MXPA04002143A - Composiciones de revestimiento que tienen estabilizador funcional de epoxia. - Google Patents
Composiciones de revestimiento que tienen estabilizador funcional de epoxia.Info
- Publication number
- MXPA04002143A MXPA04002143A MXPA04002143A MXPA04002143A MXPA04002143A MX PA04002143 A MXPA04002143 A MX PA04002143A MX PA04002143 A MXPA04002143 A MX PA04002143A MX PA04002143 A MXPA04002143 A MX PA04002143A MX PA04002143 A MXPA04002143 A MX PA04002143A
- Authority
- MX
- Mexico
- Prior art keywords
- acid
- coating composition
- coating
- stabilizer
- unit derived
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C09D133/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
- C09D133/062—Copolymers with monomers not covered by C09D133/06
- C09D133/068—Copolymers with monomers not covered by C09D133/06 containing glycidyl groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F290/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups
- C08F290/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups on to polymers modified by introduction of unsaturated end groups
- C08F290/06—Polymers provided for in subclass C08G
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F290/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups
- C08F290/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups on to polymers modified by introduction of unsaturated end groups
- C08F290/06—Polymers provided for in subclass C08G
- C08F290/061—Polyesters; Polycarbonates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F290/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups
- C08F290/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups on to polymers modified by introduction of unsaturated end groups
- C08F290/06—Polymers provided for in subclass C08G
- C08F290/064—Polymers containing more than one epoxy group per molecule
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D163/00—Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D201/00—Coating compositions based on unspecified macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D4/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; Coating compositions, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09D183/00 - C09D183/16
- C09D4/06—Organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond in combination with a macromolecular compound other than an unsaturated polymer of groups C09D159/00 - C09D187/00
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/65—Additives macromolecular
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L27/04—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing chlorine atoms
- C08L27/06—Homopolymers or copolymers of vinyl chloride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C08L33/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
- C08L33/10—Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Anti-Oxidant Or Stabilizer Compositions (AREA)
Abstract
Una composicion de revestimiento que incluye un estabilizador funcionalizado por epoxia con una unidad monomerica derivada de un ester de glicidilo de un acido a,??-no saturado o un anhidrido del mismo; y una dispersion termoplastica.
Description
COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO QUE TIENEN ESTABILIZADOR FUNCIONAL DE EPOXIA
CAMPO TÉCNICO Esta invención se refiere a composiciones de revestimiento y procesos para elaborar las composiciones de revestimiento. Más particularmente, la invención se refiere a composiciones de revestimiento que tienen una dispersión termoplástica estabilizada con al menos un compuesto funcionalizado por epoxia.
ANTECEDENTES Los revestimientos de contenedor convencionales pueden derivarse de una formulación térmicamente curable que incluye partículas de un material termoplástico, típicamente polímeros de cloruro de vinilo (por ejemplo, polivinilcloruro (PVC)), en un solvente orgánico. Cuando estos revestimientos se aplican a un sustrato y se curan, el termoplástico puede degradarse y decolorarse. Para estabilizar el material termoplástico (reducir la degradación) durante el proceso de curación, las resinas epoxídicas tales como, por ejemplo, éteres de poliglicidilo de polioles cíclicos como bisfenol A (frecuentemente referido como "BADGE") y novolacas de epoxia, pueden agregarse a la formulación de revestimiento. Las novolacas de epoxia y el aceite de linaza epoxidado también se han utilizado como estabilizadores para las formulaciones de revestimiento termoplástico. Las resinas epoxídicas pueden elaborarse al reaccionar los monómeros tales como bisfenol A (isopropilideno-di-fenol) y epiclorohidrina (1 -cloro-2,3-oxipropano) al bisfenol-A-diglicidiléter intermedio (BADGE). Esta reacción frecuentemente da como resultado una pequeña cantidad de BADGE sin reaccionar el cual, en la industria de envase de alimentos, podría conducir potencialmente a la contaminación de los alimentados envasados. Otro componente comúnmente utilizado en las composiciones de revestimiento es bisfenol A, frecuentemente utilizado como un diluyente reactivo. De manera indeseable, el alimento envasado puede extraer estos monómeros y los compuestos funcionales de epoxia del tiempo extra del revestimiento curado. Para reducir la contaminación potencial de los artículos envasados, es deseable reducir el contenido de epoxia extraíble en los revestimientos aplicados a contenedores de bebidas y alimentos. Los compuestos de epoxia con pesos equivalentes de epoxia altos pueden utilizarse para reducir el contenido de epoxia extraíble en el revestimiento. Sin embargo, si las epoxias estándares con pesos equivalentes más altos que aquella de novolaca de epoxia (por ejemplo, aproximadamente 178) se incorporan en composiciones a un nivel eficaz, el funcionamiento del revestimiento se compromete, particularmente la adhesión . Además, los grupos funcionales de hidróxilo en estos compuestos de peso molecular alto reaccionan con aditivos tales como las sustancias formadoras de película secundarias (por ejemplo, resinas de urea-formaldehído, acrílicos, y fenólicos) en la formulación de revestimiento. Esta reacción aumenta la degradación , la cual reduce la adhesión y la flexibilidad del revestimiento. Un revestimiento curado que es demasiado frágil (por ejemplo, de demasiada degradación) podría ser inadecuado para utilizarse en contenedores metálicos profundamente extraídos, los cuales requieren suficiente flexibilidad de revestimiento para curvarse y formarse.
BREVE DESCRIPCIÓN En un aspecto, la invención es una composición de revestimiento que incluye un estabilizador funcionalizado por epoxia con una unidad monomérica derivada de un éster de glicidilo de un ácido a,ß-no saturado, o un anhídrido del mismo; y una dispersión termoplástica. En un segundo aspecto, la invención es un método para elaborar una composición de revestimiento que incluye (1 ) aplicar a un contenedor una composición de revestimiento que incluye: (a) un estabilizador funcionalizado por epoxia, en donde el estabilizador es un copolímero que incluye 20% a 90% en peso de una primera unidad monomérica derivada de un éster de glicidilo de un ácido a, ß-?? saturado, o un anhídrido del mismo; y 80% a 10% de una segunda unidad monomérica derivada del derivado de un (met)acrilato de alquilo que tiene la estructura:
en donde Ri es hidrógeno o metilo, y R2 es un grupo alquilo que tiene uno a dieciséis átomos de carbono; y (b) una dispersión termoplástica; y (2) curar la composición de revestimiento para formar un revestimiento. En un tercer aspecto, la invención es un método para elaborar un contenedor revestido que incluye la etapa de aplicar la composición de revestimiento a un contenedor y curarla para formar un contenedor revestido. En un cuarto aspecto, la invención es un método para envasar alimentos que incluye aplicar la composición a un sustrato, curarla para formar un revestimiento sobre el sustrato; formar el sustrato hacia un contenedor, y rellenar ei contenedor con un artículo alimenticio. Las composiciones de revestimiento de la invención estabilizan las resinas elaboradas de poliolefinas halogenadas tales como, por ejemplo, polivinilcloruro, todavía los revestimientos curados son lo suficientemente flexibles para utilizarse en los contenedores metálicos profundamente extraídos. Los revestimientos se adhieren bien a sustratos y protegen los componentes termoplásticos de la composición de la ruptura térmica. El polímero acrílico de la presente invención puede servir múltiples funciones en la composición de revestimiento, incluyendo, por ejemplo, un diluyente reactivo y un degradador térmico. Las composiciones de revestimiento son esencialmente libres o libres de compuestos funcionales de epoxia e intermedios utilizados para elaborar los compuestos funcionales de epoxia, tales como novolaca de epoxia, bisfenol-A, bisfenol-F, éter de diglicidilo bisfenol-A, y diglicidiléter bisfenol F.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS En una modalidad, la invención es una composición de revestimiento que incluye una dispersión termoplástica y un estabilizador funcionalizado por epoxia. El estabilizador funcionalizado por epoxia incluye una unidad monomérica funcionalizada por epoxia con un enlace doble de carbono-carbono y un grupo de oxirano pendiente. Preferentemente, el monómero se deriva de un éster de glicidilo de un ácido a, ß-?? saturado, o un anhídrido del mismo. El ácido a, ß-?? saturado puede ser un ácido monocarboxílico o un ácido dicarboxílico. Los ejemplos de tales ácidos carboxílicos incluyen, pero no se limitan a, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido etacrílico, ácido a-cloroacrílico, ácido oc-cianoacrílico, ácido ß-metilacrílico (ácido crotónico), ácido a-fenilacrílico, ácido ß-acriloxipropiónico, ácido sórbico, ácido oc-clorosórbico, ácido angélico, ácido cinámico, ácido p-clorocinámico, ácido ß-estearilacrílico, ácido itacónico, ácido citracónico, ácido mesacónico, ácido glutacónico, ácido aconítico, ácido maléico, ácido fumárico, tricarboxietileno, anhídrido maléico, y mezclas de los mismos. Los ejemplos específicos de los monómeros que contienen un grupo glicidilo son (met)acrilato de glicidilo, (es decir, metacrilato de glicidilo y acrilato de glicidilo), itaconato de mono-y di-glicidilo, maleato de mono- y di-glicidilo, y formato de mono- y di-glicidilo. También se contempla que el éter de glicidilo alilo y éter de glicidilo vinilo pueden utilizarse como el monómero. Un monómero funcionalizado por epoxia preferido para utilizarse en el estabilizador es (met)acrilato de glicidilo, el cual tiene la siguiente estructura:
en donde es hidrógeno o metilo. El estabilizador funcionalizado por epoxia resultante es un homopolímero elaborado de unidades monoméricas de (met)acrilato de glicidilo que pueden representarse con la siguiente estructura:
(?)
