, latas de metal, envases, recipientes, receptáculos, o cualquier porción de los mismos usados para contener, tocar o en contacto con cualquier tipo de alimento o bebida. Por tanto, los términos "sustrato", "lata(s) de alimentos", "recipientes de alimentos" y similares incluyen, para un ejemplo no limitante, "extremos de latas", que se pueden estampar a partir de bobina para los extremos de la lata y usarse en los envases de bebidas.The present invention includes substrates coated at least in part with a coating composition and methods of coating the substrates. The term "substrate," as used herein, includes, without limitation, cans, metal cans, containers, containers, receptacles, or any portion thereof used to contain, touch or contact with any type of food. or drink Therefore, the terms "substrate", "food can (s)", "food containers" and the like include, for a non-limiting example, "can ends", which can be stamped from coil to ends of the can and used in beverage containers.

La presente invención incluye composiciones de recubrimiento que comprenden una mezcla de a) una lignina sin modificar, b) un disolvente y c) un reticulante. La presente invención también incluye composiciones de recubrimiento que comprenden una mezcla de a) una lignina sin modificar, b) un reticulante epoxi polimérico que comprende (met)acrilato de glicidilo y c) un disolvente. Además, la presente invención incluye composiciones de recubrimiento que comprenden una mezcla de a) una lignina sin modificar, b) un disolvente y c) un reticulante fenólico. La lignina en las mezclas puede tener una carga neutra o negativa.The present invention includes coating compositions comprising a mixture of a) an unmodified lignin, b) a solvent and c) a crosslinker. The present invention also includes coating compositions comprising a mixture of a) an unmodified lignin, b) a polymeric epoxy crosslinker that it comprises (meth) glycidyl acrylate and c) a solvent. In addition, the present invention includes coating compositions comprising a mixture of a) an unmodified lignin, b) a solvent and c) a phenolic crosslinker. Lignin in mixtures may have a neutral or negative charge.

El término "mezcla", como se usa en el presente documento, significa una disolución preparada usando los componentes identificados. El término no excluye la presencia de otros componentes que puedan o no ser específicamente identificados.The term "mixture", as used herein, means a solution prepared using the identified components. The term does not exclude the presence of other components that may or may not be specifically identified.

Los métodos de preparación de las composiciones de recubrimiento pueden incluir la etapa de mezclar la lignina, un disolvente y un reticulante para formar una mezcla. En algunas realizaciones, las composiciones de recubrimiento se pueden preparar por un método que comprende la etapa de mezclar la lignina, un reticulante epoxi polimérico que comprende (met)acrilato de glicidilo y un disolvente para formar una mezcla. Además, las composiciones de recubrimiento se pueden preparar por un método que comprende la etapa de mezclar la lignina, un disolvente y un reticulante fenólico para formar una mezcla.Methods of preparing the coating compositions may include the step of mixing the lignin, a solvent and a crosslinker to form a mixture. In some embodiments, the coating compositions may be prepared by a method comprising the step of mixing lignin, a polymeric epoxy crosslinker comprising glycidyl (meth) acrylate and a solvent to form a mixture. In addition, the coating compositions can be prepared by a method comprising the step of mixing lignin, a solvent and a phenolic crosslinker to form a mixture.

En ciertas realizaciones de la invención, la lignina está presente en una cantidad de desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 99 % en peso de la composición de recubrimiento.In certain embodiments of the invention, lignin is present in an amount of from about 1 to about 99% by weight of the coating composition.

