RU2562985C2 - Композиция покрытия с улучшенной адгезией к контейнерам - Google Patents

Композиция покрытия с улучшенной адгезией к контейнерам Download PDF

Info

Publication number
RU2562985C2
RU2562985C2 RU2013156828/05A RU2013156828A RU2562985C2 RU 2562985 C2 RU2562985 C2 RU 2562985C2 RU 2013156828/05 A RU2013156828/05 A RU 2013156828/05A RU 2013156828 A RU2013156828 A RU 2013156828A RU 2562985 C2 RU2562985 C2 RU 2562985C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coating
acid
composition
coating composition
use according
Prior art date
Application number
RU2013156828/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013156828A (ru
Inventor
Юсеф МУССА
Клаудиа НОТС
Майкл ЛИСТ
Original Assignee
Ппг Индастриз Огайо, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ппг Индастриз Огайо, Инк. filed Critical Ппг Индастриз Огайо, Инк.
Publication of RU2013156828A publication Critical patent/RU2013156828A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2562985C2 publication Critical patent/RU2562985C2/ru

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
    • C09D167/00—Coating compositions based on polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/14—Polycondensates modified by chemical after-treatment
    • C08G59/1405—Polycondensates modified by chemical after-treatment with inorganic compounds
    • C08G59/1422—Polycondensates modified by chemical after-treatment with inorganic compounds containing phosphorus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/20—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
    • C08G59/22—Di-epoxy compounds
    • C08G59/30—Di-epoxy compounds containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen and nitrogen
    • C08G59/304—Di-epoxy compounds containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen and nitrogen containing phosphorus
    • 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
    • C09D133/02—Homopolymers or copolymers of acids; Metal or ammonium salts thereof
    • 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
    • C09D133/064—Copolymers with monomers not covered by C09D133/06 containing anhydride, COOH or COOM groups, with M being metal or onium-cation
    • 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
    • C09D143/00—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 containing boron, silicon, phosphorus, selenium, tellurium, or a metal; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D143/02—Homopolymers or copolymers of monomers containing phosphorus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51—Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/52—Phosphorus bound to oxygen only
    • C08K5/524—Esters of phosphorous acids, e.g. of H3PO3
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/1352—Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]

