聚合物、涂料组合物、经涂布制品及其相关方法技术

本发明专利技术公开了经涂布的制品，其包含金属基材和设置在所述金属基材的至少一部分上的涂料组合物。涂层可以由包含丙烯酸共聚物的组合物形成，所述丙烯酸共聚物优选是烯属不饱和单体和官能单体的反应产物。官能单体可以是多官能异氰酸酯和烯属不饱和亲核单体的反应产物。官能单体优选包含封闭异氰酸酯基团。所述物品可用于包装食品和饮料。

Polymer, coating composition, coated article and related method

Disclosed is a coating product comprising a metal substrate and a coating composition disposed on at least a portion of the metal substrate. The coating may be formed from a composition comprising an acrylic copolymer, preferably a reaction product of an ethylenically unsaturated monomer and a functional monomer. The functional monomer can be a reaction product of polyfunctional isocyanates and ethylenically unsaturated nucleophilic monomers. The functional monomer preferably comprises a closed isocyanate group. The article can be used for packaging food and beverages.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚合物、涂料组合物、经涂布制品及其相关方法相关申请的交叉引用本申请要求2015年1月20日递交的标题为“聚合物、涂料组合物、经涂布制品及其相关方法”的美国临时申请号62/105,501的权益，其全部内容通过引用并入本文。领域本公开涉及制品、涂料组合物、聚合物和可用于例如涂布各种制品(包括包装物品)的表面的方法。专利技术背景已经采用各种涂料组合物来涂布包装制品(例如，食品和饮料罐)的表面。例如，金属容器有时可使用“卷材涂布”操作涂布，即采用适合的组合物涂布适合的基材(例如，钢或铝金属)的平面片材并使其固化。然后可使经涂布的基材形成罐底或罐体。或者，可将液体涂料组合物涂覆(例如，通过喷涂、浸涂、辊涂等)到基材上，然后使其固化。包装涂料组合物通常能够高速涂覆到基材并且在固化时能够提供在这种要求高的最终用途中行使功能必需的性能。例如，所得到的涂层应该对于食品接触是安全的，具有卓越的基材粘附性，并且即使被暴露于恶劣环境中时，也能在长时间内抗降解。许多当前的包装涂料组合物含有活动的或结合的4，4′-(丙烷-2，2-二基)二酚(被称为“双酚A”或“BPA”)或PVC化合物。尽管权衡迄今为止可获得的科学证据表明：可能从现有涂料组合物中释放出来的痕量的这些化合物并不对人类造成任何健康风险，但仍然有一些人认为这些化合物可能对人类健康有害。本领域需要的包装容器(例如，食品或饮料罐或其部分)是被不含有可提取量的所述化合物的组合物所涂布的。本文中公开了并且要求保护这种包装、组合物及其制备方法。概述在一个方面，提供了可用于涂料组合物中的丙烯酸共聚物，所述涂料组合物包括有机溶剂基或水性液体涂料组合物。在一些实施方式中，丙烯酸共聚物是水分散性聚合物。在一些这种水分散性实施方式中，丙烯酸共聚物是乳液聚合的胶乳共聚物、有机溶液聚合的丙烯酸共聚物或其组合。丙烯酸共聚物可用于各种涂料最终用途，包括用在包装制品例如食品或饮料容器的外表面或内表面上的涂料组合物。丙烯酸共聚物优选包含一个或多个具有一个或多个封闭异氰酸酯基团的侧基，所述封闭异氰酸酯基团优选在涂层固化条件下可解封以使得异氰酸酯基团可用于与异氰酸酯反应性基团反应。