Los lignosulfatos de kraft y las ligninas de soda se preparan actualmente en cantidades comerciales significativas a partir de maderas duras, maderas blandas y pasto (paja de arroz, paja de trigo, cáñamo, bagazo, etc.) en condiciones básicas. Diversas otras biomasas usadas para producir ligninas incluyen hojas y tallos de maíz, pasto varilla, corrientes de residuos municipales y similares. Las ligninas de organosolv se preparan en mezclas de disolventes que pueden incluir etanol y agua, y generalmente son ácidas. Las ligninas de hidrólisis se preparan generalmente en condiciones neutras o ácidas. Se usan diversas etapas de procesamiento para ayudar en la descomposición de la biomasa para producir ligninas, que incluyen explosión de vapor, cocción en agua a temperaturas que frecuentemente superan 100 °C, exposición a agua supercrítica, dióxido de carbono supercrítico u otras sustancias, y tratamientos microbianos y enzimáticos. Es probable que todos los métodos de preparación habituales sean adecuados para su uso en la presente invención.Kraft lignosulfates and soda lignins are currently prepared in significant commercial quantities from hardwoods, softwoods and grass (rice straw, wheat straw, hemp, bagasse, etc.) under basic conditions. Various other biomass used to produce lignins include corn leaves and stems, rod grass, municipal waste streams and the like. Organosolv lignins are prepared in solvent mixtures that may include ethanol and water, and are generally acidic. Hydrolysis lignins are generally prepared under neutral or acidic conditions. Various processing steps are used to aid in the decomposition of biomass to produce lignins, which include steam explosion, cooking in water at temperatures often exceeding 100 ° C, exposure to supercritical water, supercritical carbon dioxide or other substances, and microbial and enzymatic treatments. It is likely that all the usual preparation methods are suitable for use in the present invention.

Las ligninas adecuadas para su uso en la presente invención pueden ser, para un ejemplo no limitante, una lignina de kraft, un lignosulfato, una lignina de organosolv, una lignina de hidrólisis, una lignina de soda, o una mezcla de los mismos. En algunas realizaciones, la lignina tiene un peso molecular medio numérico desde aproximadamente 500 hasta 30.000. Generalmente, las ligninas que tienen un alto contenido de ácido carboxílico (superior a aproximadamente 0,5 meq/g de ácido carboxílico), tales como algunas ligninas de soda, generalmente son más adecuadas para su uso en los recubrimientos a base de agua, y se usan frecuentemente con un neutralizador. Las ligninas de menor contenido en ácido carboxílico (que tienen menos de aproximadamente 0,5 meq/g de ácido carboxílico) son generalmente más adecuadas para su uso en recubrimientos a base de disolvente.The lignins suitable for use in the present invention may be, for a non-limiting example, a kraft lignin, a lignosulfate, an organosolv lignin, a hydrolysis lignin, a soda lignin, or a mixture thereof. In some embodiments, lignin has a number average molecular weight from about 500 to 30,000. Generally, lignins having a high carboxylic acid content (greater than about 0.5 meq / g carboxylic acid), such as some soda lignins, are generally more suitable for use in water-based coatings, and They are frequently used with a neutralizer. Lignins of lower carboxylic acid content (having less than about 0.5 meq / g of carboxylic acid) are generally more suitable for use in solvent-based coatings.

El disolvente usado en las mezclas puede comprender agua, un disolvente orgánico o una mezcla de los mismos. El disolvente puede estar presente en una cantidad desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 95 % en peso de la composición de recubrimiento. En ciertos casos, cuando la composición de recubrimiento comprende agua, se puede usar un neutralizador para ayudar en la dispersión de la lignina en la mezcla. El neutralizador puede incluir, sin limitación, amoniaco, una amina terciaria, tal como, para un ejemplo no limitante, dimetiletanolamina, 2-dimetilamino-2-metil-1-propanol, tributilamina, o una combinación de los mismos. El neutralizador puede estar presente en una cantidad desde aproximadamente 0 % hasta aproximadamente 200 % basado en las cantidades molares de grupos ácidos y fenólicos a neutralizar en el sistema.The solvent used in the mixtures may comprise water, an organic solvent or a mixture thereof. The solvent may be present in an amount from about 1 to about 95% by weight of the coating composition. In certain cases, when the coating composition comprises water, a neutralizer can be used to aid in the dispersion of lignin in the mixture. The neutralizer may include, without limitation, ammonia, a tertiary amine, such as, for a non-limiting example, dimethylethanolamine, 2-dimethylamino-2-methyl-1-propanol, tributylamine, or a combination thereof. The neutralizer may be present in an amount from about 0% to about 200% based on the molar amounts of acidic and phenolic groups to neutralize in the system.