En otra modalidad, el monómero funcionalizado por epoxia puede ser mediante un copolímero con una fórmula general [A-B]n, en donde A es una unidad monomérica derivada del monómero funcionalizado por epoxia y B es una unidad monomérica derivada de un (met)acrilato de alquilo que tiene la estructura: (??)
en donde R1 es hidrógeno o metilo, y R2 es un grupo alquilo que contiene una a seis átomos de carbono. El grupo R2 puede sustituirse con una o más, y típicamente una a tres, porciones tales como, por ejemplo, hidróxi, halo, amino, fenilo, y alcoxi. Los (met)acrilatos de alquilo utilizados en el copolímero comprenden por lo tanto (met)acrilatos de alquilo hidroxi y (met)acrilatos de aminoalquilo. El (met)acrilato de alquilo puede ser un éster de ácido acrílico o metacrílico. Los ejemplos de esteres de ácido (met)acrílico adecuados son ésteres de alquilo C i_24 o esteres de cicloalquilo de ácidos etacrílicos o acrílicos, tales como acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de ropilo, acrilato de ¡sopropilo, acrilato de n-butilo, acrilato de isobutilo, acrilato de t-butilo, acrilato de hexilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de n-octifo, acrilato de decilo, acrilato de estearilo, acrilato de laurilo, acrilato de ciclohexilo, metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de n-propilo, metarilato de isopropilo, metacrilato de n-butilo, metacrilato de isobutilo, metacrilato de t-butilo, metacrilato de hexilo, metacrilato de 2-etilhexilo, metacrilato de octilo, metacrilato de decilo, metacrilato de laurilo, metacrilato de estearilo, metacrilato de ciclohexilo, etc. ; ésteres de alcoxialquilo C2-i s de ácidos metacrílicos o acrílicos, tales como acrilato de metoxibutilo, metacrilato de metoxibutilo, acrilato de metoxietilo, metacrilato de metoxietilo, acrilato de etoxibutilo, metacrilato de etoxibutilo, etc. ; y lo similar. En un aspecto de la invención, Ri es metilo y R2 es un grupo alquilo que tiene de dos a ocho átomos de carbono. En otro aspecto, R1 puede ser metilo y R2 puede ser un grupo alquilo que tiene dos a cuatro átomos de carbono. Los ejemplos de (met)acrilato de alquilo incluyen, pero no se limitan a, metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo, isobutilo, pentilo, isoamilo, hexilo, 2-aminoetilo, 2-hidroxietilo, 2-etilhexilo, ciclohexilo, decilo, isodecilo, bencilo, 2-hidroxipropilo, laurilo, isobornilo, octilo, y (met)acrilatos de nonilo. En una modalidad preferida, el estabilizador funcionalizado por epoxia es un copolímero elaborado de metacrilato de etilo (EMA), y metacrilato de glicídilo (G A), en donde un producto de reacción resultante puede comprender unidades tales como aquellas con la siguiente estructura:
(IV) En otra modalidad, el estabilizador funcional por epoxia tiene la estructura general [A-B-C]n, en donde A es una unidad monomérica derivada del monómero funcionalizado por epoxia, B es una unidad monomérica derivada del (met)acrilato de alquilo de la fórmula (III), y C es una unidad monomérica derivada de un monómero mono no saturado. Las unidades monoméricas mono no saturadas que pueden incorporarse en el copolímero de (met)acrilato de alquilo/funcionalizado por epoxia se derivan de los monomeros que incluyen, pero no se limitan a, monómeros de vinilo, como estireno, un haloestireno, isopreno, dialilftalato, a-metilestireno, tolueno de vinilo, naftaleno de vinilo, y mezclas de los mismos. Otros monómeros de vinilo polimerizables adecuados incluyen acrilonitrilo, acrilamida, metacrilamida, metacrilonitrilo, acetato de vinilo, propionato de vinilo, butirato de vinilo, estearato de vinilo, acrilamida de isobutoximetilo, y lo similar. Otros monómeros polimerizables adecuados son derivados de estireno; acrllatos tales como acrilato de etilo, acrilato de butilo, metacrilato de metilo; y otros materiales poliméricos similares. Los ejemplos adicionales de monómeros no saturados que contienen anillo hidrocarburo adecuados para la incorporación en el estabilizador incluyen estireno, a-metilestireno, (met)acrilato de fenilo, (met)acrilato de feniletilo, (met)acrilato de fenilpropilo, (met)acrilato de bencilo, (met)acrilato de fenoxietilo, (met)acrilato de ciclohexilo, ftalato de 2-acriloiloxi-etilhidrógeno, ftalato de 2-acriloiloxipropilhidrógeno, ftalato de 2-acriloiloxipropilhexahidrohidrógeno, ftalato de 2-acriloiloxipropiltetrahidrógeno, éster de ácido p-t-butil-benzoico con (met)acrilato de hidroxietilo, (met)acriiato de diciclopentenilo, etc.
