水性涂料组合物和涂装金属基体的生产方法技术

本发明专利技术涉及适合用于如饮料罐等金属容器或金属盖的聚酯系水性涂料组合物。该聚酯系水性涂料组合物被构造成包含酸值为5mgKOH/g以上且小于30mgKOH/g的聚酯树脂，和具有能够与聚酯树脂的羧基反应的官能团的固化剂。结果，该聚酯系水性涂料组合物能够形成具有优异的加工性、固化性和耐腐蚀性的涂膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水性涂料组合物和涂装金属基体的生产方法
本专利技术涉及用于金属罐的水性涂料组合物。更具体地，本专利技术涉及能够形成加工性优异并且具有固化性和耐腐蚀性优异的特征的涂膜的水性涂料组合物，和涉及通过使用该水性涂料组合物来生产涂装金属基体的方法。
技术介绍
用于例如饮料罐等金属容器和金属盖的涂料组合物必须具有能够耐受在金属容器和金属盖成形时的严苛的加工(例如，缩颈加工(neckingwork)、卷边加工(beadingwork)、刻痕加工(scoringwork)、铆接加工(rivetingwork))的加工性。此外，根据用途，涂料组合物必须具有各种特性，例如良好的固化性，防止金属基体被内容物腐蚀的耐腐蚀性，防止内容物的风味受损的特性，在不使涂料组分溶出的情况下优异地维持卫生性的特性，和优异的耐蒸煮处理性。此外，近年来，必须注意由于在涂装和烧制的作业期间有机溶剂的挥发而导致的对环境污染和作业环境的影响。迄今为止，作为用于金属容器和金属盖的涂料组合物，已经广泛使用了例如环氧酚系涂料、环氧氨基系涂料和环氧丙烯酸系涂料等环氧系涂料。然而，在许多情况下，使用双酚A作为原料来生产环氧系涂料。因此，期望提供不包含双酚A的涂料。因此，从上述观点，作为用于金属容器和金属盖的涂料组合物，提出了不使用双酚A而又注意对环境污染和作业环境的影响的聚酯系水性涂料组合物。作为聚酯系水性涂料组合物，已经提出用于金属包装体的涂料，其主要包含酸值(AV)为10至30mgKOH/g并且数均分子量(Mn)为3,000至10,000的含羧基的芳香族聚酯树脂，进一步与固化剂、用于聚酯树脂的中和剂、和共溶剂组合，该涂料具有固化性和耐蒸煮处理性优异的特征(专利文献1)。此外，作为水性涂料组合物，已经提出通过将β-羟基烷基酰胺交联剂(D)和丙烯酸系改性的聚酯树脂(C)稳定地分散在水系介质中而获得的水性涂料组合物，所述丙烯酸系改性的聚酯树脂(C)通过用包含含羧基的聚合性不饱和单体的聚合性不饱和单体组分(B)使在树脂的末端具有烯键式双键且数均分子量为2,000至50,000的聚酯树脂(A)接枝聚合来获得(专利文献2)。现有技术文献：专利文献：专利文献1：日本专利No.4228585专利文献2：日本专利特开No.2003-26992
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，如专利文献1所教导，当使用形成自缩合物的酚醛树脂作为固化剂时，在涂膜中形成源自酚醛树脂的自缩合物的硬且脆的区域。因此，从涂膜的加工性的观点，涂料组合物仍不能完全地令人满意。另一方面，如专利文献2所教导，当使用具有大酸值的聚酯树脂时，与固化剂的反应点(交联点)增加，有助于改善固化性。然而，交联密度变得如此高，以致于涂膜在成形期间倾向于破裂并且变得不再能够耐受严苛的加工，因此，使得难以获得充分的加工性。因此，本专利技术的目的是提供聚酯树脂系的水性涂料组合物，其能够形成加工性优异并且具有如固化性和耐腐蚀性等涂膜性能优异的特征的涂膜。用于解决问题的方案根据本专利技术，提供一种水性涂料组合物，其包括酸值为5mgKOH/g以上且小于30mgKOH/g的聚酯树脂，和具有能够与聚酯树脂所具有的羧基反应的官能团的固化剂。在本专利技术的水性涂料组合物中，期望的是：1.官能团为选自β-羟基烷基酰胺基、环氧基和噁唑啉基中的至少一种；2.固化剂为β-羟基烷基酰胺化合物；3.β-羟基烷基酰胺化合物为N,N,N’,N’-四(2-羟基乙基)己二酰胺和/或N,N,N’,N’-四(2-羟基丙基)己二酰胺；4.固化剂的官能团当量为30至500g/eq；5.固化剂的分子量为1,000以下；6.固化剂的固成分的共混量相对于聚酯树脂的100质量份固成分为1至10质量份；7.聚酯树脂为包含聚酯树脂(A)和酸值大于聚酯树脂(A)的酸值的聚酯树脂(B)的混合聚酯树脂，并且聚酯树脂(A)与聚酯树脂(B)之间的酸值的差为5mgKOH/g以上；8.聚酯树脂(A)的酸值为3至20mgKOH/g，聚酯树脂(B)的酸值为10至60mgKOH/g，并且聚酯树脂(A)与聚酯树脂(B)的固成分质量比为(A):(B)＝95:5至5:95；和9.聚酯树脂为包含玻璃化转变温度(Tg)为35℃至100℃的聚酯树脂(α)和Tg为-30℃至25℃的聚酯树脂(β)的混合聚酯树脂，并且聚酯树脂(α)与聚酯树脂(β)的质量比为(α):(β)＝98:2至10:90。此外，根据本专利技术，提供一种在其至少一个表面上形成有上述水性涂料组合物的涂膜的涂装金属板。此外，根据本专利技术，提供其上形成有上述水性涂料组合物的涂膜的涂装金属容器或涂装金属盖。此外，根据本专利技术，提供一种涂装金属基体的生产方法，其包括以下步骤：用水性涂料组合物涂布金属基体的涂装步骤，所述水性涂料组合物包含酸值为5mgKOH/g以上且小于30mgKOH/g的聚酯树脂的主剂，和具有能够与聚酯树脂所具有的羧基发生交联反应的官能团的固化剂；和将在涂装步骤中涂布在金属基体上的水性涂料组合物在高于200℃且320℃以下的温度下烧制的步骤。在本专利技术的涂装金属基体的生产方法中，期望的是：1.固化剂为β-羟基烷基酰胺化合物；和2.金属基体为金属板或罐。专利技术的效果本专利技术人对改善通过使用聚酯系水性涂料组合物形成的涂膜的加工性进行了深入研究，并且发现，在使用特定的聚酯树脂和固化剂时，可以形成具有能够耐受甚至严苛的加工的优异的加工性的涂膜。此外，通过使用本专利技术的水性涂料组合物形成的涂膜具有优异的固化性和耐腐蚀性，并且可以有利地用于如饮料罐等金属容器和金属盖。具体实施方式(聚酯树脂)在本专利技术的水性涂料组合物中，重要的是，作为主剂的聚酯树脂的酸值为5mgKOH/g以上且小于30mgKOH/g，特别是，在10至29mgKOH/g的范围内。即，在本专利技术中，从实现固化性、加工性和涂膜的密合性的观点，重要的是，作为主剂的聚酯树脂具有适量的羧基(酸值)。当酸值小于上述范围时，仅存在少量的变成与固化剂的交联点的羧基。因此，固化性不充分，并且交联也不充分。在此情况下，变得难以依赖与固化剂的交联来改善涂膜的性质(耐热性、加工性等)。此外，由于参与涂膜和金属基体之间的密合性的羧基数量减少，因此涂膜的密合性变差。另一方面，当酸值大于上述范围时，与固化剂的交联点增加，并且显示优异的固化性。然而，在该情况下，交联密度变得太高，并且加工性变差。即使当酸值大于上述范围时，也可以通过将固化剂的共混量调整为少的来抑制交联密度。然而，在该情况下，不参与交联的游离羧基残留在涂膜中，因此使涂膜的耐水性劣化。因此，结果不能获得充分的耐腐蚀性。根据本专利技术，还可以使用通过将具有不同酸值的两种以上聚酯树脂共混在一起而获得的混合聚酯树脂。在该情况下，通过将各树脂的酸值与其共混比(质量比)相乘而获得的值的总和被视为混合聚酯树脂的酸值(Avm本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性涂料组合物，其包括酸值为5mgKOH/g以上且小于30mgKOH/g的聚酯树脂，和具有能够与所述聚酯树脂所具有的羧基发生交联反应的官能团的固化剂。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170511 JP 2017-094779;20170511 JP 2017-094780;201.一种水性涂料组合物，其包括酸值为5mgKOH/g以上且小于30mgKOH/g的聚酯树脂，和具有能够与所述聚酯树脂所具有的羧基发生交联反应的官能团的固化剂。