Abstract

Изобретение относится к композициям, которые могут быть использованы для покрытия контейнеров различных видов, таких как контейнеры для напитков и продуктов питания. Композиция покрытия включает связующее на основе смолы и от 0,1 до 10 мас.% относительно массы твердого вещества смолы в композиции покрытия продукта реакции (i) фосфорсодержащей кислоты и (ii) полиглицидилового эфира циклогександиметанола. Изобретение также относится к изделию с покрытием, содержащему контейнер и покрытие из указанной композиции, нанесенное по меньшей мере на часть контейнера. Продукт реакции обеспечивает улучшенную адгезию покрытия к подложке. Композиции могут быть приготовлены по существу свободными от бисфенола А (ВРА) и его производных, таких как диглицидиловый эфир бисфенола A (BADGE). 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к композициям, которые могут быть использованы для покрытия контейнеров различных видов, таких как контейнеры для напитков и продуктов питания.
Известный уровень техники
Самые разнообразные покрытия были использованы для нанесения покрытий на поверхности контейнеров для пищевых продуктов и напитков. Например, на металлические банки иногда наносят покрытие при использовании койлкоутинга или операции покрытия листа, когда плоскости или рулон, или лист соответствующей подложки, например, сталь или алюминий, покрывают подходящей композицией и отверждают. Затем из подложки с покрытием формуют корпус или торец банки. Кроме того, композиция покрытия может быть нанесена, например, распылением, окунанием и с помощью валика, на формованную банку и затем отверждена. Покрытия контейнеров для продуктов питания и напитков предпочтительно должны наноситься на подложку с высокой скоростью и обеспечить необходимые свойства после отверждения для соответствия требованиям конечного использования. Например, покрытие должно быть безопасным при контакте с пищевыми продуктами и иметь отличную адгезию к подложке.
Многие из композиций покрытия контейнеров для пищевых продуктов и напитков основаны на эпоксидных смолах, которые являются полиглицидиловыми эфирами бисфенола А. Бисфенол А в покрытиях упаковки в виде самого бисфенола А (ВРА) или его производных, таких как диглицидиловый эфир бисфенола A (BADGE), эпоксидные новолачные смолы и полиолы, полученные с использованием бисфенола А и бисфенола F, является проблематичным. Научные данные на сегодняшний день указывают, что небольшие следовые количества ВРА или BADGE, которые могут выделяться из существующих покрытий, не представляют риска для здоровья людей. Эти соединения, тем не менее, некоторыми воспринимаются как вредные для здоровья человека. Следовательно, существует определенная необходимость устранить эти соединения из покрытий контейнеров для продуктов питания и напитков. Таким образом, необходима композиция покрытия для герметизации контейнеров для продуктов питания или напитков, не содержащая извлекаемых количеств ВРА, BADGE или других производных бисфенола и при этом обладающая превосходными свойствами, такими как превосходная адгезия к подложке.
Краткое изложение существа изобретения
Настоящее изобретение предлагает композицию покрытия, включающую:
(a) связующее на основе смолы, такое как акриловый полимер и/или полиэфирный полимер,
(b) до 10% масс. относительно массы твердого вещества смолы в композиции покрытия продукта реакции, включающего:
(i) фосфорную кислоту и
(ii) полиглицидиловый эфир циклогександиметанола.
Указанный выше продукт реакции обеспечивает отличную адгезию отвержденной композиции покрытия к подложке, на которую она нанесена.
Настоящее изобретение также предлагает конечное изделие с покрытием, включающее:
(a) подложку и
(b) покрытие на основе вышеуказанной композиции, нанесенное на подложку.
Композиция покрытия может быть приготовлена таким образом, что она по существу не содержит бисфенола А (ВРА) и его производных, таких как диглицидиловый эфир бисфенола A (BADGE).
Осуществление изобретения
В соответствии с использованием в описании, если прямо не оговорено иное, все числа, выражающие значения, диапазоны, количества или проценты, могут быть прочитаны, как если бы им предшествовало слово "около", даже если этот термин явно не применяется. Кроме того, следует отметить, что термины и/или фразы во множественном числе охватывают их эквиваленты в единственном числе и наоборот. Например, "полимер", "сшивающий агент" и любой другой компонент относится к одному или большему числу этих компонентов.
При ссылке на любой числовой диапазон значений такие диапазоны понимаются как включающие все и каждое число и/или часть между минимальным и максимальным значением указанного диапазона.
В соответствии с использованием в описании термин "полиол" или его варианты в широком смысле относятся к материалу, имеющему в среднем две или более гидроксильных группы на молекулу. Термин "поликарбоновая кислота" относится к кислотам и их функциональным производным, в том числе производным ангидрида, если он существует, и низшим алкильным сложным эфирам с 1-4 атомами углерода.
В соответствии с использованием в описании термин "полимер" относится в широком смысле к форполимерам, олигомерам, к гомополимерам и к сополимерам. Термин "смола" используется взаимозаменяемо с "полимером".
Термины "акриловый" и "акрилат" используются взаимозаменяемо (если это не приведет к изменению предполагаемого значения) и включают акриловые кислоты, ангидриды и их производные, такие как их C1-C5 алкильные эфиры, низшие алкилзамещенные акриловые кислоты, например C1-C2 замещенные акриловые кислоты, такие как метакриловая кислота, этакриловая кислота и т.п., и их C1-C5 алкильные эфиры, если прямо не указано иное. Термин "(мет)акриловый" или "(мет)акрилат" предназначен для обозначения акриловой/акрилатной и метакриловой/метакрилатной формы указанного материала, например (мет)акрилатного мономера. Термин "акриловый полимер" относится к полимерам, полученным из одного или более акриловых мономеров.
В соответствии с использованием в описании "один" и "по меньшей мере, один", "один или большее число" являются взаимозаменяемыми. Так, например, композицию покрытия, включающую полимер, можно интерпретировать как композицию покрытия, включающую "один или более" полимеров.
В соответствии с использованием в описании молекулярную массу определяют методом гельпроникающей хроматографии с использованием полистирола в качестве стандарта. Если не указано иное, молекулярная масса является среднечисленной (Mn).
