[发明专利]用于涂料的包括木质素和环氧化合物的组合物和其制备方法以及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及用于涂层的组合物和用于制造该组合物的方法及其用途。本 发明还涉及通过所述方法能够得到的产品及其用途。

背景技术

来自纸浆和造纸工业的副产品木质素是有待用于聚合物复合物中的具 有潜在重要性的化学品。一个重要的领域是用于金属涂层的环氧树脂和环氧 树脂复合物。

食品和饮料的金属罐在内表面上具有保护涂层，其对于防止内容物与容 器的金属表面接触是必不可少的。罐装食品与金属表面的接触可引起金属容 器的腐蚀和导致食品内容物的污染和腐坏。另外，这些涂层保护食品不受金 属表面之害以防止味道、质地和颜色的退化。

最常见和重要的环氧树脂类别利用双酚-A(BPA)和表氯醇之间的反应。 然而，已经证明表氯醇可由可再生的副产品甘油生产，代替非可再生的BPA 以配制完全可再生的环氧树脂仍然是挑战。

存在对于使用基于双酚A(BPA)的环氧基罐涂层的较多关注，双酚A是 内分泌干扰素。由疾病控制和预防中心(CDC)进行的2003-2004国家健康与 营养检验调查(NHANESIII)表明人体广泛暴露于来自罐装食品的BPA。已经 发现，来自六岁及以上人群的2517个尿样的93％中存在可检测级别的BPA。 婴儿和儿童的食品的基于BPA的环氧涂层已经被包括丹麦、法国、比利时 和瑞典的一些国家所禁止。

对于涂料配制者也面临日益增长的逐步淘汰用于食品接触应用的BPA 基涂层的压力。目前，食品包装行业和消费者团体正在开发非BPA内涂层 或已经确立了对于更可接受的替代品的代替时间表。

由于木质素低毒到无毒的效果、非常好的可得性和可再生性，具有芳族 骨架和反应性羟基的木质素可成为潜在的BPA替代品。充分利用木质素的 结构和化学性质，期望的是，基于木质素的树脂可展示出与那些基于非可再 生石化前体的那些类似的性质。多年以来，大量报道显示出将木质素纳入环 氧树脂配制物的可行性。若干方式已经证明：木质素的直接利用(J.Appl. Polym.Sci.42(5),103-1318,(1991)；Holzforschung51(2),183-187(1997)；J. Appl.Polym.Sci.127(3),1863-1872(2013))、在配制环氧树脂之前的木质素的 改性(Macromol.Chem.Phys.195(1),65-80(1994)；Bioresources6(3), 3515-3525(2011)；专利号.US2012148740A1；专利号.WO2013050661)和作 为固化剂利用木质素(Bioresources,6(4),5206-5223,(2011))或作为交联剂利 用木质素(专利号.US5833883)。

进一步地，US5063089公开了包括有效量的可溶性或可分散性的作为多 酚的衍生物的化合物金属处理溶液。

进一步地，DE20202181U1公开了用于液体物质的容器，其由包含木质 素的热塑性材料制成。

另外，WO2006067229公开了一种容器，特别是由可生物降解材料制成 的瓮，其中所述材料是不含淀粉的可注射模塑的材料，所述材料基本上包含 木纤维和天然纤维和木粉末和粘结剂、优选木质素。

相应地，存在解决一个或多个以上问题的解决方案的需要。

发明内容

根据第一方面，本发明通过提供了用于涂层的组合物解决了一个或多个 以上问题，所述组合物包括木质素和一种或多种包含环氧基团的化合物。

根据第二方面，本发明还提供了根据第一方面的作为金属涂层配制物的 组合物的用途、优选用于容器的用途、最优选用于罐的用途。

根据第三方面，本发明还提供了用于制造根据第一方面的用于涂层的组 合物的方法，所述方法包括下列步骤：

i)提供木质素或改性木质素，

ii)加入溶剂，

iii)加入包含环氧基团的化合物，

iv)混合和加热所述组分，

v)加入催化剂和

vi)混合木质素、环氧化合物、溶剂和催化剂，从而提供组合物。

根据第四方面，本发明还提供了用于制造根据第一方面的用于涂层的组 合物的方法，所述方法包括下列步骤：

x)提供木质素或改性木质素，

y)加入溶剂，

z)加入包含环氧基团的化合物和混合所述组分，从而提供组合物。