[发明专利]食品罐头内壁用低粘度环氧丙烯酸酯涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及食品罐头内壁用低粘度环氧丙烯酸酯涂料的制备方法，特别是涉及一种可用于电子束固化的食品罐头内壁用低粘度环氧丙烯酸酯涂料的制备方法。

背景技术

食品罐头通常需要在其内表面涂有某种涂料，防止罐头内容物与罐壁相互间的化学作用和微量有害物质对内容物的污染；保持内容物的新鲜度以及原有的风味，使罐头食品能在长时间内贮藏、运输和销售，不影响其食用价值。现有的罐头内壁涂料主要为热烘烤型涂料，需要在180-220℃高温下烘烤10-20分钟才能固化，造成了能量的大量浪费。

近年来，随着国际社会对化工产品节能环保要求的提高，紫外线(UV)和电子束(EB)固化技术发展越来越快，而电子束(EB)固化技术相比紫外线(UV)固化技术以其无需光引发剂、固化更充分的特点更适合于罐头内壁涂料。

环氧丙烯酸酯是国内光固化产业内消耗量最大的低聚物，但是粘度很高，常温下为半固体胶状，配制涂料时需要添加大量的活性稀释剂降低粘度，不但导致涂料成本增加，而且使得固化后的涂膜综合性能降低，如耐腐蚀性降低，力学性能变差等。

用改性方法降低环氧丙烯酸酯的主要手段是用双羟基化合物（如聚乙二醇400、聚乙二醇800等）对环氧丙烯酸酯进行改性，如CN101928508A所述的一种聚乙二醇改性的环氧丙烯酸酯涂料及其制备方法、褚衡等写的“低粘度环氧丙烯酸酯紫外光固化涂料的研制”；还有杨世芳（“醇改性环氧丙烯酸酯紫外光固化涂料制备研究”）等利用二缩三乙二醇进行改性。但是这样得到的改性环氧丙烯酸酯分子链长，不饱和度低，固化后的涂膜会产生硬度低、交联密度低等缺陷，而且只能用在UV固化领域，不能满足电子束（EB）固化的要求。完全适用于电子束（EB）固化的要求的低粘度环氧丙烯酸酯在国内还未见报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术而提供一种食品罐头内壁用低粘度环氧丙烯酸酯涂料及其制备方法，其适用于电子束固化、附着力好。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：食品罐头内壁用低粘度环氧丙烯酸酯涂料的制备方法，包括有以下步骤：

1）低粘度环氧丙烯酸酯树脂的制备

a、在反应容器中加入双酚A型环氧树脂和催化剂，催化剂的量为环氧树脂质量的0.3%－0.5%；搅拌升温至100-110℃，加入季戊四醇，季戊四醇与双酚A型环氧树脂的摩尔比为0.1-0.2:1，保持温度并冷凝回流2-4小时，制得季戊四醇环氧酯；

b、将步骤a制得的季戊四醇环氧酯降温至85-100℃，滴加催化剂、阻聚剂和丙烯酸的混合物，控制混合物在30-60分钟内滴加完，恒温反应4-6小时；测得体系酸值≤5mgKOH/g时，冷却出料，制得低粘度环氧丙烯酸酯树脂；其中，催化剂的用量为季戊四醇环氧酯质量的0.5%-0.8%，阻聚剂的用量为季戊四醇环氧酯质量的0.03%-0.05%；丙烯酸与季戊四醇环氧酯的摩尔比为1.02-1.05:1；

2）低粘度环氧丙烯酸酯涂料的制备

向步骤1）所制得的低粘度环氧丙烯酸酯树脂中加入流平剂以及消泡剂，搅拌混合均匀，即得食品罐头内壁用低粘度环氧丙烯酸酯涂料。

按上述方案，所述步骤a和步骤b中的催化剂为四丁基溴化铵或四乙基溴化铵；步骤b中的阻聚剂为对羟基苯甲醚或对苯二酚。

按上述方案，所述的流平剂为德国毕克公司的BYK-300或BYK-333，其添加量为低粘度环氧丙烯酸酯质量的0.3-0.5%；所述的消泡剂为德国毕克公司的BYK-020或BYK-065，其添加量为低粘度环氧丙烯酸酯质量的0.3-0.6%。

按上述方案，所述的双酚A型环氧树脂为环氧树脂E-51或者E-44中的一种或者两种的混合。

一种食品罐头内壁用低粘度环氧丙烯酸酯涂料，其为根据上述方案任意方法所得的产物。

本发明的反应机理：

季戊四醇环氧酯的合成主要是利用羟基与环氧基开环发生酯化反应，在催化剂的作用下，季戊四醇与环氧树脂开环进行酯化反应，生成以季戊四醇为核，带四个端环氧的高支化的季戊四醇环氧酯，再利用丙烯酸的羧基与环氧基酯化，引入可以进行电子束固化的双键，因为超支化化合物具有粘度低的特点。

本发明的有益效果：季戊四醇环氧丙烯酸酯具有超支化的特点，不饱和度高、粘度低（制备涂料时不需要添加有毒稀释剂）、适用于电子束固化、附着力好、无毒等优点；固化后膜具有交联密度高、优异的光泽度、柔韧性、硬度及其耐酸耐碱、耐水等性能。

具体实施方式