Носитель на основе смолы предпочтительно является акриловым полимером и/или полиэфирным полимером. Акриловый полимер предпочтительно представляет собой полимер, полученный из одного или более акриловых мономеров. Кроме того, могут быть использованы смеси акриловых полимеров. Предпочтительными мономерами являются акриловая кислота, метилакрилат, этилакрилат, пропилакрилат, бутилакрилат, пентилакрилат, гексилакрилат, метакриловая кислота, метилметакрилат, этилметакрилат, пропилметакрилат, бутилметакрилат, пентаметакрилат и гексилметакрилат. Акриловый полимер также может содержать гидроксильные группы, которые обычно получают из эфиров гидрокси-замещенной акриловой или метакриловой кислоты. Примеры включают гидроксиэтилакрилат и гидроксипропилметакрилат. Среднемассовая молекулярная масса (Mw) компонента акрилового полимера предпочтительно составляет, по меньшей мере, 5000 г/моль, более предпочтительно 15000-100000 г/моль. Кислотное число акрилового полимера обычно составляет 30-70, например 40-60 мг КОН/г, гидроксильное число от 0 до 100, например 0-70 мг КОН/г, и температура стеклования (Tg) от -20 до +100, например от +20 до +70°C.
Полиэфирные полимеры получают способами известного уровня техники, включающими полимеризацию по реакции конденсации одной или большего числа поликарбоновых кислот с одним или большим числом полиолов. Примерами подходящих поликарбоновых кислот являются фталевая кислота, изофталевая кислота, терефталевая кислота, 1,4-циклогександикарбоновая кислота, янтарная кислота, себациновая кислота, метилтетрагидрофталевая кислота, метилгексагидрофталевая кислота, тетрагидрофталевая кислота, додекандиовая кислота, адипиновая кислота, азелаиновая кислота, нафталиндикарбоновая кислота, пиромеллитовая кислота, димер жирных кислот и/или тримеллитовая кислота.
Полиольным компонентом является, например, компонент, выбранный из диолов или триолов и предпочтительно их смесей. Примеры подходящих полиолов включают этиленгликоль, 1,3-пропандиол, диэтиленгликоль, дипропиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,4-бутандиол, 2-метил-1,3-пропандиол, 1,4-циклогександиметанол, 1,6-гександиол, неопентилгликоль, триметилолпропан и глицерин. Среднечисленная молекулярная масса полиэфирного полимера предпочтительно составляет 1000-20000 г/моль.
Кислотное число полиэфирных полимеров обычно составляет 0-20, например 0-10 мг КОН/г, гидроксильное число 50-200, например 70-150 мг КОН/г, температура стеклования (Tg) от -20 до +50°C, например от -10 до +40°C.
Как правило, отверждающие агенты, которые присутствуют в носителе на основе смолы, являются реакционноспособными по отношению к акриловым и полиэфирным полимерам. Подходящими отверждающими агентами являются фенопласты или фенолформальдегидные смолы и аминопласты или триазинформальдегидные смолы. Фенолформальдегидные смолы предпочтительно являются смолами резольного типа. Примерами подходящих фенолов являются сам фенол, бутилфенол, ксиленол и крезол. Часто используют крезолформальдегидные смолы, обычно этерифицированные бутанолом. Химические аспекты получения фенольных смол рассмотрены в "The Chemistry and Application of Phenolic Resins or Phenolplasts (Химия и применение фенольных смол и фенопластов)". Vol.V, Part I, edited by Dr. Oldring; John Wiley & Sons/Cita Technology Limited, London, 1997. Примерами коммерчески доступных фенольных смол являются PHENODUR® PR285 и BR612 и смолы, поставляемые под торговой маркой BAKELITE®, обычно BAKELITE® 6581LB.
Примерами аминопластовых смол являются смолы, полученные по реакции триазина, например меламина или бензогуанамина, с формальдегидом. Предпочтительно, чтобы эти продукты конденсации были этерифицированы, как правило, метанолом, этанолом, бутанолом, включая их смеси. Химические аспекты получения и применение аминопластовых смол см. в "The Chemistry and Applications of Amino Crosslinking Agents or Aminoplast (Химия и применение аминных сшивающих агентов или аминопластов)", Vol.V, Part II, page 21 ff., edited by Dr. Oldring; John Wiley & Sons/Cita Technology Limited, London, 1998. Эти смолы являются коммерчески доступными под торговой маркой MAPRENAL®, например MAPRENAL MF980, и под торговой маркой CYMEL®, например CYMEL 303 и CYMEL 1128, поставляемые Cytec Industries.
Как правило, акриловый полимер и/или полиэфирный полимер используют в количестве 40-90, предпочтительно 30-70% масс., и сшивающий агент присутствует в количестве 5-50, предпочтительно 20-40% масс., массовое процентное содержание приведено относительно общей массы твердого вещества смолы в композиции покрытия.
Полиглицидиловый эфир циклогександиметанола обычно образуется реакцией эпигалогидринов с циклогександиметанолами в присутствии щелочного катализатора конденсации и дегидрогалоидирования, такого как гидроксид натрия или гидроксид калия. Пригодные эпигалогенгидрины включают эпибромгидрин, дихлоргидрин и, в частности, эпихлоргидрин. Кроме того, включены высшие продукты конденсации, полученные из них. Эквивалентная масса полиглицидилового эфира составляет, по меньшей мере, 150, обычно около 150-1200, и среднечисленная молекулярная масса составляет, по меньшей мере, 300, обычно 300-2400. Обычные полиглицидиловые эфиры являются линейными эпоксидными смолами с концевыми эпоксидными группами с числом эквивалентов 1,2-эпокси групп, по существу, не более 2, обычно около 1,5-2, предпочтительно бифункциональными по отношению к эпоксидной группе, например диглицидиловый эфир циклогександиметанола.
Фосфорсодержащая кислота, которая взаимодействует с полиглицидиловым эфиром циклогександиметанола, может быть фосфиновой кислотой, фосфоновой кислотой или предпочтительно фосфорной кислотой. Фосфорная кислота может быть в форме водного раствора, например 85% масс. водным раствором, или может быть 100% фосфорной кислотой или суперфосфорной кислотой. Кислота содержится в количестве около 0,2-0,5 эквивалента фосфорной кислоты на эквивалент полиглицидилового эфира, т.е. 0,2-0,45 P-OH группы на группу оксирана. Реакцию фосфорсодержащей кислоты с полиглицидиловым эфиром циклогександиметанола обычно проводят в органическом растворителе. Органический растворитель предпочтительно является соединением с гидроксильной функциональной группой, обычно монофункциональным соединением с температурой кипения около 65-250°C. Соединения с гидроксильной функциональной группой, которые могут быть использованы, включают алифатические спирты, циклоалифатические спирты и алкильные эфиры спиртов. Особенно предпочтительными соединениями с гидроксильными функциональными группами являются н-бутанол и 2-бутоксиэтанол. Органический растворитель для реакции обычно присутствует в количестве около 25-50% масс. относительно общей массы фосфорсодержащей кислоты, полиглицидилового эфира циклогександиметанола и органического растворителя.
Реагенты и органический растворитель обычно смешивают при температуре 50-95°C и после приведения в контакт реагентов реакционную смесь выдерживают при температуре предпочтительно 90-200°C. Реакция обычно протекает в течение около 45 минут - 6 часов, и в полиэфире по существу будут отсутствовать оксирановые функциональные группы, т.е. эквивалентная масса эпоксидной группы будет, по меньшей мере, 50000.
