RU2641928C2 - Композиция для покрытия на водной основе, содержащая гидротерминальный полибутадиен - Google Patents

Композиция для покрытия на водной основе, содержащая гидротерминальный полибутадиен Download PDF

Info

Publication number
RU2641928C2
RU2641928C2 RU2016120176A RU2016120176A RU2641928C2 RU 2641928 C2 RU2641928 C2 RU 2641928C2 RU 2016120176 A RU2016120176 A RU 2016120176A RU 2016120176 A RU2016120176 A RU 2016120176A RU 2641928 C2 RU2641928 C2 RU 2641928C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
composition
coating
based coating
meth
Prior art date
Application number
RU2016120176A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016120176A (ru
Inventor
Кристофер Л. МОСТ
Роберт МакВАЙ
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
Priority claimed from US14/062,928 external-priority patent/US10442953B2/en
Application filed by Ппг Индастриз Огайо, Инк. filed Critical Ппг Индастриз Огайо, Инк.
Publication of RU2016120176A publication Critical patent/RU2016120176A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2641928C2 publication Critical patent/RU2641928C2/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
    • C09D161/00—Coating compositions based on condensation polymers of aldehydes or ketones; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D161/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
    • C09D161/06—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes with phenols
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D25/00—Details of other kinds or types of rigid or semi-rigid containers
    • B65D25/14—Linings or internal coatings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D81/00—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents
    • B65D81/24—Adaptations for preventing deterioration or decay of contents; Applications to the container or packaging material of food preservatives, fungicides, pesticides or animal repellants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D85/00—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials
    • B65D85/50—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials for living organisms, articles or materials sensitive to changes of environment or atmospheric conditions, e.g. land animals, birds, fish, water plants, non-aquatic plants, flower bulbs, cut flowers or foliage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D85/00—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials
    • B65D85/70—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials for materials not otherwise provided for
    • B65D85/72—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials for materials not otherwise provided for for edible or potable liquids, semiliquids, or plastic or pasty materials
    • 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
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/02—Emulsion paints including aerosols
    • C09D5/022—Emulsions, e.g. oil in water
    • 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
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08—Anti-corrosive paints
    • 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
    • C08F220/00—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 a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10—Esters
    • C08F220/12—Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/16—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
    • C08F220/18—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
    • C08F220/1804—C4-(meth)acrylate, e.g. butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate or tert-butyl (meth)acrylate
    • 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
    • C09D109/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • 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
    • C09D133/14—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing halogen, nitrogen, sulfur or oxygen atoms in addition to the carboxy oxygen
    • 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
    • C09D133/24—Homopolymers or copolymers of amides or imides
    • 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
    • C09D133/24—Homopolymers or copolymers of amides or imides
    • C09D133/26—Homopolymers or copolymers of acrylamide or methacrylamide
    • 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
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/02—Emulsion paints including aerosols