El monómero funcionalizado por epoxia preferentemente se presenta en el estabilizador a una concentración no menor a aproximadamente 10% en peso del polímero, y hasta aproximadamente 100% en peso del polímero. El estabilizador preferentemente incluye aproximadamente 20% en peso a aproximadamente 90% en peso del monómero funcionalizado por epoxia. Preferentemente, el estabilizador funcionalizado por epoxia puede tener un peso molecular promedio en peso (Mw) de aproximadamente 2,000 a aproximadamente 15,000. Más preferentemente, el estabilizador tiene un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 4,000 a aproximadamente 8,000. El estabilizador funcionalizado por epoxia puede elaborarse por una variedad de métodos. Por ejemplo, el estabilizador funcionalizado por epoxia puede ser inicialmente un copolímero de un ácido a,ß-?? saturado y un (met)acrilato de alquilo, el cual reacciona así con un haluro de glicidilo o tosilato, por ejemplo, cloruro de glicidilo, para colocar los grupos glicidilo pendientes sobre el polímero de acrilato. El ácido carboxílico a, ß-?? saturado puede ser un ácido anteriormente listado, por ejemplo. Alternativamente, un polímero de acrilato que tiene grupos hidróxilo pendientes puede formarse en una primera etapa, seguida por una reacción subsecuente para colocar los grupos glicidilo pendientes sobre el polímero de acrilato. El polímero de acrilato que tiene grupos hidróxilo pendientes puede prepararse al incorporar un monómero como metacrilato de 2-hidroxietilo o metacrilato de 3-hidroxipropilo en el copolímero de acrilato. El monómero funcionalizado por epoxia (o precursor del mismo), (met)acrilato de alquilo, y monómeros mono no saturados opcionales pueden polimerizarse mediante técnicas de polimerización de radical libre estándares, por ejemplo , utilizando iniciadores tales como peróxidos o ésteres de peróxido. En la preparación del copolímero, un agente de transferencia de cadena, tal como alcohol isopropílico o mercaptano de n-dodecilo, puede utilizarse para controlar el peso molecular del polímero. Los monómeros preferentemente reaccionan en la presencia de un sistema de iniciador adecuado. La selección del iniciador dependerá de la variedad de factores, incluyendo la temperatura de presión deseada y la presión. Los iniciadores preferidos son de cierta forma los más estables (es decir, aquellos que tienen un radical libre de energía más baja). El proceso de iniciadores adecuados incluye, por ejemplo, peróxidos, y azoalcanos (por ejemplo, VAZO 52-2,2'-azobis (2,4-dimetilpentanonitrilo), VAZO 64-2,2'-azobis (2-metilpropanonitrilo), VAZO 67-2,2'-azobis (2,4-metilbutanonitrilo), y VAZO 88-1 , 1 '-azobis (ciclohexanocarbonitrilo) disponible de E.l. DuPont deNemours & Co. ; Wilmington , DE). En un aspecto de la invención, el sistema de iniciador puede ser peróxido de ditertbutilo, que tiene una concentración de aproximadamente 4% en peso a aproximadamente 7% en peso de los monómeros. Este rango puede variar dependiendo del peso molecular del polímero deseado. En la preparación del estabilizador funcionalizado por epoxia, las temperaturas de reacción pueden ser entre aproximadamente 90°C a aproximadamente 200°C; preferentemente entre aproximadamente 140°C a aproximadamente 160°C. Sin embargo, este rango de temperatura, puede ajustarse dependiendo del tipo de sistema de iniciador utilizado y su concentración. Los monómeros preferentemente reaccionan por un tiempo suficiente para polimerizar los monómeros hacia un porcentaje de conversión de monómero a polímero de al menos aproximadamente 95% en peso, más preferentemente hacia un porcentaje de conversión de al menos aproximadamente 98%, más preferentemente hacia un porcentaje de conversión de al menos aproximadamente 99%, y óptimamente hacia un porcentaje de conversión de al menos aproximadamente 99.5%. En una modalidad de la invención, la reacción se conduce a presión ambiente. La presión ambiente frecuentemente se prefiere debido a que los costos de equipo pueden minimizarse. Una dispersión termoplástica es una composición que tiene partículas de material termoplástico dispersas en un vehículo líquido. Los vehículos líquidos adecuados incluyen un solvente orgánico, un plastificante, o una combinación de los dos. Los solventes orgánicos adecuados incluyen, por ejemplo, solventes polares tales como acetonas (por ejemplo, IBK y DIBK), éteres de glicol, alcoholes, hidrocarburos alifáticos, hidrocarburos aromáticos, o combinaciones de los mismos. Es ventajoso seleccionar un solvente que tiene una afinidad hacia el material termoplástico y/o uno que pueda absorber las partículas termoplásticas para ayudar al aumento de la viscosidad.
Además, los vehículos preferidos tienen suficiente volatilidad para evaporarse sustancialmente en su totalidad de la composición de revestimiento durante el proceso de curación. Cuando el vehículo líquido comprende un solvente orgánico o una combinación de un solvente orgánico y un plastificante, frecuentemente se refiere como un organosol. Los organosoles útiles en las composiciones de la invención, incluyen, por ejemplo, organosoles de vinilo. Un "organosol de vinilo", según se utiliza en la presente, es una dispersión de polímeros de cloruro de vinilo (preferentemente polímeros de cloruro de vinilo de peso molecular alto) en un vehículo líquido. Los polímeros de cloruro de vinilo adecuados pueden tener un peso molecular de aproximadamente 50,000 a aproximadamente 300,000; preferentemente entre aproximadamente 75,000 a aproximadamente 200,000; más preferentemente entre aproximadamente 100,000 a aproximadamente 150,000. Los "plastisoles" son dispersiones que tienen las partículas termoplásticas dispersas en un plastificante. Los ejemplos de plastificantes adecuados incluyen ftalatos, fosfatos, adipatos, sebacatos, aceites epoxidados, y poliésteres. Los materiales termoplásticos adecuados son poliolefinas halogenadas, que incluyen, por ejemplo, los copolímeros y homopolímeros de cloruro de vinilo, vinilidenofluoruro y sus copolímeros y homopolímeros, policloropreno, policloroisopreno, policlorobutileno, y combinaciones de los mimos. En un aspecto preferido de la invención, el polivinilcloruro (PVC) es un material termoplástico adecuado.
En aplicaciones que incluyen revestimientos de envasados, las partículas de grado de dispersión se prefieren, en donde las partículas varían de aproximadamente 0 a aproximadamente 5 micrones. Sin embargo, pueden utilizarse otros tamaños, tales como partículas de grado de no dispersión que varían de aproximadamente 5 a aproximadamente 100 micrones. Las composiciones de revestimiento de la invención pueden incluir opcionalmente otros aditivos y agentes. Los aditivos adecuados incluyen, por ejemplo, aquellos que mejoran la procesabilidad o industriabilidad de la composición, mejoran la estética de la composición, o para mejorar una propiedad o característica funcional particular de la composición de revestimiento o la composición curada que se da como resultado de la misma, tal como la adhesión a un sustrato. Los aditivos que pueden incluirse son vehículos, emulsificadores, pigmentos, materiales de relleno, ácidos anti-migración, anti-microbianos, diluyentes, agentes de curación, lubricantes, coalescentes, agentes humectantes, biocidas, plastificantes, degradadores, agentes antiespumahtes, colorantes, ceras, anti-oxidantes, agentes anticorrosivos, agentes de control de flujo, agentes tixotrópicos, dispersantes, promotores de adhesión, estabilizadores UV o combinaciones de los mismos. Cada ingrediente opcional puede incluirse en una cantidad suficiente para servir su propósito pretendido, pero no en tal cantidad para afectar adversamente una composición de revestimiento o una composición de revestimiento curada que se da como resultado de la misma. Además, la composición de revestimiento también puede incluir uno o más compuestos de sustancias formadoras de película secundarias que se asocian íntegramente con las partículas de material termoplástico. Los compuestos de sustancias formadores de película secundarias adecuados incluyen, por ejemplo, resinas acrílicas y guanamina-formaldehído benzo, fenólicos, formaldehído de melamina, y otras resinas de formaldehído urea. La composición de revestimiento también puede incluir uno o más catalizadores ácidos para curar los compuestos de sustancias formadoras de película secundarias. Los catalizadores de ácido adecuados incluyen ácido fosfórico, ácido cítrico, ácido disulfónico dinonilnaftaleno (DNNSA), ácido disulfónico dodecilbenceno (DDBSA), ácido sulfónico