RU2750385C1 - Composite material for coatings used in metal canning containers - Google Patents

Composite material for coatings used in metal canning containers Download PDF

Info

Publication number
RU2750385C1
RU2750385C1 RU2018145564A RU2018145564A RU2750385C1 RU 2750385 C1 RU2750385 C1 RU 2750385C1 RU 2018145564 A RU2018145564 A RU 2018145564A RU 2018145564 A RU2018145564 A RU 2018145564A RU 2750385 C1 RU2750385 C1 RU 2750385C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
acid
composite material
coatings
koh
groups
Prior art date
Application number
RU2018145564A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Алексеевич Апанович
Елена Юрьевна Максимова
Александра Дмитриевна Зеленская
Александр Валерьевич Павлов
Антон Владимирович Алексеенко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева)
Priority to RU2018145564A priority Critical patent/RU2750385C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2750385C1 publication Critical patent/RU2750385C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING 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
    • C09D167/00Coating compositions based on polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers

Abstract

FIELD: chemistry.SUBSTANCE: invention relates to the field of chemistry, namely to materials designed for producing coatings of metal canning containers; it can be used for long-term storage of food products, in particular for coatings having direct contact with food products; it can be used for their protection. The composite material is described for coatings, which have direct contact with food products, consisting of complex polyethyropolyols with a hydroxyl number no more than 80 mg KOH/g and acid number no more than 40 mg KOH/g obtained by interaction of a) 35-45 mole % of carboxylic acid component containing: a1) one or several saturated and/or unsaturated aliphatic and/or aromatic carboxylic acids with the number of COON groups = 2 or their anhydrides and a2) aromatic and/or aliphatic monocarboxylic acids; b) 55-65 mole % of alcohol component containing: b1) one or several saturated aliphatic polyatomic alcohols with average OH-functionality a3), crosslinking agents active relatively to OH groups and COOH groups, which are benzguanidine resins or epichlorohydrin adducts with polypropylene glycol or trimethylolpropane, solvent (butanol) and additives, wherein the composite material for coatings, according to this invention, is produced by mixing separate components. A coating of metal canning containers and a substrate for metal canning containers are also proposed.EFFECT: technical result is an increase in coating performance characteristics.6 cl, 2 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к материалам, предназначенным для получения покрытий металлической консервной тары, предназначенной для долговременного хранения продуктов питания, в частности для покрытий имеющих непосредственный контакте пищевыми продуктами.The invention relates to materials intended for the production of coatings for metal cans intended for long-term storage of food products, in particular for coatings in direct contact with food products.

В настоящее время основная доля лакокрасочных материалов для окраски внутренней поверхности металлической консервной тары приходится на композиции, содержащие эпоксидиановые олигомеры.Currently, the main share of paints and varnishes for painting the inner surface of metal cans falls on compositions containing epoxydian oligomers.

Несмотря на то, что такие материалы позволяют получать покрытия с хорошей адгезией к металлическим подложкам, достаточной химической стойкостью, и эластичностью, они имеют один существенный недостаток, который обусловлен основным составляющим эпоксидановых смол - бисфенолом А.Despite the fact that such materials make it possible to obtain coatings with good adhesion to metal substrates, sufficient chemical resistance, and elasticity, they have one significant drawback, which is due to the main components of epoxy resins - bisphenol A.

Бисфенол А (БФА), известен своим воздействием на эндокринную систему, так, доказано, что БФА в тестах in vitro действует мутагенно и небольшие количества этого вещества могут переходить в упакованные продукты питания. Имеются подозрения, о том, что покрытия содержащие БФА обладают канцерогенным воздействием. Поэтому является выгодным использовать материалы для покрытий, не содержащее БФА для внутренних покрытий металлической консервной тары, контактирующих с пищевыми продуктами.Bisphenol A (BPA), known for its effect on the endocrine system, has been proven that BPA in in vitro tests is mutagenic and small amounts of this substance can pass into packaged food. It is suspected that coatings containing BPA are carcinogenic. Therefore, it is advantageous to use BPA-free coating materials for the interior coatings of metal cans in contact with food.

Не содержащие фрагменты БФА покрытия описаны, например, в DE-A 19912794 и ЕР-А 1277814. Правда они основываются на содержащих растворители средствах для покрытий с большим содержанием растворителя (до 90 масс. %), который вследствие эмиссии в настоящее время является нежелательным. Далее остающиеся в покрытиях остатки растворителей за счет миграции могут причинять вред заполнителю.BPA-free coatings are described, for example, in DE-A 19912794 and EP-A 1277814. However, they are based on solvent-based coating agents with a high solvent content (up to 90% by weight), which is currently undesirable due to emission. Further, solvent residues remaining in the coatings can cause damage to the aggregate due to migration.

Материалы для покрытий консервной тары (Can Coating) известны, например RU 2388776, но они содержат в качестве отвердителя либо блокированные полиизоцианаты, либо связующие, которые синтезированы из компонентов, не соответствующих ГН 2.3.3.97 2-00 «Предельно допустимые количества веществ, выделяющихся из материалов, контактирующих с пищевыми продуктами», и параграфу 175300 USA Code of Federal Regulation Nr. 21, FDA (Food and Drug Administration).Can Coating materials are known, for example, RU 2388776, but they contain as a hardener either blocked polyisocyanates or binders that are synthesized from components that do not comply with GN 2.3.3.97 2-00 "Maximum allowable amounts of substances released from materials in contact with food ", and paragraph 175300 of the USA Code of Federal Regulation Nr. 21, FDA (Food and Drug Administration).