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Evolutionary Biology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Marine Sciences & Fisheries (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Details Of Rigid Or Semi-Rigid Containers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к композициям для покрытия на водной основе, подходящим в качестве покрытий для емкостей, подверженных воздействию пищевых продуктов, вызывающих коррозию. Описана композиция для покрытия на водной основе, содержащая (A) смолистую фазу из (i) по меньшей мере частично нейтрализованного кислотного функционального полимера, содержащего реакционноспособные функциональные группы; (ii) фенольного соединения и альдегида или продукта их взаимодействия, (iii) гидрокситерминального полибутадиена; причем смолистая фаза диспергирована в (B) водной среде. Также описано изделие с покрытием. Технический результат: получено покрытие для пищевых емкостей, устойчивое к действию коррозии. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 пр.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к композициям для покрытия на водной основе, подходящим в качестве покрытий для емкостей, в частности, для внутренней поверхности консервных банок, подверженных воздействию пищевых продуктов, вызывающих коррозию.
Перекрестная ссылка на родственные заявки
Данная заявка является частичным продолжением заявки №13/219771, поданной 29 августа 2011; заявки №13/707741, поданной 7 декабря 2012, и заявки №13/968468, поданной 16 августа 2013.
Предшествующий уровень техники
Покрытия обычно наносят на внутреннюю сторону металлических емкостей для пищевых продуктов и напитков для предотвращения контактирования содержимого с металлической поверхностью емкости. Соприкосновение с некоторыми пищевыми продуктами, в частности кислыми продуктами, может вызывать коррозию металлической емкости. Такая коррозия приводит к загрязнению и порче внешнего вида и вкуса пищевого продукта или напитка.
Многие из композиций для покрытия емкостей с пищевыми продуктами и напитками основаны на эпоксидных смолах, которые представляют собой простые полиглицидиловые эфиры бисфенола А. Бисфенол А в покрытиях для упаковки может представлять собой или сам бисфенол А (ВРА) или его производные, такие как простые диглицидиловые эфиры бисфенола A (BADGE) и эпоксидные новолачные смолы. Такие покрытия имеют превосходную гибкость и адгезию к металлическим основам. Однако бисфенол А и его производные являются проблематичными. Хотя состояние научных данных, доступных в настоящее время, показывает, что небольшие следовые количества ВРА или BADGE, которые могут выделяться из существующих покрытий, не представляют опасности для здоровья людей, тем не менее, такие соединения воспринимаются некоторыми как вредные для здоровья человека. Поэтому существует твердое желание устранить такие соединения из покрытий для емкостей для пищевых продуктов и напитков.
Замена композиций для покрытия типично основана на полимерах, содержащих гидроксильные группы, и аминопластовых или фенопластовых отвердителях. Хотя такие покрытия имеют хорошую адгезию, они лишены гибкости, требуемой для предотвращения коррозии, которая происходит, когда покрытие подвергается микрорастрескиванию из-за сильной деформации металла. В сборных банках для пищевых продуктов из 2 деталей, например, микрорастрескивание происходит в свободном пространстве над продуктом из-за процесса формирования двойного закаточного шва, которым прикрепляют крышку банки после наполнения. Это широко известно как повреждение «pressure ridge». Вызывающие коррозию пищевые продукты проникают в покрытие через микротрещины и разрушают металлическую поверхность, вызывая коррозию, отслаивание покрытия и возможную перфорацию банки, которая повреждает продукт. Из-за чувствительности акриловых покрытий к повреждению «pressure ridge» они в настоящее время не соответствуют промышленным стандартным BPA-содержащим покрытиям в индустрии покрытий для упаковки, поскольку они не могут выдерживать вызывающие сильную коррозию пищевые продукты, такие как пищевые продукты на основе томатов.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение относится к композиции для покрытия на водной основе, подходящей для нанесения на внутреннюю поверхность емкости, контактирующей с пищевым продуктом, содержащей:
(A) смолистую фазу, содержащую:
(i) по меньшей мере частично нейтрализованный кислотный функциональный полимер, содержащий реакционноспособные функциональные группы;
(ii) фенольное соединение и альдегид или продукт их взаимодействия,
(iii) гидрокситерминальный полибутадиен; причем смолистая фаза диспергирована в
(B) водной среде.
Подробное описание