在一些实施方式中，一个或多个异氰酸酯基团存在于源自官能单体的结构单元中，所述官能单体是多官能异氰酸酯和烯属不饱和亲核单体的反应产物。通常，侧基通过逐步生长键(优选酯键)与丙烯酸聚合物的骨架相连。在一些实施方式中，所述侧基具有下式：其中：●X是有机基团，其在连接R5与无规共聚物的骨架的链中包含至少一个含杂原子的键，更典型地X包含至少两个含杂原子的键；●R5是有机基团，更典型地是烷基或环烷基，其可以任选地包含一个或多个杂原子(例如O、N、P、S等)；●n5可以具有1-4的整数值，更典型地为1或2，甚至更典型地为1；●Z独立地是异氰酸酯或封闭异氰酸酯基团，更典型地Z是异氰酸酯基团。在另一方面，提供了制品(例如，用于包装的制品)，其包含金属基材和设置在金属基材的至少一部分上的涂料组合物。涂层可以由包含具有异氰酸酯侧基的丙烯酸共聚物的涂料组合物形成。丙烯酸共聚物可以是烯属不饱和单体和官能单体的反应产物。官能单体可以源自多官能异氰酸酯和烯属不饱和亲核单体的反应产物。官能单体可以包括封闭异氰酸酯基团。在一些实施方式中，制品是食品或饮料容器的至少一部分。在一些实施方式中，烯属不饱和单体包括烯属不饱和酯单体和烯属不饱和羧酸单体。在一些实施方式中，涂料组合物包含交联剂，并且丙烯酸共聚物可以是水分散性的。在另一方面，公开了方法，所述方法包括：提供包含丙烯酸共聚物的涂料组合物，所述丙烯酸共聚物具有一个或多个连接到所述丙烯酸共聚物的可解封异氰酸酯侧基，和将所述涂料组合物涂覆到金属基材的至少一部分上。涂料组合物可以包含丙烯酸共聚物，所述丙烯酸共聚物是烯属不饱和单体和官能单体的反应产物。所述方法还可以包括固化涂料组合物以形成粘附的硬化涂层。在一些实施方式中，可以通过将涂料组合物加热至约150℃至约260℃的温度持续约20分钟至约5秒来实现固化。在另一方面，提供了用于包装的制品，其包含金属基材和设置在金属基材的至少一部分上的涂层。涂层可以由包含具有以下结构要素的无规共聚物的涂料组合物形成，每个结构要素以随机方式与另一结构要素结合：其中每个R独立地为H或具有1-4个碳原子的烷基，其中n1至n4是无规共聚物中各类结构要素的数目，n1为≥0的整数，n2、n3和n4独立地为≥1的整数。在一些优选的实施方式中，n1小于约500，n2、n3和n4独立地小于约50。R1是H或源自一种或多种乙烯基单体的共聚的基团，R2是具有2-8个碳原子的烷基，R3是H或成盐基团，R4是具有以下结构的基团：X是有机基团，其在连接R5与共聚物(其在一些实施方式中可以是无规共聚物)的骨架的链中包含至少一个含杂原子的键。更典型地，X包含至少两个含杂原子的键。R5典型地是有机基团，更典型地是烷基或环烷基，其可以任选地包含一个或多个杂原子(例如O、N、P、S等)。n5可以具有1-4的整数值，更典型地为1或2，甚至更典型地为1。Z独立地是异氰酸酯或封闭异氰酸酯基团。更典型地，Z是异氰酸酯基团。在优选的实施方式中，X具有以下结构：-(Y)n6-R6-W-其中n6为0或1，更典型地为1；Y，如果存在的话(即，如果n6为1)，是含杂原子的键，更典型地是酯键；R6是有机基团，更典型地是烷基或环烷基，其可以任选地包含一个或多个杂原子(例如O、N、P、S等)；并且W是含杂原子的键，更典型地是通过异氰酸酯基团与异氰酸酯反应性基团(例如羟基、氨基或硫基)反应而形成的含杂原子的键，甚至更典型地是氨基甲酸酯键。在另一方面，提供了水性涂料组合物，基于总非挥发性重量，其优选包含至少20重量％(wt％)的丙烯酸共聚物。此外，水性涂料优选包含约2重量％至约30重量％的交联剂，所述交联剂可选自异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯及其混合物。涂料组合物还可以包含水性液体载体。涂料组合物可以基本上不含双酚A、1，1-双(4-羟基苯基)甲烷(“双酚F”)和4，4′-磺酰基二苯酚(“双酚S”)，并且可适用于形成食品或饮料容器上的食品接触涂层。在另一方面，提供了可用于涂料组合物中的丙烯酸共聚物，所述涂料组合物包括有机溶剂基或水性液体涂料组合物。在一些实施方式中，丙烯酸共聚物可以是水分散性聚合物。