p-tolueno (p-TSA), ácido disulfónico dinonilnaftaleno (DNNDSA), fosfato de ácido fenilo (PAP), y fosfato de ácido alquilo (AAP). Los plastificantes también pueden incorporarse en la dispersión. Los solventes orgánicos adicionales pueden agregarse como diluyentes (por ejemplo, solventes aromáticos) para alterar las características de aplicación y ajustar la viscosidad y fluidez para facilidad de procesamiento y aplicación. La preparación de la dispersión termoplástica puede realizarse mediante cualquiera de los métodos conocidos de mezclado o fusión de componentes que proporciona mezclado a alta velocidad para suficiente suspensión y dispersión de las partículas. Los métodos de proceso que pueden utilizarse incluyen, por ejemplo, fusión de solución, dispersión a alta velocidad, molturación a alta velocidad, y lo similar. La dispersión sustancialmente homogénea de las partículas a lo largo de todo el vehículo líquido podría indicar una fusión o mezcla adecuada. Las partículas termoplásticas permanecen sustancialmente sin disolver en el vehículo líquido. Para preparar las composiciones de revestimiento de la invención, la dispersión generalmente se elabora de una primera etapa (una fase de dispersión) en donde la composición se espesa y de cierta forma tiene sólidos más altos que en la fase subsecuente, frecuentemente referida como "caída", en donde los componentes (por ejemplo, adición del estabilizador) se agitan a una velocidad más baja. Los métodos de proceso para elaborar las composiciones de revestimiento de la invención incluyen la mezcla, fusión, agitación de paletas, etc. La composición de revestimiento de la invención puede comprender aproximadamente 5% a aproximadamente 10% de polímero acrílico, en peso, de material no volátil. La composición de revestimiento puede aplicarse a un sustrato utilizando procedimientos conocidos en la materia, incluyendo revestimiento por aspersión, revestimiento de rodillo, revestimiento de bobina, revestimiento de cortina, revestimiento de inmersión, revestimiento meniscal, revestimiento de encuentro de caras de troquel, revestimiento de cuchilla, revestimiento de cuchillo, revestimiento por inmersión, revestimiento de muesca, revestimiento de deslizamiento, y lo similar, así como también otros tipos de revestimiento premedidos. En un aspecto en donde el revestimiento se utiliza para revestir láminas metálicas o bobinas, el revestimiento puede aplicarse por revestimiento de bobina. Después de aplicar la composición de revestimiento sobre un sustrato, la composición puede curarse utilizando una variedad de procesos, incluyendo, por ejemplo, cocción por horno ya sea por cualquiera de los métodos convencionales, o cualquier otro método que proporciona una temperatura elevada que permite a las partículas del material termoplástico fusionarse juntas. El proceso de curación puede realizarse ya sea en etapas discretas o combinadas. Por ejemplo, los sustratos pueden secarse a temperatura ambiente para dejar las composiciones de revestimiento en un estado mayormente degradado. Los sustratos revestidos pueden calentarse así para curar completamente las composiciones. En ciertos ejemplos, las composiciones de revestimiento de la invención pueden secarse y calentarse en una etapa. El proceso de curación puede realizarse a temperaturas en el rango de aproximadamente 350°F (177°C) a aproximadamente 450°F (232°C), teniendo en cuenta, sin embargo, que el extremo superior del rango de temperatura puede cambiar, dependiendo hasta de la temperatura de descomposición del material termoplástico. Por ejemplo, el PVC, comienza a degradarse a aproximadamente 370°F (188°C), mientras que los otros materiales pueden degradarse a temperaturas más altas. En las situaciones en donde el PVC se utiliza y el sustrato revestido se encuentra en forma de lámina metálica, la curación puede realizarse a aproximadamente 350°F (177°C) a aproximadamente 400°F (205°C) por aproximadamente 5 a aproximadamente 15 minutos. En donde las composiciones de revestimiento se aplican sobre bobinas metálicas, la curación típicamente se conduce a temperaturas de aproximadamente 420T (210°C) a 450°F (232°C) por aproximadamente 5-30 segundos.
Los revestimientos curados de la invención son particularmente bien adecuados como revestimientos para contenedores o moldes metálicos, a pesar de que pueden revestirse otros tipos de sustratos o materiales de envasado. Los sustratos pueden revestirse con al menos una capa del revestimiento así curado antes de que el sustrato se forme y se moldee. En donde los contenedores o moldes metálicos se forman, el revestimiento puede presentarse sobre el lado interno de los contenedores, el lado externo de los contenedores, y/o los extremos de los contenedores. Los revestimientos curados de la invención se adhieren bien al metal y proporcionan sustratos con niveles altos de resistencia a la corrosión o degradación que puede originarse por productos de bebidas o alimentos. La invención ahora se describirá con referencia a los siguientes ejemplos no limitantes.
EJEMPLOS Los siguientes ejemplos son meramente para propósitos ilustrativos solamente y no significa que limitan el alcance de las reivindicaciones anexas, ya que numerosas modificaciones y variaciones serán aparentes para aquellos expertos en la materia. Todas las partes, las proporciones, etc. en el ejemplo y el balance de la descripción escrita son en peso al menos que se indique de otra forma.
Métodos de Prueba Evaluación de Corrosión Las muestras se evalúan de aproximadamente la distancia de longitud de brazo con un ojo no auxiliar. Las burbujas y moho rojizo son indicaciones de corrosión. Un número entre 0 y 10 (inclusive) se da para "clasificar" la cantidad de corrosión observada. Una clasificación de "3" podría indicar que el 30% del revestimiento era sin corroer, una clasificación de 7 podría indicar que 70% permaneció sin corroer, etc.
Evaluación de Coloración de Superficie Las muestras se evalúan de aproximadamente la distancia de longitud de brazo con un ojo no auxiliar para buscar la decoloración del revestimiento. Un número entre 0 y 10 (inclusive) se da para "clasificar" la cantidad de coloración observada sobre el revestimiento. Una clasificación de "3" podría indicar que el 30% del revestimiento fue sin corroer, una clasificación de 7 podría indicar que el 70% fue sin colorear, etc. Para las pruebas de envase de alimentos de pescado, se sigue el siguiente criterio: para salmón, un color rosáceo a rojizo indica coloración; para el atún, un color castaño a salobre indica coloración.
Evaluación de Rojizo Las muestras se evalúan de aproximadamente la distancia de longitud de brazo con un ojo no auxiliar. Un número entre 0 y 10 (inclusive) se da para "clasificar" la cantidad de rojizo observado. Una clasificación de "3" podría indicar que el 30% del revestimiento no fue rojizo, una clasificación de 7 podría indicar que el 70% no fue rojizo, etc. Lo rojizo es indicativo de la captura de agua en el revestimiento.
Prueba de Adhesión Los moldes perlados extraídos a 54mm x 51 mm se elaboran utilizando una prensa de moldes comercial (E.W. Bliss Co.; Hastings, MI). Los moldes se lavan en solución detergente (1 oz. de detergente líquido a 1 galón de agua corriente) después se enjuagan con agua limpia. La superficie revestida se raya con un calígrafo al hacer cuatro líneas paralelas, aproximadamente dos décimas de pulgadas aparte y aproximadamente una y media pulgadas de largo, se entrecruzan a 90 grados con cuatro líneas adicionales de igual forma separadas. Una banda de Cinta de Celofán Engomada (1 " de ancho, # Producto 61 0; 3M Co. Maplewood, MN) aproximadamente de tres pulgadas de largo se presiona diagonalmente a través de los cuadros rayados. La cinta se presiona hacia abajo firmemente con el dedo. La cinta se remueve así con un tirón rápido del panel. La remoción de la cinta deberá ser un movimiento de desprendimiento en lugar de un movimiento de alzada directo, en donde el ángulo del tirón deberá ser aproximadamente 150°. La adhesión se clasifica sobre la base de cuánto revestimiento en los cuadros rayados se remueve. Ninguna remoción de revestimiento se clasifica 10 (sin falla), y la remoción completa del revestimiento se clasifica 0, (es decir, falla completa). Las clasificaciones intermedias se estiman como el porcentaje de revestimiento que no se ha removido, por ejemplo, si 80% del revestimiento permanece, la muestra se da en una clasificación de "8"; y una clasificación de "3" podría indicar que el 30% del revestimiento curado permaneció adherido al sustrato.