Используемые в данном описании, если конкретно не определено иное, все числа, такие как числа, выражающие величины, интервалы, количества или проценты, могут читаться так, как если бы им предшествовало слово «примерно», даже если термин появляется не намеренно. Кроме того, следует отметить, что термины и/или выражения во множественном числе охватывают их эквиваленты в единственном числе и наоборот. Например, «полимер», «сшивающий агент» и любой другой компонент относятся к одному или нескольким таким компонентам.
Когда определяется любой численный интервал величин, такие интервалы понимаются как включающие каждое и любое число и/или фракцию между установленными минимумом и максимумом интервала.
Используемый в данном описании термин «полиол» или его варианты относятся в широком смысле к материалу, имеющему в среднем две или больше гидроксильных групп на молекулу. Термин «поликарбоновая кислота» относится к кислотам и их функциональным производным, включая производные ангидридов, когда они существуют, и сложные эфиры низших алкилов с 1-4 атомами углерода.
Используемый в данном описании термин «полимер» относится в широком смысле к преполимерам, олигомерам и как гомополимерам, так и сополимерам. Термин «смола» используют взаимозаменяемо с термином «полимер».
Термины «акриловый» и «акрилат» используются как взаимозаменяемые (если это не может изменить предполагаемое значение) и включают акриловые кислоты, ангидриды и их производные, такие как (C1-С5)алкиловые сложные эфиры, замещенные низшими алкилами акриловые кислоты, например, (C1-С2)замещенные акриловые кислоты, такие как метакриловая кислота, этакриловая кислота и т.д., и их (C1-С5)алкиловые сложные эфиры, если четко не указано иное. Предполагается, что термины «(мет)акриловое соединение» или «(мет)акрилат» охватывают как акриловые/акрилатные, так и метакриловые/метакрилатные формы указанного материала, например, мономер (мет)акрилата. Термины «акриловый полимер» или «(мет)акриловый полимер» относятся к полимерам, полученным из одного или нескольких акриловых мономеров.
Как используется в данном описании, молекулярные массы определяют гельпроникающей хроматографией с использованием полистирольного стандарта. Если не указано иное, молекулярные массы приводятся на среднечисловой основе (Mn).
Как указывалось, одним существенным компонентом композиций является по меньшей мере частично нейтрализованный кислотный функциональный полимер, содержащий реакционноспособные функциональные группы (i). Примерами таких функциональных групп являются гидроксилы, которые вступают во взаимодействие с продуктом взаимодействия фенольного соединения и формальдегида, и N-алкоксиметильные группы, которые также вступают во взаимодействие с продуктом взаимодействия фенольного соединения и друг с другом. Кислотный функциональный полимер может представлять собой (мет)акриловый полимер.
К числу мономеров, используемых при получении (мет)акрилового полимера, относятся этиленненасыщенные карбоновые кислоты, такие как акриловая кислота, метакриловая кислота, итаконовая кислота, кротоновая кислота и малеиновая кислота.
Этиленненасыщенную карбоновую кислоту используют в количествах 20-35 массовых процентов, например, 22-33 массовых процента, относительно общей массы мономера, используемого при получении (мет)акрилового полимера.
Мономер с реакционноспособной функциональной группой можно выбрать из гидроксиалкилэфиров (мет)акриловой кислоты, обычно содержащих 2-4-атома углерода в гидроксиалкильной группе, и из N-алкоксиметильных групп, образованных из (мет)акриламида, содержащего от 1 до 4 атомов углерода в N-алкоксигруппе.
Примеры включают гидроксиэтил(мет)акрилат и гидроксипропил(мет)акрилат и мономеры строения
Figure 00000001
где R1 представляет собой водород или метил, и R2 представляет собой низший алкил, содержащий от 1 до 4 атомов углерода. Конкретными примерами таких мономеров являются N-этоксиметил(мет)акриламид и N-бутоксиметил(мет)акриламид.
Мономеры, содержащие реакционноспособные функциональные группы, типично присутствуют в количествах 0,2-30, например 5-40 массовых процентов относительно общей массы мономеров, используемых при получении (мет)акрилового полимера.
При получении (мет)акрилового полимера обычно используют и другие мономеры. Примеры включают ароматические мономеры, такие как стирол и винилтолуол, которые присутствуют в количествах более 10, например, 35 массовых процентов относительно общей массы мономеров, используемых при получении (мет)акрилового полимера; алкилэфиры (мет)акриловой кислоты, содержащие от 1 до 8 атомов углерода в алкильной группе, такие как метил(мет)акрилат, бутил(мет)акрилат и 2-этилгексил(мет)акрилат, которые присутствуют в количествах более 15, например, 45 массовых процентов относительно общей массы мономеров, используемых при получении (мет)акрилового полимера.