Продукт реакции обычно присутствует в композиции покрытия в количестве до 10% масс., предпочтительно 0,1-5% масс. относительно массы твердого вещества смолы в композиции покрытия. Количество менее 0,1% масс. приводит к ухудшению адгезии композиции покрытия к подложке, тогда как количество, превышающее 10% масс., не обеспечивает дополнительного преимущества.
Необязательные ингредиенты могут быть включены в композицию покрытия. Обычно композиция покрытия будет содержать разбавитель, такой как вода, или органический растворитель, или смесь воды и органического растворителя для растворения или диспергирования связующего на основе смолы и продукта реакции фосфорсодержащей кислоты и полиглицидилового эфира циклогександиметанола. Выбирают органический растворитель с достаточной летучестью для по существу полного испарения из композиции покрытия в ходе отверждения, например, при нагреве до 175-205°C в течение 5-15 минут. Примерами подходящих органических растворителей являются алифатические углеводороды, такие как уайт-спирит и VM&P нафта с высокой температурой вспышки, ароматические углеводороды, такие как бензол, толуол, ксилол и сольвент-нафта 100, 150, 200 и т.п., спирты, например этанол, н-пропанол, изопропанол, н-бутанол и т.п., кетоны, такие как ацетон, циклогексанон, метилизобутилкетон и т.п., сложные эфиры, такие как этилацетат, бутилацетат и т.п.; гликоли, такие как бутилгликоль, простые гликолевые эфиры, такие как метоксипропанол и монометиловый эфир этиленгликоля, монобутиловый эфир этиленгликоля и т.п. Также могут быть использованы смеси различных органических растворителей. Для водных композиций носители на основе смолы обычно имеют кислотные группы, такие как акриловые полимеры с кислотными функциональными группам, которые, по меньшей мере, частично нейтрализованы амином для облегчения диспергирования или растворения носителя на основе смолы в водной среде. Если присутствует, разбавитель используют в композиции покрытия в количестве около 20-80, например 30-70% масс., относительно общей массы композиции покрытия.
Вспомогательные смолы, такие как полиэфирные полиолы и полиуретановые полиолы, могут быть включены в композиции покрытия для создания максимальных определенных характеристик полученных покрытий. Если она присутствует, вспомогательную смолу используют в количестве до 50, обычно 2-50% масс., относительно массы твердого вещества смолы композиции покрытия.
Другим необязательным компонентом, который обычно присутствует в композиции покрытия, является катализатор для увеличения скорости полимеризации или сшивки композиций покрытия. Обычно может быть использован кислотный катализатор, и, как правило, он присутствует в количестве около 0,05-5% масс. Примерами подходящих катализаторов являются додецилбензолсульфоновая кислота, метансульфоновая кислота, паратолуолсульфоновая кислота, динонилнафталиндисульфоновая кислота и фенилфосфоновая кислота. Было установлено, что количество кислотного катализатора в композициях покрытия изобретения не такое большое, как следовало бы ожидать из-за наличия продукта реакции фосфорсодержащей кислоты с полиглицидиловым эфиром циклогександиметанола. Этот продукт реакции является кислым, и было установлено, что он способствует отверждению композиции покрытия.
Другим полезным необязательным ингредиентом является смазочный материал, например воск, который облегчает изготовление металлических крышек путем придания смазывающей способности листам металлической подложки с покрытием. Предпочтительные смазывающие материалы включают, например, карнаубский воск и смазочные материалы типа полиэтилена. Если его используют, смазочный материал предпочтительно присутствует в композиции покрытия, по меньшей мере, в количестве 0,1% масс. относительно массы твердого вещества в композиции покрытия.
Другим полезным необязательным ингредиентом является пигмент, такой как диоксид титана. Если его используют, пигмент присутствует в композиции покрытия в количестве не более 70% масс., предпочтительно не более чем 40% масс. относительно массы твердого вещества в композиции покрытия.
Поверхностно-активные вещества необязательно могут быть добавлены к композиции покрытия для облегчения течения и смачивания подложки. Примеры приемлемых поверхностно-активных веществ включают, но не ограничиваются полиэфирами и солями нонилфенола. При использовании поверхностно-активное вещество присутствует в количестве, по меньшей мере, 0,01% и не более 10% относительно массы твердого вещества в композиции покрытия.
В некоторых осуществлениях композиции, используемые в практике изобретения, по существу не содержат, могут не содержать и могут совсем не содержать бисфенола А и его производных или его остатков, включая бисфенол А ("ВРА") и диглицидиловый эфир бисфенола A ("BADGE"). Такие композиции иногда называют "без использования ВРА", потому что ВРА, включая его производные или его остатки, преднамеренно не добавляют, но они могут присутствовать в следовых количествах из-за неизбежного загрязнения окружающей среды. Композиции также по существу не содержат, могут не содержать или могут совсем не содержать бисфенола F и его производных или его остатков, включая бисфенол F и диглицидиловый эфир бисфенола F ("BPFG"). Термин "по существу не содержит" в соответствии с использованием в данном контексте означает, что композиции содержат менее 1000 частей на миллион (ppm), "не содержит" означает менее 100 частей на миллион, и "совсем не содержит" означает менее 20 частей на миллиард (ppb) любого из вышеуказанных производных соединений или их остатков.
Как указано выше, композиции покрытия настоящего изобретения могут быть нанесены на контейнеры всех видов и особенно хорошо подходят для использования в качестве тары для пищевых продуктов и напитков (например, составная банка из двух деталей, из трех деталей и т.д.). Помимо контейнеров для продуктов питания и напитков композиции покрытий могут быть нанесены на контейнеры для аэрозолей, таких как дезодоранты и лак для волос.
Банки из двух деталей изготавливают соединением корпуса банки (как правило, цельный металлический корпус) с крышкой банки (как правило, цельная металлическая крышка). Покрытия настоящего изобретения подходят для использования в случае контакта с пищевым продуктом или напитком и могут быть использованы внутри или снаружи таких банок. Они подходят для нанесения распылением, жидким покрытием, реактивной грунтовкой, покрытием листа, по лаковому покрытию и покрытием бокового шва.
Нанесение покрытия распылением включает введение композиции покрытия на внутреннюю или внешнюю сторону заготовки упаковочного контейнера. Обычные заготовки упаковочных контейнеров для нанесения покрытия распылением включают консервные банки, контейнеры для пива и напитков и т.п. Заготовку контейнера с покрытием, нанесенным распылением, затем нагревают для удаления остатков растворителей и отверждения покрытия.
