用于金属封装的聚碳酸酯涂层制造技术

本发明专利技术涉及用于金属封装的聚碳酸酯涂层。提供了一种液体聚碳酸酯涂料组合物，其包含脂族聚碳酸酯树脂和交联化合物，在存在催化剂的情况下，从脂族多元醇得到所述脂族聚碳酸酯树脂，所述脂族多元醇包含：(a)50-100重量%的脂族多元醇，一个或多个基本由伯羟基构成的环脂族多元醇，以及(b)0-50重量%的脂族多元醇，一个或多个线型脂族多元醇。还提供了用所述液体聚碳酸酯涂料组合物涂覆基材的方法，以及所得到的制品。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于金属封装的热固性液体涂层组合物，其具有优良的粘合性、耐化学性、挠性、耐气候性和水解稳定性。具体来说，本专利技术涉及源自环脂族伯多元醇的聚碳酸酯涂层组合物。对金属基材施涂各种处理和预处理溶液以延缓或抑制腐蚀是众所周知的。通常向食物和/或饮料的金属容器（例如罐）以及非食物金属容器的内表面施涂涂层，以防止内含物与容器的金属部分发生接触。金属表面与食物和/或饮料以及非食物物质之间的接触会导致金属容器的腐蚀，从而污染其中的内含物。除了防腐蚀保护之外，用于食物和/或饮料罐的涂层还应该是无毒且惰性的，并且如果施涂到内表面的话，还不应该对罐中的食物和/或饮料的味道或外观造成负面影响，或者导致此类内含物的污染。各种涂层，例如环氧基、聚氯乙烯基和聚酯基涂层被用于涂覆金属罐的内部以防止腐蚀。数十年来，具有双酚A（BPA）的环氧树脂已经被用于金属食物封装。但是，对不添加含BPA物质（包括可能含有残留水平的BPA的物质）的涂层组合物存在兴趣。已知采用高分子量聚酯树脂作为粘合剂分子的含溶剂金属封装涂料制剂在金属基材上提供异常优越的高挠性。但是，聚酯基涂层通常对于耐化学性和/或模拟具有非常高腐蚀性的食物环境的严格条件下的蒸煮测试的表现较差。现有的挠性脂族聚酯（例如，DynapolLS615，购自赢创工业集团，德国哈瑙-沃尔夫冈(Evonik Industries AG,Hanau-Wolfgang,Germany)）与具有芳族内含物的树脂（例如，DynapolL952，购自赢创工业集团，德国哈瑙-沃尔夫冈(Evonik Industries AG,Hanau-Wolfgang,Germany)）结合使用。芳环提供了脂族聚酯所不具有的耐蒸煮性和水解稳定性。涂料制造商希望具有这样一种树脂，该树脂在不使用含BPA物质的情况下，匹配或超过高固体制剂中的聚酯树脂的挠性、耐化学性和蒸煮性能。碳酸与多元醇的聚酯，也称作聚碳酸酯多元醇，已经被描述用于金属封装涂层，无论是作为脂族聚碳酸酯多元醇的纯的形式或者是作为更先进树脂的构建模块以改善所得涂层的性质。但是，此类树脂的水解稳定性较差。美国专利公开2012/0041143 A1描述了一种由脂族聚碳酸酯树脂和交联剂构成的热固性涂料组合物。所述脂族聚碳酸酯树脂源自含羟基化合物，包括2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇（TMCD）和1,4-环己烷二甲醇（CHDM）的混合物。但是，使用具有仲羟基的二醇（例如TMCD）使得难以合成环脂族多元醇。需要这样的金属罐涂料，它是易于合成的，并且能够在不使用含BPA物质的情况下提供改善的性质，例如良好的粘合性、耐化学性、挠性、耐气候性和水解稳定性。本专利技术提供了一种液体聚碳酸酯涂料组合物，其包含脂族聚碳酸酯树脂和交联化合物，在存在催化剂的情况下，从脂族多元醇得到所述脂族聚碳酸酯树脂，所述脂族多元醇包含：(a)50-100重量%的脂族多元醇，一个或多个基本由伯羟基构成的环脂族多元醇，以及(b)0-50重量%的脂族多元醇，一个或多个线型脂族多元醇。本专利技术还提供了涂覆基材的方法，该方法包括：(i)制备液体聚碳酸酯涂料组合物，所述液体聚碳酸酯涂料组合物包含脂族聚碳酸酯树脂和交联化合物，在存在催化剂的情况下，从脂族多元醇得到所述脂族聚碳酸酯树脂，所述脂族多元醇包含：(a)50-100重量%的脂族多元醇，一种或多种基本由伯羟基构成的环脂族多元醇，以及(b)0-50重量%的脂族多元醇，一种或多种线型脂族多元醇；(ii)将所述液体聚碳酸酯涂料组合物施涂到基材上；以及(iii)使得涂料组合物固化。术语“多元醇”是含多羟基基团的醇分子。术语“伯醇”或“伯羟基”指的是羟基基团与伯碳原子相连的醇，例如，含-CH2OH基团的分子。“含BPA”物质是结合了BPA或者包含残留量的BPA的任意物质。在存在催化剂的情况下，从脂族多元醇得到本专利技术的脂族聚碳酸酯树脂，所述脂族多元醇包含：(a)50-100重量%的脂族多元醇，一种或多种基本由伯羟基构成的环脂族多元醇，以及(b)0-50重量%的脂族多元醇，一种或多种线型脂族多元醇。优选地，所述脂族多元醇包含(a)70-100重量%的脂族多元醇，一种或多种基本由伯羟基构成的环脂族多元醇，以及(b)0-30重量%的脂族多元醇，一种或多种线型脂族多元醇。更优选地，所述脂族多元醇包含(a)85-100重量%的脂族多元醇，一种或多种基本由伯羟基构成的环脂族多元醇，以及(b)0-15重量%的脂族多元醇，一种或多种线型脂族多元醇。