(Мет)акриловый полимер образуется путем свободнорадикальной полимеризации в присутствии инициатора свободных радикалов. Примерами инициаторов являются азосоединения, такие как, например, альфа, альфа'-азобис(изобутиронитрил). Другими применимыми инициаторами являются трет-бутилпербензоат, трет-бутилпивалат, изопропилперкарбонат, пероксид бензоила и гидропероксид кумола.
(Мет)акриловый полимер типично имеет среднечисловую молекулярную массу 3000-20000 при определении гельпроникающей хроматографией с использованием полистирольного стандарта.
Частично нейтрализованный кислотный функциональный полимер, содержащий функциональные группы (i), обычно присутствует в композиции в количествах 20-35, например, 25-30 массовых процентов относительно общей массы смолистых твердых веществ в композиции для покрытия. Количества менее 20 массовых процентов не дают устойчивых дисперсий, в то время как количества выше 35 массовых процентов приводят к образованию пузырей после термообработки.
Компонент (ii) является источником фенола и формальдегида или продукта их взаимодействия. Примерами фенолов являются фенол, крезол, п-трет-бутилфенол, п-октилфенол, п-нонилфенол, и источником формальдегида может являться параформальдегид.
Мольное отношение вещества, дающего формальдегид, к фенолу составляет соответственно 1,0-2,5:1, например 1,5-2,0:1.
Количество компонента (ii) обычно составляет 15-60 массовых процентов, например, 20-35 массовых процентов. Если количество компонента (ii) превышает 60 массовых процентов, покрытие становится хрупким и будет разрушаться, когда дно, крышку соединяют закаточным швом с банкой. Количества менее 15 массовых процентов приводят к плохой коррозионной стойкости.
Компонент (iii) представляет собой гидрокситерминальный (гидроксиконцевой) полибутадиен. Гидрокситерминальные полибутадиены доступны коммерчески. Примеры включают продукты POLY BD R45HTLO, POLY BD R20LM, KRASOL LBH 2000, KRASOL LBH 2040, KRASOL LBH 3000, KRASOL LBH 5000, KRASOL LBH 10000, KRASOL LBH-P 2000, KRASOL LBH-P 3000 и KRASOL LBH-P 5000 (все доступны от Cray Valley). Гидрокситерминальные полибутадиены типично имеют среднечисловую молекулярную массу («Mn») от примерно 500 до примерно 10000, такую как от примерно 1000 до примерно 5000 и от примерно 2000 до примерно 3000.
Гидрокситерминальные полибутадиены типично присутствуют в композиции в количествах 2,5-10, например 5-7,5 массовых процентов относительно смолистых твердых веществ в композиции для покрытия. Количества менее 2,5 процентов не обеспечивают достаточной гибкости, в то время как количества свыше 10 массовых процентов приводят к привкусу у упакованных продуктов или напитков.
Вышеуказанные ингредиенты в смолистой фазе можно смешать вместе и греть типично при 80-130°F (27-54°С) в течение 60-180 минут. Ингредиенты можно греть в чистом виде или в органическом растворителе и смесь частично нейтрализовать амином и диспергировать в водной среде. С другой стороны, ингредиенты можно сначала диспергировать в водной среде и греть при указанных выше температурах и времени.
Содержание смолистых твердых веществ в композиции для покрытия на водной основе типично составляет 25-30 массовых процентов.
Затем полученный продукт можно объединить с кислотным функциональным полимером, содержащим реакционноспособные функциональные группы, и смесь диспергировать в водной среде с помощью нейтрализующего агента. С другой стороны, продукт можно смешать с водной дисперсией компонента (i).
Кроме (i), (ii) и (iii) в смолистую фазу могут быть включены другие смолистые ингредиенты. Примеры включают полисиликоновые смолы и аминофункциональные полиамиды, которые все дополнительно усиливают адгезию и коррозионную стойкость покрытия.
Силиконовые смолы, которые используют при практическом применении изобретения, являются функциональными силиконовыми смолами, т.е., они содержат функциональные группы, связанные с (ii). Типично такие группы представляют собой группы с активным водородом, такие как гидроксил. Также силиконовые смолы типично являются фенилированными силиконовыми смолами, содержащими связь C6H5-Si≡. Фенильная группа благоприятна в том отношении, что она совмещает силиконовую смолу с другими смолистыми ингредиентами в композиции для покрытия, в которой все смолистые ингредиенты могут быть равномерно растворены или диспергированы в разбавителе, т.е., силиконовая смола не образует фазу, отдельную от других смолистых ингредиентов в композиции для покрытия. Фенилированные силиконовые смолы, типично используемые в композиции, представляют собой алкилфенил-силсесквиоксановую смолу, раскрытую в заявке на патент США, регистрационный №13/707741, поданной 7 декабря 2012. Полисиликоновая смола, когда она присутствует, присутствует в количествах до 20 массовых процентов от массы смолистых твердых веществ.
Аминотерминальные (аминоконцевые) полиамиды описаны в патенте США №7475786. Когда присутствуют, аминотерминальные полиамиды присутствуют в количествах до 20 массовых процентов от массы смолистых твердых веществ.