Блокированные полиизоцианаты в процессе горячей сушки отщепляют соответствующее блокирующее средство, например, бутаноноксим или ε-капролактам. Однако эти отщепляющиеся вещества могут частично оставаться в лаковом слое и мигрировать при хранении в пищевой продукт. Поэтому такие лаковые системы не годятся для применения в области продуктов питания. Поэтому задача данного изобретения заключается в приготовлении не содержащих БФА материалов для покрытий, которые соответствуют ГН 2.3.3.97 2-00 «Предельно допустимые количества веществ, выделяющихся из материалов, контактирующих с пищевыми продуктами», и параграфу 175300 USA Code of Federal Regulation Nr. 21, FDA (Food and Drug Administration), а также обладают в отвержденном состоянии очень хорошими механическими свойствами, такими как высокая эластичность, высокий уровень устойчивости к растворителям, химикалиям, а также к жирным и маслянистым веществам и одновременно имеют высокую устойчивость при термическом воздействии.The blocked polyisocyanates cleave off the corresponding blocking agent during baking, for example butanone oxime or ε-caprolactam. However, these fissionable substances can partially remain in the lacquer layer and migrate during storage into the food product. Therefore, such varnish systems are not suitable for use in the food industry. Therefore, it is an object of the present invention to provide BPA-free coating materials that comply with GN 2.3.3.97 2-00 "Maximum Allowable Amounts Released from Materials in Contact with Food" and paragraph 175300 of the USA Code of Federal Regulation Nr. 21, FDA (Food and Drug Administration), and in the cured state also have very good mechanical properties, such as high elasticity, high level of resistance to solvents, chemicals, as well as to fatty and oily substances, and at the same time high resistance to thermal action.

Соответствие пищевому допуску в этой связи означает, что применяются только такие компоненты в рецептурах связующих или при изготовлении последних, которые перечислены ГН 2.3.3.97 2-00 «Предельно допустимые количества веществ, выделяющихся из материалов, контактирующих с пищевыми продуктами», и в параграфе 175300 USA Code of Federal Regulation Nr. 21 (FDA).Compliance with the food tolerance in this regard means that only those components are used in the formulation of binders or in the manufacture of the latter, which are listed by GN 2.3.3.97 2-00 "Maximum allowable quantities of substances released from materials in contact with food", and in paragraph 175300 USA Code of Federal Regulation Nr. 21 (FDA).

Эта задача решается описанными ниже материалами для покрытий. Предметом изобретения является поэтому композиционный материал для покрытий, непосредственно контактирующих с пищевыми продуктами, не содержащий бисфенола А, содержащий:This is accomplished by the coating materials described below. The subject of the invention is therefore a bisphenol A-free coating composite material for coatings in direct contact with food, comprising:

A) один или несколько сложных полиэфирполиамидополиолов с гидроксильным числом не более 80 мг КОН/г и кислотным числом не более 40 мг КОН/г, полученных взаимодействиемA) one or more polyester polyamidopolyols with a hydroxyl number of not more than 80 mg KOH / g and an acid number of not more than 40 mg KOH / g, obtained by reaction

а) 45-35 г компонента карбоновой кислоты, содержащего:a) 45-35 g of a carboxylic acid component containing:

a1) одну или несколько насыщенных и/или ненасыщенных алифатических и/или ароматических карбоновых кислот с числом СООН-групп 1 - 2 или их ангидридов; иa1) one or more saturated and / or unsaturated aliphatic and / or aromatic carboxylic acids with the number of COOH groups 1 to 2 or their anhydrides; and

а2) в случае надобности ароматические и/или алифатические монокарбоновые кислотыa2) if necessary, aromatic and / or aliphatic monocarboxylic acids

б) 50-55 г спиртового компонента, содержащего:b) 50-55 g of an alcohol component containing:

б1) один или несколько насыщенных алифатических многоатомных спиртов со средней ОН-функциональностью ≤3,b1) one or more saturated aliphatic polyhydric alcohols with an average OH-functionality of ≤3,

в) 5-10 г аминного компонента, содержащего:c) 5-10 g of an amine component containing:

в1) алифатические или циклоалифатические амины с числом NH2-групп равное 2.c1) aliphatic or cycloaliphatic amines with the number of NH 2 -groups equal to 2.

Б) один или несколько активных по отношению к ОН-группам и СООН-группам сшивающих агентов, выбранных из группы, состоящей из аддуктов эпихлоргидрина с полипропиленгликолем, триметилолпрпаном.B) one or more crosslinking agents active towards OH groups and COOH groups selected from the group consisting of adducts of epichlorohydrin with polypropylene glycol, trimethylolprpan.

B) растворители.B) solvents.

Г) при необходимости вспомогательные средства и добавки.D) aids and additives, if necessary.

Композиционный материал для покрытий согласно данному изобретению изготавливается путем смешивания отдельных компонентов А)-Г) друг с другом. Этот способ представляет собой другой предмет изобретения.The composite coating material according to the invention is made by mixing the individual components A) to D) with each other. This method is another subject of the invention.

В компоненте a1) используются в качестве ароматических дикарбоновых кислот или ангидридов этих кислот изофталевая кислота, терефталевая кислота и ангидрид фталевой кислоты.In component a1) isophthalic acid, terephthalic acid and phthalic anhydride are used as aromatic dicarboxylic acids or anhydrides of these acids.

В качестве алифатических дикарбоновых кислот применяются в компоненте a1) адипиновая кислота, димеризованные жирные кислоты, полученные расщеплением соевого масла, левопимаровая, обиетиновая кислоты и ангидрид малеиновой кислоты.As aliphatic dicarboxylic acids used in component a1) adipic acid, dimerized fatty acids obtained by the cleavage of soybean oil, levopimaric acid, obietic acid and maleic acid anhydride.

В компоненте а2) в качестве монокарбоновых кислот используются свободные насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты, полученные расщеплением растительных масел, и метакриловая кислота.In component a2), free saturated and unsaturated fatty acids obtained from the cleavage of vegetable oils and methacrylic acid are used as monocarboxylic acids.

В компоненте б1) в качестве алифатических многоосновных спиртов применяются предпочтительно этиленгликоль, диэтиленгликоль, неопентилгликоль и триметилолпропан.In component b1), ethylene glycol, diethylene glycol, neopentyl glycol and trimethylolpropane are preferably used as aliphatic polybasic alcohols.