Las mezclas se pueden preparar con un reticulante en una cantidad desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 99 % en peso de la composición de recubrimiento. Una lista no limitante de reticulantes incluye un reticulante epoxi, tal como epoxi de sorbitol, diglicidil éter de butanodiol, óxido de propileno-diglicidil éter y similares, un reticulante epoxi polimérico, benzoguanamina-formaldehído, glicolurilo, melanina-formaldehído, un reticulante de fenol-formaldehído, urea-formaldehído, un isocianato, un isocianato bloqueado, y combinaciones de los mismos. El reticulante epoxi polimérico puede ser un (co)polímero acrílico que comprende (met)acrilato de glicidilo. Dicho (co)polímero acrílico que tiene (met)acrilato de glicidilo actúa como un reticulante epoxi polimérico proporcionando funcionalidad de epoxi al (co)polímero acrílico. Para realizaciones que tienen un reticulante fenólico, se ha encontrado que las composiciones de recubrimiento curadas tienen excelente adhesión con alta resistencia a disolventes.The mixtures can be prepared with a crosslinker in an amount from about 1 to about 99% by weight of the coating composition. A non-limiting list of crosslinkers includes an epoxy crosslinker, such as sorbitol epoxy, butanediol diglycidyl ether, propylene oxide diglycidyl ether and the like, a polymeric epoxy crosslinker, benzoguanamine formaldehyde, glycoluryl, melanin formaldehyde, a phenol crosslinker -formaldehyde, urea-formaldehyde, an isocyanate, a blocked isocyanate, and combinations thereof. The polymeric epoxy crosslinker may be an (co) acrylic polymer comprising glycidyl (meth) acrylate. Said (co) acrylic polymer having glycidyl (meth) acrylate acts as a polymeric epoxy crosslinker providing epoxy functionality to the (co) acrylic polymer. For embodiments that have a phenolic crosslinker, cured coating compositions have been found to have excellent adhesion with high solvent resistance.