2.根据权利要求1所述的水性涂料组合物，其中所述官能团为选自β-羟基烷基酰胺基、环氧基和噁唑啉基中的至少一种。


3.根据权利要求1或2所述的水性涂料组合物，其中所述固化剂为β-羟基烷基酰胺化合物。


4.根据权利要求3所述的水性涂料组合物，其中所述β-羟基烷基酰胺化合物为N,N,N’,N’-四(2-羟基乙基)己二酰胺和/或N,N,N’,N’-四(2-羟基丙基)己二酰胺。


5.根据权利要求1所述的水性涂料组合物，其中所述固化剂的官能团当量为30至500g/eq。


6.根据权利要求1所述的水性涂料组合物，其中所述固化剂的分子量为1,000以下。


7.根据权利要求1所述的水性涂料组合物，其中所述固化剂的固成分的共混量相对于所述聚酯树脂的100质量份固成分为1至10质量份。


8.根据权利要求1所述的水性涂料组合物，其中所述聚酯树脂为包含聚酯树脂(A)和酸值大于所述聚酯树脂(A)的酸值的聚酯树脂(B)的混合聚酯树脂，并且所述聚酯树脂(A)与所述聚酯树脂(B)之间的酸值的差为5mgKOH/...

【专利技术属性】
技术研发人员：柏仓拓也，樱木新，张楠，山本宏美，
申请(专利权)人：东洋制罐集团控股株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP