用于金属食品容器的耐高pH加工涂料制造技术

公开了用于食品容器的改进的涂料组合物，其耐高pH加工环境。该改进的涂料组合物是基于环氧-氨基树脂涂料组合物，该组合物已经用其他成分改性来提高它在高pH环境中的性能，平衡以挠性、可成形性和耐磨损性。典型的，该涂料组合物包括环氧树脂、氨基树脂交联剂、封闭的多异氰酸酯和饱和聚酯。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于金属食品容器的改进的涂料组合物，特别是在此种涂料组合物在灭菌方法过程中与高PH甑馏水(retort water)(即，pH高于正常条件的pH6_8)接触的场合。本专利技术的改进的涂料组合物基于环氧-氨基树脂体系，其已经用其他成分改性来提高它在高PH环境中的性能。
技术介绍
用于食品和饮料的金属容器通常具有一种或多种涂层来阻止包装的产品和/或加工水或者蒸气与金属接触，从而防止或者最大程度减小金属腐蚀。任何这样的腐蚀将影响包装产品的品质或者影响该容器的美学外观(其长期将影响包装产品的品质)。在这种金属容器的生产中，经常提供片或者卷片(coils)形式的金属，其已经用合适的涂料进行了预涂布，并且其随后通过成形(例如用于三件套罐头的生产)或者变形(例如用于深冲压方法) 进行加工来获得期望的容器。在生产用于食品和饮料的罐头中，要求涂层不具有或者具有低的毒性，并且具有足够挠性来经受罐头生产过程中的变形和运输过程中的磨损/刮擦。 此外，填充了食品的罐头经常要在高到135°C的施加温度下灭菌。该涂层因此必须在这些温度足够稳定，并且必须能够保持与金属表面良好的附着性。不同类型的涂料组合物在罐头涂料工业中是公知的。这样的涂料组合物包括环氧树脂，聚酯树脂，聚氯乙烯(PVC)树脂，丙烯酸树脂和环氧酯作为主要树脂成分。这样的涂料组合物还包括交联剂例如酚醛树脂或者氨基树脂，例如基于脲、三聚氰胺、苯胍胺或者六甲氧基甲基三聚氰胺的那些，这取决于所需的应用。对于罐头外涂层应用来说，最普遍使用的涂料体系通常基于环氧/酚醛(epoxy/ phenolic)或者环氧/氨基体系。环氧/酚醛配方针对在多次烘焙时的颜色保持和耐高pH 加工具有一些缺点。环氧/氨基树脂体系通常具有比环氧/酚醛体系略好的耐加工性，但是具有在挠性和可成形性方面的一些缺点。将封端的多异氰酸酯用作交联剂或者改性剂已经变得日益流行，这归因于它们的性能属性，特别是耐加工性和挠性。但是，使用这种特定的交联剂时符合食品规章是一个问题。典型地，封端的多异氰酸酯体系使用饱和聚酯树脂作为主要的粘合剂。一些这样的体系会任选的包括氨基树脂，酚醛树脂或者少量的环氧树脂。由于来自多异氰酸酯的游离封闭剂的残留含量的原因，这些涂料通常被推荐用于不与食品直接接触的罐头外部。耐加工性是对于用于涂覆食品罐头的外表面的涂料组合物的主要要求。加工水的 PH从中性(pH6-8)变化到高达ρΗΙΟ-12。耐加工性(即，涂层经受高温、高压灭菌条件的能力)是与膜挠性和可成形性成反比的。换句话说，如果提高了耐加工性，则它对膜挠性/可成形性产生了不利影响，反之亦然。这是在目前的罐头外涂层体系中一直能够观察到的性能折衷。耐加工性还影响罐头涂层的耐双金属效应。双金属腐蚀是不同的金属在电解质存在下接触时发生的(例如，用镀锡铁皮(tinplate)或者电铬涂覆的钢(ECCS)制造的EOE端与铝拉环(aluminum tabs)，其中以甑馏水作为电解质)。用于这种类型应用的涂层必须具有良好的耐加工性，来阻止电流从一种金属流向另一种金属。本专利技术的一个目标是提供耐高pH加工的罐头涂料组合物，其还表现出良好的膜挠性/可成形性和耐磨损性来经受罐头成形的机械应力。另外，另外一个目标是提供罐头涂料组合物，其在加工后具有改进的耐双金属腐蚀性。另外的一个目标是提供罐头涂料组合物，其符合FDA175. 300规章，因此它还可以用作与干食品直接接触的罐内涂层。
技术实现思路
