[发明专利]用于金属封装的聚碳酸酯涂层

说明书

本发明涉及用于金属封装的聚碳酸酯涂层。提供了一种液体聚碳酸酯涂料组合物，其包含脂族聚碳酸酯树脂和交联化合物，在存在催化剂的情况下，从脂族多元醇得到所述脂族聚碳酸酯树脂，所述脂族多元醇包含：(a)50‑100重量%的脂族多元醇，一个或多个基本由伯羟基构成的环脂族多元醇，以及(b)0‑50重量%的脂族多元醇，一个或多个线型脂族多元醇。还提供了用所述液体聚碳酸酯涂料组合物涂覆基材的方法，以及所得到的制品。

本发明涉及用于金属封装的热固性液体涂层组合物，其具有优良的粘合性、耐化学性、挠性、耐气候性和水解稳定性。具体来说，本发明涉及源自环脂族伯多元醇的聚碳酸酯涂层组合物。

对金属基材施涂各种处理和预处理溶液以延缓或抑制腐蚀是众所周知的。通常向食物和/或饮料的金属容器（例如罐）以及非食物金属容器的内表面施涂涂层，以防止内含物与容器的金属部分发生接触。金属表面与食物和/或饮料以及非食物物质之间的接触会导致金属容器的腐蚀，从而污染其中的内含物。除了防腐蚀保护之外，用于食物和/或饮料罐的涂层还应该是无毒且惰性的，并且如果施涂到内表面的话，还不应该对罐中的食物和/或饮料的味道或外观造成负面影响，或者导致此类内含物的污染。各种涂层，例如环氧基、聚氯乙烯基和聚酯基涂层被用于涂覆金属罐的内部以防止腐蚀。

数十年来，具有双酚A（BPA）的环氧树脂已经被用于金属食物封装。但是，对不添加含BPA物质（包括可能含有残留水平的BPA的物质）的涂层组合物存在兴趣。已知采用高分子量聚酯树脂作为粘合剂分子的含溶剂金属封装涂料制剂在金属基材上提供异常优越的高挠性。但是，聚酯基涂层通常对于耐化学性和/或模拟具有非常高腐蚀性的食物环境的严格条件下的蒸煮测试的表现较差。现有的挠性脂族聚酯（例如，DynapolLS615，购自赢创工业集团，德国哈瑙-沃尔夫冈(Evonik Industries AG,Hanau-Wolfgang,Germany)）与具有芳族内含物的树脂（例如，DynapolL952，购自赢创工业集团，德国哈瑙-沃尔夫冈(EvonikIndustries AG,Hanau-Wolfgang,Germany)）结合使用。芳环提供了脂族聚酯所不具有的耐蒸煮性和水解稳定性。涂料制造商希望具有这样一种树脂，该树脂在不使用含BPA物质的情况下，匹配或超过高固体制剂中的聚酯树脂的挠性、耐化学性和蒸煮性能。碳酸与多元醇的聚酯，也称作聚碳酸酯多元醇，已经被描述用于金属封装涂层，无论是作为脂族聚碳酸酯多元醇的纯的形式或者是作为更先进树脂的构建模块以改善所得涂层的性质。但是，此类树脂的水解稳定性较差。

美国专利公开2012/0041143 A1描述了一种由脂族聚碳酸酯树脂和交联剂构成的热固性涂料组合物。所述脂族聚碳酸酯树脂源自含羟基化合物，包括2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇（TMCD）和1,4-环己烷二甲醇（CHDM）的混合物。但是，使用具有仲羟基的二醇（例如TMCD）使得难以合成环脂族多元醇。

需要这样的金属罐涂料，它是易于合成的，并且能够在不使用含BPA物质的情况下提供改善的性质，例如良好的粘合性、耐化学性、挠性、耐气候性和水解稳定性。

本发明提供了一种液体聚碳酸酯涂料组合物，其包含脂族聚碳酸酯树脂和交联化合物，在存在催化剂的情况下，从脂族多元醇得到所述脂族聚碳酸酯树脂，所述脂族多元醇包含：(a)50-100重量%的脂族多元醇，一个或多个基本由伯羟基构成的环脂族多元醇，以及(b)0-50重量%的脂族多元醇，一个或多个线型脂族多元醇。本发明还提供了涂覆基材的方法，该方法包括：(i)制备液体聚碳酸酯涂料组合物，所述液体聚碳酸酯涂料组合物包含脂族聚碳酸酯树脂和交联化合物，在存在催化剂的情况下，从脂族多元醇得到所述脂族聚碳酸酯树脂，所述脂族多元醇包含：(a)50-100重量%的脂族多元醇，一种或多种基本由伯羟基构成的环脂族多元醇，以及(b)0-50重量%的脂族多元醇，一种或多种线型脂族多元醇；(ii)将所述液体聚碳酸酯涂料组合物施涂到基材上；以及(iii)使得涂料组合物固化。

术语“多元醇”是含多羟基基团的醇分子。术语“伯醇”或“伯羟基”指的是羟基基团与伯碳原子相连的醇，例如，含-CH₂OH基团的分子。“含BPA”物质是结合了BPA或者包含残留量的BPA的任意物质。