El reticulante epoxi polimérico que contiene (met)acrilato de glicidilo se puede preparar en un disolvente mediante la adición de un componente de monómero etilénicamente insaturado y uno o más iniciadores. En algunas realizaciones, el componente de monómero etilénicamente insaturado y el iniciador se añaden al disolvente durante aproximadamente dos horas a aproximadamente 50 a aproximadamente 150 °C. El componente de monómero etilénicamente insaturado puede incluir, sin limitación, (met)acrilato de glicidilo, un monómero de vinilo, un monómero acrílico, un monómero alílico, un monómero de acrilamida, un éster vinílico que incluye, sin limitación, un acetato de vinilo, un propionato de vinilo, un butirato de vinilo, un benzoato de vinilo, un acetato de vinilisopropilo, y un éster vinílico similar, un haluro de vinilo que incluye, sin limitación, un cloruro de vinilo, un fluoruro de vinilo y un cloruro de vinilideno, un hidrocarburo aromático de vinilo que incluye, sin limitación, estireno, un metilestireno y un alquil estireno-inferior similar, un cloroestireno, un viniltolueno, un vinilnaftaleno, un monómero de hidrocarburo alifático de vinilo que incluye, sin limitación, una alfa-olefina tal como, para un ejemplo no limitante, etileno, propileno, isobutileno y ciclohexeno, así como un dieno conjugado tal como, para un ejemplo no limitante, 1,3-butadieno, metil-2-butadieno, 1,3-piperileno, 2,3-dimetilbutadieno, isopreno, ciclohexano, ciclopentadieno y diciclopentadieno. Los vinil alquil éteres incluyen, sin limitación, metil vinil éter, isopropil vinil éter, n-butil vinil éter e isobutil vinil éter. Los monómeros acrílicos incluyen, sin limitación, monómeros tales como, para un ejemplo no limitante, ésteres de alquilo inferior de ácido acrílico o metacrílico que tienen una porción de éster de alquilo que contiene entre aproximadamente 1 y aproximadamente 10 átomos de carbono, así como derivados aromáticos de ácido acrílico y metacrílico. Los monómeros acrílicos incluyen, para un ejemplo no limitante, acrilato y metacrilato de metilo, acrilato y metacrilato de etilo, acrilato y metacrilato de butilo, acrilato y metacrilato de propilo, acrilato y metacrilato de 2-etilhexilo, acrilato y metacrilato de ciclohexilo, acrilato y metacrilato de decilo, acrilato y metacrilato de isodecilo, acrilato y metacrilato de bencilo, diversos glicidil éteres reaccionados con ácidos acrílicos y metacrílicos, acrilatos y metacrilatos de hidroxilalquilo tales como, sin limitación, acrilatos y metacrilatos de hidroxietilo e hidroxipropilo, y acrilatos y metacrilatos de amino. El componente de monómero etilénicamente insaturado puede ser desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 99 % en peso de la composición de recubrimiento.The polymeric epoxy crosslinker containing glycidyl (meth) acrylate can be prepared in a solvent by the addition of an ethylenically unsaturated monomer component and one or more initiators. In some embodiments, the ethylenically unsaturated monomer component and the initiator are added to the solvent for about two hours at about 50 to about 150 ° C. The ethylenically unsaturated monomer component may include, without limitation, glycidyl (meth) acrylate, a vinyl monomer, an acrylic monomer, an allylic monomer, an acrylamide monomer, a vinyl ester that includes, without limitation, a vinyl acetate , a vinyl propionate, a vinyl butyrate, a vinyl benzoate, a vinylisopropyl acetate, and a similar vinyl ester, a vinyl halide that includes, without limitation, a vinyl chloride, a vinyl fluoride and a chloride of vinylidene, an aromatic vinyl hydrocarbon that includes, without limitation, styrene, a methylstyrene and a similar styrene-lower alkyl, a chlorostyrene, a vinyl toluene, a vinylnaphthalene, an aliphatic vinyl hydrocarbon monomer that includes, without limitation, an alpha-olefin such as, for a non-limiting example, ethylene, propylene, isobutylene and cyclohexene, as well as a conjugated diene such as, for a non-limiting example, 1,3-butadiene, methyl-2-butadiene, 1,3-piperylene, 2,3-dimethylbutadiene, isoprene, cyclohexane, cyclopentadiene and dicyclopentadiene. The vinyl alkyl ethers include, without limitation, methyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether and isobutyl vinyl ether. Acrylic monomers include, without limitation, monomers such as, for a non-limiting example, lower alkyl esters of acrylic or methacrylic acid having an alkyl ester portion containing between about 1 and about 10 carbon atoms, as well as derivatives aromatic acrylic and methacrylic acid. Acrylic monomers include, for a non-limiting example, methyl acrylate and ethyl methacrylate, ethyl acrylate and methacrylate, butyl acrylate and methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate and methacrylate, acrylate and methacrylate, cyclohexyl acrylate, acrylate and decyl methacrylate, isodecyl acrylate and methacrylate, benzyl methacrylate, various glycidyl ethers reacted with acrylic and methacrylic acids, hydroxylacrylate acrylates and methacrylates such as, without limitation, hydroxyethyl and acrylate acrylates and hydroxy and acrylates of amino. The ethylenically unsaturated monomer component may be from about 1 to about 99% by weight of the coating composition.

Los iniciadores adecuados para preparar el reticulante epoxi polimérico incluyen iniciadores de radicales libres tales como peróxido de benzoílo, peroctoato de t-butilo, perbenzoato de t-butilo, diversos percarbonatos, y similares. Generalmente, los iniciadores se usan a aproximadamente 0,5 a 10 % en peso de la mezcla de componentes de monómero etilénicamente insaturados. Los disolventes adecuados para preparar el reticulante epoxi polimérico incluyen butanol, butil cellosolve, acetato de butilo, xileno, y otros disolventes comunes. Generalmente, el disolvente se precalienta hasta una temperatura de reacción adecuada de aproximadamente 50 a aproximadamente 150 °C y se usa a un nivel que dará los sólidos finales de polímero de aproximadamente 10 a aproximadamente 90 %.Suitable initiators for preparing the polymeric epoxy crosslinker include free radical initiators such as benzoyl peroxide, t-butyl peroctoate, t-butyl perbenzoate, various percarbonates, and the like. Generally, the initiators are used at about 0.5 to 10% by weight of the mixture of ethylenically unsaturated monomer components. Suitable solvents for preparing the polymeric epoxy crosslinker include butanol, butyl cellosolve, butyl acetate, xylene, and other common solvents. Generally, the solvent is preheated to a suitable reaction temperature of about 50 to about 150 ° C and is used at a level that will give the final polymer solids of about 10 to about 90%.