在一些这种水分散性实施方式中，丙烯酸共聚物可以是乳液聚合的胶乳共聚物、有机溶液聚合的丙烯酸共聚物或其组合。丙烯酸共聚物可用于各种涂料最终用途，包括用在包装制品例如食品或饮料容器(例如食品或饮料罐或其部分)的外表面或内表面上的涂料组合物。丙烯酸共聚物优选包含一个或多个具有一个或多个封闭异氰酸酯基团的侧基，所述封闭异氰酸酯基团优选在涂层固化条件下可解封以使得异氰酸酯基团可用于与异氰酸酯反应性基团反应。通常，侧基可通逐步生长键(优选酯键)与丙烯酸聚合物的骨架相连。在一些实施方式中，一个或多个异氰酸酯基团可存在于源自官能单体的结构单元中，所述官能单体是多官能异氰酸酯和烯属不饱和亲核单体的反应产物。在本公开中，除非另有规定：“基本上不含”特定的活动化合物或结合化合物是指所公开的组合物含有少于约百万分之(ppm)1000份所列举的活动化合物或结合化本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于包装的制品，其包含：金属基材；和设置在所述金属基材的至少一部分上的涂层，所述涂层由包含具有异氰酸酯侧基的丙烯酸共聚物的涂料组合物形成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.20 US 62/105,5011.用于包装的制品，其包含：金属基材；和设置在所述金属基材的至少一部分上的涂层，所述涂层由包含具有异氰酸酯侧基的丙烯酸共聚物的涂料组合物形成。2.根据权利要求1所述的用于包装的制品，其中所述异氰酸酯侧基包含封闭异氰酸酯基团。3.根据权利要求1或2所述的用于包装的制品，其中所述丙烯酸共聚物包含以下物质的反应产物：烯属不饱和单体；和官能单体，所述官能单体源自多官能异氰酸酯和烯属不饱和亲核单体的反应产物，其中所述官能单体包含封闭异氰酸酯基团。4.根据权利要求1-3所述的用于包装的制品，其中所述金属基材包括食品或饮料容器的至少一部分。5.根据权利要求3或4中任一项所述的用于包装的制品，其中所述烯属不饱和单体包括乙烯基单体。6.根据权利要求3或4所述的用于包装的制品，其中所述烯属不饱和单体包含酯基或羧酸基。7.根据权利要求3或4所述的用于包装的制品，其中所述烯属不饱和单体包括烯属不饱和酯单体和烯属不饱和羧酸单体。8.根据权利要求7所述的用于包装的制品，其中所述烯属不饱和酯包括(甲基)丙烯酸的烷基酯，并且所述烯属不饱和羧酸单体包括(甲基)丙烯酸。9.根据权利要求3-8中任一项所述的用于包装的制品，其中所述烯属不饱和亲核单体包含羟基或氨基。10.根据权利要求9所述的用于包装的制品，其中所述不饱和亲核单体包括含羟基的(甲基)丙烯酸的酯。11.根据权利要求1-10中任一项所述的用于包装的制品，其中所述多官能异氰酸酯包括二异氰酸酯。12.根据权利要求3-11中任一项所述的用于包装的制品，其中所述多官能异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、其多官能异氰酸酯衍生物或其至少部分封闭的多官能异氰酸酯中的一种或多种。13.根据权利要求3-12中任一项所述的用于包装的制品，其中所述官能单体选自：或其组合，其中m是大于零的整数。14.根据权利要求13所述的用于包装的制品，其中m为2-18。15.根据权利要求1-14中任一项所述的用于包装的制品，其中所述涂料组合物还包含交联剂。16.根据权利要求15所述的用于包装的制品，其中所述交联剂包括多官能胺。17.根据权利要求1-16中任一项所述的用于包装的制品，其中所述涂料组合物是水性体系。18.方法，其包括：提供包含丙烯酸共聚物的涂料组合物，所述丙烯酸共聚物具有一个或多个连接到所述丙烯酸共聚物的可解封的封闭异氰酸酯侧基，和将所述涂料组合物涂覆到金属基材的至少一部分上。19.根据权利要求18所述的方法，其中所述丙烯酸共聚物包含以下物质的反应产物：烯属不饱和单体；和官能单体，所述官能单体源自多官能异氰酸酯和烯属不饱和亲核单体的反应产物，其中所述官能单体包含封闭异氰酸酯基团。20.根据权利要求18或1...

【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