涂布食品罐的组合物和方法技术

本发明专利技术公开了用于涂布食品罐的组合物。该组合物包括聚酯，丙烯酸系共聚物和交联剂，该聚酯和丙烯酸系共聚物以一定方式，比如通过接枝共聚来增容。本发明专利技术还公开了增容丙烯酸系聚合物和聚酯的方法以及使用包含丙烯酸系聚合物和聚酯的组合物涂布罐的方法。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
涂布食品罐的组合物和方法专利
本专利技术涉及用于涂布金属的组合物和方法。更具体地说，本专利技术涉及用于涂布食品罐的组合物和方法，其中该涂料组合物包括聚酯和丙烯酸系聚合物。
技术介绍
用于阻止或抑制腐蚀的对金属的各种处理和预处理解决办法的应用是非常成熟的技术。在金属食品罐和饮料罐的领域中情况尤其如此。将涂层施涂于此类容器的内部，以防止内容物与容器的金属接触。在金属和食品或饮料之间的接触可以导致金属容器的腐蚀，这会污染食品或饮料。当罐的内容物是酸性的时，比如西红柿类产品和软饮料，情况尤其如此。施涂于食品和饮料罐内部的涂层还有助于防止罐的罐头顶隙的腐蚀，后者是在食品的装填线和罐头盖之间的区域；对于具有高盐含量的食品来说，在罐头顶隙中的腐蚀尤其是成问题的。在过去，各种环氧树脂型涂料和聚氯乙烯型涂料已经用来涂布金属罐的内部以防止腐蚀。然而，含有聚氯乙烯的材料或相关含卤素的乙烯基聚合物的再循环可以产生有毒的副产物；而且，这些聚合物一般用环氧官能化增塑剂配制。另外，环氧树脂型涂料由诸如双酚A和双酚A二缩水甘油醚(“BADGE”)之类的单体来制备，它们被报道对健康具有不利影响。虽然试图例如用酸官能化聚合物来清除残留未反应的环氧基，但这不足以解决该问题；一些游离BADGE或它的副产物仍然保留下来。政府管理机构(尤其在欧洲)正在对可以接受的游离BADGE或其副产物的量施加更加严格的限制。所以，对于基本上不含BADGE、环氧和乙烯基产物的食品和饮料罐衬里存在着需求。-->本专利技术的概述本专利技术涉及涂布食品罐的内部的组合物和方法。术语“食品罐”在这里用来表示用于容纳任何类型的食品或饮料的罐头、容器或任何类型的金属贮器。该方法一般包括用含有聚酯和丙烯酸多元醇的组合物涂布罐。如本领域中所已知，聚酯涂料具有良好的柔性，但在酸环境中易遭受水解。相反，丙烯酸系聚合物可以提供良好的抵抗性，但不具有柔性。因此，单独使用聚酯或丙烯酸系共聚物具有缺陷。然而，它们一起使用有时候是成问题的，因为聚酯和丙烯酸系聚合物常常是不相容的。它们在本专利技术中的共同使用因此需要以某种方式使它们相容；本文描述了这样做的方法，并且是本专利技术的另一个主题。本专利技术的详细描述本专利技术涉及涂布食品罐的组合物，包括丙烯酸系共聚物；聚酯；和交联剂。应该使聚酯和丙烯酸系共聚物相容，从而形成本专利技术组合物。这能够通过本领域已知或本文所述的各种方法的任何一种来完成，包括、但不限于使用本领域已知的共混技术，制备互穿网络，或形成接枝共聚物。在一个实施方案中，该组合物“不含环氧基”。“不含环氧基”是指该组合物的聚酯和丙烯酸系聚合物部分均不含环氧环，或环氧环的残基；双酚A；BADGE或BADGE的加合物。该涂料组合物还不含聚氯乙烯或相关的含卤素的乙烯基聚合物。在本专利技术方法中使用的聚酯组分能够通过普通方法比如使用本领域的技术人员已知的技术的聚羧酸或酸酐与多元醇的聚酯化来制备。通常，聚羧酸和多元醇是脂族或芳族二元酸和二醇，尽管本专利技术不限于此。使用普通技术的聚羧酸酯的酯交换也是可行的。典型地，该聚酯的重均分子量(“Mw”)是4,000到20,000，比如5,000到13,000，或7,000到11,000。该聚酯一般具有0-200mg KOH/g树脂，比如30-70，或大约40的羟基值，以及低于大约10，比如低于5的酸值。-->已知适合用于制备聚酯的任何多元醇能够用来形成本专利技术组合物的聚酯组分。