El reticulante epoxi polimérico que contiene (met)acrilato de glicidilo tiene funcionalidad epoxi y así es capaz de reticularse con la lignina, en donde la lignina reticula el (co)polímero acrílico y/o el (co)polímero acrílico reticula la lignina. Las ligninas a base de agua tienen grupos carboxilo que se pueden neutralizar con un neutralizador basado en amina, de manera que se puede decir que las ligninas funcionan de manera similar a los tensioactivos y lo más probablemente ayudan a dispersar en agua los (co)polímeros acrílicos basados en (met)acrilato de glicidilo.The polymeric epoxy crosslinker containing glycidyl (meth) acrylate has epoxy functionality and thus is capable of crosslinking with the lignin, where the lignin crosslinks the (co) acrylic polymer and / or the (co) acrylic polymer crosslinks the lignin. Water-based lignins have carboxyl groups that can be neutralized with an amine-based neutralizer, so it can be said that lignins work similarly to surfactants and most likely help disperse the (co) polymers in water Acrylics based on glycidyl (meth) acrylate.

Las composiciones de recubrimiento de la invención pueden incluir aditivos convencionales conocidos para los expertos en la técnica, tales como, sin limitación, aditivos para controlar la espuma, reducir el equilibrio y la tensión superficial dinámica, controlar la reología y la lubricidad superficial. Las cantidades pueden variar dependiendo de la aplicación de recubrimiento deseada y el rendimiento en cualquier modo conocido para los expertos en la técnica. The coating compositions of the invention may include conventional additives known to those skilled in the art, such as, without limitation, additives for controlling foam, reducing balance and dynamic surface tension, controlling rheology and surface lubricity. The amounts may vary depending on the desired coating application and performance in any manner known to those skilled in the art.

Se aplican una o más composiciones de recubrimiento de la invención a un sustrato en algunas realizaciones, tales como, para un ejemplo no limitante, latas, latas de metal, envases, recipientes, receptáculos, extremos de latas, o cualquier porción de las mismos, usados para contener o tocar cualquier tipo de comida o bebida. En algunas realizaciones, se aplican uno o más recubrimientos, además de la composición de recubrimiento de la presente invención, tal como, para un ejemplo no limitante, se puede aplicar una primera capa entre el sustrato y una composición de recubrimiento de la presente invención.One or more coating compositions of the invention are applied to a substrate in some embodiments, such as, for a non-limiting example, cans, metal cans, containers, containers, receptacles, can ends, or any portion thereof, used to contain or touch any type of food or drink. In some embodiments, one or more coatings are applied, in addition to the coating composition of the present invention, such as, for a non-limiting example, a first layer can be applied between the substrate and a coating composition of the present invention.

