Настоящее изобретение относится к композициям покрытий и, в частности, к композициям покрытий, содержащим сложные полиэфиры, и к подложкам, на которые наносят такие композиции покрытий. Настоящее изобретение также распространяется на контейнеры для пищевых продуктов и напитков, на которые нанесено покрытие из указанных композиций покрытий.
Самые разнообразные покрытия использовались для нанесения на контейнеры для пищевых продуктов и напитков. Композиции покрытий, как правило, проявляют определенные свойства, такие как возможность нанесения с высокой скоростью, превосходная адгезия к подложке, безопасность при контакте с пищевым продуктом, а также имеют свойства после отверждения, подходящие для их конечного назначения.
Многие композиции покрытий, используемые в настоящее время для контейнеров для пищевых продуктов и напитков, содержат эпоксидные смолы. Такие эпоксидные смолы обычно образуются из простых полиглицидиловых эфиров бисфенола А (BPA). ВРА воспринимается как вещество вредное для здоровья человека, и поэтому желательно исключать его из покрытий для упаковочных контейнеров для пищевых продуктов и напитков. Производные BPA, такие как простые диглицидиловые эфиры бисфенола A (BADGE), эпоксидные новолачные смолы и полиолы, полученные из BPA и бисфенола F (BPF), также представляют проблему. Таким образом, существует потребность в создании композиций покрытий для контейнеров для пищевых продуктов и напитков, которые не содержат ВРА, BADGE и/или других производных, но сохраняют требуемые свойства, которые описаны выше.
Смолы сложных полиэфиров, полученные в результате реакции поликонденсации полиолов и поликислот, хорошо известны в лакокрасочной промышленности. Линейные и разветвленные сложные полиэфиры широко используются в композициях покрытий. Кроме того, они используются для покрытия различных подложек, таких как металлические и неметаллические подложки.
Настоящее изобретение предлагает одно или несколько решений для одной из указанных выше или других проблем.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предлагается композиция покрытия, содержащая:
(a) первый сложнополиэфирный материал, имеющий среднечисловую молекулярную массу (Mn) от 500 до 5500 Дальтон, и
(b) второй сложнополиэфирный материал, имеющий среднечисловую молекулярную массу (Mn) от 6000 до 100000 Дальтон.
Среднечисловая молекулярная масса может быть измерена любым подходящим способом. Способы измерения среднечисловой молекулярной массы должны быть хорошо известны специалисту в данной области техники. Приведенные здесь значения и диапазоны среднечисловой молекулярной массы были определены с помощью гель-проникающей хроматографии с использованием полистирольного стандарта в соответствии с ASTM D6579-11 («Standard Practice for Molecular Weight Averages and Molecular Weight Distribution of Hydrocarbon, Rosin and Terpene Resins by Size Exclusion Chromatography»).
В некоторых вариантах осуществления первый сложнополиэфирный материал может иметь Mn от примерно 500 до 5500 Дальтон (1 Да = 1 г/моль), в подходящем случае от примерно 1000 Да до примерно 5500 Да, например, от примерно 1500 Да до примерно 5000 Да, или даже от примерно 1500 Да до примерно 4000 Да.
В некоторых вариантах осуществления первый сложнополиэфирный материал может иметь Mn по меньшей мере примерно 500 Да, в подходящем случае по меньшей мере примерно 1000 Да, например, по меньшей мере примерно 1500 Да. В некоторых вариантах осуществления первый сложнополиэфирный материал может иметь Mn до примерно 5500 Да, в подходящем случае до примерно 5000 Да, например, до примерно 4000 Да. В подходящем случае первый сложнополиэфирный материал может иметь Mn от примерно 500 Да до примерно 5500 Да, в подходящем случае от примерно 1000 Да до примерно 5500 Да, например, от примерно 1500 Да до примерно 5500 Да. В подходящем случае первый сложнополиэфирный материал может иметь Mn от примерно 500 Да до примерно 5000 Да, в подходящем случае от примерно 1000 Да до примерно 5000 Да, например, от примерно 1500 Да до примерно 5000 Да. В подходящем случае первый сложнополиэфирный материал может иметь Mn от примерно 500 Да до примерно 4000 Да, в подходящем случае от примерно 1000 Да до примерно 4000 Да, например, от примерно 1500 Да до примерно 4000 Да.
Первый сложнополиэфирный материал может иметь любую подходящую средневесовую молекулярную массу (Mw). В некоторых вариантах осуществления первый сложнополиэфирный материал может иметь Mw от примерно 500 Да до 11000 Да, в подходящем случае от примерно 1000 Да до примерно 11000 Да, например, от примерно 1500 Да до примерно 10000 Да, или даже от примерно 1500 Да до примерно 8000 Да.