Композиции по изобретению находятся в форме водной дисперсии, в которой смолистая фаза диспергирована в водной среде. Водная среда дисперсии в некоторых случаях может состоять целиком из воды, но чаще будет состоять из смеси воды и водорастворимых или смешивающихся с водой органических растворителей. Подходящими растворителями являются спирты типа простых эфиров, такие как монобутиловый эфир этиленгликоля (бутилцеллозольв), моноэтиловый эфир этиленгликоля (этилцеллозольв) и подобные, и низшие алканолы с 2-4 атомами углерода, такие как этанол, пропанол, изопропанол, бутанол и т.п. Также в водной среде могут присутствовать в небольших количествах углеводородные растворители, такие как ксилол, толуол и т.п. Водная среда может содержать от примерно 60 до примерно 100 массовых процентов воды и от примерно 0 до примерно 40 массовых процентов органического растворителя. Массовые проценты соотносятся с общей массой водной среды.
Для того, чтобы диспергировать смолистую фазу в водной среде, (мет)акриловый полимер по меньшей мере частично нейтрализуют основанием, таким как амин. Примеры аминов включают аммиак, моноэтаноламин и диэтаноламин. Типично амин будет нейтрализовать по меньшей мере 25 процентов, например по меньшей мере 50 процентов кислотных эквивалентов в (мет)акриловом полимере.
Затем с солью (мет)акрилового полимера можно объединить другой смолистый ингредиент и смесь диспергировать в водной среде. Содержание смолистых твердых веществ в водной дисперсии типично составляет от 25 до 30, например 26-28 массовых процентов относительно общей массы водной дисперсии.
В некоторых воплощениях композиции, используемые при практическом применении изобретения, в основном свободны, могут быть по существу свободны или могут быть полностью свободны от бисфенола А и его производных или их остатков, включая бисфенол А («ВРА») диглицидиловый эфир бисфенола A («BADGE»). Такие композиции иногда называют «не предполагают включения ВРА», поскольку ВРА, включая его производные и их остатки, преднамеренно не добавляются, но они могут присутствовать в следовых количествах из-за неизбежного загрязнения из окружающей среды. Композиции могут быть в основном свободны, могут быть по существу свободны или могут быть полностью свободны от бисфенола F и его производных или их остатков, включая бисфенол F и диглицидиловый эфир бисфенола F («BPFG»). Термин «в основном свободны», используемый в данном контексте, означает, что композиции содержат менее 1000 частей на миллион (ч/млн), «по существу свободны» означает, что композиции содержат менее 100 частей на миллион (ч/млн), и «полностью свободны» означает, что композиции содержат менее 20 частей на миллиард (ч/млрд) любого из вышеуказанных соединений, их производных или их остатков.
Кроющие композиции по настоящему изобретению могут применяться к емкостям всех сортов и особенно хорошо адаптированы для применения в консервных банках для пищевых продуктов и напитков (например, сборных банках из двух деталей, сборных банках из трех деталей и т.д.).
Композиции можно наносить на емкость для пищевых продуктов и напитков любым способом, известным в технике, таким как нанесение валиком, распылением и нанесение покрытия электроосаждением. Следует признать, что в случае сборных банок из двух деталей покрытие типично будет наноситься распылением после изготовления банки. В случае сборных банок из трех деталей типично сначала на плоский лист будет наноситься валиком покрытие из одной из нескольких композиций по настоящему изобретению и затем может быть сформована банка. Как отмечалось выше, процент твердых веществ композиции можно регулировать, основываясь на способе нанесения. Покрытие можно нанести до массы сухой пленки 9,3 мг/см2-4,6 мг/см2 (24 мг/4 д2-12 мг/4 д2), такое как 7,8 мг/см2-5,4 мг/см2 (20 мг/4 д2-14 мг/4 д2).
Затем после нанесения покрытие отверждают. Отверждение выполняют способами, стандартными в данной области техники. В случае покрытия на рулоне, это - обычно кратковременная выдержка (т.е. 9 секунд - 2 минуты) при сильном нагревании (т.е. максимальная температура металла 485°F (252°С)); металлические листы с покрытием типично отверждают дольше (т.е. 10 минут), но при более низких температурах (т.е. максимальная температура металла 400°F (204°С)). В случае покрытий на сборных банках из двух деталей, нанесенных распылением, отверждение может занимать от 5 до 8 минут с 90-секундным отжигом при максимальной температуре металла 415°F (213°С)-425°F (218°С).
Любой материал, используемый для формирования консервных банок для пищевых продуктов, можно обрабатывать способами по настоящему изобретению. Особенно подходящие основы включают сталь, плакированную оловом, сталь без олова и вороненую сталь.