实例包括、但不限于亚烷基二醇，比如乙二醇，丙二醇，二甘醇，二丙二醇，三甘醇，三丙二醇，己二醇，聚乙二醇，聚丙二醇和新戊二醇；羟基化双酚A；环己二醇；1，3-丙二醇；乙二醇；1，4-丁二醇；1，3-丁二醇；丁基乙基丙二醇；三甲基丙二醇；环己烷二甲醇；己内酯二醇，例如ε-己内酯和乙二醇的反应产物；羟烷基化双酚；聚醚二醇，例如聚(氧化四亚甲基)二醇等。还可以以有限量使用更高官能度的多元醇，只要它们对柔性没有不利影响。实例包括三羟甲基丙烷，三羟甲基乙烷，季戊四醇，三-羟乙基异氰脲酸酯等。类似地，已知用于制备聚酯的任何单酸或多元酸能够用来制备本专利技术的聚酯聚合物组分，例如，能够包括具有2-18个碳原子/分子的单体羧酸或酸酐。实例包括邻苯二甲酸，间苯二甲酸，5-叔丁基间苯二甲酸，内亚甲基四氢邻苯二甲酸，四氯邻苯二甲酸酐，氯菌酸，萘二甲酸，对苯二甲酸，四氢邻苯二甲酸，六氢邻苯二甲酸，甲基六氢邻苯二甲酸，1，3-环己烷二羧酸，1，4-环己烷二羧酸，己二酸，壬二酸，癸二酸，马来酸，富马酸，衣康酸，丁二酸，戊二酸，癸二酸，十二烷二酸和各种类型的其它二羧酸。聚酯可以包括少量的一元酸比如苯甲酸，硬脂酸，乙酸和油酸。还有，可以使用高级羧酸，比如偏苯三酸和丙三羧酸。虽然以上只提到了酸，但不用说，可以使用存在的它们的酸酐代替酸。还有，能够使用二酸的低级烷基酯，比如戊二酸二甲酯和对苯二甲酸二甲酯。在一个实施方案中，本专利技术聚酯组分是不饱和的。虽然根据本专利技术能够使用任何不饱和聚酯，但特别适合的聚酯由丁二醇、乙二醇、环己烷二羧酸、间苯二甲酸和马来酸酐形成。当在聚酯和丙烯酸系共聚物之间制备接枝共聚物时，该实施方案是特别适合的；通常不引入到聚酯中的马来酸酐促进了用丙烯酸系共聚物接枝。代替马来酸酐，或除了马来酸酐以外，还能够使用马来酸、富马酸和/或衣康酸和/或这些酸的酸酐来制备也具有特别适于促进接枝的组分的聚酯。在某些情况下，该实施方案的聚酯也是特别理想的，因为该聚酯的全部组分被美国食品和药品-->管理局(“FDA”)批准用于直接食品接触；这些组分还在the EuropeanInventory of Existing Commercial Substances(“EINECS”)中列举。在一个实施方案中，聚酯用相对于酸的过量多元醇制备，以便获得具有羟基官能团的聚酯。聚酯还能够以使得缺乏或具有酸官能团的方式制备。能够结合各种丙烯酸类单体来制备用于本专利技术的丙烯酸系共聚物。实例包括(甲基)丙烯酸甲酯，(甲基)丙烯酸乙酯，(甲基)丙烯酸丁酯，(甲基)丙烯酸2-乙基己基酯，(甲基)丙烯酸，乙烯基芳族化合物，比如苯乙烯和乙烯基甲苯，腈类比如(甲基)丙烯腈，和乙烯基酯比如乙酸乙烯酯。还能够使用本领域的技术人员已知的任何其它丙烯酸类单体。术语“(甲基)丙烯酸酯”和类似术语照惯例和在本文中用来指甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯。尤其适合的丙烯酸系共聚物用苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙基己基酯和甲基丙烯酸单独或进一步与甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸甲酯结合来形成。再次，在某些情况下，该丙烯酸系共聚物包括被FDA批准用于食品罐的组分，并且在EINECS上列举。典型地，丙烯酸系共聚物的Mw是大约10,000到250,000，比如20,000到150,000，或25,000到100,000。如上所讨论的，在本专利技术中使用的丙烯酸系共聚物和聚酯能够以任何方式处理，以便使二者相容。所谓“相容”是指聚酯和丙烯酸系共聚物可以在涂层中结合在一起，没有相分离，因此形成了均匀的产品。增容的共聚物能够简单地一起共混。在该共混实施方案中，当聚酯用酸终端时，根据本专利技术使用的丙烯酸酯共聚物不具有侧挂缩水甘油基，以及当聚酯用羟基终端时，该丙烯酸酯共聚物不具有侧挂羟基。增容例如能够通过使用Mw类似于聚酯的Mw(即本文档来自技高网...