В некоторых вариантах осуществления первый сложнополиэфирный материал может иметь Mw по меньшей мере примерно 500 Да, в подходящем случае по меньшей мере примерно 1000 Да, например, по меньшей мере примерно 1500 Да. В некоторых вариантах осуществления первый сложнополиэфирный материал может иметь Mw до примерно 11000 Да, в подходящем случае до примерно 10000 Да, например, до примерно 8000 Да. В подходящем случае первый сложнополиэфирный материал может иметь Mw от примерно 500 Да до примерно 11000 Да, в подходящем случае от примерно 1000 Да до примерно 11000 Да, например, от примерно 1500 Да до примерно 11000 Да. В подходящем случае первый сложнополиэфирный материал может иметь Mw от примерно 500 Да до примерно 10000 Да, в подходящем случае от примерно 1000 Да до примерно 10000 Да, например, от примерно 1500 Да до примерно 10000 Да. В подходящем случае первый сложнополиэфирный материал может иметь Mw от примерно 500 Да до примерно 8000 Да, в подходящем случае от примерно 1000 Да до примерно 8000 Да, например, от примерно 1500 Да до примерно 8000 Да.
Специалисту в данной области техники будет ясно, что способы для измерения среднечисловой молекулярной массы также могут использоваться и для измерения средневесовой молекулярной массы. Соответственно, средневесовая молекулярная масса может быть определена с помощью гель-проникающей хроматографии с использованием полистирольного стандарта в соответствии с ASTM D6579-11 («Standard Practice for Molecular Weight Averages and Molecular Weight Distribution of Hydrocarbon, Rosin and Terpene Resins by Size Exclusion Chromatography»).
Второй сложнополиэфирный материал может иметь любую подходящую среднечисловую молекулярную массу (Mn). В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал может иметь Mn от примерно 6000 Да до 100000 Да, в подходящем случае от примерно 7000 Да до примерно 50000 Да, например, от примерно 8000 Да до примерно 25000 Да или даже от примерно 8500 Да до примерно 20000 Да.
В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал может иметь Mn по меньшей мере примерно 6000 Да, в подходящем случае по меньшей мере примерно 6000 Да, в подходящем случае по меньшей мере примерно 7000, например, по меньшей мере примерно 8000 Да. В некоторых вариантах осуществления, второй сложнополиэфирный материал может иметь Mn до примерно 100000 Да, в подходящем случае до примерно 50000 Да, например, до примерно 25000 Да или даже до примерно 20000 Да. В подходящем случае второй сложнополиэфирный материал может иметь Mn от примерно 6100 Да до примерно 100000 Да, в подходящем случае от примерно 7000 Да до примерно 100000 Да, например, от примерно 8000 Да до примерно 100000 Да или даже от примерно 8500 Да до 100000 Да. В подходящем случае второй сложнополиэфирный материал может иметь Mn от примерно 6100 Да до примерно 50000 Да, в подходящем случае от примерно 7000 Да до примерно 50000 Да, например, от примерно 8000 Да до примерно 50000 Да или даже от примерно 8500 Да до 50000 Да. В подходящем случае второй сложнополиэфирный материал может иметь Mn от примерно 6100 Да до примерно 25000 Да, в подходящем случае от примерно 7000 Да до примерно 25000 Да, например, от примерно 8000 Да до примерно 25000 Да или даже от примерно 8500 Да до 25000 Да. В подходящем случае второй сложнополиэфирный материал может иметь Mn от примерно 6100 Да до примерно 20000 Да, в подходящем случае от примерно 7000 Да до примерно 20000 Да, например, от примерно 8000 Да до примерно 20000 Да или даже от примерно 8500 Да до 20000 Да.
В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал может иметь среднечисловую молекулярную массу (Mn) от примерно 6100 Да до 50000 Да, в подходящем случае от примерно 6250 Да до примерно 30000 Да, например, от примерно 6500 Да до примерно 30000 Да или даже от примерно 8500 Да до примерно 20000 Да.
В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал может иметь Mn по меньшей мере примерно 6100 Да, в подходящем случае по меньшей мере примерно 6250 Да, более предпочтительно по меньшей мере 6500 Да, например, по меньшей мере примерно 7000 Да или даже по меньшей мере примерно 8000 Да. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления сложнополиэфирный материал может иметь Mn до примерно 50000 Да, в подходящем случае до примерно 30000 Да или даже до примерно 20000 Да. В подходящем случае сложнополиэфирный материал может иметь Mn от примерно 6100 Да до примерно 50000 Да, в подходящем случае от примерно 6250 Да до примерно 50000 Да, например, от примерно 6500 Да до 50000 Да, например, от примерно 7000 Да до 50000 Да или даже от примерно 8000 Да до 50000 Да. В подходящем случае сложнополиэфирный материал может иметь Mn от примерно 6100 Да до примерно 20000 Да, в подходящем случае от примерно 6250 Да до примерно 30000 Да, например, от примерно 6500 Да до 30000 Да, например, от примерно 7000 Да до 30000 Да или даже от примерно 8000 Да до 30000 Да. В подходящем случае сложнополиэфирный материал может иметь Mn от примерно 6100 Да до примерно 20000 Да, в подходящем случае от примерно 6250 Да до примерно 20000 Да, например, от примерно 6500 Да до 20000 Да, например, от примерно 7000 Да до 20000 Да или даже от примерно 8000 Да до 20000 Да.
Второй сложнополиэфирный материал может иметь любую подходящую средневесовую молекулярную массу (Mw). В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал может иметь Mw от примерно 6000 Да до 200000 Да, в подходящем случае от примерно 7000 Да до примерно 100000 Да, например, от примерно 8000 Да до примерно 50000 Да или даже от примерно 8500 Да до примерно 40000 Да.