Las composiciones de recubrimiento se pueden aplicar a sustratos en cualquier modo conocido por los expertos en la técnica. En algunas realizaciones, las composiciones de recubrimiento se pulverizan o se recubren con rodillo sobre un sustrato. Cuando se aplican por pulverización, la composición de recubrimiento puede contener, para un ejemplo no limitante, aproximadamente 10 % y aproximadamente 30 % en peso de sólidos poliméricos con respecto a aproximadamente 70 % a aproximadamente 90 % de agua que incluye otros volátiles tales como, sin limitación, cantidades mínimas de disolventes, si se desea. Para algunas aplicaciones, normalmente distintas de pulverización (tal como recubrimiento con rodillo), las dispersiones poliméricas pueden contener, para un ejemplo no limitante, desde aproximadamente 20 % hasta aproximadamente 60 % en peso de sólidos de polímero. Los disolventes orgánicos se utilizan en algunas realizaciones para facilitar la pulverización, el recubrimiento con rodillo u otros métodos de aplicación y dichos disolventes incluyen, sin limitación, n-butanol, 2-butoxi-1-etanol, xileno, tolueno, y mezclas de los mismos. En algunas realizaciones, se usa n-butanol en combinación con 2-butoxi-1-etanol. Las composiciones de recubrimiento de la presente invención se pueden pigmentar y/u opacificar con pigmentos y opacificantes conocidos en algunas realizaciones. Para muchos usos, que incluyen el uso en alimentos, para un ejemplo no limitante, el pigmento es dióxido de titanio. La composición de recubrimiento acuosa resultante se puede aplicar en algunas realizaciones por métodos convencionales conocidos en la industria de los recubrimientos. Así, para un ejemplo no limitante, se pueden usar métodos de aplicación de recubrimientos de pulverización, con rodillo, por inmersión y de flujo para tanto películas claras como pigmentadas. Después de la aplicación sobre un sustrato, el recubrimiento se cura térmicamente a temperaturas en el intervalo desde 130 °C hasta 250 °C durante tiempo suficiente para efectuar el curado completo, así como volatilizar cualquier componente fugitivo en ellas. En algunas realizaciones, la composición de recubrimiento no es capaz de ser suficientemente curada con radiación.The coating compositions may be applied to substrates in any manner known to those skilled in the art. In some embodiments, the coating compositions are sprayed or coated with roller on a substrate. When spray applied, the coating composition may contain, for a non-limiting example, about 10% and about 30% by weight of polymer solids with respect to about 70% to about 90% water that includes other volatiles such as, without limitation, minimum amounts of solvents, if desired. For some applications, usually other than spray (such as roller coating), the polymer dispersions may contain, for a non-limiting example, from about 20% to about 60% by weight of polymer solids. Organic solvents are used in some embodiments to facilitate spraying, roller coating or other application methods and such solvents include, without limitation, n-butanol, 2-butoxy-1-ethanol, xylene, toluene, and mixtures thereof. same. In some embodiments, n-butanol is used in combination with 2-butoxy-1-ethanol. The coating compositions of the present invention can be pigmented and / or opacified with pigments and opacifiers known in some embodiments. For many uses, which include use in food, for a non-limiting example, the pigment is titanium dioxide. The resulting aqueous coating composition can be applied in some embodiments by conventional methods known in the coatings industry. Thus, for a non-limiting example, methods of applying spray, roller, immersion and flow coatings can be used for both clear and pigmented films. After application on a substrate, the coating is thermally cured at temperatures in the range from 130 ° C to 250 ° C for sufficient time to effect complete cure, as well as volatilize any fugitive component in them. In some embodiments, the coating composition is not capable of being sufficiently cured with radiation.

Para sustratos previstos como recipientes para comida o bebida, las composiciones de recubrimiento se pueden aplicar a una tasa en el intervalo desde aproximadamente 0,5 hasta aproximadamente 15 miligramos de recubrimiento de polímero por pulgada cuadrada de superficie expuesta de sustrato. En algunas realizaciones, el recubrimiento dispersable en agua se aplica a un espesor entre aproximadamente 1 y aproximadamente 25 micrómetros.For substrates intended as food or beverage containers, the coating compositions may be applied at a rate in the range of about 0.5 to about 15 milligrams of polymer coating per square inch of exposed substrate surface. In some embodiments, the Water dispersible coating is applied at a thickness between about 1 and about 25 micrometers.

EjemplosExamples

La invención se describirá adicionalmente por referencia a los siguientes ejemplos no limitantes.The invention will be further described by reference to the following non-limiting examples.

Ejemplo 1Example 1

Se agitaron 1,0 g de lignina de soda Protobind 1000 (ALM India), 0,2 ml de dimetiletanolamina, 3,2 g de agua y 0. 71 g de un reticulante de fenol-formaldehído (70 % de sólidos) para formar una disolución uniforme y se redujo con un rodillo de reducción N° 7 sobre un panel de acero con chapa de electroestaño de 5x5 pulgadas (12,7 x 12,7 cm) N° 80. La composición resultante se secó en horno durante 10 minutos a 400 °F (204 °C) en un horno de gas. La película curada fue capaz de resistir 60 frotamientos dobles con MEK, tuvo 50 % de adhesión (por el método de desprendimiento con cinta de trama cruzada), una dureza de lápiz 2H, y ninguna fisura de 20 pulgadas libra (2,26 newton metro) de impacto inverso.1.0 g of Protobind 1000 soda lignin (ALM India), 0.2 ml of dimethylethanolamine, 3.2 g of water and 0. 71 g of a phenol-formaldehyde crosslinker (70% solids) were stirred to form a uniform solution and was reduced with a No. 7 reduction roller on a steel panel with 5x5 inch (12.7 x 12.7 cm) No. 80 electro-tin plate. The resulting composition was oven dried for 10 minutes at 400 ° F (204 ° C) in a gas oven. The cured film was able to withstand 60 double rubs with MEK, had 50% adhesion (by the method of detachment with cross-weave tape), a 2H pencil hardness, and no 20-inch pound crack (2.26 newton meter ) reverse impact.