在制备脂族聚碳酸酯时，优选忽略所有包含仲羟基的脂族多元醇，因为此类物质使得合成过程变复杂，并增加成本。例如，从应用聚合物科学期刊(Journal of Applied Polymer Science)，(1960)（Vol 4,207-211）已知，取决于空间因素，仲羟基的反应速率最小要比伯羟基慢3倍，并且1975年出版的弗洛里文选(Flory Selected Works)第一期明确地给出了1/3-2/3的比例。除了反应速率之外，制备包含仲羟基的脂族多元醇要求特殊化的工艺条件。例如，Hofacker的美国专利公开2006/0004176 A1描述了采用多步骤、提升的温度、特定的催化剂和长反应时间等要求。此类特殊化的工艺条件增加了成本并使得产率下降。如果在脂族聚碳酸酯的制备中使用了包含仲羟基的脂族多元醇，则此类使用应该不超过5%，优选不超过2.5%，最优选不超过1%，以脂族多元醇的重量计。基本由伯羟基构成的环脂族多元醇的例子包括但不限于，1,4-环己烷二甲醇（CHDM）、购自陶氏化学品公司的UNOXOLTM二醇、1,2,4-环己烷三甲醇，1,3,5-环己烷三甲醇、1,2,4,5-环己烷四甲醇及其组合。所述UNOXOLTM二醇是顺式、反式1,3-环己烷二甲醇和顺式、反式1,4-环己烷二甲醇的混合物。线型脂族多元醇的例子包括但不限于，新戊二醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、五甘醇、六甘醇、七甘醇、八甘醇、九甘醇、十甘醇、1,3-丙二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、2-乙基-2-异丁基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2,2,4,4-四甲基-1,6-己二醇、硫代二乙醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、降冰片烯二甲醇、羟基新戊酸羟基新戊酰酯(hydroxypivalyl hydroxypivalate)、1,10-癸二醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇及其组合。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液体聚碳酸酯涂料组合物，其包含脂族聚碳酸酯树脂和交联化合物，在存在催化剂的情况下，从脂族多元醇得到所述脂族聚碳酸酯树脂，所述脂族多元醇包含：(a)50‑100重量%的脂族多元醇，一个或多个基本由伯羟基构成的环脂族多元醇，以及(b)0‑50重量%的脂族多元醇，一个或多个线型脂族多元醇。

【技术特征摘要】
2012.10.31 US 61/720,5111.一种液体聚碳酸酯涂料组合物，其包含脂族聚碳酸酯树脂和交联化合
物，在存在催化剂的情况下，从脂族多元醇得到所述脂族聚碳酸酯树脂，所述
脂族多元醇包含：(a)50-100重量%的脂族多元醇，一个或多个基本由伯羟基构
成的环脂族多元醇，以及(b)0-50重量%的脂族多元醇，一个或多个线型脂族多
元醇。
2.如权利要求1所述的涂料组合物，其特征在于，所述脂族多元醇包含(a)
70-100重量%的脂族多元醇，一个或多个基本由伯羟基构成的环脂族多元醇，
以及(b)0-30重量%的脂族多元醇，一个或多个线型脂族多元醇。
3.如权利要求1所述的涂料组合物，其特征在于，所述脂族多元醇包含(a)
85-100重量%的脂族多元醇，一个或多个基本由伯羟基构成的环脂族多元醇，
以及(b)0-15重量%的脂族多元醇，一个或多个线型脂族多元醇。
4.如权利要求1所述的涂料组合物，其特征在于，所述交联化合物包括三
聚氰胺类、甲醛类、酚类、异氰酸酯类、异氰脲酸酯类、羟烷基酰胺类及其混
合物中的一个或多个。
5.如权利要求1所述的涂料组合物，其特征在于，所述基本由伯羟基构成
的环脂族多元醇选自下组：1,4-环己烷二甲醇、顺式/反式-1,3-环己烷二甲醇、
顺式/反式-1,4-环己烷二甲醇、1,2,4-环己烷三甲醇、1,3,5-环己烷三甲醇、1,2,4,5-
环己烷四甲醇及其组合。
6.如权利要求1所述的涂料组合物，其特征在于，所述线型脂族多元醇选
自下组：新戊二醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、五甘醇、六甘醇、七
甘醇、八甘醇、九甘醇、十甘醇、1,3-丙二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、2-
乙基-2-异丁基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·卡恩兹，M·F·索能琛，J·摩尔，B·L·温特，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US