Tabla de Abreviaturas Designación de Marca, Fuente Descripción Abreviatura, o Nombre (Ciudad, Estado) CELLOSOLVE de butilo Eastman Éter de Butilo de Glicol (Kingsport, TN) de Etileno EMA Metacrilato de Etilo GMA Metacrilato de Glicidilo
MIBK Union Carbide Acetona de Isobutilo (Institute, WV) Metilo VMCH Union Carbide Solución Vinilo (Ciudad Texas, WV) Cymel 5010 Cytec Industries Resina de Formaldehído (Wellingford, CT) Benzoguanamina SL-404 Elementis Dispersión de Cera (Ciudad Jersey, NJ) Polimérica DEN 438 Dow Chemical Novolaca de Epoxia (Ciudad Texas, TX) Tolueno ExxonMobile (Houston, TX) Isoforona Creanova (Parsippany, NJ) Ácido Fosfórico 85% Astaris (St. Louis, MO) Dispersión de Cera Michelman Carnauba (Cincinnati, OH) Pasta de Pigmento de Silberline Aluminio (Tamaqua, PA) Ejemplo Preparatorio 1 Un matraz de reacción se equipó con un agitador, tubo condensador, y puerto de entrada de gas inerte cargado con 77.0 g de dietiléter de dietilenoglicol. Una roción de nitrógeno se inició y cierta agitación ligera del matraz de reacción inició. La temperatura del matraz se fijó a 150°C. En un recipiente separado, la pre-mezcla de monómero/iniciador se mezcló: 240.0 (2.10 mol) de EMA, 60.0 g (0.42 mol) de GMA, y 18 g (0.12 mol) de peróxido de di-tertbutilo. Una vez que el dietiléter de dietilenoglicol había alcanzado 150°C, la adición de la premezcla de monómero/iniciador se inició. La mezcla de iniciador/monómero se agregó durante un período de aproximadamente 120 minutos. Cuando la adición se completó, la temperatura del matraz de reacción se mantuvo por un adicional de 180 minutos para completar el proceso de polimerización. Un rango de temperatura de 150-155°C se mantuvo a lo largo de todo el tiempo de reacción. Siguiendo este período de mantenimiento de 1 80 minutos, el matraz de reacción se dejó enfriar, bajo agitación suave, mientras que la adición final de MIBK, 135 g, ocurrió durante un período de 45 minutos. El polímero se descargó y se caracterizó por las propiedades químicas/solución. El polímero acrílico produjo las siguientes características: una
Masa Molecular (Mw) de 7,630 Daltonas (determinadas utilizando Cromatografía de Permeabilidad de Gel (GPC de Perkin Elmer; Norwalk, CT; columnas de Toso Biosep; Montgomeryville, PA)); una Masa Molecular (Mn) (también determinada por Cromatografía de Permeabilidad de Gel) de 2160 Daltonas, Masa No Volátil o Contenido de Sólidos (20 minutos a 204°C) de 56.4% en Peso; y un Valor de Epoxia (utilizando la Concentración con bromuro de tetrabutilamonio) de 0.140 eq. oxirano/100 g de polímero.
Ejemplo Preparatorio 2 Un polímero acrílico se elaboró utilizando el mismo procedimiento que en el Ejemplo 1 Preparatorio, excepto que la cantidad de EMA fue 180.0 g (1 .57 mol) y la cantidad de GMA fue 120.0 g (0.84 mol). El polímero acrílico se descargó y se caracterizó por las propiedades químicas/solución. El polímero acrílico produjo las siguientes características: una Masa Molecular (Mw) de 7,390 Daltonas (determinadas utilizando Cromatografía de Permeabilidad de Gel (GPC de Perkin Elmer; Norwalk, CT; columnas de Toso Biosep; Montgomeryville, PA)); una Masa Molecular (Mn) (también determinada por Cromatografía de Permeabilidad de Gel) de 1 ,870 Daltonas, Masa No Volátil o Contenido de Sólidos (20 minutos a 204°C) de 56.1 % en Peso; y un Valor de Epoxia (utilizando la Concentración con bromuro de tetrabutilamonio) de 0.280 eq. oxirano/100 g de polímero.
Ejemplo Preparatorio 3 Una matraz de reacción se equipó con un agitador, tubo condensador, un puerto de entrada de gas inerte cargado con 28.9 g de celullosolve butilo. Una roción de Nitrógeno se inició, y algo de agitación ligera del matraz de reacción se inició. La temperatura del matraz se fijó por 170°C. En un recipiente separado, una pre-mezcla de monómero/iniciador se mezcló junto: 67.5 g (0.600 mol) de EMA, 45.0 g (0.320 mol) de GMA, y 6.8 g (0.05 mol) de peróxido de dicumilo. La mezcla se agitó suavemente hasta que el peróxido de dicumilo se disolvió. Una vez que cellosolve butilo había alcanzado 170°C, la adición de la premezcla de monómero/iniciador se inició. La mezcla de iniciador/monómero se agregó durante un período de aproximadamente 120 minutos. Después de que la adición se completó, la temperatura del matraz de reacción se mantuvo por un adicional de 120 minutos para completar el proceso de polimerización. Un rango de temperatura de 165-175°C se mantuvo a lo largo de todo el tiempo de reacción. Siguiendo el tiempo de mantenimiento de 120 minutos, el matraz de reacción se fijó por 160°C. Una vez que la reacción había alcanzado 160°C, 1 .1 g (0.006 mol) de peróxido de di-tertamilo se agregó y la reacción continuó por un adicional de 60 minutos. Al final del período de mantenimiento de 60 minutos un adicional de 1.1 g (0.006 mol) de peróxido de di-tertamilo se agregó y se mantuvo por 60 minutos para polimerizar el monómero restante a un 99.5% o conversión mayor. Siguiendo este período de mantenimiento de 60 minutos, el matraz de reacción se dejó enfriar, bajo agitación suave, mientras que la adición final de acetona de isobutilo metilo, 50.7 g, ocurrió durante un período de 45 minutos. El polímero se descargó y se caracterizó por las propiedades químicas/solución. El polímero produjo las siguientes características: una Masa Molecular (Mw) de 4,550 Daltonas (determinadas utilizando Cromatografía de Permeabilidad de Gel (GPC de Perkin Elmer; Norwalk, CT; columnas de Toso Biosep; Montgomeryville, PA)); una Masa Molecular (Mn) (también determinada por Cromatografía de Permeabilidad de Gel) de 1 ,260 Daltonas, Masa No Volátil o Contenido de Sólidos (20 minutos a 204°C) de 55.9% en Peso; y un Valor de Epoxia (utilizando la Concentración con bromuro de tetrabutilamonio) de 0.2810 eq. oxirano/100 g de polímero.
Ejemplo Preparatorio 4 La acetona de diisobutilo (123.9 Ibs) se agregó a un recipiente de reacción limpio equipado con un condensador de reflujo y tapado con Nitrógeno (N2). La acetona de diisobutilo se calentó a 302°F. Una premezcla de monómero/iniciador que contiene 396.5 Ibs. de metacrilato de etilo, 99.1 Ibs. de metacrilato de glicidilo, y 19.8 Ib de di-t-butilperóxido se midió en el reactor durante un período de tiempo de 2.5 a 3 horas, mientras que se mantiene la temperatura de la mezcla de reacción a 298°F a 302°F y bajo un bajo a sin reflujo. Después de que la mezcla de monómero completa se agregó al reactor, la mezcla de reacción se mantuvo a 302°F a 306°F, por dos horas, seguido por enfriamiento de la mezcla de reacción a 248°F. Así, después de agregar 188.3 Ib de éter de monobutilo de glicol de etileno (es decir, cellosolve butilo) a la mezcla de reacción, la mezcla se agitó por 30 minutos. 88.8 Ib de éter de monometilo de glicol de propileno se agregó así a la mezcla de reacción. El producto de reacción resultante contuvo 55% en peso del copolímero de metacrilato de metacrilato-etilo de glicidilo. El producto de reacción pesó aproximadamente 8.37 lb/gal. El copolímero contuvo aproximadamente 79.5% de metacrilato de etilo y 20.5% de metacrilato de glicidilo. La cromatografía de fase de gas mostró que el copolímero tubo una Mw de aproximadamente 19,250 y una M„ de aproximadamente 4,900.
Ejemplos 5-7: Preparación de las Composiciones de Revestimiento Los polímeros acrílicos se probaron en las formulaciones de organosol como un sustituto para novolaca de epoxia (por ejemplo, DEN 438 disponible de Dow Chemical, Houston, TX). Los diversos acrílicos se sustituyeron por novolaca de epoxia sobre la base de equivalentes oxirano. Las composiciones de revestimiento se prepararon como sigue: el tolueno, isoforona, IBK, y Cellosolve butilo se agregaron a un recipiente de mezclado de acero inoxidable. A este recipiente se agregó VMCH con mezclado de baja velocidad. Esta mezcla se agitó por 30 minutos manteniendo una temperatura de 30°C a 44°C. Después de 30 minutos, la mezcla se enfrió abajo de 38°C y el Cymel 5010, Dispersión de PVC, y SL-404 se agregaron con agitación. En un recipiente de mezclado de acero inoxidable separado, el pigmento de aluminio, isoforona, y ya sea novolaca de epoxia o EMA/GMA acrílico se agitaron lentamente por 30 minutos. Esta mezcla de aluminio se agregó así al recipiente de mezclado original y se agitó lentamente por 30 minutos. Finalmente, la dispersión de cera carnauba, butanol, ácido fosfórico, tolueno, e isoforona se agregaron al recipiente de mezclado y la composición de revestimiento completo se agitó por 15 minutos. Los componentes de las composiciones de revestimiento finales se resumen en la Tabla 1 .
