用于包装制品诸如食品和饮料容器的涂料组合物制造技术

本发明专利技术涉及包含食品或饮料容器(20)或其一部分的制品，其包含金属基材(30，32)和布置在所述金属基材(30，32)的至少一部分上的涂层(34)。涂层(34)优选地由包含乳液聚合胶乳的涂料组合物形成，所述乳液聚合胶乳包含第一阶段乳液聚合共聚物和第二阶段乳液聚合共聚物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及涂料组合物。具体地，本专利技术涉及胶乳乳液涂料组合物，例如用于形成食品和饮料容器以及其他包装制品的涂层。
技术介绍
已经使用各种涂料来涂布包装制品(例如食品和饮料罐)的表面。例如，有时使用“卷涂”或“片涂”操作来涂布金属罐，即用合适的组合物涂布合适基材(例如钢或铝金属)的平面卷材或片材并硬化(例如固化)。然后，使经涂布的基材形成罐盖或罐体。或者，可将液体涂料组合物涂覆(例如通过喷涂、浸涂、辊涂等)到已经形成或部分形成的制品上然后硬化(例如固化)。包装涂层优选地应当能够高速涂覆到基材上，并且当在这种终端应用中硬化以起作用时能够提供各种必要的性质。例如，涂层应当对食品接触安全、对基材具有优异的粘附性、并且长期耐降解，即使在暴露于苛刻条件时亦如此。目前许多包装涂层包含活动的或结合的双酚A(“BPA”)或芳族缩水甘油醚化合物或PVC化合物。虽然最新的科学证据表明可从现有的涂层中释放出的小的痕量的这些化合物对人没有任何健康风险，尽管如此，这些化合物中的一些仍然被一些人理解为对人体健康有潜在危害的。从前述内容中可以理解的是，本领域中需要用不含可提取量的这种化合物的组合物涂布的包装容器(例如食品或饮料罐)。专利技术概述本专利技术的一个方面涉及制品，其包含包装制品(例如食品或饮料容器)或其一部分。制品包括：基材、更优选地金属基材，和布置于该基材的至少一部分上的连续涂层。涂层是由涂料组合物形成的，涂料组合物包含作为一个方法的反应产物的乳液聚合胶乳。该方法优选地包括：在水性载体中使第一阶段单体进行乳液聚合，以产生具有高分子量(例如超过约50000的数均分子量)的第一阶段共聚物。基于第一阶段单体基团的整个重量，第一阶段单体优选地包含至少3重量％的具有逐步增长官能基团的逐步增长官能单体。该方法还包括在第一阶段共聚物存在下使多个第二阶段单体进行乳液聚合，以形成第二阶段共聚物，其中第二阶段共聚物优选地包含固化基团，该固化基团被配置以使在固化步骤中与所述第一阶段共聚物的一种逐步增长官能基团反应。优选地，涂料组合物基本上不含一种或多种衍生自(甲基)丙烯酰胺型单体和双酚A的结构单元。本专利技术的另一个方面涉及制备用于食品或饮料容器的内部喷涂涂料组合物的方法。该方法包括：在水性载体中使包含一个或多个可聚合的表面活性剂单体的第一阶段单体进行乳液聚合，以产生具有高分子量(例如超过约50000的数均分子量)的第一阶段共聚物；并且其中第一阶段共聚物包含水分散性基团。该方法还包括：在第一阶段共聚物存在下使第二阶段单体进行乳液聚合，以形成第二阶段共聚物，其中第二阶段共聚物优选地包含固化基团，该固化基团被配置以使在固化步骤中与第一阶段共聚物反应。该方法还优选地包括配制涂料组合物，以提供用于喷涂涂料涂覆的粘度。本专利技术的另一个方面涉及在食品和饮料容器或其一部分上形成连续涂层的方法。