Койлкоутинг описан как покрытие, обычно наносимое валиком на непрерывный рулон металла (например, стали или алюминия). После нанесения покрытия рулон с покрытием подвергается циклу короткого термического, ультрафиолетового и/или электромагнитного отверждения (например, сушка и отверждение) покрытия. Койлкоутинг дает металлическую (например, сталь и/или алюминий) подложку с покрытием, из которой могут быть изготовлены заготовки, такие как консервные банки из двух деталей, консервные банки из трех деталей, крышки консервной банки, банка с утоненным при вытяжке корпусом, крышки банки для напитков и т.п.
Покрытие реактивной грунтовкой коммерчески описано как покрытие внешней поверхности банки, утоненной при вытяжке из двух деталей ("D&I"), тонким слоем защитного покрытия. Внешнюю поверхность таких D&I банок "покрывают реактивной грунтовкой" пропусканием заготовок D&I банок из двух деталей через устройство для нанесения композиции покрытия поливом. Банки переворачиваются, то есть открытый конец может находиться в положении "вниз" при прохождении через завесу. Эта завеса композиции покрытия выглядит как "водопад". После того как эти банки проходят под этой завесой композиции покрытия, жидкий материал покрытия эффективно покрывает внешнюю поверхность каждой банки. Избыток покрытия удаляют с использованием "воздушного шабера". Как только нужное количество покрытия наносится на внешнюю поверхность каждой банки, каждую банку пропускают через термическую, ультрафиолетовую и/или электромагнитную печь для отверждения (например, сушка и отверждения) покрытия. Время пребывания банки с покрытием в печи для отверждения обычно составляет 1-5 минут. Температура отверждения в этой печи, как правило, составляет 150-220°C.
Покрытие листа описано как покрытие отдельных частей из различных материалов (например, стали или алюминия), которые предварительно разрезаны в виде квадратных или прямоугольных "листов". Обычные размеры этих листов составляют около одного квадратного метра. После нанесения покрытия каждый лист отверждают. После отверждения (например, высушенные и отвержденные) листы подложки с покрытием собирают и готовят для последующего производства. Лист с покрытием дает металлическую (например, сталь или алюминий) подложку с покрытием, из которой могут быть успешно изготовлены формованные изделия, такие как тянутые консервные банки из двух деталей, консервные банки из трех деталей, крышки консервных банок, банки, утоненные при вытяжке, крышки банок для напитков и т.п.
Покрытие бокового шва описывается как распыление жидкого покрытия на зоне сварки сформованной консервной банки из трех деталей. При изготовлении консервных банок из трех деталей, из прямоугольной части подложки с покрытием формируют цилиндр. Формирование цилиндра выполняется непрерывно благодаря сварке каждой стороны прямоугольника с помощью термической сварки. После сварки каждой банке обычно требуется слой жидкого покрытия, защищающего зоны "сварки" от последующей коррозии или другого воздействия содержащихся пищевых продуктов. Жидкие покрытия, которые выступают в этой роли, называют "полосы бокового шва". Обычные полосы бокового шва наносятся распылением и быстро отверждаются остаточным теплом операции сварки в дополнение к небольшой тепловой, ультрафиолетовой и/или электромагнитной печи.
Примеры
Следующие примеры представлены для облегчения понимания настоящего изобретения и не должны быть истолкованы как ограничивающие объем его притязаний. Если не указано иное, все части и проценты являются массовыми.
Пример А
Продукт реакции фосфорной кислоты и диглицидилового эфира циклогександиметанола 110,14 г 85% ортофосфорной кислоты и 89,30 г бутанола помещают в колбу. Смесь нагревают до 230°F (110°C) в инертной атмосфере азота. Когда температура достигнута, защитную атмосферу азота убирают и премикс 463,30 г глицидилового эфира 1,4-циклогександиметанола (0,286 эквивалента фосфорной кислоты на эквивалент эпоксидной группы) и 151,27 г бутанола добавляют в течение 2 часов и 10 минут. Температуру загрузки поддерживают ниже 245°F (118°C) в ходе добавления. После завершения загрузки в течение 2 часов и 10 минут 13,7 г бутанола добавляют в колбу и температуру понижают до 219°F (104°C) и выдерживают в течение еще 2 часов. Дополнительные 17,30 г бутанола добавляют в колбу, и содержание твердого вещества смолы полученного продукта реакции составляет 65,91% масс.
Пример В (сравнительный)
Продукт реакции фосфорной кислоты и диглицидилового эфира бисфенола А
Продукт реакции получают в целом, как описано в примере А, с использованием 0,286 эквивалента фосфорной кислоты на эквивалент эпоксидной группы.
Пример 1
Прозрачный лак, включающий следующую смесь ингредиентов:
Ингредиент Части масс. Нелетучий остаток
Компонент акриловой смолы1 524,8 158,1
Полиол на основе сахарозы2 87,413 87,413
Cymel 3033 107,591 107,591
Диглицидиловый эфир 1,4-циклогександиметанола примера А 2,769 1,825
Кислый фенилфосфат (катализатор) 1,110 0,833
Деионизированная вода 134,300 0,000
1 Акриловая смола, содержащая карбоксильные группы, частично нейтрализована амином и диспергирована в воде
2 VORANOL 360 от Dow Chemical Co
3 Метилированный меламиновый сшивающий агент от Cytec Industries
Ингредиенты добавляют в контейнер в указанном порядке с умеренным перемешиванием для формирования прозрачного лака.
Пример 2 (сравнительный)
Прозрачный лак готовят в целом, как описано в примере 1, но с заменой диглицидилового эфира бисфенола А примера В на диглицидиловый эфир 1,4-циклогександиметанола примера А.
Пример 3 (сравнительный)
Прозрачный лак готовят в целом, как описано в примере 1, но без диглицидилового эфира 1,4-циклогександиметанола примера А.
Прозрачные лаки примеров 1-3 наносят на чистые плоские без покрытия алюминиевые банки для напитков с использованием 0,006 проволочного устройства протяжки. Банки с покрытием нагревают в течение 180 секунд при 400°F (204°C) в электрической печи с принудительной вытяжкой с последующим погружением в течение 30 минут в кипящую деионизированную воду. Затем банки с покрытием сушат полотенцем и наносят штриховку в виде 100 квадратов 3×3 мм. Ленту Scotch 610 наносят на штрихованную область и протирают для прикрепления к покрытию. Ленту удаляют быстрым рывком. Штрихованную область панели исследуют на предмет потери покрытия подсчетом квадратов и оценки процента площади с потерей адгезии. Получают следующие результаты:
Пример 1 - Без потерь, 100% адгезия
Пример 2 - Без потерь, 100% адгезия
Пример 3 - 40% потерь, 60% адгезия
Вышеописанные банки с покрытием также погружают на 10 минут при 180°F (82°C) в 1% раствор моющего средства Joy. Банки с покрытием высушивают и испытывают на адгезию, как описано выше. Получены следующие результаты:
Пример 1 - Без потерь, 100% адгезия
Пример 2 - Без потерь, 100% адгезия
Пример 3 - 90% потерь, 10% адгезия