Tabla 1 : Composiciones de Revestimiento (porcentajes en peso)
*La dispersión de PVC contiene partículas de PVC de grado de dispersión (GEON 178 disponible de Polyone; Point Henry, I N) en un solvente orgánico (AROMATIC 100 disponible de ExxonMobil; Houston, TX) y un plastificante (PARAPLEX G25 disponible de C P. Hall; Chicago, I L) Propiedades Físicas de las Formulaciones de Revestimiento
Curadas Las composiciones de revestimiento se evaluaron al aplicar una composición de revestimiento (Ejemplos 5 a 7, individualmente) a acero libre de estaño (TFS) y cocer por 20 segundos a temperatura de metal máxima de 232°C. Cada una de las composiciones de revestimiento se probó en un peso de película seca de 1 .2 mgs/cm2 a 1.6 mgs/cm2. El acero revestido se extrajo así en 54 mm x 51 mm de moldes perlados utilizando una prensa de moldes comercial (E.W. Bliss; Hastings, MI). Estos moldes se probaron así para la adhesión de revestimiento sobre la pared lateral superior, la pared lateral media, y la pared lateral inferior. Las propiedades de adhesión del molde extraído de las composiciones de revestimiento curadas se resumen en la Tabla 2.
Tabla 2: Propiedades de Adhesión de Molde Extraído de las Composiciones de Revestimiento Curadas Ejemplo Revestimiento Comparativo Ejemplo 6 Ejemplo 7 5 (Utilizó polím ero (Utilizó pol ímero (utilizó Novolaca acrílico del acrílico del de Epoxia) Ejem plo Ejem plo Preparatorio 1 ) Preparatorio 2) Adhesión Pared Lateral Superior 1 0 8 10 Pared Lateral Media 1 0 10 10 Pared Lateral Inferior 10 10 10 Debido al uso final principal para las formulaciones de revestimiento anteriormente secas es para los moldes de pescado extraídos, se utilizaron los siguientes protocolos de envase de alimentos para probar las composiciones de revestimiento:
Atún Blanco Aibacora en Agua: Se fabricaron moldes perlados de 54 mm x 51 mm de acero libre de estaño revestido con las formulaciones de revestimiento anteriores utilizando una prensa de moldes (E.W. Bliss Co.; Hastings, MI). Estos moldes se rellenaron así con atún blanco aibacora en agua, se rayaron por doble, y se procesaron por 90 minutos a 122°C en una caldera presurizada de acero inoxidable (Calderas Innova Process; Hervidor a Presión Modelo 42010 de Innovation Group Ltd.; Bettendorf, IA). Los moldes se enfriaron así rápidamente con agua, se abrieron, y se evaluaron.
Salmón de Alaska Rojo en Aceite: Se fabricaron moldes perlados de 54 mm x 51 mm de acero libre de estaño revestido con las formulaciones de revestimiento anteriores utilizando una prensa de moldes (E.W. Bliss Co.; Hastings, MI). Estos moldes se rellenaron así con salmón de Alaska rojo envasado en aceite, se rayaron por doble, y se procesaron 60 minutos a 126°C utilizando una de proceso (Esterilizador de Vapor de Presión Eléctrica; Wisconsin Aluminum Foundary Co.; Manitowoc, Wl). Los moldes se enfriaron a temperatura ambiente y almacenaron por 1 semana a 50°C. Después de una semana, los moldes se abrieron y se evaluaron.
Los resultados de los envases de alimentos se resumen en la
Tabla 3. Tabla 3: Resultados de las Pruebas de Envasado de Alimentos
Ejemplos 8-1 0: Prueba de Degradación Térmica Un Ejemplo Comparativo 8 se elaboró teniendo dispersión de
PVC (50.0 g), y un nivel de novolaca de epoxia (DEN 438) conocida por estabilizar el PVC. El Ejemplo 9 se elaboró utilizando el polímero acrílico del
Ejemplo Preparatorio 1 que se incorporó en una dispersión de organosol de PVC. La cantidad de polímero util izado en la formulación se determinó de tal forma que hubo un equivalente 1 : 1 de sustitución de oxirano. La cantidad del estabilizador agregado se compensó para la diferencia en masa no volátil entre DEN 438 (aproximadamente 75% de NV ) y el polímero acrílico (aproximadamente 60% de NVM). Un "ejemplo de control" (Ejemplo Comparativo 10) también se elaboró, y no contuvo ni novolaca ni polímero acrílico.
Tabla 4. Composiciones (en gramos)
Los Ejemplos 8, 9 y 1 0 se probaron así por su habilidad para estabilizar el PVC de la degradación térmica.
Las muestras de cada composición se aplicaron a la lámina de estaño y se cocieron 1 minuto a una temperatura de metal máxima de 232°C en un horno de aspiración de fuerza convencional (Horno Precisión Scientific; Precisión Scientific; Chicago, IL). El metal se raspó con lana de acero antes de la cocción para exponer el hierro bajo el tratamiento de estaño. Esto se hizo debido a que el hierro cataliza la degradación del PVC, probando de esta manera el estabilizador en un "escenario de peor caso". Después de la cocción, los paneles se evaluaron como el grado de PVC quemado. La muestra sin ningún estabilizador de polímero acrílico ni novolaca de epoxia (Ejemplo Comparativo 10) se carbonizó y quemó completamente. Esta apareció como partículas de ceniza que flotan alrededor en el horno. Las muestras estabilizadas con DEN 438 (Ejemplo Comparativo 8) y polímero acrílico (Ejemplo 9) ambas no se quemaron. Tanto el Ejemplo Comparativo 8 como el Ejemplo 9 se volvieron color oro sin carbonización evidente del PVC.
Ejemplo 1 1 -13: Preparación de las Composiciones de Revestimiento con Acrílicos de Peso Molecular Variante Se elaboraron composiciones de revestimiento que contuvieran polímeros acrílicos de peso molecular variante. Siguiendo el procedimiento utilizado en los Ejemplos 5-7, tres diferentes acrílicos se incorporaron en un organosol para producir las composiciones de revestimiento 1 a 13. Estas composiciones se probaron y se compararon a un revestimiento similar elaborado con novolaca de epoxia (Ejemplo Comparativo 5). Los acrílicos respetivos se sustituyeron para novolaca de epoxia sobre la base de equivalentes oxirano. Los componentes de las composiciones de revestimiento finales se resumen en la Tabla 5.
Tabla 5: Composición de Revestimiento de los Ejemplos 11 -13 (porcentajes en peso) Componente Ejemplo 1 Ejemplo 12 Ejemplo 13
Tolueno 20.67 20.67 19.50
Isoforona 12.06 12.06 1 1 .44 IBK 9.30 9.30 8.81
Cellosolve Butilo 0.01 0.01 0.01 VMCH 8.49 8.49 8.05
Cymel 501 0 5.64 5.64 5.35
Dispersión de 29.29 29.29 27.78 PVC* SL-404 1.13 1 .13 1.07
Pasta de 4.92 4.92 4.66 Pigmento de Aluminio Estabilizador Polímero Acrílico Polímero Acrílico Polímero Acrílico del Ejemplo del Ejemplo del Ejemplo Preparatorio 3 Preparatorio 2 Preparatorio 4 4.97 4.97 9.88
Dispersión de 1 .14 1 .14 1 .09 Cera Carnauba N-Butanol 2.14 2.14 2.03
Acido Fosfórico 0.24 0.24 0.23 85% Las composiciones de revestimiento de los Ejemplos 1 1 -13 se evaluaron al aplicar la composición (individualmente) a acero libre de estaño (TFS) y cocer por 20 segundos a una temperatura de metal máxima de 232°C. Las composiciones de revestimiento se probaron a un peso de película seca de 1 .2 mgs/cm2 a 1 .6 mgs/cm2. El acero revestido se fabricó así en moldes perlados de 54 mm x 51 mm. Estos moldes se probaron así para la adhesión de revestimiento sobre la pared lateral superior, la pared lateral media, y la pared lateral inferior. Adicionalmente, los moldes revestidos con estas formulaciones se probaron utilizando los protocolos de envasado de alimentos anteriormente señalados. Los resultados de esta prueba se resumen en la Tabla 6, la cual también proporciona los resultados de las mismas pruebas realizadas en el Ejemplo Comparativo 5.