该方法包括提供具有乳液聚合胶乳的涂料组合物，其中至少一部分胶乳包含第一阶段乳液聚合胶乳共聚物和第二阶段乳液聚合胶乳共聚物，所述第一阶段乳液聚合胶乳共聚物包含至少3重量％的具有逐步增长官能基团的单体单元，所述第二阶段乳液聚合胶乳共聚物优选地包含固化基团(例如环氧乙烷基团)。该方法还包括：将所提供的涂料组合物喷涂到食品或饮料容器的内表面上，并加热所喷涂的涂料组合物，以使涂料组合物固化，从而提供在食品或饮料容器的内表面上的固化涂层。定义除非另有声明，本文中使用的如下术语具有如下提供的含义。术语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可提供某些益处的本专利技术实施方式。然而，在相同或其他情况下，其他实施方式也可能是优选的。另外，一个或多个优选的实施方式的叙述不意味着其他实施方式是不可用的，也不旨在将其他实施方式排除在本专利技术范围外。由于本领域技术人员公知的预期变量(例如测量中的限制和变化性)，对于可测量的值和范围，本文中使用了术语“约”和“基本上”。本文中使用时，术语“有机基团”是指烃基(具有除碳和氢之外的任选元素，诸如氧、氮、硫和硅)，其被分类为脂族基团、环状基团或脂族基团与环状基团的组合(例如烷芳基和芳烷基基团)。术语“环状基团”是指，闭环烃基，其被分类为脂环族基团或芳族基团，这二者都可以包含杂原子。术语“脂环族基团”是指，性质与脂族基团的那些性质类似的环状烃基团。术语“芳基基团”(例如亚芳基基团)指的是封闭的芳环或环体系，例如亚苯基、亚萘基、亚联苯基、亚芴基和茚基，以及亚杂芳基基团(即，环中的一个或多个原子是除碳以外的元素(例如氮、氧、硫等)的封闭的芳族或类芳族环烃或环体系)。适合的杂芳基基团包括呋喃基、噻吩基、吡啶基、喹啉基、异喹啉基、吲哚基、异吲哚基、三唑基、吡咯基、四唑基、咪唑基、吡唑基、噁唑基、噻唑基、苯并呋喃基、苯并苯硫基、咔唑基、苯并噁唑基、嘧啶基、苯并咪唑基、喹喔啉基、苯并噻唑基、萘啶基、异噁唑基、异噻唑基、嘌呤基、喹唑啉基、吡嗪基、1-氧桥吡啶基、哒嗪基、三嗪基、四嗪基、噁二唑基、噻二唑基等。当这些基团是二价时，典型地将它们称为“亚芳基”或“亚杂芳基”基团(例如，亚呋喃基、亚吡啶基等)。可以相同或不同的基团被称作“独立地”为某物。预期在本专利技术化合物的有机基团上可以有取代。为了简化本申请通篇中使用的某些术语的讨论和陈述，术语“基团”和“片段”被用于区分允许取代或可以被取代的化学实体与不允许取代或不可被取代的化学实体。因此，使用术语“基团”描述化学取代基时，所描述的化学材料包括未经取代的基团和下述基团，所述基团例如在链中具有O、N、Si或S原子(如在烷氧基中)以及具有羰基或其他常规取代。使用术语“片段”描述化合物或取代基时，仅旨在包括未经取代的化学材料。例如，短语“烷基基团”旨在不仅包括纯开链饱和烃烷基取代基(例如甲基、乙基、丙基、叔丁基等等)，而且包括还带有本领域已知的其他取代基(例如羟基、烷氧基、烷基磺酰基、卤素原子、氰基、硝基、氨基、羧基等等)的烷基取代基。因此，“烷基基团”包括醚基、卤代烷基、硝基烷基、羧基烷基、羟基烷基、磺基烷基等等。另一方面，短语“烷基片段”仅限于包括纯开链饱和烃烷基取代基，例如甲基、乙基、丙基、叔丁基等等。本文中使用的术语“基团”意欲记载具体的片段以及记载更广种类的包含该片段的被取代的和未被取代的结构。在本文中使用时，“一种(a，an)”、“该(a，an)”、“至少一种”和“一种或多种”以及不使用数量词本文档来自技高网...

