丙烯酸聚酯树脂和含有其的水性涂料组合物制造技术

描述了可通过将聚酯材料接枝到丙烯酸聚合物而获得的丙烯酸聚酯树脂。如权利要求1所示，可通过将(i)多元酸组分与(ii)多元醇组分聚合而获得聚酯材料，所述多元醇组分包括根据式(I)的二醇；其中R

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】丙烯酸聚酯树脂和含有其的水性涂料组合物
本专利技术涉及一种丙烯酸聚酯树脂和一种含有其的水性涂料组合物。本专利技术还涉及一种在其至少一部分上具有涂层的包装，所述涂层衍生自水性涂料组合物。本专利技术还延伸到制备丙烯酸改性树脂的方法、制备水性涂料组合物的方法以及涂覆包装的方法。
技术介绍
各种各样的涂层已经被用于涂覆食品和/或饮料容器的表面。涂层体系通常具有某些性能，诸如能够高速施用、对基材具有可接受的粘附力、对食品接触安全并且具有合适它们最终用途的性能。通常，取决于它们的最终用途，涂层具有这些有利性能中的一个或可能两个。期望涂料是水性的，而不是完全由溶剂型的。然而，许多此类涂料依赖于聚酯材料作为成膜树脂的存在，但是聚酯材料通常不能在水中提供足够的溶解度。此外，包含聚酯材料的水性涂料可能展现出较差的保存期限和较差的涂料质量。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种丙烯酸聚酯树脂，所述丙烯酸聚酯树脂可通过将丙烯酸聚合物和聚酯材料接枝而获得，所述聚酯材料可通过聚合以下各项获得：i)多元酸组分，和ii)多元醇组分，包括根据式(I)的二醇其中R1和R2各自独立地表示氢基、低级烷基或具有6至12个碳原子的芳基，其中R1或R2中的至少一个为低级烷基或具有6至12个碳原子的芳基；R3和R4各自独立地表示低级烷基或具有6至12个碳原子的芳基，并且其中所述多元酸组分或所述多元醇组分中的至少一种包含可操作以将官能度赋予所述聚酯树脂的官能单体，使得可以经由使用所述官能度将所述聚酯材料接枝到丙烯酸聚合物上。根据本专利技术的另一方面，提供了一种水性涂料组合物，所述水性涂料组合物包含：a)丙烯酸聚酯树脂，可通过将丙烯酸聚合物和聚酯材料接枝而获得，所述聚酯材料可通过聚合以下各项获得：i)多元酸组分，和ii)多元醇组分，包括根据式(I)的二醇其中R1和R2各自独立地表示氢基、低级烷基或具有6至12个碳原子的芳基，其中R1或R2中的至少一个为低级烷基或具有6至12个碳原子的芳基；R3和R4各自独立地表示低级烷基或具有6至12个碳原子的芳基，其中所述多元酸组分或所述多元醇组分中的至少一种包含可操作以将官能度赋予所述聚酯树脂的官能单体，使得可以经由使用所述官能度将所述聚酯材料接枝到丙烯酸聚合物上。b)交联材料；和c)水。根据本专利技术的另一方面，提供了一种在其至少一部分上涂覆有涂层的包装，所述涂层衍生自水性涂料组合物，所述水性涂料组合物包含：a)丙烯酸聚酯树脂，可通过将丙烯酸聚合物和聚酯材料接枝而获得，所述聚酯材料可通过聚合以下各项获得：i)多元酸组分，和ii)多元醇组分，包括根据式(I)的二醇其中R1和R2各自独立地表示氢基、低级烷基或具有6至12个碳原子的芳基，其中R1或R2中的至少一个为低级烷基或具有6至12个碳原子的芳基；R3和R4各自独立地表示低级烷基或具有6至12个碳原子的芳基，其中多元酸组分或多元醇组分中的一个包含可操作以将官能度赋予聚酯树脂的官能单体，使得可以经由使用所述官能度将聚酯材料接枝到丙烯酸聚合物上。b)交联材料；和c)水。合适地，包装的涂料是固化涂料。有利地，已经确定，经由在聚酯材料中包括根据式(I)的二醇，改善了源自水性涂料组合物的涂层的电阻性能。此外，已经确定，当聚酯在水性分散体中时，在聚酯材料中包括根据式(I)的二醇提供了更好的水解稳定性，因此增加了聚酯和水性涂料组合物的保存期限。丙烯酸聚酯树脂可以包含丙烯酸改性聚酯树脂，所述丙烯酸改性聚酯树脂可以为其上接枝有丙烯酸聚合物的聚酯材料。合适地，丙烯酸改性聚酯树脂可以通过将丙烯酸聚合物接枝到预成型的聚酯材料上来制备。