В компоненте в1) в качестве алифатических многоосновных спиртов применяются предпочтительно этиленгликоль, диэтиленгликоль, неопентилгликоль и триметилолпропан.In component b1), ethylene glycol, diethylene glycol, neopentyl glycol and trimethylolpropane are preferably used as aliphatic polybasic alcohols.

В компоненте в1) в качестве алифатических аминов используется гексаметилендиамин и бензогуанаминIn component b1) hexamethylenediamine and benzoguanamine are used as aliphatic amines

Названные соединения компонентов a1), а2), б1), б2) и в1) соответственно могут применяться в соответствующих компонентах по отдельности или в любых смесях друг с другом.The named compounds of components a1), a2), b1), b2) and c1), respectively, can be used in the respective components individually or in any mixtures with each other.

Приготовление согласно данному изобретению сложного полиэфирамидополиола компонента А) происходит способом, известным сам по себе, согласно методикам, которые подробно описаны в Полиэфиры и алкидные смолы. У.Пот.- М. Пейнт Медиа.2009, стр. 22-25 или Ullmanns Encyclopaedie der Technischen Chemie, издательство Chemie, Вайнхайм, 4-е издание (1980), т. 19, стр. 61 и далее или в H. Wagner и H.F. Sarx Lackkunstharze, издательство Carl Hanser, Мюнхен (1971), стр. 86-152.The preparation according to the invention of the polyester amidopolyol of component A) is carried out in a manner known per se, according to the procedures which are described in detail in Polyesters and alkyd resins. W. Pot.-M. Paint Media 2009, pp. 22-25 or Ullmanns Encyclopaedie der Technischen Chemie, Chemie, Weinheim, 4th edition (1980), vol. 19, p. 61 ff. Or in H. Wagner and HF Sarx Lackkunstharze, Carl Hanser, Munich (1971), pp. 86-152.

Приготовление осуществляется предпочтительно в расплаве, в случае надобности в присутствии каталитических количеств обычных катализаторов этерификации, таких как, например, кислоты, основания или соединения переходных металлов, такие как, например, тетрабутокси титан, оксид дибутилолова, октоат олова, а так же ингибиторов радикальной полимеризации, таких как п-бензохинон, бензол-1,4-диол, при температуре от 80 до 270°С, предпочтительно от 100 до 250°С, в атмосфере азота. При этом ток азота служит также для того, чтобы удалять образующуюся в реакции воду. В случае надобности может добавляться также разделяющий агент, такой как, например, ксилол для уноса реакционной воды. Реакция конденсации проводится до тех пор, пока не будут достигнуты значения гидроксильного, кислотного числа и содержание азота, а также значение вязкости, к которым стремятся. В предпочтительном варианте исполнения изобретения сначала получается содержащий ОН-группы сложный полиэфирамидополиол, который содержит небольшие количества свободных карбоксильных и амино-групп, которые затем на следующей стадии реакции взаимодействуют с карбоксилсодержащим компонентом, таким как, например, ангидрид фталевой кислоты, с раскрытием цикла и образованием сложных полиэфиров, причем тогда образуется свободная карбоксильная группа.The preparation is preferably carried out in the melt, if necessary in the presence of catalytic amounts of conventional esterification catalysts, such as, for example, acids, bases or transition metal compounds such as, for example, tetrabutoxy titanium, dibutyltin oxide, tin octoate, as well as radical polymerization inhibitors such as p-benzoquinone, benzene-1,4-diol, at a temperature of from 80 to 270 ° C, preferably from 100 to 250 ° C, under a nitrogen atmosphere. In this case, the nitrogen flow also serves to remove the water formed in the reaction. If necessary, a separating agent such as, for example, xylene can also be added to carry away the reaction water. The condensation reaction is carried out until the values of the hydroxyl, acid number and nitrogen content, as well as the viscosity value, are reached, to which they strive. In a preferred embodiment of the invention, a polyester amidopolyol containing OH groups is first obtained, which contains small amounts of free carboxyl and amino groups, which are then reacted in the next reaction step with a carboxyl-containing component, such as, for example, phthalic anhydride, with ring opening and formation complex polyesters, and then a free carboxyl group is formed.

Средний молекулярный вес Mw полиэфирамида, компонент А, согласно данному изобретению, сложного полиэфирамидополиола находится в интервале от 5500 до 7500 а.е.м.The average molecular weight Mw of the polyester amide component A of the present invention of the polyester amidopolyol ranges from 5500 to 7500 amu.

Гидроксильные числа сложных полиэфирамидополиолов, компонент А, согласно данному изобретению, лежат в области до 80 мг КОН/г, г в расчете на твердую смолу.The hydroxyl numbers of the polyesteramidopolyols, component A, according to the invention are in the range of up to 80 mg KOH / g, g, calculated on the solid resin.

Кислотные числа сложных полиэфирамидополиолов, компонент А, согласно данному изобретению лежат в области до 40 мг КОН/г, в расчете на твердую смолу.The acid numbers of the polyesteramidopolyols, component A, according to the invention are in the range of up to 40 mg KOH / g, calculated on the solid resin.

Содержание азота сложных полиэфирамидополиолов, компонент А, согласно данному изобретению лежат в области до 1,5% масс в расчете на твердую смолу.The nitrogen content of the polyester amide polyols, component A, according to the invention is in the range of up to 1.5% by weight, calculated on the resin solids.

В качестве соединений компонента Б) предпочтительны продукт взаимодействия эпихлоргидрина с полипропиленгликолем Der® 732Р (фирма Dow Europe GmbH, Штаде, Германия) и продукт взаимодействия эпихлоргидрина с триметилолпропаном, Der® 742 (фирма Dow Europe GmbH, Штаде, Германия).As the compounds of component b) is preferably the reaction product of epichlorohydrin with polypropylene glycol Der ® 732R (manufactured by Dow Europe GmbH, Stade, Germany) and the reaction product of epichlorohydrin with trimethylolpropane, Der ® 742 (manufactured by Dow Europe GmbH, Stade, Germany).

Составными частями компонента Д) являются, например, средство, способствующее разливу, средство, способствующее увеличению стойкости к царапанию, оптический отбеливатель, светостабилизатор, а также растворитель.The constituents of component E) are, for example, a spill aid, a scratch resistance enhancer, an optical brightener, a light stabilizer, and a solvent.

Желаемая рабочая вязкость, как правило, регулируется путем добавок органического растворителя. Чтобы установить точно определенную рабочую вязкость или добиться особых реологических свойств, можно также использовать тиксотропные добавки или комбинации различных тиксотропных добавок, например полимерных тиксотропных добавок.The desired operating viscosity is usually adjusted by adding organic solvent. Thixotropic additives or combinations of different thixotropic additives, such as polymeric thixotropic additives, can also be used to establish a precisely defined operating viscosity or to achieve special rheological properties.

Другим предметом изобретения являются покрытия и покрытия на белой жести марки ЭЖК, которые получены с применением средства для покрытий согласно данному изобретению и служат для изготовления контейнеров, емкостей и консервных банок для контакта с продуктами питания. Нанесение покрытий на белую жесть марки ЭЖК происходит с помощью средства для покрытий методом лакирования ленты и/или раскроя ленты в виде листов и/или скролл-листов.Another subject of the invention are coatings and coatings on tinplate of the EZhK grade, which are obtained using the coating agent according to the invention and are used for the manufacture of containers, containers and cans for contact with food. EZhK tinplate is coated with a coating agent by varnishing the tape and / or cutting the tape in the form of sheets and / or scroll sheets.

Высушивание и отверждение покрытий происходит в общем случае при условиях горячей сушки при температурах до 240°С.Drying and curing of coatings generally occurs under baking conditions at temperatures up to 240 ° C.

Полученные таким образом покрытия на белой жести марки ЭЖК отличаются особенно хорошей адгезией к металлу, высокой твердостью и наряду с этим особенно хорошей эластичностью, которые сами по себе являются противоположными свойствами. Далее покрытия обладают очень высокой устойчивостью к растворителям, химикалиям и воде и имеют хорошую устойчивость при стерилизации, хороший вид и высокий блеск. Они не содержат фрагменты БФА и подходят в качестве покрытий для консервных банок для контакта с продуктами питания.The coatings obtained in this way on tinplate of the EZhK grade are distinguished by particularly good adhesion to metal, high hardness and, at the same time, especially good elasticity, which are in themselves opposite properties. Further, the coatings have very high resistance to solvents, chemicals and water and have good sterilization resistance, good appearance and high gloss. They are free of BPA moieties and are suitable as coatings for food contact cans.

ПримерыExamples of

В качестве основных параметров определялось массовая доля нелетучих веществ (по ГОСТ 31939, масса навески 1,0 г, продолжительность сушки 1,5 ч при температуре 140°С в сушильной камере с принудительной вентиляцией), кислотное число (мг КОН/г пробы, титрование раствором NaOH с концентрацией 0,1Н, в соответствии с ГОСТ Р 52110), вязкость (вискозиметр типа ВЗ-246 с соплом 4, в соответствии с ГОСТ 9070), гидроксильное число (мг КОН/г пробы, ацетилирование, гидролиз, титрование раствором NaOH с концентрацией 0,1Н, в соответствии с ГОСТ Р ИСО 4327). Кислотное число и гидроксильное число указываются как для поставляемой формы, так и для твердой смолы.The main parameters were determined by the mass fraction of non-volatile substances (according to GOST 31939, weight of the sample 1.0 g, drying time 1.5 h at 140 ° C in a drying chamber with forced ventilation), acid number (mg KOH / g sample, titration NaOH solution with a concentration of 0.1N, in accordance with GOST R 52110), viscosity (viscometer type VZ-246 with nozzle 4, in accordance with GOST 9070), hydroxyl number (mg KOH / g sample, acetylation, hydrolysis, titration with NaOH solution with a concentration of 0.1N, in accordance with GOST R ISO 4327). The acid number and hydroxyl number are indicated for both the supplied form and the solid resin.

В качестве добавок и связующих применяются:The following are used as additives and binders:

- Byk 310®: средство, способствующее смачиванию, 25%-ный раствор в ксилоле, фирма Byk Chemie, Везель, Германия.- Byk 310 ®: an aid to wetting of 25% solution in xylene, the firm Byk Chemie, Wesel, Germany.

- Byk 355®: средство, способствующее смачиванию, 52%-ный раствор в метоксипропилацетате, фирма Byk Chemie, Везель, Германия.- Byk 355 ®: an aid to wetting of 52% solution in methoxypropyl acetate, firm Byk Chemie, Wesel, Germany.

- Ceracol 79®: средство, способствующее повышению стойкости к царапанию, 20%-ная дисперсия в монометиловомэфиредипропиленгликоля, фирма Byk Chemie, Везель, Германия.- Ceracol 79 ®: means to promote scratch resistance, 20% dispersion in monometilovomefiredipropilenglikolya, the firm Byk Chemie, Wesel, Germany.

- Der 732Р®: отвердитель из продукта реакции взаимодействия эпихлоргидрина и полипропиленгликоля, фирма Dow Chemical, Штаде, Германия.- Der 732R ®: curing reaction of the reaction product of epichlorohydrin and polypropylene glycol, company Dow Chemical, Stade, Germany.

- Der 742®: отвердитель из продукта реакции взаимодействия эпихлоргидрина и триметилолпропаном, фирма Dow Chemical, Штаде, Германия.- Der 742 ®: curing agent reaction product of reaction of epichlorohydrin and trimethylolpropane, company Dow Chemical, Stade, Germany.