В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал может иметь Mw по меньшей мере примерно 6000 Да, в подходящем случае по меньшей мере примерно 7000 Да, в подходящем случае по меньшей мере примерно 8000 Да, например, по меньшей мере примерно 8500 Да. В некоторых вариантах осуществления, второй сложнополиэфирный материал может иметь Mw до примерно 200000 Да, в подходящем случае до примерно 100000 Да, например, до примерно 50000 Да или даже до примерно 40000 Да. В подходящем случае второй сложнополиэфирный материал может иметь Mw от примерно 6000 Да до примерно 200000 Да, в подходящем случае от примерно 7000 Да до примерно 200000 Да, например, от примерно 8000 Да до примерно 200000 Да или даже от примерно 8500 Да до 200000 Да. В подходящем случае второй сложнополиэфирный материал может иметь Mw от примерно 6000 Да до примерно 100000 Да, в подходящем случае от примерно 7000 Да до примерно 100000 Да, например, от примерно 8000 Да до примерно 100000 Да или даже от примерно 8500 Да до 100000 Да. В подходящем случае второй сложнополиэфирный материал может иметь Mw от примерно 6000 Да до примерно 50000 Да, в подходящем случае от примерно 7000 Да до примерно 50000 Да, например, от примерно 8000 Да до примерно 50000 Да или даже от примерно 8500 Да до 50000 Да. В подходящем случае второй сложнополиэфирный материал может иметь Mw от примерно 6000 Да до примерно 40000 Да, в подходящем случае от примерно 7000 Да до примерно 40000 Да, например, от примерно 8000 Да до примерно 40000 Да или даже от примерно 8500 Да до 40000 Да.
В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал может иметь средневесовую молекулярную массу (Mw) от примерно 6100 Да до 200000 Да, в подходящем случае от примерно 8000 Да до примерно 150000 Да, например, от примерно 10000 Да до примерно 100000 Да или даже от примерно 15000 Да до примерно 50000 Да.
Второй сложнополиэфирный материал может иметь любую подходящую средневесовую молекулярную массу (Mw). В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал может иметь Mw по меньшей мере примерно 6100 Да, в подходящем случае по меньшей мере 8000 Да, например, по меньшей мере примерно 10000 Да или даже примерно 15000 Да. В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал может иметь Mw до примерно 50000 Да, в подходящем случае примерно 100000 Да, например, примерно 150000 Да или даже до примерно 200000 Да. В подходящем случае второй сложнополиэфирный материал может иметь Mw от примерно 6100 Да до примерно 200000 Да, в подходящем случае от примерно 8000 Да до примерно 200000 Да, например, от примерно 10000 Да до примерно 200000 Да, или даже от примерно 15000 Да до примерно 200000 Да. В подходящем случае второй сложнополиэфирный материал может иметь Mw от примерно 6100 Да до примерно 150000 Да, в подходящем случае от примерно 8000 Да до примерно 150000 Да, например, от примерно 10000 Да до примерно 150000 Да, или даже от примерно 15000 Да до примерно 150000 Да. В подходящем случае второй сложнополиэфирный материал может иметь Mw от примерно 6100 Да до примерно 100000 Да, в подходящем случае от примерно 8000 Да до примерно 100000 Да, например, от примерно 10000 Да до примерно 100000 Да, или даже от примерно 15000 Да до примерно 100000 Да. В подходящем случае второй сложнополиэфирный материал может иметь Mw от примерно 6100 Да до примерно 50000 Да, в подходящем случае от примерно 8000 Да до примерно 50000 Да, например, от примерно 10000 Да до примерно 50000 Да, или даже от примерно 15000 Да до примерно 50000 Да.
В некоторых вариантах осуществления средневесовая молекулярная масса (Mw) первого сложнополиэфирного материала оказывается ниже, чем средневесовая молекулярная масса (Mw) второго сложнополиэфирного материала.
В некоторых вариантах осуществления среднечисловая молекулярная масса (Mn) первого сложнополиэфирного материала оказывается ниже, чем среднечисловая молекулярная масса (Mn) второго сложнополиэфирного материала.
Первый сложнополиэфирный материал (a) по настоящему изобретению может содержать продукт реакции поликислоты и полиола.
Термин «поликислота» и аналогичные термины, употребляемые в настоящем документе, относятся к соединению, имеющему две или более группы карбоновой кислоты, например, две, три или четыре кислотные группы, и включает сложный эфир поликислоты (где одна или более кислотная группа образует сложный эфир) или ангидрид. Поликислота является в подходящем случае органической поликислотой.
В подходящем случае группы карбоновых кислот поликислоты могут быть соединены мостиковой группой, выбранной из алкиленовой группы, алкениленовой группы, алкиниленовой группы или ариленовой группы.