Tabla 6: Funcionamiento de las formulaciones de revestimiento seco elaboradas de acrílicos de Peso Molecular variante Ejemplo
Revestimiento Ejemplo 1 1 Ejemplo 12 Ejemplo 13 Comparativo 5
Ad hesión Pared Lateral 1 0 9 9 1 0
Superior Pared Lateral 1 0 1 0 1 0 1 0 Media Pared Lateral 1 0 10 1 0 10 Inferior Atún Albacora en Agua Adhesión Pared Lateral 7 9 6 9 Superior Pared Lateral 10 10 10 1 0 Media Pared Lateral 10 10 10 10 Inferior Rojizo 10 9 8 9
Coloración de 10 10 10 10 Superficie Corrosión 10 10 1 0 10
Salmón de Alaska Rojo en Aceite Adhesión Pared Lateral g 10 1 0 10 Superior Pared Lateral 10 10 10 10 Media Pared Lateral 10 10 10 10 Inferior Rojizo 1 0 10 10 9
Coloración de 9 10 1 0 9 Superficie Corrosión 10 10 10 10
Ejemplos 14-1 5: Prueba de Degradación Térmica Un Ejemplo Comparativo 14 se elaboró teniendo dispersión de
PVC (50.0 g), y un nivel de novolaca de epoxia (DEN 438) conocida por estabilizar el PVC. El Ejemplo 15 se elaboró utilizando el polímero acrílico del
Ejemplo Preparatorio 4 que se incorporó en una dispersión de organosol de PVC. La cantidad de polímero utilizado en la formulación se determinó de tal forma que hubo un equivalente 1 : 1 de sustitución de oxirano. La cantidad del estabilizador agregado se compensó para la diferencia en masa no volátil entre DEN 438 (aproximadamente 75% de NVM) y el polímero acrílico (aproximadamente 60% de NVM). El "ejemplo de control" (Ejemplo Comparativo 1 0 que no contiene ni novolaca ni polímero acrílico) también se probó.
bla 7. Composiciones (en gramos)
Todos los tres se probaron así por su habilidad para estabilizar el PVC de la degradación térmica. Las muestras de cada composición se aplicaron a la lámina de estaño y se cocieron 1 minuto a una temperatura de metal máxima de 232°C en un homo de aspiración de fuerza convencional (Horno Precisión Scientific; Precisión Scientific; Chicago, IL). El metal se raspó con lana de acero antes de la cocción para exponer el hierro bajo el tratamiento de estaño. Esto se hizo debido a que el hierro cataliza la degradación del PVC, probando de esta manera el estabilizador en un "escenario de peor caso". Después de la cocción, los paneles se evaluaron como el grado de PVC quemado. La muestra sin ningún estabilizador de polímero acrílico ni novolaca de epoxia (Ejemplo Comparativo 10) se carbonizó y quemó completamente. Esta apareció como partículas de ceniza que flotan alrededor en el horno. Las muestras estabilizadas con DEN 438 (Ejemplo Comparativo 14) y polímero acrílico (Ejemplo 15) ambas no se quemaron. Tanto el Ejemplo Comparativo 14 como el Ejemplo 15 se volvieron color oro sin carbonización evidente del PVC. Un número de modalidades de la invención se han descrito. Sin embargo, se entenderá que diversas modificaciones pueden hacerse sin alejarse del espíritu y alcance de la invención. De acuerdo con lo anterior, otras modalidades se encuentran dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.
Claims (1)
- REIVINDICACIONES 1 . Una composición de revestimiento que comprende: un estabilizador funcionalizado por epoxia comprendiendo una unidad monomérica derivada de un éster de glicidilo de un ácido a, ß-?? saturado, o un anhídrido del mismo; y una dispersión termoplástica; en donde la composición es un revestimiento para un sustrato de metal. 2. La composición de revestimiento según la reivindicación 1 , caracterizada porque dicho ácido se selecciona del grupo que consiste de ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido etacrílico, ácido cc-cloroacrílico, ácido a-cianoacrílico, ácido ß-metacrílico (ácido crotónico), ácido cc-fenilacrílico, ácido ß-acriloxipropiónico, ácido sórbico, ácido cc-clorosórbico, ácido angélico, ácido cinámico, ácido p-clorocinámico, ácido ß-estearilacrílico, ácido itacónico, ácido citracónico, ácido mesacónico, ácido glutacónico, ácido aconítico, ácido maléico, ácido fumárico, tricarboxietileno, anhídrido maléico, y mezclas de los mismos. 3. La composición de revestimiento según la reivindicación 1 , caracterizado porque dicho ácido se selecciona del grupo que consiste de ácido acrílico y ácido metacrílico. 4. El revestimiento según la reivindicación 1 , caracterizado porque dicho estabilizador comprende además una unidad monomérica derivada de un (met)acrilato de alquilo que tiene la estructura: en donde Ri es hidrógeno o metilo, y R2 es un grupo alquilo que tiene uno a dieciséis átomos de carbono. 5. La composición de revestimiento según la reivindicación 4, caracterizada porque Ri es metilo y R2 es un grupo alquilo que tiene dos a ocho átomos de carbono. 6. La composición de revestimiento según la reivindicación 4, caracterizada porque Ri es metilo y R2 es un grupo alquilo que tiene dos a cuatro átomos de carbono. 7. La composición de revestimiento según la reivindicación 4, caracterizada porque el estabilizador es un copolímero que comprende una primera unidad monomérica derivada de metacrilato de glicidilo (GMA) y una segunda unidad monomérica derivada de metacrilato de etilo (EMA). 8. La composición de revestimiento según la reivindicación 4, comprendiendo además una unidad monomérica derivada de un monómero mono no saturado. 9. La composición de revestimiento según la reivindicación 1 , caracterizada porque el estabilizador funcionalizado por epoxia tiene un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 2,000 a aproximadamente 15,000. 10. La composición de revestimiento según la reivindicación 1 , caracterizada porque el estabilizador tiene un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 4,000 a aproximadamente 8,000. 1 1 . Una composición de revestimiento que comprende: (a) un estabilizador funcionalizado por epoxia, en donde el estabilizador es un copolímero que incluye 20% a 90% en peso de una primera unidad monomérica derivada de un éster de glicidilo de un ácido a, ß-?? saturado, o un anhídrido del mismo; y 80% a 1 0% de una segunda unidad monomérica derivada del derivado de un (met)acrilato de alquilo que tiene la estructura: en donde Ri es hidrógeno o metilo, y R2 es un grupo alquilo que tiene uno a dieciséis átomos de carbono; y (b) una dispersión termoplástica. 12. La composición de revestimiento según la reivindicación 1 1 , caracterizada porque la primera unidad monomérica se deriva de metacrilato de glicidilo (GMA) y la segunda unidad monomérica se deriva de metacrilato de etilo (EMA). 13. La composición de revestimiento según la reivindicación 1 1 , comprendiendo además una unidad monomérica derivada de un monómero mono no saturado. 14. La composición de revestimiento según la reivindicación 1 1 > caracterizada porque dicha dispersión termoplástica es un organosol de vinilo. 15. La composición de revestimiento según la reivindicación 1 1 , caracterizada porque dicha dispersión termoplástica comprende partículas termoplásticas dispersas en al menos uno de un solvente orgánico, un plastificante o una combinación de los mismos. 16. La composición de revestimiento según la reivindicación 15, caracterizada porque las partículas termoplásticas comprenden una poliolefina halogenada. 17. La composición de revestimiento según la reivindicación 15, caracterizada porque dichas partículas termoplásticas son polivinilcloruro. 