Пример 1Example 1

Получение сложного полиэфирамидополиола А1)Preparation of polyester amide polyol A1)

332,0 г диэтиленгликоля, 110,2 г неопентилгликоля, 17,3 г триметиолпропана отвешивали вместе в реактор емкостью 1,0 л, снабженный мешалкой, подогревом, автоматическим устройством регулирования температуры, подводом азота, насадочной колонкой, устройством для отделения воды и приемником, и при перемешивании и пропускании азота нагревали до 110°С. Затем добавляли 73,7 г адипиновой кислоты, 154,2 г терефталевой кислоты, 17,6 г ангидрида фталевой кислоты, 12,8 г ангидрида малеиновой кислоты, 2,2 г левопимаровой кислоты и 40,3 г бензогуанамина. Смесь нагревали до 220°С таким образом, чтобы температура верха колонки не превышала 101°С. При этом отделяется реакционная вода. Конденсировали до вязкости смолы 125-130 секунд (время истечения из вискозиметра ВЗ-4 при 20°С 50%-ного раствора в смеси бутилцеллозольв - метоксипропилацетате, взятых в эквимассовых соотношениях) и, до достижения кислотного числа не более 5 мг КОН/г. Затем охлаждали до 160°С. К этому моменту реакции отобрали 120,0 г смолы для проб. К остающемуся содержимому реактора добавляли 24,5 г димеризованных жирных кислот, полученные расщеплением соевого масла и перемешивали при 160°С до тех пор, пока не достигалась вязкость смолы 185-190 секунды (время истечения из вискозиметра ВЗ-4 при 20°С 50%-ного раствора в смеси бутилцеллозольв - метоксипропилацетате, взятых в эквимассовых соотношениях) и до достижения кислотного числа не более 25 мг КОН/г. К этому моменту реакции отобрали 120,0 г смолы для проб. Затем добавляли 225 г смеси бутилцеллозольв - сольвессо 150 - метоксипропилацетат, взятых в эквимассовом соотношении, и при перемешивании растворяли при 120°С в течение 1,5 часов. Затем охлаждали до 60°С, фильтровали содержимое реакционной смеси. Получали раствор с содержанием твердого вещества 66,7 масс. %, кислотным числом 25 мг КОН/г, гидроксильным числом 50 мг КОН/г (в расчете на твердую смолу), с содержанием азота 0,5% (в расчете на твердую смолу), и вязкостью 200-220 секунд, время истечения из вискозиметра ВЗ-4 при 20°С.332.0 g of diethylene glycol, 110.2 g of neopentyl glycol, 17.3 g of trimethiolpropane were weighed together into a 1.0 L reactor equipped with a stirrer, heating, automatic temperature control device, nitrogen supply, packed column, water separator and receiver, and with stirring and passing nitrogen, heated to 110 ° C. Then 73.7 g of adipic acid, 154.2 g of terephthalic acid, 17.6 g of phthalic anhydride, 12.8 g of maleic anhydride, 2.2 g of levopimaric acid and 40.3 g of benzoguanamine were added. The mixture was heated to 220 ° C so that the column top temperature did not exceed 101 ° C. This separates the reaction water. Condensed to a resin viscosity of 125-130 seconds (the flow time from a VZ-4 viscometer at 20 ° C of a 50% solution in a mixture of butyl cellosolve - methoxypropyl acetate, taken in equimass ratios) and, until the acid number reached no more than 5 mg KOH / g. Then it was cooled to 160 ° C. At this point in the reaction, 120.0 g of sample resin was taken. To the remaining contents of the reactor was added 24.5 g of dimerized fatty acids obtained by cleavage of soybean oil and stirred at 160 ° C until a resin viscosity of 185-190 seconds was reached (flow time from a VZ-4 viscometer at 20 ° C 50% solution in a mixture of butyl cellosolve - methoxypropyl acetate, taken in equimass ratios) and until the acid number reaches no more than 25 mg KOH / g. At this point in the reaction, 120.0 g of sample resin was taken. Then added 225 g of a mixture of butyl cellosolve - Solvesso 150 - methoxypropyl acetate, taken in an equimass ratio, and with stirring was dissolved at 120 ° C for 1.5 hours. Then it was cooled to 60 ° C, the content of the reaction mixture was filtered. Received a solution with a solid content of 66.7 wt. %, acid number 25 mg KOH / g, hydroxyl number 50 mg KOH / g (based on solid resin), with a nitrogen content of 0.5% (based on solid resin), and a viscosity of 200-220 seconds, the flow time from viscometer VZ-4 at 20 ° C.

Пример 2Example 2

Получение сложного полиэфирамидополиола А2)Preparation of polyester amidopolyol A2)

232,5 г диэтиленгликоля, 78,9 неопентилгликоль и 107,4 г триметилолпропана отвешивали вместе в реактор емкостью 1,0 л, снабженный мешалкой, подогревом, автоматическим устройством регулирования температуры, подводом азота, насадочной колонкой, устройством для отделения воды и приемником, и при перемешивании и пропускании азота нагревали до 110°С. Затем добавляли 139,2 г терефталевой кислоты, 32,8 гизофталевой кислоты, 13,4 г метакриловой кислоты, 59,1 г ангидрида фталевой кислоты, 38,6 г ангидрида малеиновой кислоты 2,2 г обиетиновой кислоты, 20,5 этилендиамина и 19,8 г бензогуанамина. Смесь нагревали до 230°С таким образом, чтобы температура верха колонки не превышала 101°С. При этом отделяется реакционная вода. Конденсировали до кислотного числа <10 мг КОН/г. Затем охлаждали до 160°С. К этому моменту реакции отобрали 120 г смолы (включая извлеченные пробы). К остающемуся содержимому реактора добавляли 35,7 г ангидрида фталевой кислоты и перемешивали при 160°С до тех пор, пока не достигалось кислотное число 35-45 мг КОН/г. После чего отобрали всего 120 г смолы (включая извлеченные пробы), затем добавляли 250 г смеси бутилцеллозольв - сольвессо 150 - метоксипропилацетат взятых в эквимассовом соотношении, и при перемешивании растворяли при 120°С в течение 1,5 часов. Затем охлаждали до 60°С, фильтровали содержимое реактора. Получали раствора сложного полиэфирамида с содержанием твердого вещества 65,1 масс. %, кислотным числом 37 мг КОН/г, гидроксильным числом 75 мг КОН/г (в расчете на твердую смолу), с содержанием азота 0,5% (в расчете на твердую смолу), и вязкостью 160-180 секунд, время истечения из вискозиметра ВЗ-4 при 20°С.232.5 g of diethylene glycol, 78.9 g of neopentyl glycol and 107.4 g of trimethylolpropane were weighed together into a 1.0 L reactor equipped with a stirrer, heating, automatic temperature control, nitrogen inlet, packed column, water separator and receiver, and with stirring and passing nitrogen, the mixture was heated to 110 ° C. Then 139.2 g of terephthalic acid, 32.8 g of gizophthalic acid, 13.4 g of methacrylic acid, 59.1 g of phthalic anhydride, 38.6 g of maleic anhydride, 2.2 g of obietic acid, 20.5 g of ethylenediamine and 19 , 8 g benzoguanamine. The mixture was heated to 230 ° C so that the column top temperature did not exceed 101 ° C. This separates the reaction water. Condensed to an acid number of <10 mg KOH / g. Then it was cooled to 160 ° C. At this point in the reaction, 120 g of resin (including recovered samples) have been taken. To the remaining contents of the reactor was added 35.7 g of phthalic anhydride and stirred at 160 ° C. until an acid value of 35-45 mg KOH / g was reached. After that, a total of 120 g of resin (including the extracted samples) was taken, then 250 g of a mixture of butyl cellosolve - Solvesso 150 - methoxypropyl acetate taken in an equimass ratio was added, and with stirring, it was dissolved at 120 ° C for 1.5 hours. Then it was cooled to 60 ° C, the contents of the reactor were filtered. Received a solution of complex polyester amide with a solids content of 65.1 wt. %, acid number 37 mg KOH / g, hydroxyl number 75 mg KOH / g (based on solid resin), with a nitrogen content of 0.5% (based on solid resin), and a viscosity of 160-180 seconds, the flow time from viscometer VZ-4 at 20 ° C.