Первый сложнополиэфирный материал может быть образован из любой подходящей поликислоты. Подходящие примеры включают без ограничения одну или более из следующих: малеиновую кислоту, фумаровую кислоту, итаконовую кислоту, адипиновую кислоту, азелаиновую кислоту, янтарную кислоту, себациновую кислоту, глутаровую кислоту, декановую дикислоту, додекановую дикислоту, фталевую кислоту, изофталевую кислоту, 5-трет-бутилизофталевую кислоту, тетрахлорфталевую кислоту, тетрагидрофталевую кислоту, тримеллитовую кислоту, нафталиндикарбоновую кислоту, нафталинтетракарбоновую кислоту, терефталевую кислоту, гексагидрофталевую кислоту, метилгексагидрофталевую кислоту, диметилтерефталат, циклогександикарбоновую кислоту, хлорэндиковый ангидрид, 1,3-циклогександикарбоновую кислоту, 1,4-циклогександикарбоновую кислоту, трициклодеканполикарбоновую кислоту, эндометилентетрагидрофталевую кислоту, эндоэтиленгексагидрофталевую кислоту, циклогексантетракарбоновую кислоту, циклобутантетракарбоновую кислоту, кислоты и ангидриды всех указанных выше кислот, и их сочетания.
Термин «полиол» и аналогичные термины, употребляемые в настоящем документе, относятся к соединению, имеющему две или более гидроксильные группы, например, две, три или четыре гидроксильные группы. В некоторых вариантах осуществления гидроксильные группы полиола могут быть соединены мостиковой группой, выбранной из алкиленовой группы, алкениленовой группы, алкиниленовой группы или ариленовой группы. В подходящем случае полиол является органическим полиолом.
Первый сложнополиэфирный материал может быть образован из любого подходящего полиола. Подходящие примеры включают без ограничения один или более из следующих: алкиленгликоли, например, этиленгликоль, пропиленгликоль, диэтиленгликоль, дипропиленгликоль, триэтиленгликоль, трипропиленгликоль, гексиленгликоль, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль и неопентилгликоль; гидрированный бисфенол А, циклогександиол, пропандиолы, включая 1,2-пропандиол, 1,3-пропандиол, бутилэтилпропандиол, 2-метил-1,3-пропандиол, и 2-этил-2-бутил-1,3-пропандиол, бутандиолы, включая 1,4-бутандиол, 1,3-бутандиол и 2-этил-1,4-бутандиол; пентандиолы, включая триметилпентандиол и 2-метилпентандиол; циклогександиметанол, гександиолы, включая 1,6-гександиол, капролактондиол (например, продукт реакции эпсилон-капролактона и этиленгликоля), гидроксиалкилированные бисфенолы, простые полиэфиры гликолей, например, поли(окситетраметилен)гликоль, триметилолпропан; пентаэритритол; дипентаэритритол; триметилолэтан, триметилолбутан, диметилолциклогексан; глицерин и тому подобное, или их сочетания.
В некоторых вариантах осуществления первый сложнополиэфирный материал может быть образован из ненасыщенного полиола. Подходящие примеры ненасыщенных полиолов включают без ограничения один или более из следующих: простой моноаллиловый эфир триметилолпропана, простой моноаллиловый эфир триметилолэтана, проп-1-ен-1,3-диол или их сочетания.
Термин «алк» или «алкил», употребляемый в настоящем документе, если не определено иное, относится к насыщенным углеводородным радикалам, представляющим собой неразветвленные, разветвленные, циклические или полициклические звенья или их сочетания, и содержащие от 1 до 20 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 10 атомов углерода, более предпочтительно от 1 до 8 атомов углерода, еще более предпочтительно от 1 до 6 атомов углерода, даже более предпочтительно от 1 до 4 атомов углерода. Эти радикалы могут быть необязательно замещены хлоро, бромо, иодо, циано, нитро, OR19, OC(O)R20, C(O)R21, C(O)OR22, NR23R24, C(O)NR25R26, SR27, C(O)SR27, C(S)NR25R26, арилом или Het, при этом R19-R27 независимо друг от друга представляют собой водород, арил или алкил, и/или прерываются одним или более атомом кислорода или серы, или силановой или диалкилсилоксановой группами. Примеры таких радикалов могут быть выбраны независимо из метила, этила, н-пропила, изопропила, н-бутила, изобутила, втор-бутила, трет-бутила, 2-метилбутила, пентила, изоамила, гексила, циклогексила, 3-метилпентила и тому подобного. Термин «алкилен», употребляемый в настоящем документе, относится к двухвалентному радикалу алкильной группы, как определено выше. Например, алкильная группа, такая как метил, которая может быть представлена как –CH3, становится метиленом, –CH2-, когда представлена как алкилен. Другие алкиленовые группы следует понимать соответственно.