Покрытия по настоящему изобретению можно наносить непосредственно на сталь без какой-либо предварительной обработки или добавления сначала на металл вспомогательного адгезива. Кроме того, нет необходимости наносить покрытия поверх покрытий, используемых в настоящем изобретении.
Композиции по настоящему изобретению зарекомендовали себя как желательные в отношении как адгезии, так и гибкости.
Примеры
Следующие примеры представлены для того, чтобы помочь пониманию настоящего изобретения и не должны рассматриваться как ограничивающие его объем. Если не указано иное, все части и проценты являются массовыми.
Пример А
(Мет)акриловый полимер получают свободнорадикальной полимеризацией в 2-бутоксиэтаноле из следующей мономерной смеси: 20 массовых процентов метакриловой кислоты, 25 массовых процентов стирола, 50 массовых процентов бутилакрилата и 5 массовых процента N-бутоксиметилолакриламида; причем массовые проценты даются относительно общей массы мономеров. Полученный полимер имеет Mn 3495 и теоретическое содержание твердых веществ 52 массовых процента в 2-бутоксиэтаноле.
Пример В
Получают водную дисперсию (мет)акрилового полимера, получая сначала (мет)акриловый полимер свободнорадикальной полимеризацией в н-бутаноле из следующей мономерной смеси: 30 массовых процентов метакриловой кислоты, 25 массовых процентов стирола, 43 массовых процентов бутилакрилата и 2 массовых процента N-бутоксиметилолакриламида; причем массовые проценты даются относительно общей массы мономеров. Полученный полимер имеет Mn 10600 и теоретическое содержание твердых веществ 52 массовых процента в бутаноле. Полимер частично нейтрализуют (30 процентов от полной теоретической нейтрализации) диметилэтаноламином и диспергируют в воде при теоретическом содержании твердых веществ 43,5 массовых процента.
Пример 1
Водную композицию для покрытия получают, смешивая вместе следующие ингредиенты с использованием Cowles диспергирующего устройства (мешалки Коулса) с нагреванием, и получают устойчивую дисперсию.
Figure 00000002
Figure 00000003
Пример 2 (для сравнения)
Получают водную композицию для покрытия, подобную композиции примера 1, но без продукта взаимодействия льняного масла. Композицию получают, смешивая вместе следующие ингредиенты при нагревании, и получают устойчивую дисперсию.
Figure 00000004
Пример 3 (для сравнения) Получают водную композицию для покрытия, подобную композиции примера 1, но без гидрокситерминального полибутадиена. Композицию получают, смешивая вместе следующие ингредиенты при нагревании, и получают устойчивую дисперсию.
Figure 00000005
Композиции для покрытия примеров 1-3 наносят распылением на внутреннюю поверхность 211×400 сборных банок из 2 деталей D&1 из стали, плакированной электроосаждением олова, при массе пленки 220 мг±10 мг, и крышки банок с массой покрытия 6,2-7 мг/см2 (16-18 мг/4 д2). Покрытия отверждают, нагревая банку в 4-зонной печи IBO до достижения 400°F (204°С) на своде (дно банки) в течение 90 секунд при общем времени отверждения 5 минут. Крышки присоединяют швом к корпусу банки, содержащей куриный суп с рисом, заполненную до свободного пространства над продуктом
Figure 00000006
дюйма (1,27 см). Закатанные банки обрабатывают в течение 90 минут при 121°С и хранят при 120°F (49°С) в течение двух недель. Банки извлекают из хранилища, охлаждают, вскрывают четырьмя вертикальными разрезами от верха банки к дну и плющат для сходства при испытании, и внутренние поверхности с покрытием оценивают на адгезию, коррозию и гибкость, которые все оценивают по шкале 0-10.
Испытание на адгезию выполняют согласно ASTM D-3359, метод испытания В, с использованием ленты SCOTCH 610. Показание 10 показывает отсутствие ухудшения адгезии, показатель 9 показывает, что 90 процентов покрытия сохраняет адгезию, и показатель 0 показывает полную утрату адгезии. Для предупреждения коррозии «0» показывает, что покрытие полностью подверглось коррозии, наблюдается вздутие и пузырение пленки во всей площади. Показатель «10» показывает отсутствие признаков коррозии. Признаки коррозии оценивают в области свободного пространства над продуктом, которая является частью банки из 2 деталей, которой наиболее трудно придать коррозионную стойкость, поскольку она содержит наименьшее количество оловянного покрытия из-за процесса извлечения. Гибкость определяют по потере покрытия после деформации банки на окружности свода. Показатель 10 показывает отсутствие потери покрытия, в то время как показатель 0 показывает полную утрату покрытия.
Результаты испытаний на трех банках для каждого примера приводятся в таблице ниже.
Figure 00000007
Приложение
Figure 00000008
Содержание компонента (i) (акрила):
Акриловый полимер примера А + Акриловый полимер примера В=8,9+24,5=33,4 мас.%
Содержание фенольного компонента (ii): 36,7+5,1=41,8 мас.%
Содержание гидрокситерминального полибутадиена (iii): 5,3 мас.%.