合适地，丙烯酸改性聚酯树脂可以通过将丙烯酸单体混合物接枝聚合到预成型的聚酯材料上来制备。多元酸组分或多元醇组分中的至少一种包含官能单体，所述官能单体可操作以将官能度赋予聚酯树脂。合适地，多元酸组分或多元醇组分中的一种包含官能单体，所述官能单体可操作以将官能度赋予聚酯树脂。官能度使得可以经由使用所述官能度将丙烯酸聚合物接枝到聚酯材料上。官能度可以包括烯属不饱和、羧酸官能度或环氧官能度。官能度可以在聚酯材料的主链或其侧基中。官能单体可以包含烯属不饱和单体，所述烯属不饱和单体可操作以将烯属不饱和官能度赋予聚酯树脂的主链或其侧基。合适地，官能度包括烯属不饱和，所述烯属不饱和可以在聚酯材料的主链中。功能单体可选自以下各项中的一种或多种：马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸酐、衣康酸、柠康酸酐、柠康酸、乌头酸、乌头酸酐、草酰柠康酸(oxalocitraconicacid)、草酰柠康酸酐(oxalocitraconicanhydride)、中康酸、中康酸酐、苯基马来酸、苯基马来酸酐、叔丁基马来酸、叔丁基马来酸酐、富马酸单甲酯、富马酸单丁酯、纳迪克酸、纳迪克酸酐、甲基马来酸、甲基马来酸酐、三羟甲基丙烷单烯丙基醚。当官能单体是多元酸时，官能单体可以按多元酸组分干重的比例以0.5至10重量％的量存在，合适地为1至5重量％。当官能单体是多元醇时，官能单体可以按多元醇组分干重的比例以0.5至10重量％的量存在，合适地为1至5重量％。多元酸组分包含一种或多种多元酸。如本文所用，“多元酸”和类似术语是指具有两个或更多个羧酸基团的化合物，诸如两个(二酸)、三个(三酸)或四个酸基，并且包括多元酸的酯(其中一个或多个酸基被酯化)或酸酐。多元酸合适地为有机多元酸。多元酸的羧酸基可通过选自以下各项的桥联基连接：亚烷基；亚烯基；亚炔基；或亚芳基。聚酯材料可以由任何合适的多元酸形成。多元酸的合适示例包括但不限于以下各项：马来酸；富马酸；衣康酸；己二酸；壬二酸；琥珀酸；癸二酸(sebacicacid)；戊二酸；癸酸二酸(decanoicdiacid)；十二酸二酸；邻苯二甲酸；间苯二甲酸；5-叔丁基间苯二甲酸；四氯邻苯二甲酸；四氢邻苯二甲酸；偏苯三酸；萘二羧酸；萘四羧酸；对苯二甲酸；六氢邻苯二甲酸；甲基六氢邻苯二甲酸；对苯二甲酸二甲酯；环己烷二羧酸；氯桥酸酐；1，3-环己烷二羧酸；1，4-环己烷二羧酸；三环癸烷聚羧酸；内亚甲基四氢邻苯二甲酸；内亚乙基六氢邻苯二甲酸；环己烷四羧酸；环丁烷四甲酸；具有含有至少15个碳原子的脂族基的单体；所有前述酸的酯和酸酐及其组合。多元酸组分可以包含一种或多种二酸。二酸的合适示例包括但不限于以下各项：邻苯二甲酸；间苯二甲酸；对苯二甲酸；1，4环己烷二羧酸；琥珀酸；己二酸；壬二酸；癸二酸；富马酸；2，6-萘二羧酸；邻苯二甲酸(orthophthalicacid)；邻苯二甲酸酐；四氢邻苯二甲酸；六氢邻苯二甲酸；马来酸；琥珀酸；衣康酸；二酯材料，诸如二甲酯衍生物，例如间苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯、1，4-环己烷二羧酸二甲酯、2，6-萘二羧酸二甲酯、富马酸二甲酯、邻苯二甲酸二甲酯、琥珀酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种丙烯酸聚酯树脂，可通过将聚酯材料接枝到丙烯酸聚合物而获得，所述聚酯材料可通过聚合以下各项获得：/ni)多元酸组分，和/nii)多元醇组分，包括根据式(I)的二醇/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180620 US 62/687,2651.一种丙烯酸聚酯树脂，可通过将聚酯材料接枝到丙烯酸聚合物而获得，所述聚酯材料可通过聚合以下各项获得：
i)多元酸组分，和
ii)多元醇组分，包括根据式(I)的二醇