Термин «алкенил», употребляемый в настоящем документе, относится к углеводородным радикалам, имеющим одну или несколько, предпочтительно до 4, двойных связей, представляющим собой неразветвленные, разветвленные, циклические или полициклические звенья или их сочетания и содержащим от 2 до 18 атомов углерода, предпочтительно от 2 до 10 атомов углерода, более предпочтительно от 2 до 8 атомов углерода, еще более предпочтительно от 2 до 6 атомов углерода, даже более предпочтительно от 2 до 4 атомов углерода. Эти радикалы могут быть необязательно замещены гидроксилом, хлоро, бромо, иодо, циано, нитро, OR19, OC(O)R20, C(O)R21, C(O)OR22, NR23R24, C(O)NR25R26, SR27, C(O)SR27, C(S)NR25R26 или арилом, при этом R19-R27 независимо друг от друга представляют собой водород, арил или алкил, и/или прерываются одним или более атомом кислорода или серы, или силановой или диалкилсилоксановой группами. Примеры таких радикалов, могут быть выбраны независимо из алкенильных групп и включают винил, аллил, изопропенил, пентенил, гексенил, гептенил, циклопропенил, циклобутенил, циклопентенил, циклогексенил, 1-пропенил, 2-бутенил, 2-метил-2-бутенил, изопренил, фарнезил, геранил, геранилгеранил и тому подобное. Термин «алкенилен», употребляемый в настоящем документе, относится к двухвалентному радикалу алкенильной группы, как определено выше. Например, алкенильная группа, такая как этенил, которая может быть представлена как –CH=CH2, становится этениленом, -CH=CH-, когда представлена как алкенилен. Другие алкениленовые группы следует понимать соответственно.
Термин «алкинил», употребляемый в настоящем документе, относится к углеводородным радикалам, имеющим одну или несколько, предпочтительно до 4, тройных связей, представляющим собой неразветвленные, разветвленные, циклические или полициклические звенья или их сочетания и имеющим от 2 до 18 атомов углерода, предпочтительно от 2 до 10 атомов углерода, более предпочтительно от 2 до 8 атомов углерода, еще более предпочтительно от 2 до 6 атомов углерода, даже более предпочтительно от 2 до 4 атомов углерода. Эти радикалы могут быть необязательно замещены гидрокси, хлоро, бромо, иодо, циано, нитро, OR19, OC(O)R20, C(O)R21, C(O)OR22, NR23R24, C(O)NR25R26, SR27, C(O)SR27, C(S)NR25R26 или арилом, при этом R19-R27 независимо друг от друга представляют собой водород, арил или низший алкил, и/или прерываются одним или более атомом кислорода или серы, или силановой или диалкилсилоксановой группами. Примеры таких радикалов могут быть выбраны независимо из алкинильных радикалов и включают этинил, пропинил, пропаргил, бутинил, пентинил, гексинил и тому подобное. Термин «алкинилен», употребляемый в настоящем документе, относится к двухвалентному радикалу алкинильной группы, как определено выше. Например, алкинильная группа, такая как этинил, которая может быть представлена как –C≡CH, становится этиниленом, –C≡C-, когда представлена как алкинилен. Другие алкиниленовые группы следует понимать соответственно.
Термин «арил», употребляемый в настоящем документе, относится к органическому радикалу, полученному из ароматического углеводорода с помощью удаления одного водорода, и включает любое моноциклическое, бициклическое или полициклическое углеродное кольцо, содержащее до 7 членов в каждом кольце, где, по меньшей мере, одно кольцо является ароматическим. Эти радикалы могут быть необязательно замещены гидрокси, хлоро, бромо, иодо, циано, нитро, OR19, OC(O)R20, C(O)R21, C(O)OR22, NR23R24, C(O)NR25R26, SR27, C(O)SR27, C(S)NR25R26 или арилом, при этом R19-R27 независимо друг от друга представляют собой водород, арил или низший алкил, и/или прерываются одним или более атомом кислорода или серы, или силановой или диалкилкремниевой группами. Примеры таких радикалов могут быть выбраны независимо из фенила, п-толила, 4-метоксифенила, 4-(трет-бутокси)фенила, 3-метил-4-метоксифенила, 4-фторфенила, 4-хлорфенила, 3-нитрофенила, 3-аминофенила, 3-ацетамидофенила, 4-ацетамидофенила, 2-метил-3-ацетамидофенила, 2-метил-3-аминофенила, 3-метил-4-аминофенила, 2-амино-3-метилфенила, 2,4-диметил-3-аминофенила, 4-гидроксифенила, 3-метил-4-гидроксифенила, 1-нафтила, 2-нафтила, 3-амино-1-нафтила, 2-метил-3-амино-1-нафтила, 6-амино-2-нафтила, 4,6-диметокси-2-нафтила, тетрагидронафтила, инданила, бифенила, фенантрила, антрила или аценафтила и тому подобного. Термин «арилен», употребляемый в настоящем документе, относится к двухвалентному радикалу арильной группы, как определено выше. Например, арильная группа, такая как фенил, которая может быть представлена как –Ph, становится фениленом, –Ph-, когда представлена как арилен. Другие ариленовые группы следует понимать соответственно.
Для исключения неясности указание на алкил, алкенил, алкинил, арил или аралкил в сложных группах в настоящем документе следует понимать соответствующим образом, например, указание на алкил в аминоалкиле или алк в алкоксиле следует понимать как указанные выше алк или алкил и т.д.
Первый сложнополиэфирный материал может быть образован при любом подходящем молярном отношении поликислоты к полиолу. В некоторых вариантах осуществления, молярное отношение поликислоты к полиолу в первом сложнополиэфирном материале может составлять от примерно 20:1 до 1:20, в подходящем случае от примерно 10:1 до 1:10, например, от примерно 5:1 до 1:5 или даже от примерно 2:1 до 1:2. В подходящем случае молярное отношение поликислоты к полиолу в первом сложнополиэфирном материале может составлять примерно 1:1.