本专利技术涉及罐头涂料组合物，其提供了优异的高pH性能(即，耐高pH加工性)，同时还提供了膜挠性和可成形性和耐磨损性的良好平衡。本专利技术的涂料组合物包含主要部分的环氧树脂，氨基树脂交联剂，和小部分的封端的多异氰酸酯和饱和聚酯。优选地，该封端的多异氰酸酯和饱和聚酯以使得OH与NCO的化学计量比是大约1 :1的量存在。具体实施例方式本专利技术的罐头涂料组合物典型地包含按重量计(即，树脂成分基于总固体树脂重量的重量％)，大约75%-大约95%，优选大约80%-大约90%的环氧树脂；大约4%-大约15%， 优选大约5%-大约10%的氨基树脂交联剂，大约1%_大约3%的封端的多异氰酸酯和大约 1%-大约4%的饱和聚酯树脂。该环氧树脂可以是通常用于配制罐头涂料组合物的那些环氧树脂的任何一种。 优选的环氧树脂是具有大约1350-5500的环氧当量、并且具有> 8的η的平均值、更优选η=8-16(这里η是聚合度)的那些。这样的环氧树脂典型地是由表氯醇和双酚A来生产的。优选地，该环氧树脂是至少两种高分子量环氧树脂的混合物(例如60:40的混合物)，其中一种环氧树脂的环氧当量是1350-2000，和另一种环氧树脂的环氧当量是 2200-5500。一种优选的环氧树脂组合是EPIK0TE 1007 (其环氧当量是大约1775和η=9) 与EPIK0TE 1009 (其环氧当量是大约3060和η=12)的组合，这两种环氧树脂都是由Hexion 制造的。另外一种优选的环氧树脂组合是YD_017WR(其环氧当量为1900)和YD-019WR (其环氧当量为观00)的组合，二者都是由Kukdo Chemicals制造的。该环氧树脂是用氨基树脂交联剂交联的。典型的氨基树脂交联剂包括脲醛，三聚氰胺甲醛，苯胍胺甲醛和六甲氧基甲基三聚氰胺树脂。该氨基树脂典型的存在量是环氧树脂和氨基树脂固体总量的大约6-10%(即，环氧树脂氨基树脂的固体比率是大约94 6-大约90 10)。一种优选的氨基树脂交联剂是酸值为0-5mg KOH/g的正丁基化的脲醛树脂。另外一种优选的氨基树脂交联剂是酸值为l_5mg KOH/g的正丁基化的苯胍胺-甲醛树脂。本专利技术的涂料组合物另外包括作为关键成分的少量的封端的多异氰酸酯，例如 US2005/0129847中所公开的，其公开内容在此引入参考。该封端的多异氰酸酯优选是 FDA175. 300允许的封端的多异氰酸酯，例如基于异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)的封端的多异氰酸酯，并且是在商标DESM0DUR 下由Bayer销售的。该封端的多异氰酸酯以占总树脂组合物重量的大约1-3重量％的量加入。多异氰酸酯是由合适的二异氰酸酯(其包含脂肪族地，脂环族地，芳脂族地和/ 或芳族地键合的异氰酸酯基团)来制造的，例如1，4-二异氰酸根合丁烷，1，6-二异氰酸根合己烷(HDI)，2-甲基-1，5- 二异氰酸根合戊烷，1，5- 二异氰酸根合-2，2- 二甲基戊烷，2，2，4-或者2，4，4-三甲基-1，6- 二异氰酸根合己烷，1，10- 二异氰酸根合癸烷，1，3-和 1，4-二异氰酸根合环己烷，1，3-和1，4_双(异氰酸根合甲基)_环己烷(H12MDI)，1-异氰酸根合-3，3，5-三甲基-5-异氰酸根合甲基环己烷(异佛尔酮二异氰酸酯，IPDI)，I"异氰酸根合-I-甲基-4 (3)-异氰酸根合甲基环己烷(IMCI)，4，4’ - 二异氰酸根合二环己基甲焼，双(异氰酸根合甲基)—降莰烷，1，3-和1，4-双(2-异氰酸根合丙-2-基)-苯(TMXDI)， 2，4-和2，6- 二异氰酸根合甲苯(TDI) ,2,4'-和4，4' - 二异氰酸根合二苯基甲烷，1，5- 二异氰酸根合萘或者这样的二异氰酸酯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：AG加西亚，BM弗兰西斯科，
申请(专利权)人：AG加西亚，BM弗兰西斯科，
类型：发明
国别省市：