[发明专利]用于制造水可分散聚合物和水分散的聚合物的方法

说明书

通过以下方式来制造水可分散的或水分散的聚合物：使(i)含有一个或多个环状碳酸酯基团的不饱和单体或(ii)含有多个环状碳酸酯基团的不饱和或饱和低聚物或聚合物与叔胺在酸存在下反应以提供水可分散的或水分散的单体、低聚物或聚合物。当步骤a)提供单体或低聚物时，所述单体或低聚物与一种或多种单体在引发剂存在下反应以提供水可分散的或水分散的聚合物。当步骤a)提供聚合物时，任选地使用所述聚合物来支持一种或多种不饱和单体在引发剂存在下的乳液聚合，以提供水可分散的或水分散的进一步聚合物。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年12月11日提交的标题为“METHOD FOR MAKING WATER-DISPERSIBLE AND WATER-DISPERSED POLYMERS(用于制造水可分散的和水分散的聚合物的方法)”的美国临时申请序列号62/597,206的优先权，该美国临时申请的公开内容以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及水可分散的或水分散的聚合物、食物和饮料容器涂层，以及经涂覆的食物和饮料容器。

背景技术

金属的食物和饮料容器通常采用内部涂层，该内部涂层防止内容物与容器的金属基底接触。这种接触会导致金属腐蚀和包装产品的污染。当容器的内容物本质上是化学侵蚀性的时，尤其如此。防护涂料还施加到食物和饮料容器的内部以防止食品填充线与容器盖之间的顶部空间受到腐蚀，并且还施加到此类容器的外部以防止对基底、标签或图形的破坏或其他损伤。

包装涂料优选地应当能够高速施加到基底上，并且应当在硬化以在该苛刻的最终用途中执行时提供必要的特性。例如，涂料应当对于食物接触而言是安全的，不会不利地影响包装食品或饮料产品的味道、具有卓越的基底附着力、抗沾污和其他涂料缺陷(例如“爆孔”、“发白”和“起泡”)，并且长时间段抗降解，即使当暴露至恶劣的环境时也如此。另外，涂料通常应当能够在容器制造期间保持合适的膜完整性，并且能够承受在产品包装和运输期间容器可能经受的加工条件。已经证明很难找到为所有所需特性提供令人满意的性能的涂料。

发明内容

许多容器涂料包含水可分散的或水分散的聚合物。例如，涂料组合物中存在的表面活性剂或聚合物粘合剂上的官能团可促进可分散性。季铵基团是一种此类官能团，并且可以例如通过使聚合物粘合剂上的环氧乙烷官能团与叔胺反应而形成。环氧乙烷官能团可以例如通过使聚醚聚合物中的羟基(例如，酚基)与表氯醇反应而在聚醚聚合物中提供，并且可以例如通过在形成丙烯酸聚合物链段的单体中包含甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)而在丙烯酸聚合物或聚醚-丙烯酸共聚物中提供。尽管含有环氧乙烷官能团(或衍生自含有环氧乙烷官能团的聚合物)的涂料组合物已被广泛使用并普遍接受，但仍然期望提供替代的反应方法和反应物来应对潜在的供应问题或与环氧乙烷官能团的使用有关的可能引起的其他问题。因此，在一个方面中，本发明提供了一种用于制造水可分散的或水分散的聚合物的方法，所述方法包括以下步骤：

a)使(i)含有一个或多个环状碳酸酯基团的不饱和单体或(ii)含有多个环状碳酸酯基团的不饱和或饱和低聚物或聚合物与叔胺在酸的存在下反应(或与酸在叔胺存在下或在酸和叔胺存在下反应)以提供水可分散的或水分散的单体、低聚物或聚合物；以及

b1)当步骤a)提供水可分散的或水分散的单体或低聚物时，使此类单体或低聚物与一种或多种不饱和或饱和单体(优选是饱和单体)在引发剂存在下反应以提供水可分散的或水分散的聚合物；以及

b2)当步骤a)提供水可分散的或水分散的聚合物时，任选地使用此类聚合物来支持一种或多种不饱和单体在引发剂存在下的乳液聚合，以提供水可分散的或水分散的进一步聚合物。

在一个实施方式中，步骤a)中的反应在溶剂中进行，并且步骤b1)或步骤b2)中的反应(如果执行的话)在水中进行。在另一个实施方式中，步骤a)和步骤b1)或步骤b2)中的反应在溶剂中执行。在另一个实施方式中，步骤a)中的反应在水中进行，并且步骤b1)或步骤b2)中的反应(如果执行的话)也在水中进行。