Claims (16)

1. Применение композиции покрытия, включающей:
(a) связующее на основе смолы и
(b) от 0,1 до 10 мас.% относительно массы твердого вещества смолы в композиции покрытия продукта реакции, содержащего:
(i) фосфорсодержащую кислоту и
(ii) полиглицидиловый эфир циклогександиметанола, для нанесения покрытия на контейнеры для продуктов питания или напитков.
2. Применение по п.1, в котором связующее на основе смолы содержит акриловый полимер и/или полиэфирный полимер.
3. Применение по п.1, в котором композиция дополнительно содержит сшивающий агент.
4. Применение по п.3, в котором сшивающий агент содержит аминопласт и/или фенопласт.
5. Применение по п.1, в котором фосфорсодержащая кислота содержит фосфорную кислоту.
6. Применение по п.1, в котором фосфорсодержащая кислота использована в количестве 0,2-0,5 эквивалентов на эквивалент эпоксидной группы, т.е. 0,2-0,5 Р-ОН на каждую оксирановую группу.
7. Применение по п.1, в котором компонент (b) присутствует в количестве 0,5-5 мас.%.
8. Применение по п.1, в котором композиция покрытия включает:
(a) связующее на основе смолы, содержащее:
(i) акриловый полимер с реакционноспособными функциональными группами;
(ii) аминопластовый сшивающий агент с функциональными группами, реакционноспособными относительно функциональных групп (i); и
(b) 0,5-5 мас.% относительно массы твердого вещества смолы в композиции покрытия продукта реакции, содержащего:
(i) фосфорную кислоту и
(ii) диглицидиловый эфир циклогександиметанола.
9. Применение по п.8, в котором акриловый полимер присутствует в количестве 40-90 мас.% и сшивающий агент присутствует в количестве 5-50 мас.% относительно общей массы твердого вещества смолы в композиции.
10. Применение по п.8, в котором фосфорная кислота использована в количестве 0,2-0,5 эквивалента на эквивалент оксирана.
11. Изделие с покрытием, содержащее:
(a) контейнер и
(b) покрытие из композиции, как она применена в п.1, нанесенное, по меньшей мере, на часть контейнера.
12. Изделие с покрытием по п.11, в котором контейнер представляет собой банку для пищевых продуктов или напитков.
13. Изделие с покрытием по п.11, в котором покрытие нанесено на внешнюю поверхность контейнера.
14. Изделие с покрытием по п.13, в котором покрытие является отвержденной термореактивной композицией.
15. Применение по п.1, в котором композиция по существу не содержит бисфенола А и его производных.
16. Применение по п.1, в котором композиция не содержит бисфенола А и его производных.
RU2013156828/05A 2011-05-23 2012-05-22 Композиция покрытия с улучшенной адгезией к контейнерам RU2562985C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/113,126 2011-05-23
US13/113,126 US9670378B2 (en) 2011-05-23 2011-05-23 Coating compositions with improved adhesion to containers
PCT/US2012/038959 WO2012162298A1 (en) 2011-05-23 2012-05-22 Coating compositions with improved adhesion to containers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013156828A RU2013156828A (ru) 2015-06-27
RU2562985C2 true RU2562985C2 (ru) 2015-09-10

