[发明专利]具有多环基团的聚合物及其涂料组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚合物以及由该聚合物配制而成的涂料组合物。

背景技术

众所周知，将涂层涂覆到金属上以延缓或抑制腐蚀。在诸如金属食品和饮料罐的包装容器领域中确实这样。涂层通常涂覆在这样的容器的内部，以防其中的内容物与容器的金属接触。金属和被包装的产品之间的接触可能导致对金属容器的腐蚀，这可能污染被包装的产品。当容器的内容物在化学上具有侵略性质的情况下确实这样。还将保护涂层涂覆到食品和饮料容器的内部，以防在食品的填充线和容器盖之间的容器上部空间中的腐蚀。

包装涂层优选应当能够高速涂覆到基材上，并且当被硬化以在这种苛刻的终端应用中以起作用时能够提供各种必要性质。例如，涂层应当对食品接触安全、不会不利地影响被包装食品或饮料产品的味道、对基材具有优异的粘附性、耐染色和其他涂层缺陷(诸如凸出、发白和/或起泡)并且长期耐降解，即使暴露于苛刻条件下也具有上述性质。此外，涂层通常应当能够在容器制造期间保持适当的膜完整性，并且能够耐受产品包装期间容器可能遭受的处理条件。

各种涂层已被用作内部保护性罐涂层，包括环氧基涂层和聚氯乙烯基涂层。然而，这些涂层类型中的每种都具有潜在的缺陷。例如，含有聚氯乙烯或相关含卤乙烯基聚合物的材料的回收可能成为问题。人们还希望减少或消除常用于配制与食品接触的环氧涂层中的某些环氧化合物。

为了解决上述缺陷，包装涂层工业努力寻找基于替代性粘结剂体系(诸如聚酯树脂体系)的涂层。然而，配制表现出所需平衡涂层特性(例如柔韧性、粘附性、耐腐蚀性、稳定性、对银纹的抵抗性等)的聚酯基涂层一直是个问题。例如，这样涂层的耐腐蚀性和制造性能之间存在制约平衡。表现出良好的制造性能同时不存在银纹的适于与食品接触的聚酯基涂层往往太软，并且表现出不适当的耐腐蚀性。与此相反，表现出良好耐腐蚀性的适于与食品接触的聚酯基涂层在制造时通常表现出不良的柔韧性和不适当的银纹。

市场需要改进的用于涂层诸如包装涂层的粘结剂体系。

发明内容

本发明提供了一种具有一个或更多个有机多环基团的聚合物。多环基团可以是饱和的、不饱和的、芳香族的或其组合，并且可以在其环中包含一个或更多个杂原子(例如氧、氮、硅、磷、硫等)。在一个实施方式中，所述一个或更多个多环基团选自：饱和的或芳香族的二环基团；饱和的、不饱和的、和/或芳香族的至少三环的多环基团；或其组合。取代的或未取代的三环癸烷基团和异山梨醇基团是优选的多环基团的实例。在优选的实施方式中，聚合物包含具有一个或多个杂原子的骨架，更优选含有酯链接键和/或氨基甲酸酯链接键的骨架。逐步增长的聚合物(例如聚酯聚合物、聚氨酯聚合物、和聚酯-氨基甲酸酯聚合物)是目前优选的。

在一个实施方式中，本发明提供了一种用于制备聚氨酯聚合物(更优选聚酯-聚氨酯)的方法，该方法包括：使包含多元醇(更优选聚酯多元醇)和多异氰酸酯的组分反应以形成具有一个或更多个多环基团的聚氨酯聚合物。优选地，多元醇或多异氰酸酯中的至少一种包含多环基团。

在一个实施方式中，本发明提供了一种涂料组合物，其包含具有一个或更多个多环基团的聚合物，更优选包含具有一个或更多个多环基团的聚酯和/或聚氨酯聚合物。该涂料组合物可以任选地包含额外的组分，例如液体载剂、交联剂、以及任何额外的所需添加剂。在目前优选的实施方式中，涂料组合物是水基的或溶剂基的涂料组合物。

在一个实施方式中，本发明提供了一种制品，所述制品表面的至少一部分涂覆有本发明的涂料组合物。本发明的涂料组合物在多种涂层应用中具有实用性，例如作为包装涂层，特别是作为食品或饮料容器(例如金属的食品或饮料罐)或其一部分的包装涂层。

本发明的上述内容并不意欲描述本发明中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地以例子形式表示说明性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，所述列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。

在如下说明中阐述了本发明的一个或多个实施方式的细节。本发明的其他特征、目的和优点可由本说明书和权利要求明显获得。

选定的定义

除非另有声明，本文中使用的如下术语具有如下提供的含义。

本文使用的术语“有机基团”是指，被取代的或未被取代的烃基(具有除碳和氢之外的任选元素，诸如氧、氮、硫和硅)，其被分类为脂族基团、环状基团或脂族基团和环状基团的组合(例如烷芳基和芳烷基基团)。