Пример 3Example 3

Получение сложного полиэфирамидополиола A3)Preparation of polyester amide polyol A3)

178,6 г диэтиленгликоля, 92,5 неопентилгликоль и 142,7 г триметилолпропана отвешивали вместе в реактор емкостью 1,0 л, снабженный мешалкой, подогревом, автоматическим устройством регулирования температуры, подводом азота, насадочной колонкой, устройством для отделения воды и приемником, и при перемешивании и пропускании азота нагревали до 110°С. Затем добавляли 115,1 г терефталевой кислоты, 2,8 г изофталевой кислоты, 5,6 г метакриловой кислоты, 99,3 г ангидрида фталевой кислоты, 24,1 г ангидрида малеиновой кислоты, 0,5 г левопимаровой кислоты, 0,4 г обиетиновой кислоты и 17,1 г бензогуанамина. Смесь нагревали до 230°С таким образом, чтобы температура верха колонки не превышала 101°С. При этом отделяется реакционная вода. Конденсировали до кислотного числа <10 мг КОН/г. Затем охлаждали до 160°С. К этому моменту реакции отобрали 120 г смолы (включая извлеченные пробы). К остающемуся содержимому реактора добавляли 15,2 г ангидрида фталевой кислоты, 4,3 г свободных жирных кислот пальмового масла, 28,9 г свободных жирных кислот подсолнечного масла и перемешивали при 160°С до тех пор, пока не достигалось кислотное число 35-45 мг КОН/г. После чего отобрали всего 120 г смолы (включая извлеченные пробы), затем добавляли 250 г смеси бутилцеллозольв - сольвессо 150 - метоксипропилацетат взятых в эквимассовом соотношении, и при перемешивании растворяли при 120°С в течение 1,5 часов. Затем охлаждали до 60°С, фильтровали содержимое реактора. Получали раствора сложного полиэфирамида с содержанием твердого вещества 64,3 масс. %, кислотным числом 13 мг КОН/г, гидроксильным числом 27 мг КОН/г (в расчете на твердую смолу), с содержанием азота 0,5% (в расчете на твердую смолу), и вязкостью 160-180 секунд, время истечения из вискозиметра ВЗ-4 при 20°С.178.6 g of diethylene glycol, 92.5 g of neopentyl glycol and 142.7 g of trimethylolpropane were weighed together into a 1.0 L reactor equipped with a stirrer, heating, automatic temperature control, nitrogen inlet, packed column, water separator and receiver, and with stirring and passing nitrogen, the mixture was heated to 110 ° C. Then 115.1 g of terephthalic acid, 2.8 g of isophthalic acid, 5.6 g of methacrylic acid, 99.3 g of phthalic anhydride, 24.1 g of maleic anhydride, 0.5 g of levopimaric acid, 0.4 g obietic acid and 17.1 g of benzoguanamine. The mixture was heated to 230 ° C so that the column top temperature did not exceed 101 ° C. This separates the reaction water. Condensed to an acid number of <10 mg KOH / g. Then it was cooled to 160 ° C. At this point in the reaction, 120 g of resin (including recovered samples) have been collected. To the remaining contents of the reactor were added 15.2 g of phthalic anhydride, 4.3 g of free fatty acids of palm oil, 28.9 g of free fatty acids of sunflower oil and stirred at 160 ° C until an acid number of 35-45 was reached. mg KOH / g. After that, a total of 120 g of resin was taken (including the extracted samples), then 250 g of a mixture of butyl cellosolve - Solvesso 150 - methoxypropyl acetate taken in an equimass ratio was added, and with stirring, it was dissolved at 120 ° C for 1.5 hours. Then it was cooled to 60 ° C, the contents of the reactor were filtered. Received a solution of complex polyester amide with a solid content of 64.3 wt. %, acid number 13 mg KOH / g, hydroxyl number 27 mg KOH / g (based on solid resin), with a nitrogen content of 0.5% (based on solid resin), and a viscosity of 160-180 seconds, the flow time from viscometer VZ-4 at 20 ° C.