Family

ID=46317485

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013156828/05A RU2562985C2 (ru) 2011-05-23 2012-05-22 Композиция покрытия с улучшенной адгезией к контейнерам

Country Status (15)

Country Link
US (1) US9670378B2 (ru)
EP (1) EP2714764B1 (ru)
KR (1) KR101579363B1 (ru)
CN (1) CN103649157B (ru)
AU (1) AU2012258927B2 (ru)
BR (1) BR112013030022A2 (ru)
CA (1) CA2836670C (ru)
ES (1) ES2794083T3 (ru)
MX (1) MX353867B (ru)
MY (1) MY157211A (ru)
RU (1) RU2562985C2 (ru)
SG (1) SG195022A1 (ru)
TW (1) TWI500720B (ru)
WO (1) WO2012162298A1 (ru)
ZA (1) ZA201308777B (ru)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130061132A (ko) 2010-04-16 2013-06-10 발스파 소싱 인코포레이티드 패키징 용품을 위한 코팅 조성물 및 코팅 방법
CN103261338B (zh) 2010-12-29 2017-06-13 阿克佐诺贝尔国际涂料股份有限公司 增粘剂树脂组合物以及具有所述增粘剂树脂组合物的涂料组合物
KR102135072B1 (ko) 2011-02-07 2020-07-20 에스더블유아이엠씨 엘엘씨 용기 및 기타 물품을 위한 코팅 조성물 및 코팅 방법
CN104540907B (zh) 2012-08-09 2018-04-10 Swimc有限公司 用于容器和其它物品的组合物以及使用相同组合物的方法
BR112015002731B1 (pt) 2012-08-09 2021-11-30 Swimc Llc Sistema de revestimento de múltiplas camadas, artigo, e, método
CN103087603B (zh) * 2013-01-23 2015-04-15 浙江德尚化工科技有限公司 一种可低温快速固化的氨基烤漆
CN103087604B (zh) * 2013-01-23 2015-04-15 浙江德尚化工科技有限公司 一种用于氨基烤漆的功能性助剂及其制备方法
EP2997094B1 (en) * 2013-05-16 2019-04-03 The Coca-Cola Company Polymer compositions and coatings for food and beverage packaging
WO2015160788A1 (en) 2014-04-14 2015-10-22 Valspar Sourcing, Inc. Methods of preparing compositions for containers and other articles and methods of using same
US10442572B2 (en) 2014-10-20 2019-10-15 Ppg Industries Ohio, Inc. Coated food-contacting containers
EP3026088A1 (en) 2014-11-27 2016-06-01 PPG Industries Ohio, Inc. Coating composition comprising a binder formed from polyester and a phosphorus acid
SI3211049T1 (sl) 2015-04-03 2022-02-28 Holland Novochem Technical Coatings B.V. Premazna zmes
EP3075801A1 (en) * 2015-04-03 2016-10-05 Holland Novochem Technical Coatings B.V. Coating composition
EP3088318A1 (en) * 2015-04-30 2016-11-02 PPG Industries Ohio, Inc. Pull tabs for food and/or beverage cans
TWI614275B (zh) 2015-11-03 2018-02-11 Valspar Sourcing Inc 用於製備聚合物的液體環氧樹脂組合物
CN106349862A (zh) * 2016-08-26 2017-01-25 蚌埠飞浦科技包装材料有限公司 一种具有高附着力的食品罐内壁涂料
EP3673019A4 (en) 2017-08-25 2021-04-07 Swimc Llc ADHESION AGENTS AND COMPOSITIONS FOR CONTAINERS AND OTHER ITEMS
EP3724275A4 (en) 2017-12-11 2021-10-13 The Sherwin-Williams Company PROCESS FOR MANUFACTURING HYDRODISPERSABLE POLYMERS DISPERSED IN WATER
EP3628710A1 (en) 2018-09-26 2020-04-01 Holland Novochem Technical Coatings B.V. Coating composition
US20230036598A1 (en) * 2019-12-24 2023-02-02 Ppg Industries Ohio, Inc. A coating composition
RU2741878C1 (ru) * 2019-12-25 2021-01-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Полиэфирная лакокрасочная композиция для нанесения на листовой и рулонный субстрат
CN111704836A (zh) * 2020-04-29 2020-09-25 湖北中科博策新材料科技有限公司 一种低温烘烤水漆及其生产工艺
CN112353051B (zh) * 2020-10-27 2022-04-05 广州市宗仁鞋业有限公司 一种休闲鞋制备工艺
CN113429545A (zh) * 2021-07-06 2021-09-24 湖北铁神新材料有限公司 一种水性环氧磷酸酯树脂和食用油储罐内壁涂料及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997029854A1 (en) * 1996-02-20 1997-08-21 Ppg Industries, Inc. Color-plus-clear composite coating, process for making it and coated article
WO1999031186A1 (en) * 1997-12-17 1999-06-24 Ppg Industries Ohio, Inc. Flexible phosphatized polyester-urethane primers and improved coating systems including the same
WO2010120604A1 (en) * 2009-04-13 2010-10-21 W.R. Grace & Co.-Conn. High ph process resistant coating for metal food containers
RU2009106958A (ru) * 2006-09-19 2010-11-10 Вэлспар Сорсинг, Инк. (Us) Контейнеры для пищевых продуктов и напитков и способы нанесения покрытия