其中R1和R2各自独立地表示氢基、低级烷基或具有6至12个碳原子的芳基，其中R1或R2中的至少一个为低级烷基或具有6至12个碳原子的芳基；
R3和R4各自独立地表示低级烷基或具有6至12个碳原子的芳基，
并且其中所述多元酸组分或所述多元醇组分中的至少一种包含可操作以将官能度赋予所述聚酯树脂的官能单体，使得可以经由使用所述官能度将所述聚酯材料接枝到丙烯酸聚合物上。


2.一种水性涂料组合物，所述水性涂料组合物包含：
a)丙烯酸聚酯树脂，可通过将聚酯材料接枝到丙烯酸聚合物而获得，所述聚酯材料可通过聚合以下各项获得：
i)多元酸组分，和
ii)多元醇组分，包括根据式(I)的二醇






其中R1和R2各自独立地表示氢基、低级烷基或具有6至12个碳原子的芳基，其中R1或R2中的至少一个为低级烷基或具有6至12个碳原子的芳基；
R3和R4各自独立地表示低级烷基或具有6至12个碳原子的芳基，
其中所述多元酸组分或所述多元醇组分中的至少一种包含可操作以将官能度赋予所述聚酯树脂的官能单体，使得可以经由使用所述官能度将所述聚酯材料接枝到丙烯酸聚合物上。
b)交联材料；以及
c)水。


3.一种在其至少一部分上涂覆有涂层的包装，所述涂层衍生自水性涂料组合物，所述水性涂料组合物包含：
a)丙烯酸聚酯树脂，可通过将聚酯材料接枝到丙烯酸聚合物而获得，所述聚酯材料可通过聚合以下各项获得：
i)多元酸组分，和
ii)多元醇组分，包括根据式(I)的二醇