Пример 4: Лаки и испытания свойств лаковExample 4: Varnishes and varnish performance tests

Сложные полиэфирамиды согласно примерам 1 и 2 при интенсивном перемешивании сшивающий агент Б) и добавки Д) при комнатной температуре (примеры 3а, 3б и 3в). Для сравнения испытывали промышленный лак для покрытий консервной тары на основе эпоксидных смол (смола Der 667 и смола Der 669, взятых в соотношении 3 к 1) и фенолформальдегидная смола (Phenodure vpr 1785) (пример 3 г)Complex polyesteramides according to examples 1 and 2 with vigorous stirring cross-linking agent B) and additives E) at room temperature (examples 3a, 3b and 3c). For comparison, an industrial varnish for coatings of canning containers based on epoxy resins (Der 667 resin and Der 669 resin, taken in a ratio of 3 to 1) and phenol-formaldehyde resin (Phenodure vpr 1785) (example 3 g) were tested.

Соотношения отдельных компонентов полученных и испытанных лаков приведены в таблице 1.The ratios of the individual components of the obtained and tested varnishes are shown in Table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Вышеописанные прозрачные лаки наносились на пластинки из белой жести ЭЖК I класса по ГОСТ 13345, ММК (Магнитогорского металлургического комбината) с помощью стержневого аппликатора №35 и подвергались горячей сушке в течение 15 мин при 190°С в сушильной печи с циркуляцией воздуха. Получались пленки толщиной 6,0 -8,0 г/м2.The above-described transparent varnishes were applied to plates of tinplate EZhK I class according to GOST 13345, MMK (Magnitogorsk metallurgical plant) using a rod applicator No. 35 and were hot dried for 15 minutes at 190 ° C in a drying oven with air circulation. Films with a thickness of 6.0 -8.0 g / m2 were obtained.

Определялись следующие технологические свойства лаков: см. табл. 2.The following technological properties of varnishes were determined: see table. 2.

Figure 00000002
Figure 00000002

1) Адгезия решетчатого надреза (по ГОСТ 15140). Оценка: 1 = хорошо, 4 = плохо.1) Cross-cut adhesion (according to GOST 15140). Rating: 1 = good, 4 = bad.

2) Определение прочности при ударе2 (по ГОСТ 4765)2) Determination of impact strength 2 (according to GOST 4765)

3) Определение прочности при растяжении (по ГОСТ 29309)3) Determination of tensile strength (according to GOST 29309)

4) По две пластинки с покрытием укладывались друг на друга лакированными сторонами друг к другу. Между пластинками с покрытием помещался черный ленточный фильтр. Затем для лучшего распределения веса штабель покрывался стальной пластинкой весом 10 кг и выдерживался 16 часов при 60°С. После хранения визуально отмечались любые повреждения пленки (такие как отпечатки фильтровальной бумаги); оценка: 0 = хорошо, 5 = плохо4) Two coated plates were stacked on top of each other with the varnished sides facing each other. A black belt filter was placed between the coated plates. Then, for better weight distribution, the stack was covered with a 10 kg steel plate and kept for 16 hours at 60 ° C. After storage, any damage to the film (such as filter paper prints) was visually noted; rating: 0 = good, 5 = bad

5) Пропитанный метилэтилкетоном (МЭК) ватный тампон прикреплялся к молотку весом 500 г, с длинной ручки 50 см и двигался с постоянным нажимом на лаковую пленку определялось количество двойных ходов (раз туда и обратно), до наблюдения сильных повреждений или отслоения. Затем пластинки оценивали визуально на потускнение и/или отслаивание пленки. Для лучшей идентификации покрытия в местах испытаний протирали ватным тампоном, смоченным в растворе медного купороса с добавлением соляной кислоты.5) A cotton swab impregnated with methyl ethyl ketone (MEK) was attached to a hammer weighing 500 g, with a 50 cm long handle and moved with constant pressure on the varnish film, the number of double strokes (back and forth) was determined until severe damage or delamination was observed. The plates were then visually assessed for tarnishing and / or flaking of the film. For better identification of the coating, the test sites were wiped with a cotton swab dipped in a solution of copper sulfate with the addition of hydrochloric acid.

6) Отвержденные покрытия помещались в стерилизатор (ВК-75-01) в течение 1,5 часов при 1,2 бар/120°С и затем происходило исследование покрытий на потерю адгезии (отпаривание), потерю блеска, пятна воды, образование пузырей; оценка: 0 = хорошо, 5 = плохо.6) The cured coatings were placed in a sterilizer (VK-75-01) for 1.5 hours at 1.2 bar / 120 ° C and then the coatings were tested for loss of adhesion (steaming), loss of gloss, water stains, and bubble formation; rating: 0 = good, 5 = bad.

Обсуждение результатов:The discussion of the results:

С лаками примеров A1, А2 и А (примеры 3а, 3б и 3в) и обычным лаком 3 г можно получить покрытия с прекрасной адгезией, высокой прочностью при растяжении и ударе, удовлетворительной стойкость к стерилизации. Устойчивость к растворителям (МЭК-тест) и штабелируемость обычного лака несколько лучше, чем у лаков согласно данному изобретению. Однако лаки согласно данному изобретению по сравнению с примером сравнения все же не содержат остатков бисфенола А.With the varnishes of examples A1, A2 and A (examples 3a, 3b and 3c) and a conventional varnish of 3 g, coatings with excellent adhesion, high tensile and impact strength, and satisfactory sterilization resistance can be obtained. The solvent resistance (MEK test) and stackability of the conventional varnish are slightly better than those of the varnishes according to the invention. However, the varnishes according to the invention do not contain bisphenol A residues in comparison with the comparative example.