В некоторых вариантах осуществления первый сложнополиэфирный материал настоящего изобретения необязательно может быть образован из одного или более дополнительных мономеров. В подходящем случае первый сложнополиэфирный материал настоящего изобретения необязательно может включать в себя один или более дополнительных мономеров, выбранных из монокислот или моноспиртов, или их сочетаний. В подходящем случае необязательные дополнительные мономеры могут быть органическими.
В некоторых вариантах осуществления первый сложнополиэфирный материал необязательно может быть образован из дополнительной монокислоты. Термин «монокислота» и аналогичные термины, употребляемые в настоящем документе, относятся к соединениям, имеющим одну группу карбоновой кислоты, и включают сложный эфир монокислоты (где одна кислотная группа образует сложный эфир) или ангидрид. Монокислота является в подходящем случае органической монокислотой.
Первый сложнополиэфирный материал необязательно может быть образован из любой подходящей дополнительной монокислоты. Подходящие примеры включают без ограничения одно или более из следующего: бензойную кислоту, циклогексанкарбоновую кислоту, трициклодеканкарбоновую кислоту, камфорную кислоту, трет-бутилбензойную кислоту, C1-C18 алифатические карбоновые кислоты, например, уксусную кислоту, пропановую кислоту, бутановую кислоту, гексановую кислоту, олеиновую кислоту, линолевую кислоту, ундекановую кислоту, лауриновую кислоту, изононановую кислоту, жирные кислоты, гидрированные жирные кислоты природных масел, сложные эфиры и/или ангидриды любой из указанных выше кислот, и их сочетания.
В некоторых вариантах осуществления первый сложнополиэфирный материал необязательно может быть образован из дополнительного моноспирта. Термин «моноспирт» и аналогичные термины, употребляемые в настоящем документе, относятся к соединениям, имеющим одну гидроксильную группу. В подходящем случае моноспирт является органическим моноспиртом.
Первый сложнополиэфирный материал необязательно может быть образован из любого подходящего дополнительного моноспирта. Подходящие примеры включают без ограничения один или более из следующего: бензиловый спирт, гидроксиэтоксибензол, метанол, этанол, пропанол, бутанол, пентанол, гексанол, гептанол, додециловый спирт, стеариловый спирт, олеиловый спирт, ундеканол, циклогексанол, фенол, фенилкарбинол, метилфенилкарбинол, крезол, простые моноэфиры гликолей, галогензамещенные или другие замещенные спирты, и их сочетания.
Первый сложнополиэфирный материал необязательно может быть образован при любом подходящем молярном отношении поликислота + полиол к одному или более дополнительному мономеру. В некоторых вариантах осуществления, первый сложнополиэфирный материал может иметь молярное отношение поликислота + полиол к одному или более дополнительному мономеру от 100:1 до 1:1, в подходящем случае от 100:1 до 5:1, например, от 100:1 до 20:1, или даже от 100:1 до 50:1.
В некоторых вариантах осуществления первый сложнополиэфирный материал может быть образован из коммерчески доступных сложнополиэфирных материалов. Подходящие коммерчески доступные сложнополиэфирные материалы включают без ограничения следующее: серию сложнополиэфирных смол DYNAPOL (зарегистрированный товарный знак), коммерчески доступных от Evonik Industries AG, Coatings & Additives, Rodenbacher Chaussee 4, 63457 Hanau-Wolfgang, Germany, например, DYNAPOL LS615.
Первый сложнополиэфирный материал может иметь любое подходящее гидроксильное число (OHV). В некоторых вариантах осуществления первый сложнополиэфирный материал может иметь OHV от примерно 0 до 100 KOH/г. В подходящем случае первый сложнополиэфирный материал может иметь OHV от примерно 0 до 50 KOH/г, например, от примерно 2,5 до 30 KOH/г или даже от примерно 2,5 до 20 KOH/г.
Первый сложнополиэфирный материал может иметь любое подходящее кислотное число (AV). В некоторых вариантах осуществления первый сложнополиэфирный материал может иметь AV от примерно 0 до 100 KOH/г. В подходящем случае первый сложнополиэфирный материал может иметь AV от примерно 0 до 50 KOH/г, например, от примерно 2,5 до 30 KOH/г или даже от примерно 2,5 до 20 KOH/г.
Первый сложнополиэфирный материал может иметь любую подходящую температуру стеклования (Tg). В некоторых вариантах осуществления первый сложнополиэфирный материал может иметь Tg от примерно 40°С до 120°С, в подходящем случае от примерно 50°С до 100°С, например, от примерно 60°С до 80°С.
Tg первого сложнополиэфирного материала может быть измерена любым подходящим способом. Способы измерения Tg должны быть хорошо известны специалисту в данной области техники. В подходящем случае Tg определяют в соответствии с ASTM D6604-00(2013) («Standard Practice for Glass Transition Temperatures of Hydrocarbon Resins by Differential Scanning Calorimetry». Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК) теплового потока, поддоны для проб: алюминий, сравнение: пустая кювета, калибровка: индий и ртуть, масса образца: 10 мг, скорость нагревания: 20°С/мин).