其中R1和R2各自独立地表示氢基、低级烷基或具有6至12个碳原子的芳基，其中R1或R2中的至少一个为低级烷基或具有6至12个碳原子的芳基；
R3和R4各自独立地表示低级烷基或具有6至12个碳原子的芳基，
其中所述多元酸组分或所述多元醇组分中的至少一种包含可操作以将官能度赋予所述聚酯树脂的官能单体，使得可以经由使用所述官能度将所述聚酯材料接枝到丙烯酸聚合物上。
b)交联材料；
c)水。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中所述功能单体包含烯属不饱和单体。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中所述功能单体选自以下各项中的一种或多种：马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸酐、衣康酸、柠康酸酐、柠康酸、乌头酸、乌头酸酐、草酰柠康酸(oxalocitraconicacid)、草酰柠康酸酐(oxalocitraconicanhydride)、中康酸、中康酸酐、苯基马来酸、苯基马来酸酐、叔丁基马来酸、叔丁基马来酸酐、富马酸单甲酯、富马酸单丁酯、纳迪克酸、纳迪克酸酐、甲基马来酸、甲基马来酸酐。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中所述功能单体选自以下各项中的一种或多种：马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸酐、衣康酸、柠康酸酐、柠康酸、乌头酸、乌头酸酐、草酰柠康酸(oxalocitraconicacid)、草酰柠康酸酐(oxalocitraconicanhydride)、中康酸、中康酸酐、苯基马来酸、苯基马来酸酐、叔丁基马来酸、叔丁基马来酸酐、富马酸单甲酯、富马酸单丁酯、纳迪克酸、纳迪克酸酐、甲基马来酸、甲基马来酸酐、三羟甲基丙烷单烯丙基醚。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中所述官能单体按诸如所述多元酸组分之类的所述多元醇或多元酸组分干重的比例计以0.5至10重量％的量存在，合适地为1至5重量％。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中所述多元酸组分包含以下各项中的一种或多种：马来酸；富马酸；衣康酸；己二酸；壬二酸；琥珀酸；癸二酸(sebacicacid)；戊二酸；癸酸二酸(decanoicdiacid)；十二酸二酸；邻苯二甲酸；间苯二甲酸；5-叔丁基间苯二甲酸；四氯邻苯二甲酸；四氢邻苯二甲酸；偏苯三酸；萘二羧酸；萘四羧酸；对苯二甲酸；六氢邻苯二甲酸；甲基六氢邻苯二甲酸；对苯二甲酸二甲酯；环己烷二羧酸；氯桥酸酐；1，3-环己烷二羧酸；1，4-环己烷二羧酸；三环癸烷聚羧酸；内亚甲基四氢邻苯二甲酸；内亚乙基六氢邻苯二甲酸；环己烷四羧酸；环丁烷四羧酸；具有含有至少15个碳原子的脂族基的单体；所有前述酸的酯和酸酐及其组合。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中所述多元酸组分包含以下各项中的一种或多种：对苯二甲酸二甲酯、六氢邻苯二甲酸酐、环己烷1，4-二羧酸。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中所述多元酸组分包含以下各项中的一种或多种：间苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸酐、环己烷1，4-二羧酸。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中所述多元酸组分包含以下各项中的一种或多种：对苯二甲酸二甲酯、六氢邻苯二甲酸酐、环己烷1，4-二羧酸和具有含有至少15个碳原子的脂族基的单体，诸如二聚脂肪酸，合适地为包含18至50个碳原子的二聚脂肪酸，诸如包含20至46个碳原子的二聚脂肪酸或包含22至44个碳原子的二聚脂肪酸，例如包含24至42个碳原子的二聚脂肪酸、包含26至40个碳原子的二聚脂肪酸、包含28至38个碳原子的二聚脂肪酸或包含30至38个碳原子的二聚脂肪酸。


12.根据权利要求1至11中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中所述多元酸组分包含以下各项中的一种或多种：间苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸酐、环己烷1，4-二羧酸和具有含有至少15个碳原子的脂族基的单体，诸如二聚脂肪酸，合适地为包含18至50个碳原子的二聚脂肪酸，诸如包含20至46个碳原子的二聚脂肪酸或包含22至44个碳原子的二聚脂肪酸，例如包含24至42个碳原子的二聚脂肪酸、包含26至40个碳原子的二聚脂肪酸、包含28至38个碳原子的二聚脂肪酸或包含30至38个碳原子的二聚脂肪酸。


13.根据权利要求1至12中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中所述多元醇组分进一步包含以下各项中的一种或多种：亚烷基二醇类，诸如乙二醇；丙二醇；二乙二醇；二丙二醇；三乙二醇；三丙二醇；己二醇；聚乙二醇；聚丙二醇和新戊二醇；氢化的双酚A；环己二醇；丙二醇类，包括1，2-丙二醇；1，3-丙二醇；丁基乙基丙二醇；2-甲基-1，3-丙二醇；和2-乙基-2-丁基-1，3-丙二醇；丁二醇类，包括1，4-丁二醇；1，3-丁二醇；和2-乙基-1，4-丁二醇；戊二醇类，包括三甲基戊二醇和2-甲基戊二醇；环己烷二甲醇；己二醇类，包括1，6-己二醇；2，2，4，4-四烷基环丁-1，3-二醇(TACD)，诸如2，2，4，4-四甲基环丁-1，3-二醇(TMCD)；己内酯二醇(例如，ε-己内酯和乙二醇的反应产物)；羟烷基化的双酚类；聚醚二醇类，例如聚(氧四亚甲基)二醇；三羟甲基丙烷；季戊四醇；二季戊四醇；三羟甲基乙烷；三羟甲基丁烷；二羟甲基环己烷；生物来源的多元醇，诸如甘油、山梨糖醇和异山梨醇；以及具有含有至少15个碳原子的脂族基的单体；或其组合。