Claims (25)

1. Композиция для покрытия на водной основе, содержащая
(A) смолистую фазу из
(i) по меньшей мере частично нейтрализованного кислотного функционального полимера, содержащего реакционноспособные функциональные группы;
(ii) фенольного соединения и альдегида или продукта их взаимодействия,
(iii) гидрокситерминального полибутадиена;
причем смолистая фаза диспергирована в
(B) водной среде.
2. Композиция для покрытия на водной основе по п. 1, в которой фенольное соединение выбирают из группы, состоящей из фенола и алкилированного фенола.
3. Композиция для покрытия на водной основе по п. 1, в которой альдегид представляет собой формальдегид.
4. Композиция для покрытия на водной основе по п. 1, в которой кислотный функциональный полимер представляет собой сополимер (мет)акриловых мономеров.
5. Композиция для покрытия на водной основе по п. 1, в которой кислотные группы являются карбоксильными группами.
6. Композиция для покрытия на водной основе по п. 1, в которой реакционноспособные функциональные группы выбирают из гидроксильной и N-алкоксиметильных групп.
7. Композиция для покрытия на водной основе по п. 1, в которой
(i) присутствует в количестве 20-35 мас.%,
(ii) присутствует в количестве 40-60 мас.%, и
(iii) присутствует в количестве 2,5-10 мас.%;
причем массовые проценты рассчитаны на массу смолистых твердых веществ в композиции для покрытия.
8. Композиция для покрытия на водной основе по п. 1, содержащая в смолистой фазе аминотерминальный полиамид.
9. Композиция для покрытия на водной основе по п. 1, содержащая в смолистой фазе полисиликоновую смолу.
10. Изделие с покрытием, содержащее
(A) основу и
(B) нанесенное по меньшей мере на часть основы покрытие из композиции по п. 1.
11. Изделие с покрытием по п. 10, в котором основа представляет собой емкость.
12. Изделие с покрытием по п. 11, в котором емкость представляет собой емкость для пищевого продукта или напитка.
13. Изделие с покрытием по п. 12, в котором покрытие находится на внутренней поверхности емкости.
RU2016120176A 2013-10-25 2014-10-24 Композиция для покрытия на водной основе, содержащая гидротерминальный полибутадиен RU2641928C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/062,928 US10442953B2 (en) 2011-08-29 2013-10-25 Aqueous-based coating composition containing hydroxy-terminated polybutadiene
US14/062,928 2013-10-25
PCT/US2014/062141 WO2015061664A1 (en) 2013-10-25 2014-10-24 Aqueous-based coating composition containing hydroxy-terminated polybutadiene