Второй сложнополиэфирный материал (b) по настоящему изобретению может содержать продукт реакции поликислоты и полиола.
Второй сложнополиэфирный материал может быть образован из любой подходящей поликислоты. Подходящие примеры включают без ограничения одну или более из следующих: малеиновую кислоту, фумаровую кислоту, итаконовую кислоту, адипиновую кислоту, азелаиновую кислоту, янтарную кислоту, себациновую кислоту, глутаровую кислоту, декановую дикислоту, додекановую дикислоту, фталевую кислоту, изофталевую кислоту, 5-трет-бутилизофталевую кислоту, тетрахлорфталевую кислоту, тетрагидрофталевую кислоту, тримеллитовую кислоту, нафталиндикарбоновую кислоту, нафталинтетракарбоновую кислоту, терефталевую кислоту, гексагидрофталевую кислоту, метилгексагидрофталевую кислоту, диметилтерефталат, циклогександикарбоновую кислоту, хлорэндиковый ангидрид, 1,3-циклогександикарбоновую кислоту, 1,4-циклогександикарбоновую кислоту, трициклодеканполикарбоновую кислоту, эндометилентетрагидрофталевую кислоту, эндоэтиленгексагидрофталевую кислоту, циклогексантетракарбоновую кислоту, циклобутантетракарбоновую кислоту, кислоты и ангидриды всех указанных выше кислот, и их сочетания.
В некоторых вариантах осуществления, второй сложнополиэфирный материал может быть образован из: терефталевой кислоты, изофталевой кислоты, или их сочетания.
В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал может содержать терефталевую кислоту.
Второй сложнополиэфирный материал может быть образован из любого подходящего полиола. Подходящие примеры включают без ограничения один или более из следующих: алкиленгликоли, например, этиленгликоль, пропиленгликоль, диэтиленгликоль, дипропиленгликоль, триэтиленгликоль, трипропиленгликоль, гексиленгликоль, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль и неопентилгликоль, гидрированный бисфенол А, циклогександиол, пропандиолы, включая 1,2-пропандиол, 1,3-пропандиол, бутилэтилпропандиол, 2-метил-1,3-пропандиол, и 2-этил-2-бутил-1,3-пропандиол, бутандиолы, включая 1,4-бутандиол, 1,3-бутандиол и 2-этил-1,4-бутандиол, пентандиолы, включая триметилпентандиол и 2-метилпентандиол, циклогександиметанол, гександиолы, включая 1,6-гександиол, капролактондиол (например, продукт реакции эпсилон-капролактона и этиленгликоля), гидроксиалкилированные бисфенолы, простые полиэфиры гликолей, например, поли(окситетраметилен)гликоль, триметилолпропан, пентаэритритол, дипентаэритритол, триметилолэтан, триметилолбутан, диметилолциклогексан, глицерин и тому подобное, или их сочетания.
В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал может быть образован из ненасыщенного полиола. Подходящие примеры включают без ограничения один или более из следующих: простой моноаллиловый эфир триметилолпропана, простой моноаллиловый эфир триметилолэтана, проп-1-ен-1,3-диол, или их сочетания.
В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал может быть образован из: 1,2-пропандиола, 1,4-бис(гидроксиметил)циклогексана, 2,2-диметил-1,3-пропандиола, этиленгликоля, или их сочетания.
В некоторых вариантах осуществления, второй сложнополиэфирный материал может содержать 1,2-пропандиол.
В подходящем случае второй сложнополиэфирный материал может быть образован из терефталевой кислоты и 1,2-пропандиола.
Второй сложнополиэфирный материал может быть образован при любом подходящем молярном отношении поликислоты к полиолу. В некоторых вариантах осуществления молярное отношение поликислоты к полиолу в высокомолекулярном сложнополиэфирном материале может составлять от примерно 20:1 до 1:20, в подходящем случае от примерно 10:1 до 1:10, например, от примерно 5:1 до 1:5 или даже от примерно 2:1 до 1:2. В подходящем случае молярное отношение поликислоты к полиолу во втором сложнополиэфирном материале может составлять 1:1.
В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал настоящего изобретения необязательно может быть образован из одного или более дополнительных мономеров. В подходящем случае второй сложнополиэфирный материал настоящего изобретения необязательно может быть образован из одного или более дополнительных мономеров, выбранных из монокислот, моноспиртов, поликислот, полиспиртов или их сочетаний. В подходящем случае необязательные дополнительные мономеры могут быть органическими.
В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал необязательно может быть образован из дополнительной монокислоты. В подходящем случае монокислота может быть органической монокислотой.
Второй сложнополиэфирный материал необязательно может быть образован из любой подходящей дополнительной монокислоты. Подходящие примеры включают без ограничения один или более из следующиъ: бензойную кислоту, циклогексанкарбоновую кислоту, трициклодеканкарбоновую кислоту, камфорную кислоту, трет-бутилбензойную кислоту, C1-C18 алифатические карбоновые кислоты, например, уксусную кислоту, пропановую кислоту, бутановую кислоту, гексановую кислоту, олеиновую кислоту, линолевую кислоту, ундекановую кислоту, лауриновую кислоту, изононановую кислоту, жирные кислоты, гидрированные жирные кислоты природных масел, сложные эфиры и/или ангидриды любой из указанных выше кислот, и их сочетания.