【技术保护点】
包含食品或饮料容器或者其一部分的制品，其包含：金属基材；和布置于所述金属基材的至少一部分上的涂层，其中所述涂层是由具有乳液聚合胶乳的涂料组合物形成的，所述乳液聚合胶乳是包含如下步骤的方法的反应产物：在水性载体中使第一阶段单体进行乳液聚合，以产生第一阶段共聚物，其中基于所述第一阶段单体的整个重量，所述第一阶段单体包含超过3重量％的具有逐步增长官能基团的逐步增长官能单体；并且在所述第一阶段共聚物存在下使第二阶段单体进行乳液聚合，以形成第二阶段共聚物；其中所述涂料组合物基本上不含衍生自(甲基)丙烯酰胺型单体和双酚A的结构单元。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.07.02 US 61/842,0441.包含食品或饮料容器或者其一部分的制品，其包含：
金属基材；和
布置于所述金属基材的至少一部分上的涂层，其中所述涂层是由具有
乳液聚合胶乳的涂料组合物形成的，所述乳液聚合胶乳是包含如下步骤的
方法的反应产物：
在水性载体中使第一阶段单体进行乳液聚合，以产生第一阶段共
聚物，其中基于所述第一阶段单体的整个重量，所述第一阶段单体包含超
过3重量％的具有逐步增长官能基团的逐步增长官能单体；并且
在所述第一阶段共聚物存在下使第二阶段单体进行乳液聚合，以
形成第二阶段共聚物；
其中所述涂料组合物基本上不含衍生自(甲基)丙烯酰胺型单体和
双酚A的结构单元。
2.根据前面权利要求中任意一项所述的制品，其中所述逐步增长官能
基团包含酸官能基团、醇官能基团、胺官能基团或其组合。
3.根据权利要求2所述的制品，其中所述逐步增长官能基团包含酸官
能基团，并且其中所述酸官能基团包含羧酸官能基团、其酸酐、其盐或它
们的组合。
4.根据前面权利要求中任意一项所述的制品，其中所述第一阶段共聚
物的数均分子量超过约100000。
5.根据前面权利要求中任意一项所述的制品，其中所述第二阶段共聚
物包含固化基团，所述固化基团被配置以使在固化步骤中与所述第一阶段
共聚物的一种逐步增长官能基团反应。
6.根据权利要求5所述的制品，其中所述固化基团包含环氧乙烷基团、
异氰酸酯基团、吖内酯基团、恶唑啉基团、环碳酸酯基团或其组合。
7.根据前面权利要求中任意一项所述的制品，其中所述第二阶段单体
包含一个或多个(甲基)丙烯酸酯、一个或多个烯属不饱和芳族单体或其组
合。
8.根据前面权利要求中任意一项所述的制品，其中所述涂料组合物基
本上不含一种或多种或者所有的衍生自双酚F、双酚S、它们的任意二环氧
化物、甲醛或形成甲醛的材料、(甲基)丙烯酰胺、苯乙烯或它们的组合的结
构单元。
9.根据前面权利要求中任意一项所述的制品，其中所述第二阶段共聚
物包含固化基团，所述固化基团被配置以使在固化步骤中与所述第一阶段
共聚物的一种逐步增长官能基团反应。
10.制备用于食品或饮料容器的内部喷涂涂料组合物的方法，所述方法
包括：
在水性载体中使第一阶段单体进行乳液聚合，以产生第一阶段共聚物，
其中所述第一阶段单体包含超过约50000的数均分子量，并且其中所述第
一阶段共聚物包含水分散性基团；
在所述第一阶段共聚物存在下使第二阶段单体进行乳液聚合，以形成
第二阶段共聚物，其中所述第二阶段共聚物包含固化基团，所述固化基团
被配置以使在固化步骤中与所述第一阶段共聚物反应；并且
配制涂料组合物，以提供用于喷涂涂料涂覆的粘度。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一阶段单体包含一个或
多个(甲基)丙烯酸酯、一个或多个烯属不饱和酸官能单体、一个或多个烯属
不饱和芳族单体或其组合。
12.根据权利要求10-11中任意一项所述的方法，其还包括：中和至少
一部分所述水分散性基团。
13.根据权利要求10-12中任意一项所述的方法，其中基于本文中所描
述的粘度测试，所配制的涂料组...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞巴斯蒂安·吉班尼尔，班诺特·普鲁沃斯特，
申请(专利权)人：威士伯采购公司，
类型：发明
国别省市：美国;US