Después de 1 hora en agua hirviendo, la película no experimentó veladura.After 1 hour in boiling water, the film did not experience glare.

Ejemplo 2Example 2

Se agitaron 0,80 g de lignina de soda Protobind 1000, 0,20 g de Cymel 303, 0,24 ml de dimetiletanolamina y 2,8 ml de agua para formar una disolución uniforme y se secó en horno del mismo modo que el Ejemplo 1. La película curada tuvo una dureza de lápiz HB, 0 % de adhesión, resistió 100 frotamientos dobles con MEK, no tuvo veladura y tuvo algunas fisuras después de 20 pulgadas libra de impacto inverso.0.80 g of Protobind 1000 soda lignin, 0.20 g of Cymel 303, 0.24 ml of dimethylethanolamine and 2.8 ml of water were stirred to form a uniform solution and oven dried in the same manner as Example 1. The cured film had an HB pencil hardness, 0% adhesion, withstood 100 double rubs with MEK, had no glare and had some cracks after 20 inches pound of reverse impact.

Ejemplo 3Example 3

Se agitaron 1,0 g de una lignina de organosolv, 0,36 g de una resina de fenol-formaldehído y 3,6 g de butil cellosolve para formar una disolución uniforme y se secó en horno del mismo modo que el Ejemplo 1. La película curada fue capaz de resistir 100 frotamientos dobles con MEK, tuvo una dureza de lápiz 2H, 100 % de adhesión, ninguna fisura después de 20 pulgadas libra de impacto inverso y no tuvo veladura.1.0 g of an organosolv lignin, 0.36 g of a phenol-formaldehyde resin and 3.6 g of butyl cellosolve were stirred to form a uniform solution and oven dried in the same manner as Example 1. The Cured film was able to withstand 100 double rubs with MEK, had a 2H pencil hardness, 100% adhesion, no cracks after 20 inches of reverse impact and had no glare.

Ejemplo 4Example 4

Se preparó un (co)polímero acrílico a partir de una disolución de 20 g de metacrilato de glicidilo, 20 g de estireno, 60 g de acrilato de butilo y 6,0 g de peróxido de benzoílo (70 % en agua). La disolución resultante se añadió a 100 g de butil cellusolve a 120 °C durante 2 horas. La disolución resultante se mantuvo durante 30 minutos. A continuación, se añadió 1,0 g de peroctoato de t-butilo, luego se mantuvo durante 90 minutos. Se enfrió la disolución resultante de (co)polímero acrílico.An (co) acrylic polymer was prepared from a solution of 20 g of glycidyl methacrylate, 20 g of styrene, 60 g of butyl acrylate and 6.0 g of benzoyl peroxide (70% in water). The resulting solution was added to 100 g of butyl cellusolve at 120 ° C for 2 hours. The resulting solution was maintained for 30 minutes. Next, 1.0 g of t-butyl peroctoate was added, then held for 90 minutes. The resulting solution of (co) acrylic polymer was cooled.

Se agitaron 0,70 g de una lignina de organosolv, 0,60 g de la disolución de (co)polímero acrílico preparada anteriormente y 1,7 g de butil cellusolve para formar una disolución uniforme y se secó en horno del mismo modo que el Ejemplo 1. La película curada tuvo una dureza de lápiz HB, 100 % de adhesión, fue capaz de resistir 100 frotamientos dobles con MEK, no tuvo fisuras después de 20 pulgadas libra de impacto inverso ni veladura.0.70 g of an organosolv lignin, 0.60 g of the acrylic co-polymer solution prepared above and 1.7 g of butyl cellusolve were stirred to form a uniform solution and oven dried in the same manner as the Example 1. The cured film had a hardness of HB pencil, 100% adhesion, was able to withstand 100 double rubs with MEK, had no cracks after 20 inches pound of reverse impact or glaze.