14.根据权利要求1至13中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中所述多元醇组分包含根据式(I)的二醇并结合2-甲基丙二醇(2-MPD)、新戊二醇(NPG)、1，4-环己烷二甲醇(CHDM)、丁基乙基丙二醇(BEPD)、三羟甲基丙烷(TMP)或1，6己二醇中的一种或多种。


15.根据权利要求1至14中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中所述多元醇组分包含根据式(I)的二醇并结合2-甲基-1，3-丙二醇和/或环己烷二甲醇。


16.根据权利要求1至15中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中所述多元醇组分包含一种或多种具有至少三个羟基的多元醇，诸如选自三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丁烷以及生物来源的多元醇中的一种或多种，所述生物来源的多元醇诸如选自甘油和山梨糖醇中的一种或多种；合适地为三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷和三羟甲基丁烷中的一种或多种，例如三羟甲基丙烷。


17.根据权利要求1至16中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中具有至少三个羟基的所述多元醇按所述多元醇组分干重的比例计以0.1至10重量％的量存在，诸如0.5至8重量％或0.7至6重量％，例如0.8至5重量％或0.9至4重量％，合适地为1至3重量％或1至2重量％。


18.根据权利要求1至17中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中所述多元醇组分包含根据式(I)的二醇并结合2-甲基-1，3-丙二醇、环己烷二甲醇和/或三羟甲基丙烷。


19.根据权利要求1至18中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中根据式(I)的所述二醇的所述R1基团和所述R2基团各自独立地表示氢、低级烷基或具有6至12个碳原子的芳基，其中R1或R2中的至少一个为低级烷基。


20.根据权利要求1至19中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中根据式(I)的所述二醇的所述R3基团和R4基团各自独立地表示低级烷基或具有6至12个碳原子的芳基，其中R3或R4中的至少一个为低级烷基。


21.根据权利要求1至20中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中根据式(I)的所述二醇的所述芳基具有6至10个碳原子，诸如6至8个碳原子或6个碳原子。


22.根据权利要求1至21中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中根据式(I)的所述二醇的所述R1基团和所述R2基团各自独立地表示氢或低级烷基，其中R1或R2中的至少一个为低级烷基。


23.根据权利要求1至22中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中根据式(I)的所述二醇的所述R3基团和所述R4基团各自独立地表示低级烷基。


24.根据权利要求1至23中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中根据式(I)的所述二醇的所述R1基团、所述R2基团、所述R3基团和所述R5基团各自独立地表示低级烷基，其中所述烷基具有1至8个碳原子或1至6个碳原子或1至5个碳原子。


25.根据权利要求1至24中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中根据式(I)的所述二醇的所述R1基团、所述R2基团、所述R3基团和所述R5基团各自独立地表示低级烷基，其中所述烷基具有1至4个碳原子或1至3个碳原子或1至2个碳原子或1个碳原子。


26.根据权利要求1至25中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中根据式(I)的所述二醇选自2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇(TMPD)中的一种或多种。


27.根据权利要求1至26中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中根据式(I)的二醇按所述多元醇组分干重的比例计以10至80重量％的量存在，合适地为10至70重量％，诸如20重量％至60重量％。


28.根据权利要求1至27中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中所述含脂族基的单体的所述脂族基包含18至50个碳原子，诸如20至46个碳原子、22至44个碳原子、24至42个碳原子、26至40个碳原子。


29.根据权利要求1至28中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中所述含脂族基的单体的所述脂族基包含28至38个碳原子或30至38个碳原子。


30.根据权利要求1至29中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中所述含脂族基的单体的所述脂族基为支链的和/或包含环状基团。


31.根据权利要求1至30中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中含脂族基的单体为二酸。


32.根据权利要求1至31中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中所述含脂族基的单体为二聚脂肪酸。


33.根据权利要求1至32中任一项所述的树脂、涂料组合物或包装，其中所述含脂族基的单体为芥酸、亚麻酸、亚油酸和/或油酸的二聚产物。


34.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·H·小雷特施，
申请(专利权)人：PPG工业俄亥俄公司，
类型：发明
国别省市：美国;US