[发明专利]用于金属的可辐射固化涂料组合物

说明书

发明背景

本发明涉及可辐射固化的涂料组合物，其可提供可用于包装材料如金属罐的涂层和经涂覆的表面。目前可得的可辐射固化的涂料，如通过紫外(UV)辐射或电子束(EB)辐射固化的那些存在非柔性固化涂层的倾向，其容易发生较高水平的收缩。因此，利用用于该固化的化学机理的涂料此前被本领域技术人员认为就与金属的直接粘合性、成形性和抗蒸馏性而言是不够的，且就粘合性和延展性而言在柔性包装工业中具有有限的应用。为解决这些关注所作的尝试可导致依赖于如下方面的缺点：(1)正如在聚氨酯分散体(PUD)中的那样，需要在引发辐射固化之前进行高温闪蒸的工艺；(2)阳离子化学机理，其具有固化、光引发剂的湿度抑制，以及由于供应问题所导致的目前的高成本；(3)使用高温烘烤、后辐射固化和/或施加底涂层以赋予粘合性；和/或(4)依赖于常规溶剂和水基热固化化学体系，这倒退至释放出挥发性有机化合物(VOC)的缺点，BADGE/NOGE结构部分。因此，解决辐射固化涂料化学中的一个或多个这些问题且同时还不具有一个或多个这些缺点的任何组合物均应提供一个或多个应用益处，同时对所关注的安全、健康和环境产生正面影响。

尽管增粘剂是本领域所已知的，但是令人惊讶的是，比供应商文献或其他公开信息中通常所用的更高水平的这些化合物提供了粘合性的该显著改善，且不导致固化的涂层发生严重的耐发白性问题。该更高水平尤其可用于未经预处理的“仅清洁”的金属基材和无铬基材。

发明简述

本发明涵盖包含(甲基)丙烯酸酯官能化合物和增粘(甲基)丙烯酸酯化合物的可辐射固化的涂料组合物，以及包含(甲基)丙烯酸酯官能化合物、聚(甲基)丙烯酸酯和反应性稀释剂的可辐射固化的涂料组合物。本发明还涵盖包装，其包括：金属基材以及置于所述基材上的可辐射固化的涂料组合物。

此外，本发明还涵盖涂覆包装的方法，包括：a)制备本文所述的可辐射固化的涂料组合物；和b)将所述涂料组合物施加至所述包装上。已发现本发明的可辐射固化的涂料组合物是硬质的、柔性的且显示出对金属基材的良好粘合性。本发明的涂膜可在发生最低发白和最低粘合性损失下经受蒸馏条件。

发明详述

本发明涵盖包含(甲基)丙烯酸酯官能化合物和增粘(甲基)丙烯酸酯化合物的可辐射固化的涂料组合物，以及包含(甲基)丙烯酸酯官能化合物、聚(甲基)丙烯酸酯和反应性稀释剂的可辐射固化的涂料组合物。作为非限制性实例，所述(甲基)丙烯酸酯官能化合物可由单官能异氰酸酯、多元醇和羟基官能的(甲基)丙烯酸酯在催化剂存在下的反应制备。所述(甲基)丙烯酸酯官能化合物和增粘(甲基)丙烯酸酯化合物各自可为单体、低聚物或其组合，且措辞“单体”应理解为涵盖低聚物，反之亦然。

在一些实施方案中，所述(甲基)丙烯酸酯官能化合物以占所述涂料组合物的至多约50重量%的量存在。所述(甲基)丙烯酸酯官能化合物可由本领域所已知的不同物质制备，例如但不限于(甲基)丙酸酯官能的聚酯、(甲基)丙酸酯官能的聚丙烯酸酯、(甲基)丙酸酯官能的聚醚、(甲基)丙酸酯官能的聚碳酸酯、油多元醇醚、(甲基)丙烯酸酯官能的氨基甲酸酯、WO2008/151286(其内容通过引用并入本文)的(甲基)丙酸酯官能的化合物或其组合。一种可能的(甲基)丙酸酯官能化合物为氨基甲酸酯，其可由但并非仅由多官能异氰酸酯、多元醇和羟基官能的(甲基)丙烯酸酯在催化剂存在下的反应容易地制备。

作为非限制性实例，所述增粘(甲基)丙烯酸酯化合物可为磷酸酯(甲基)丙烯酸系官能单体、羧酸酯(甲基)丙烯酸系官能单体、磷酸酯(甲基)丙烯酸系官能低聚物、羧酸酯(甲基)丙烯酸系官能低聚物或其组合。在一些实施方案中，所述磷酸酯(甲基)丙烯酸系官能单体可包括甲基丙烯酸的羟基官能酯的磷酸酯。所述羧酸酯(甲基)丙烯酸系官能单体/低聚物可包含而不限于羧酸官能的酯、羧酸官能的醚及其组合。在本发明的一些实施方案中，所述磷酸酯(甲基)丙烯酸系官能单体/低聚物可以以占所述涂料组合物的至多约12重量%的量存在。所述羧酸酯(甲基)丙烯酸系官能单体/低聚物可以以占所述涂料组合物的约0.5-约50重量%的量存在。

所述增粘(甲基)丙烯酸酯化合物可以以占总涂料组合物成膜组分的至多约65重量%的量存在。

在本发明的一些实施方案中，所述聚(甲基)丙烯酸酯以占所述涂料组合物的至多约25重量%或者约5-约15重量%的量存在。所述聚(甲基)丙烯酸酯可包含但不限于三环癸基二甲醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯等及其组合。