Ejemplo 5Example 5

Se agitaron 0,80 g de LignoBoost (lignina combustible de kraft, Metzo), 0,40 g de una resina fenólica, 2,6 g de butil cellosolve y 0,2 g de agua para formar una disolución uniforme y se secó en horno del mismo modo que el Ejemplo 1. La película curada tuvo 100 % de adhesión, una dureza de lápiz 2H, fue capaz de resistir 100 frotamientos dobles con MEK, no tuvo fisuras después de 20 pulgadas libra de impacto inverso ni veladura.0.80 g of LignoBoost (kraft fuel lignin, Metzo), 0.40 g of a phenolic resin, 2.6 g of butyl cellosolve and 0.2 g of water were stirred to form a uniform solution and dried in the oven in the same way as Example 1. The cured film had 100% adhesion, a 2H pencil hardness, was able to withstand 100 double rubs with MEK, had no cracks after 20 inches of reverse impact or glare.

Ejemplo 6Example 6

Se preparó un (co)polímero acrílico a partir de una disolución de 30 g de metacrilato de glicidilo, 30 g de metacrilato de hidroxilpropilo, 30 g de acrilato de butilo, 10 g de metacrilato de metilo y 6,0 g de peróxido de benzoílo (70 % en agua). La disolución resultante se añadió a 100 g de butil cellosolve a 120 °C durante 2 horas. La disolución resultante se mantuvo durante 30 minutos. A continuación, se añadió 1,0 g de peroctoato de t-butilo, luego se mantuvo durante 30 minutos. Se enfrió la disolución de (co)polímero acrílico resultante.An (co) acrylic polymer was prepared from a solution of 30 g of glycidyl methacrylate, 30 g of hydroxylpropyl methacrylate, 30 g of butyl acrylate, 10 g of methyl methacrylate and 6.0 g of benzoyl peroxide (70% in water). The resulting solution was added to 100 g of butyl cellosolve at 120 ° C for 2 hours. The resulting solution was maintained for 30 minutes. Next, 1.0 g of t-butyl peroctoate was added, then held for 30 minutes. The resulting acrylic co-polymer solution was cooled.

Se agitaron 0,70 g de LignoBoost, 0,60 g de la disolución de (co)polímero acrílico, 0,2 g de agua y 1,5 g de butil cellosolve para formar una disolución uniforme y se secó en horno del mismo modo que el Ejemplo 1. La película curada tuvo una dureza de lápiz 2H, 100 % de adhesión, fue capaz de resistir 100 frotamientos dobles con MEK, no tuvo veladura ni fisuras después de 20 pulgadas libra de impacto inverso. 0.70 g of LignoBoost, 0.60 g of the solution of (co) acrylic polymer, 0.2 g of water and 1.5 g of butyl cellosolve were stirred to form a uniform solution and oven dried in the same way that Example 1. The cured film had a 2H pencil hardness, 100% adhesion, was able to withstand 100 double rubs with MEK, had no glare or cracks after 20 inches pound of reverse impact.

Claims

1. Method of coating a substrate that is a can or container for food or beverages, which comprises applying a coating composition comprising a mixture of:

a) an unmodified lignin;

b) a solvent; Y

c) a crosslinker,

to the substrate and thermally cure the coating at a temperature in the range from 130 ° C to 250 ° C to obtain a coated substrate.

2. The method according to claim 1, wherein the lignin has a neutral or negative charge.

3. The method according to any of the preceding claims, wherein the coating composition is sprayed or coated with roller on the substrate.

4. The method according to any of the preceding claims, wherein the crosslinker comprises an epoxy crosslinker, a polymeric epoxy crosslinker, benzoguanamine formaldehyde, glycoluril, melanin formaldehyde, a phenolic crosslinker, urea formaldehyde, an isocyanate, a blocked isocyanate, or a mixture thereof.

5. The method according to claim 4, wherein the polymeric epoxy crosslinker comprises glycidyl (meth) acrylate.

6. The method according to claim 4, wherein the phenolic crosslinker comprises phenol-formaldehyde.

7. A coated can or food or beverage container according to the method of any of the preceding claims.