[发明专利]用于食品罐内涂漆的含水环氧/酚醛共分散液

说明书

本发明涉及用于食品罐内涂漆的水性环氧/酚醛共分散液。

更具体地，本发明涉及作为固化树脂的环氧树脂和作为助固化树脂的酚醛树脂的具有低挥发性有机化合物(VOC)含量的水性共分散液，两种树脂都是在同一加工步骤中被分散。

一方面，由于更多地考虑环境方面的问题，涂料工业界投入越来越多的精力来减少VOC散发量，一种可能的选择方案是用水代替先前涂料体系中所使用的有机溶剂。

另一方面，经济上的进一步要求迫使涂料工业投入更多精力来降低制造涂漆和其最终处理的成本。

被设计用于食品容器内的聚合物涂料组合物必需符合非常严格的要求。

高分子量环氧树脂适合于马口铁和铝包装材的内用保护漆。

所使用的交联剂是苯酚-甲醛，蜜胺-甲醛和脲-甲醛树脂。由于有预先规定的涂敷粘度，罐用漆料是以有机溶剂为基础的，典型的溶剂含量在55-70wt％之间。

对于前面提及的目的，必须尽可能避免使用这类有机溶剂。

目前所需要的挥发性有机化合物(VOC)含量低于200g/kg固体。

减少使用溶剂的一种可能的途径是，例如，粉末涂料，高固体含量粘结剂，或水基体系。

尽管在粉末涂料中基本上不存在化学释放物，该涂料组合物用于罐涂料则存在一些缺点：层厚度大，与液体涂料相比明显地需要更多的漆料固体，由于与喷逸回收与回用不合要求有关的转移效率不足导致的高物料损失，粉尘爆炸的危险和高前期投资。

近十年来人们开发出各种水基环氧漆料体系用于罐内涂料，它们能够被分成三种主要类型：(a)通过按照自由基方法将丙烯酸共聚物接枝到由环氧树脂所形成的骨架上制备产物，该环氧树脂开始时刻酚醛树脂进行预缩合(如GB-A-2152065所述)；用聚酯去官能化(如UA-S-5 114 993所述)，或与酸酐反应，该酸酐将被环氧树脂的仲羟基打开(如WO93/19133所述)；(b)通过用预先制备的聚羧酸聚合物将环氧树脂去官能化形成共价酯键来制备产物(如US 4623680和GB-A-2102807所述)；和(c)从羧基官能化丙烯酸共聚物，酚醛树脂和部分去官能化的环氧树脂形成掺混物的水分散液(如US-A-5 296 525所述)。

然而，该普通的水基环氧树脂漆料组合物全部仍然具有400g/kg固体和更高的高VOC量。此外，基于接枝聚合物的体系是通过在复杂设备中使用复杂的漆料制备程序来制备的。

可以认识到，仍然强烈需要对适用作罐内涂料的水性环氧树脂漆料体系作进一步的改进，特征在于避免使用有机助溶剂，复杂制备路线和复杂设备，同时保持或改进在固化后的最终漆层性能和在贮存过程中的稳定性。

所以，本发明的目的是提供该稳定的水性环氧树脂漆料体系，后者在最终的罐涂层中显示出所需要的物理性能并能够在廉价设备中通过使用便宜、环境上可接受的起始原料和助剂来制造。

本发明的另一个目的是提供制造该稳定漆料体系的高效方法。

经过深入研究和实验，人们出乎意料地发现了目的水性环氧树脂漆料。

因此，本发明涉及稳定的水性涂料分散液，它包括：至少由可固化环氧树脂和可共同固化的酚醛树脂组成的共分散液，以及非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的混合物，其中非离子表面活性剂包括聚(氧化乙烯)聚合物与二元酚的、环氧基含量为1000-6000mmol/kg的二缩水甘油基醚的至少一种反应产物，或环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物，和其中阴离子表面活性剂包括至少一种单乙烯基芳烃，丙烯酸烷基酯(在烷基中含有2-6个、优选2-4个碳原子)和丙烯酸的无规共聚物，该共聚物具有重均分子量为3000-30,000，和优选4500-7000和更优选5500-6500。该组合物由胺和优选叔胺部分地中和到25％-95％和优选35-85％的中和度。

根据优选的实施方案，非离子表面活性剂是具有表观分子量为5000-10,000和更优选6000-9000的聚氧化乙烯醇和二元酚的二缩水甘油基醚的反应产物。

二元酚反应物的二缩水甘油基醚更优选在25℃下在MEK溶液(40wt％)中具有5-7mPa.s的粘度。

在本发明实施过程有待分散的环氧树脂包括在分子中存在两个或多个环氧基和一个或多个六碳芳族环的多元酚的一种或多种聚缩水甘油基醚，由以下结构式表示：其中R₁表示包括至少一个六碳芳族环的“g”价C_6-50有机基且g等于或大于2，但小于或等于6。

更具体地，R₁表示以下基团或以下基团