[发明专利]用于金属罐涂层的不含双酚A的乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物组合物

说明书

本发明公开了具有良好抗发白性、耐磨性、抗起泡性、硬度和抗划伤性的涂料组合物。在一些实施方案中，使用涂料组合物涂敷基材如用于储存食品和饮料的罐和包装材料。本公开的涂料组合物可以通过将乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物和酚类交联剂混合而制备。该水分散体还可以包括羟烷基酰胺交联剂。

发明背景

发明领域

本公开涉及具有乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物、酚类交联剂以及任选地，羟烷基酰胺交联剂的水分散体，用前述水分散体涂敷基材的方法以及涂有前述水分散体的基材。

相关技术的说明

已经使用由环氧树脂形成的涂料组合物来涂敷用于食品和饮料的包装材料和容器。尽管由美国、加拿大、欧洲和日本的全球主要食品安全监管机构所阐明的科学证据的分量表明消费者因当前商业环氧树脂基涂料所暴露的双酚A水平是安全的，但一些消费者和品牌拥有者持续表达关切，并且不含双酚A或任何其他内分泌干扰物的涂料是人们想要的。还希望从该类涂料组合物消除表面活性剂，因为表面活性剂理论上可能溶于饮料中。

高酸含量、高熔融指数乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物在合适的反应条件下可分散于碱性水分散体中。该类水分散体广泛用于胶水和其他粘合剂、个人护理组合物和纸张涂料应用中。US 7,803,865描述了一种在挤出机中制备该类水分散体的方法。然而，乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物分散体是亲水性的且具有不良耐化学药品性和不良抗发白性。已经使用交联剂(如密胺/甲醛、脲/甲醛、苯酚/甲醛、碱金属氢氧化物、锌/锆配合物和环氧树脂)来改善耐化学药品性和抗发白性，但这些交联剂不产生具有许多包装涂料应用所要求的足够耐化学药品性和抗发白性的涂层。还有，该类组合物倾向于从食品或饮料吸收食用香料，这影响味道。US 2012/0118785描述了含有原料聚合物和稳定剂的水分散体，其中该原料聚合物可以是乙烯/丙烯酸共聚物。然而，在US 2012/0118795中作为原料聚合物描述的乙烯/丙烯酸共聚物要求使用额外的稳定剂。正如当时所理解的，据信需要该原料聚合物所提供的更高分子量以提供改进的涂层性能，如改进的柔韧性和/或容易控制结晶度。

发明概述

本发明的发明人认识到对不含双酚A或基本不含双酚A且不影响容器内食品或饮料的气味的涂料组合物的需求。因此，本公开的涂料组合物包含乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物的水分散体。本公开的涂料组合物包括某些交联剂以交联含水的乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物和/或自缩合，从而提供如下性能的独特组合：耐水性、柔韧性、耐化学药品性、耐腐蚀性和在基材上的优异附着。本文所用“乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物”涉及乙烯/丙烯酸(EAA)共聚物和乙烯/甲基丙烯酸(EMA)共聚物。本公开的涂料组合物可以包含EAA、EMA或二者。涂料组合物可以包含不止一种EAA和/或不止一种EMA。在其他方法中，本公开的涂料组合物可以仅包含一种乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物如一种EAA共聚物或一种EMA共聚物。

本公开提供了一种环氧树脂替代品，其仍允许无甲醛的固化、抗发白性、能够杀菌并且可以经受难以盛放的饮料。

本公开的涂料组合物可以用简单方法制备，不要求多种聚合物或多个加工步骤来实现意欲的效果。通过使用数均分子量为2500-4500Da、重均分子量为5500-9000Da和(甲基)丙烯酸含量为15-20％的乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物，发明人发现可以制备包含乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物的涂料组合物，其具有理想的涂料性能且无需稳定剂。

除了乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物外，本公开的涂料组合物包括酚类交联剂以及任选地，溶液型丙烯酸系分散剂，丙烯酸系流变改性剂，β-羟烷基酰胺交联剂(例如PrimidXL552)，溶剂和/或添加剂。

本公开的涂料组合物尤其适合作为用于食品和饮料包装的包装涂料和容器，包括啤酒和饮料外/内易开盖和塑料瓶。

本公开还提供了用该涂料组合物涂敷基材的方法以及涂有含水分散体的基材。