【技术保护点】
适于涂布食品罐的组合物，包括：（ａ）聚酯；（ｂ）丙烯酸系共聚物；（ｃ）交联剂；和（ｄ）溶剂，其中聚酯和丙烯酸系共聚物一起共混或一起接枝，但如果将聚酯和丙烯酸系共聚物一起共混，当聚酯以酸终端时，丙烯酸系 共聚物不具有侧挂缩水甘油基，以及当聚酯以羟基终端时，丙烯酸系共聚物不具有侧挂羟基。

【技术特征摘要】
US 2002-8-30 10/231,6521、适于涂布食品罐的组合物，包括：(a)聚酯；(b)丙烯酸系共聚物；(c)交联剂；和(d)溶剂，其中聚酯和丙烯酸系共聚物一起共混或一起接枝，但如果将聚酯和丙烯酸系共聚物一起共混，当聚酯以酸终端时，丙烯酸系共聚物不具有侧挂缩水甘油基，以及当聚酯以羟基终端时，丙烯酸系共聚物不具有侧挂羟基。2、权利要求1的组合物，其中丙烯酸系共聚物含有丙烯酰胺官能团。3、权利要求2的组合物，其中丙烯酰胺官能团由N-(N-丁氧基甲基)丙烯酰胺衍生而来。4、权利要求1的组合物，其中丙烯酸系共聚物的重均分子量在聚酯的重均分子量±1000的范围内。5、权利要求1的组合物，其中溶剂是二甲苯，丙二醇单甲醚乙酸酯，或二元酯。6、权利要求1的组合物，其中聚酯和丙烯酸系共聚物一起接枝。7、权利要求6的组合物，其中丙烯酸系共聚物接枝于聚酯上。8、权利要求6的组合物，其中聚酯接枝于丙烯酸系共聚物上。9、权利要求1的组合物，其中聚酯是不饱和的。10、权利要求9的组合物，其中聚酯包含马来酸或马来酸酐和丙烯酸系共聚物包含苯乙烯。11、权利要求1的组合物，其中聚酯具有0-200的羟基值。12、权利要求11的组合物，其中聚酯具有30-70的羟基值。13、权利要求1的组合物，其中聚酯具有低于10的酸值。14、权利要求13的组合物，其中聚酯具有低于5的酸值。15、权利要求6的组合物，其中接枝共聚物具有3000-250,000的重均分子量。16、权利要求15的组合物，其中接枝共聚物具有30,000到50,000的重均分子量。17、权利要求7的组合物，其中聚酯包括丁二醇、乙二醇、环己烷二羧酸、间苯二甲酸和马来酸和/或马来酸酐的反应产物。18、权利要求8的组合物，其中聚酯包括丁二醇、乙二醇、环己烷二羧酸、间苯二甲酸和马来酸和/或马来酸酐的反应产物。19、权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：L基弗利普塔克，JM杜迪克，RR安布罗斯，KC奥尔森，P森达拉拉曼，
申请(专利权)人：PPG工业俄亥俄公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]