[发明专利]保护性的可密封涂料组合物有效
申请号: | 200880014788.4 | 申请日: | 2008-04-30 |
公开(公告)号: | CN101679645A | 公开(公告)日: | 2010-03-24 |
发明(设计)人: | R·A·乔杜里;D·G·詹姆斯 | 申请(专利权)人: | 阿克佐诺贝尔国际涂料股份有限公司 |
主分类号: | C08J3/09 | 分类号: | C08J3/09;C09D163/00;C09D133/00;C09D167/00;C09D175/00 |
代理公司: | 北京市中咨律师事务所 | 代理人: | 刘金辉;林柏楠 |
地址: | 荷兰*** | 国省代码: | 荷兰;NL |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 保护性 密封 涂料 组合 | ||
本发明涉及包含在有机载液中的改性聚丙烯分散体,用作尤其用于容器热密封应用的涂料组合物的聚合物分散体。还提供了制备所述分散体的方法。
金属食品和饮料容器,例如罐和有盖的盘通常内部涂覆以防止内容物与形成罐的金属反应。此类反应导致不需要的罐损坏以及对内容物的潜在破坏作用,特别是质量和味道的改变。在没有内部涂层的情况下,大部分食品或饮料罐不能非常长时间地保持可用。通常在形成罐之前通过辊涂将涂料应用于平整金属上,然后在烘干操作中干燥和/或固化。所用典型炉温为约200℃6-12分钟。然后在装填食品或饮料和最终密封之前通过拉伸工艺由平整金属形成罐。
要求涂料具有非常好的挠性、粘附力、耐杀菌性、稳定性和抗发白性。如果当将涂覆的平整金属片拉伸成罐形式时,涂层在罐形成过程中保持完好,则挠性和粘附力是必需的。当罐装填有食品时,内容物通常通过将密封罐加热至约120-140℃的温度10-90分钟(取决于食品性质)而杀菌。然后涂层与罐的内容物直接接触可为许多年的相当长的一段时间。在杀菌和随后的储存过程中,要求涂层保持其完整性以防止金属罐腐蚀和防止金属迁移至罐内容物中。此外,涂层必须不通过释放不需要的材料或通过改变气味或外观而损害内容物。这些抗性不仅影响产品的保存期,而且影响公共健康和安全。因此,存在不同于其它涂层的对罐内涂层的特别严格和特殊要求。
在某些应用中,涂料还用于使盖结合在容器体上。例如宠物食品可在具有薄、全长铝盖的盘中提供。盖通过通常是交联的涂层而附着在盘上,其在加热和加压下在盖与盘之间形成粘结或密封。通过简单地剥离挠性铝盖使用内容物,这接着破坏了密封。密封强度非常重要,因为其必须足够强以经受住制造和装填过程,但又不会太强以致破坏密封变得困难。
美国专利US 3375300公开了包含马来酸酐改性的聚丙烯与聚酰胺树脂的混合物的底漆组合物。然而,没有公开与聚酰胺反应的改性聚丙烯此类材料的分散体。类似地,美国专利US 4478667公开了羧化聚丙烯、交联剂与丁烯聚合物的混合物的溶液,而不是包含与交联剂或丁烯聚合物反应的羧化聚丙烯的颗粒的分散体。
其它已知用于该应用的涂料组合物包含聚丙烯。其通常为在有机液体中的分散体形式。然而,可结合到涂料中的聚丙烯的量局限于小于15%(基于非挥发性重量计算),因为可制备聚丙烯分散体的最大可用固体本身局限于约17%重量/重量。该固体上限是此类分散体的高粘度的结果,可能是通常为约10μm的大平均粒度的结果。
此类分散体具有许多主要缺点。首先,分散体本身和包含它们的涂料倾向于形成硬、难以再分散的沉积物。这在金属容器生产装置中导致显著问题,其必须在用于储存涂料的集液罐中使用高速搅拌以防止沉积。还需要高循环速率以防止颗粒在循环系统的管道中沉积。虽然此类策略可克服所述问题,但它们不方便、不可避免地昂贵、使用更多的能量和因此不必要地增加二氧化碳排放。其次,密封的典型涂层厚度为3-9μm。因此,平均粒径为10μm的颗粒将相当多地突出于表面。虽然烘干涂层导致聚丙烯的某些流动,但其不会产生均匀分布的层,而是产生聚丙烯岛状物。因为是聚丙烯形成密封,因此该不均匀分布导致较弱和可变的密封强度。
相应地,本发明第一方面提供了聚合物微粒在有机液体中的分散体,所述聚合物包含如下反应物的反应产物:
i)2-40重量份具有相当于酸值为2-50mg KOH/g非挥发性聚合物的足够羧酸和/或羧酸酐基团的第一聚丙烯聚合物,和
ii)60-98重量份具有摩尔过量的能与聚丙烯聚合物的羧酸和/或羧酸酐基团反应的官能团的第二聚合物
其中对有机液体进行选择使其为第二聚合物的良溶剂和为聚丙烯聚合物的不良溶剂。
本文所用术语聚合物包括具有一种、两种或更多种重复单元的均聚物和共聚物。
优选分散体的非挥发物含量基于重量计算为至少15%,更优选15-60%,甚至更优选25-45%,最优选30-40%。
特别有用的聚丙烯聚合物包括丙烯-马来酸酐聚合物(也被称作马来酸化聚丙烯)和丙烯-乙烯-马来酸酐聚合物。
优选聚丙烯聚合物的重均分子量(Mw)为30,000-200,000道尔顿,更优选40,000-150,000道尔顿,甚至更优选45,000-130,000道尔顿,最优选45,000-100,000道尔顿。在约30,000道尔顿以下,所形成的密封弱,进而导致出现密封失败的风险增加。在约200,000以上,聚丙烯由于高熔体粘度而变得难以易于加工,即便在普遍存在于挤出机中的非常高的剪切条件下。
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