18. Un contenedor de metal que tiene una composición de revestimiento aplicada al menos a una superficie del mismo, la composición comprendiendo (a) un estabilizador funcionalizado por epoxia, en donde el estabilizador es un copolímero que incluye 20% a 90% en peso de una primera unidad monomérica derivada de un éster de glicidilo de un ácido a,ß-?? saturado, o un anhídrido del mismo; y 80% a 10% de una segunda unidad monomérica derivada del derivado de un (met)acrilato de alquilo que tiene la estructura: en donde Ri es hidrógeno o metilo, y R2 es un grupo alquilo que tiene uno a dieciséis átomos de carbono; y (b) una dispersión termoplástica. 19. Un método para elaborar un contenedor revestido comprendiendo: (1) aplicar a un contenedor una composición de revestimiento que comprende: (a) un estabilizador funcionalizado por epoxia, en donde el estabilizador es un copolímero que incluye 20% a 90% en peso de una primera unidad monomérica derivada de un éster de glicidiio de un ácido a, ß-?? saturado, o un anhídrido del mismo; y 80% a 1 0% de una segunda unidad monomérica derivada del derivado de un (met)acrilato de alquilo que tiene la estructura: en donde R-¡ es hidrógeno o metilo, y R2 es un grupo alquilo que tiene uno a dieciséis átomos de carbono; y (b) una dispersión termoplástica; y (2) curar dicha composición de revestimiento para formar un revestimiento. 20. El método según la reivindicación 1 9, caracterizado porque dicho revestimiento se encuentra libre de bisfenoi A. 21 . El método según la reivindicación 19, caracterizado porque dicho revestimiento se encuentra libre de diglicidiléter de bisfenoi A. 22. El método según la reivindicación 19, caracterizado porque dicho revestimiento se encuentra libre de bisfenoi F. 23. El método según la reivindicación 1 9, caracterizado porque dicho revestimiento se encuentra libre de diglicidiléter de bisfenoi 24. Un método para envasar alimentos comprendiendo: (1 ) aplicar a un sustrato una composición de revestimiento que comprende: (a) un estabilizador funcionalizado por epoxia, en donde el estabilizador es un copolímero que incluye 20% a 90% en peso de una primera unidad monomérica derivada de un éster de glicidilo de un ácido a,ß-?? saturado, o un anhídrido del mismo; y 80% a 10% de una segunda unidad monomérica derivada del derivado de un (met)acrilato de alquilo que tiene la estructura: en donde es hidrógeno o metilo, y R2 es un grupo alquilo que tiene uno a dieciséis átomos de carbono; y (b) una dispersión termoplástica; y (2) curar dicha composición de revestimiento para formar un revestimiento sobre el sustrato; (3) formar un contenedor del sustrato de metal revestido; y (4) colocar el alimento en dicho contenedor.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US31773401P | 2001-09-06 | 2001-09-06 | |
PCT/US2002/026484 WO2003022944A1 (en) | 2001-09-06 | 2002-08-20 | Coating compositions having epoxy functional stabilizer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
MXPA04002143A true MXPA04002143A (es) | 2004-06-29 |
Family
ID=23235043
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
MXPA04002143A MXPA04002143A (es) | 2001-09-06 | 2002-08-20 | Composiciones de revestimiento que tienen estabilizador funcional de epoxia. |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1432770B1 (es) |
AT (1) | ATE414750T1 (es) |
CA (1) | CA2459054A1 (es) |
DE (1) | DE60229965D1 (es) |
ES (1) | ES2314105T3 (es) |
MX (1) | MXPA04002143A (es) |
WO (1) | WO2003022944A1 (es) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BRPI0614747B1 (pt) | 2005-08-11 | 2018-02-06 | Valspar Sourcing, Inc. | Composição de revestimento para acondicionamento endurecível, método para revestir um substrato metálico com uma composição de revestimento para acondicionamento endurecível, e, recipiente metálico para gêneros alimentícios |
DE102005056959A1 (de) | 2005-11-29 | 2007-05-31 | W.R. Grace & Co. Conn. | Badge- und BPA-freie Dosenbeschichtung |
US9132449B2 (en) | 2007-05-02 | 2015-09-15 | Valspar Sourcing, Inc. | Coating system |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3402016A1 (de) * | 1984-01-21 | 1985-07-25 | Röhm GmbH, 6100 Darmstadt | Zur beschichtung geeignete polymerpraeparationen mit verbesserter haftung und ihre herstellung |
DD281311A7 (de) * | 1986-08-29 | 1990-08-08 | Leuna Werke Veb | Haftvermittler zum verbinden von metallen mit pvc-plastisolen |
US5514433A (en) * | 1993-07-30 | 1996-05-07 | The Dexter Corporation | Coating composition for metal containers |
DE19706810C1 (de) * | 1997-02-21 | 1998-04-02 | Basf Coatings Ag | Innenlack für Behälterverschlüsse, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung |
JP2001081260A (ja) * | 1999-09-16 | 2001-03-27 | Nof Corp | 塩化ビニル系樹脂組成物 |
-
2002
- 2002-08-20 DE DE60229965T patent/DE60229965D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-08-20 MX MXPA04002143A patent/MXPA04002143A/es active IP Right Grant
- 2002-08-20 WO PCT/US2002/026484 patent/WO2003022944A1/en not_active Application Discontinuation
- 2002-08-20 ES ES02773226T patent/ES2314105T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2002-08-20 CA CA002459054A patent/CA2459054A1/en not_active Abandoned
- 2002-08-20 EP EP02773226A patent/EP1432770B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-08-20 AT AT02773226T patent/ATE414750T1/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1432770B1 (en) | 2008-11-19 |
EP1432770A1 (en) | 2004-06-30 |
WO2003022944A1 (en) | 2003-03-20 |
DE60229965D1 (de) | 2009-01-02 |
ES2314105T3 (es) | 2009-03-16 |
CA2459054A1 (en) | 2003-03-20 |
ATE414750T1 (de) | 2008-12-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6916874B2 (en) | Coating compositions having epoxy functional stabilizer | |
EP2074184B1 (en) | Coated article | |
CA2857551C (en) | Coating composition for a food or beverage can | |
US9546296B2 (en) | Coating compositions, coatings and methods for sound and vibration damping and water resistance | |
WO2013161948A1 (ja) | 非水系コーティング剤用の消泡剤 | |
US6924328B2 (en) | Stabilized coating compositions | |
JP6976260B2 (ja) | 変性ポリオレフィン系樹脂 | |
US5137952A (en) | Plastisol compositions | |
EP2838816B1 (en) | Low voc, water-based coating compositions suitable for protecting metal containing substrates including food and beverage packages | |
NZ226335A (en) | Non-aqueous polymer dispersions comprising two polymers, one of which is insoluble and has attached thereto or adsorbed thereon a soluble polymer; use in reducing the drying time of alkyd-containing coating | |
MXPA04002143A (es) | Composiciones de revestimiento que tienen estabilizador funcional de epoxia. | |
KR20200097752A (ko) | 패키징 코팅 조성물을 위한 폴리옥사졸린 경화 | |
EP0508536A1 (en) | Aqueous dispersions of self-crosslinking acrylic polymers and water-based thermosetting compositions therefrom | |
US20220081585A1 (en) | Coating Material | |
EP1434831B1 (en) | Stabilized coating compositions | |
CN111727156B (zh) | 自固化涂料组合物 | |
JPH08302275A (ja) | 水性樹脂分散体 | |
JP2006160942A (ja) | 塗料用水性樹脂組成物及び塗装仕上げ方法 | |
JP3867566B2 (ja) | 塗料用樹脂組成物 | |
WO2021095716A1 (ja) | エマルジョン組成物、およびその製造方法 | |
JPH02124983A (ja) | 水性被覆用樹脂組成物 | |
JPH01156359A (ja) | 水性被覆用樹脂組成物及びその製造方法 | |
JPH01279947A (ja) | 水性被覆用樹脂組成物及びその製造方法 | |
JPS6272764A (ja) | 缶内面用水性塗料 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Grant or registration |