Claims (11)

1. Композиционный материал для покрытий, непосредственно контактирующих с пищевыми продуктами, состоящий из сложных полиэфирополиолов с гидроксильным числом не более 80 мг КОН/г и кислотным числом не более 40 мг КОН/г, полученных взаимодействием 1. Composite material for coatings in direct contact with food, consisting of polyester polyols with a hydroxyl number of not more than 80 mg KOH / g and an acid number of not more than 40 mg KOH / g, obtained by interaction а) 35-45 мол. % компонента карбоновой кислоты, содержащего: a) 35-45 mol. % of a carboxylic acid component containing: a1) одну или несколько насыщенных и/или ненасыщенных алифатических и/или ароматических карбоновых кислот с числом СООН-групп = 2 или их ангидридов; и a1) one or more saturated and / or unsaturated aliphatic and / or aromatic carboxylic acids with the number of COOH groups = 2 or their anhydrides; and а2) ароматических и/или алифатических монокарбоновых кислот; a2) aromatic and / or aliphatic monocarboxylic acids; б) 55-65 мол. % спиртового компонента, содержащего b) 55-65 mol. % alcohol component containing б1) один или несколько насыщенных алифатических многоатомных спиртов со средней ОН-функциональностью а3), сшивающих агентов, активных по отношению к ОН-группам и СООН-группам, представляющих собой бензгуанидиновые смолы или аддукты эпихлоргидрина с полипропиленгликолем или триметилолпропаном, растворителя - бутанола, и добавок, где композиционный материал для покрытий изготавливается путем смешивания отдельных компонентов друг с другом. b1) one or more saturated aliphatic polyhydric alcohols with an average OH-functionality a3) crosslinking agents active towards OH-groups and COOH-groups, which are benzguanidine resins or adducts of epichlorohydrin with polypropylene glycol or trimethylolpropane, a solvent - butanol, and additives where the composite coating material is made by mixing the individual components with each other. 2. Композиционный материал по п. 1, отличающийся тем, что компонент карбоновой кислоты выбран из адипиновой кислоты, терефталевой кислоты, ангидридов фталевой и малеиновой кислот, кислот, димеризованных жирных кислот соевого масла, спиртовой компонент выбран из диэтиленгликоля, неопентилгликоля, триметиолпропана. 2. Composite material according to claim 1, characterized in that the carboxylic acid component is selected from adipic acid, terephthalic acid, phthalic and maleic acid anhydrides, acids, dimerized fatty acids of soybean oil, the alcohol component is selected from diethylene glycol, neopentyl glycol, trimethiolpropane. 3. Композиционный материал по п. 1, отличающийся тем, что компонент a1) состоит из изофталевой кислоты, терефталевой кислоты, метакриловой кислоты, ангидридов фталевой и малеиновой кислот. 3. Composite material according to claim 1, characterized in that component a1) consists of isophthalic acid, terephthalic acid, methacrylic acid, phthalic and maleic acid anhydrides. 4. Композиционный материал по п. 1, отличающийся тем, что компонент a1) состоит из изофталевой кислоты, терефталевой кислоты, метакриловой кислоты, ангидридов фталевой и малеиновой кислот, свободных жирных кислот пальмового и подсолнечного масел. 4. Composite material according to claim 1, characterized in that component a1) consists of isophthalic acid, terephthalic acid, methacrylic acid, phthalic and maleic acid anhydrides, free fatty acids of palm and sunflower oils. 5. Покрытие для металлической консервной тары, полученное из композиционного материала по одному из пп. 1-4 для металлического субстрата. 5. Coating for metal cans, obtained from a composite material according to one of paragraphs. 1-4 for a metal substrate. 6. Субстрат для металлической консервной тары, снабженный покрытием по п. 5, где субстрат представляет собой металлический субстрат.6. A coated metal can substrate according to claim 5, wherein the substrate is a metal substrate.
RU2018145564A 2018-12-21 2018-12-21 Composite material for coatings used in metal canning containers RU2750385C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018145564A RU2750385C1 (en) 2018-12-21 2018-12-21 Composite material for coatings used in metal canning containers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018145564A RU2750385C1 (en) 2018-12-21 2018-12-21 Composite material for coatings used in metal canning containers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2750385C1 true RU2750385C1 (en) 2021-06-28

Family

ID=76755815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018145564A RU2750385C1 (en) 2018-12-21 2018-12-21 Composite material for coatings used in metal canning containers

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2750385C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2532909C2 (en) * 2009-06-02 2014-11-20 Акцо Нобель Коатингс Интернэшнл Б.В. Water-based covering composition, including polyester and salt of metal and fatty acid
RU2609261C2 (en) * 2010-12-02 2017-01-31 Басф Се Polyester polyols based on aromatic dicarboxylic acids
WO2018085662A1 (en) * 2016-11-03 2018-05-11 Ppg Industries Ohio, Inc. A coating composition and coating system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2532909C2 (en) * 2009-06-02 2014-11-20 Акцо Нобель Коатингс Интернэшнл Б.В. Water-based covering composition, including polyester and salt of metal and fatty acid
RU2609261C2 (en) * 2010-12-02 2017-01-31 Басф Се Polyester polyols based on aromatic dicarboxylic acids
WO2018085662A1 (en) * 2016-11-03 2018-05-11 Ppg Industries Ohio, Inc. A coating composition and coating system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100509386B1 (en) Can and coil coating resins
US20230287240A1 (en) Coating Composition
US20180142121A1 (en) Resin, composition and use
RU2373244C2 (en) Aqueous coating medium, method of producing said medium, coating made from said medium and substrate with said coating
US9403759B2 (en) Water feed methods to control MW distribution and byproducts of the carbamylation of urea
AU2003210211B2 (en) Compositions containing cyclopentadiene adducts and the use thereof for chemically stable coatings
RU2750385C1 (en) Composite material for coatings used in metal canning containers
JP2005194494A (en) Method for producing aqueous polyester resin composition, thermosetting water-borne coating composition obtained by using aqueous polyester resin composition and coating material obtained by using thermosetting water-borne coating composition
US4024100A (en) Polysiloxane modified coatings
US5368945A (en) Resin composition based on a polyester resin, an amino resin and an epoxy resin
US5252648A (en) Compositions containing octadienyl ethers as reactive thinners
US9988552B2 (en) Phenolic modified polyesters and aqueous dispersions
US4731422A (en) Resinous modified polyester composition for a top coat
RU2645341C2 (en) Container coating compositions
US3244653A (en) Coating compositions comprising methylol group-containing esters and vicepoxy resins
US4891419A (en) Modified polyester resin composition containing isonanoic acid and a cyclic ester