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4801628A (en) 1987-11-20 1989-01-31 Basf Corporation, Coatings And Inks Division Etherified phosphoric acid ester of epoxy resin
US6746719B2 (en) 2000-10-13 2004-06-08 Atofina Chemicals, Inc. Process of priming a metal surface for attaching resin systems thereto utilizing aqueous emulsion of a polyfunctional epoxide compound as the primer
MXPA04009183A (es) 2002-04-15 2004-11-26 Coca Cola Co Composicion de recubrimiento que contiene un aditivo epoxido y estructuras recubiertas con el mismo.
US6863982B2 (en) 2002-10-11 2005-03-08 Ppg Industries Ohio, Inc. Curable film-forming composition exhibiting improved yellowing resistance
US20040086718A1 (en) 2002-11-06 2004-05-06 Pawlik Michael J Corrosion and alkali-resistant compositions and methods for using the same
BR122016007793B1 (pt) 2004-10-20 2018-11-06 Valspar Sourcing, Inc. método para preparar uma lata de alumínio para bebida
CN101067066A (zh) * 2006-05-05 2007-11-07 罗门哈斯公司 酸官能含磷聚酯粉末组合物和由该组合物制备的粉末涂层
TW201024382A (en) 2008-12-26 2010-07-01 Huai Maw Entpr Co Ltd Water-based paint composition
CN103261338B (zh) 2010-12-29 2017-06-13 阿克佐诺贝尔国际涂料股份有限公司 增粘剂树脂组合物以及具有所述增粘剂树脂组合物的涂料组合物

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997029854A1 (en) * 1996-02-20 1997-08-21 Ppg Industries, Inc. Color-plus-clear composite coating, process for making it and coated article
WO1999031186A1 (en) * 1997-12-17 1999-06-24 Ppg Industries Ohio, Inc. Flexible phosphatized polyester-urethane primers and improved coating systems including the same
RU2009106958A (ru) * 2006-09-19 2010-11-10 Вэлспар Сорсинг, Инк. (Us) Контейнеры для пищевых продуктов и напитков и способы нанесения покрытия
WO2010120604A1 (en) * 2009-04-13 2010-10-21 W.R. Grace & Co.-Conn. High ph process resistant coating for metal food containers

Also Published As

Publication number Publication date
EP2714764A1 (en) 2014-04-09
US20120301645A1 (en) 2012-11-29
ZA201308777B (en) 2015-08-26
NZ618084A (en) 2015-06-26
CA2836670A1 (en) 2012-11-29
CA2836670C (en) 2016-10-04
MX2013013749A (es) 2014-04-30
SG195022A1 (en) 2013-12-30
KR101579363B1 (ko) 2015-12-21
EP2714764B1 (en) 2020-04-22
US9670378B2 (en) 2017-06-06
RU2013156828A (ru) 2015-06-27
CN103649157B (zh) 2017-09-22
TW201307497A (zh) 2013-02-16
CN103649157A (zh) 2014-03-19
MX353867B (es) 2018-01-30
TWI500720B (zh) 2015-09-21
MY157211A (en) 2016-05-13
ES2794083T3 (es) 2020-11-17
BR112013030022A2 (pt) 2016-12-06
WO2012162298A1 (en) 2012-11-29
KR20140012758A (ko) 2014-02-03
AU2012258927B2 (en) 2014-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2562985C2 (ru) Композиция покрытия с улучшенной адгезией к контейнерам
US10280332B2 (en) Phosphatized polyesters and coating compositions containing the same
RU2637023C2 (ru) Композиции покрытий контейнеров для пищевых продуктов и напитков
CA2836801C (en) Coating compositions for containers
AU2012258927A1 (en) Coating compositions with improved adhesion to containers
TWI592450B (zh) 衍生自苯二甲醇之聚醚
AU2012258930A1 (en) Phosphatized polyesters and coating compositions containing the same
AU2012258928A1 (en) Coating compositions for containers
NZ618084B2 (en) Coating compositions with improved adhesion to containers
NZ618116B2 (en) Phosphatized polyesters and coating compositions containing the same

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20170615

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190523