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016120176A RU2016120176A (ru) 2017-11-30
RU2641928C2 true RU2641928C2 (ru) 2018-01-23

Family

ID=51862599

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016120176A RU2641928C2 (ru) 2013-10-25 2014-10-24 Композиция для покрытия на водной основе, содержащая гидротерминальный полибутадиен

Country Status (13)

Country Link
EP (1) EP3060617B1 (ru)
KR (1) KR101867742B1 (ru)
CN (1) CN105793368B (ru)
AU (1) AU2014339896B2 (ru)
CA (1) CA2928555C (ru)
ES (1) ES2726194T3 (ru)
HK (1) HK1221245A1 (ru)
MX (1) MX2016005362A (ru)
NZ (1) NZ719315A (ru)
PL (1) PL3060617T3 (ru)
RU (1) RU2641928C2 (ru)
SG (1) SG11201603229RA (ru)
WO (1) WO2015061664A1 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL3280763T5 (pl) * 2015-04-06 2024-01-15 Novelis, Inc. Kompozycje powłokowe na bazie wody i powiązane produkty oraz sposoby
US10703920B2 (en) 2016-09-28 2020-07-07 Ppg Industries Ohio, Inc. Corrosion-resistant epoxidized vegetable oil can interior coating
CN116444747B (zh) * 2023-02-06 2024-01-16 聊城金歌合成材料有限公司 间苯二酚-衣康酸-甲醛共聚树脂的合成方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU59318A1 (ru) * 1938-08-15 1940-11-30 А.И. Штюрк Способ изготовлени красок
US2741397A (en) * 1952-06-30 1956-04-10 Phillips Petroleum Co Metal food and beverage container coating composition
US4623680A (en) * 1985-06-03 1986-11-18 Celanese Corporation Aqueous epoxy resin dispersions for can coating use
US20070032606A1 (en) * 2005-08-03 2007-02-08 Mcvay Robert L Can coatings, methods for coating can and cans coated thereby
RU2418831C2 (ru) * 2005-04-08 2011-05-20 Ппг Индастриз Огайо, Инк. Способы получения устойчивой водной дисперсии и композиции для электроосаждаемых покрытий

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5939491A (en) * 1997-08-01 1999-08-17 Ppg Industries Ohio, Inc. Curable compositions based on functional polysiloxanes
US20080221263A1 (en) * 2006-08-31 2008-09-11 Subbareddy Kanagasabapathy Coating compositions for producing transparent super-hydrophobic surfaces
CN101688094A (zh) * 2007-05-17 2010-03-31 约翰逊迪瓦西公司 表面涂层系统以及方法
EP2454297B1 (en) * 2009-07-17 2017-03-15 Valspar Sourcing, Inc. Coating composition and articles coated therewith
US20130052380A1 (en) * 2011-08-29 2013-02-28 Ppg Industries Ohio, Inc. Coating compositions for food and beverage containers

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU59318A1 (ru) * 1938-08-15 1940-11-30 А.И. Штюрк Способ изготовлени красок
US2741397A (en) * 1952-06-30 1956-04-10 Phillips Petroleum Co Metal food and beverage container coating composition
US4623680A (en) * 1985-06-03 1986-11-18 Celanese Corporation Aqueous epoxy resin dispersions for can coating use
RU2418831C2 (ru) * 2005-04-08 2011-05-20 Ппг Индастриз Огайо, Инк. Способы получения устойчивой водной дисперсии и композиции для электроосаждаемых покрытий
US20070032606A1 (en) * 2005-08-03 2007-02-08 Mcvay Robert L Can coatings, methods for coating can and cans coated thereby

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160075683A (ko) 2016-06-29
CN105793368A (zh) 2016-07-20
MX2016005362A (es) 2017-01-05
EP3060617B1 (en) 2019-04-03
AU2014339896B2 (en) 2016-10-27
CA2928555C (en) 2018-08-28
CN105793368B (zh) 2018-03-30
SG11201603229RA (en) 2016-05-30
AU2014339896A1 (en) 2016-05-12
WO2015061664A1 (en) 2015-04-30
CA2928555A1 (en) 2015-04-30
ES2726194T3 (es) 2019-10-02
HK1221245A1 (zh) 2017-05-26
PL3060617T3 (pl) 2019-09-30
EP3060617A1 (en) 2016-08-31
NZ719315A (en) 2017-11-24
KR101867742B1 (ko) 2018-06-14
RU2016120176A (ru) 2017-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8927652B2 (en) Coating compositions for food and beverage containers
EP2751201B1 (en) Coating compositions for food and beverage containers
US10442953B2 (en) Aqueous-based coating composition containing hydroxy-terminated polybutadiene
RU2635236C2 (ru) Композиция покрытия на водной основе, содержащая масляно-смоляной компонент
RU2641928C2 (ru) Композиция для покрытия на водной основе, содержащая гидротерминальный полибутадиен
WO2017003922A1 (en) Aqueous-based coating composition containing a polyanhydride
US20170002226A1 (en) Aqueous-based coating composition containing a polyanhydride

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191025