В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал необязательно может быть образован из дополнительного моноспирта. В подходящем случае моноспирт может быть органическим моноспиртом.
Второй сложнополиэфирный материал необязательно может быть образован из любого подходящего дополнительного моноспирта. Подходящие примеры включают без ограничения одно или более из следующего: бензиловый спирт, гидроксиэтоксибензол, метанол, этанол, пропанол, бутанол, пентанол, гексанол, гептанол, додециловый спирт, стеариловый спирт, олеиловый спирт, ундеканол, циклогексанол, фенол, фенилкарбинол, метилфенилкарбинол, крезол, простые моноэфиры гликолей, галогензамещенные или другие замещенные спирты, и их сочетания.
Второй сложнополиэфирный материал необязательно может быть образован при любом подходящем молярном отношении поликислота + полиол к одному или более дополнительному мономеру. В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал может иметь молярное отношение поликислота + полиол к одному или более дополнительному мономеру от примерно 100:1 до примерно 1:1, в подходящем случае от примерно 100:1 до примерно 5:1, например, от примерно 100:1 до 20:1 или даже от примерно 100:1 до 50:1.
В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал может быть образован из коммерчески доступных сложнополиэфирных материалов. Подходящие коммерчески доступные сложнополиэфирные материалы включают без ограничения следующее: серию сложнополиэфирных смол SKYBON (зарегистрированный товарный знак), коммерчески доступных от SK Chemicals, 310, Pangyo-rog, Bundang-gu, Seongnam-si, Gyeonggi-do 463-400, Korea, например, ES-660.
Второй сложнополиэфирный материал может иметь любое подходящее полное гидроксильное число (OHV). В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал может иметь полное OHV от примерно 0 до 100 KOH/г. В подходящем случае второй сложнополиэфирный материал может иметь полное OHV от примерно 0 до 50 KOH/г, например, от примерно 0 до 30 KOH/г или даже от примерно 0 до 20 KOH/г. В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал может иметь полное OHV от примерно 0 до 20 мг KOH/г, например, от примерно 5 до 10 мг KOH/г, в подходящем случае от примерно 2 до 5 мг KOH/г.
В подходящем случае полное OHV выражается на твердое вещество.
Второй сложнополиэфирный материал может иметь любое подходящее кислотное число (AV). В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал может иметь AV от примерно 0 до 100 KOH/г. В подходящем случае первый сложнополиэфирный материал может иметь AV от примерно 0 до 50 KOH/г, например, от примерно 0 до 30 KOH/г или даже от примерно 0 до 20 KOH/г. В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал может иметь AV от примерно 0 до 20 мг KOH/г, например, от примерно 5 до 10 мг KOH/г, в подходящем случае от примерно 2 до 5 мг KOH/г.
В подходящем случае AV выражается на твердое вещество.
Второй сложнополиэфирный материал может иметь любую подходящую температуру стеклования (Tg). В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал может иметь Tg от примерно 40°С до 150°С, в подходящем случае от примерно 50°С до 150°С, например, от примерно 60°С до 120°С. В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал может иметь Tg по меньшей мере примерно 80°С. В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал может иметь Tg до 100°С, в подходящем случае до примерно 120°С или даже до примерно 150°С. В подходящем случае второй сложнополиэфирный материал может иметь Tg от примерно 80°С до 150°С, более предпочтительно от примерно 80°С до 120°С.
Tg второго сложнополиэфирного материала может быть измерена любым подходящим способом. Способы измерения Tg должны быть хорошо известны специалисту в данной области техники. В подходящем случае Tg определяют в соответствии с ASTM D6604-00(2013) («Standard Practice for Glass Transition Temperatures of Hydrocarbon Resins by Differential Scanning Calorimetry». Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК) теплового потока, поддоны для проб: алюминий, сравнение: пустая кювета, калибровка: индий и ртуть, масса образца: 10 мг, скорость нагревания: 20°С/мин).
Реакция для образования первого сложнополиэфирного материала и/или второго сложнополиэфирного материала может осуществляться в присутствии катализатора образования сложного эфира. Примеры подходящих катализаторов образования сложного эфира включают без ограничения один или более из следующих: оловянный, титановый и цинковый катализаторы, например, оксид дибутилолова (DBTO), хлорид олова, оксалат олова, октоат олова, бутилстанноновую кислоту, тетра-н-бутилтитанат, тетраизопропилтитанат, ацетат цинка, стеарат цинка, и их сочетания.
В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал может содержать продукт реакции:
(i) 1,2-пропандиола,
(ii) терефталевой кислоты и
(iii) агента повышения молекулярной массы,
при этом второй сложнополиэфирный материал имеет среднечисловую молекулярную массу (Mn) по меньшей мере примерно 6100 Да и температуру стеклования (Tg) по меньшей мере примерно 80°С.
Таким образом, согласно второму аспекту настоящего изобретения предлагается композиция покрытия, содержащая:
(a) первый сложнополиэфирный материал, имеющий среднечисловую молекулярную массу (Mn) от 500 до 5500 дальтон, и
(b) второй сложнополиэфирный материал,
при этом второй сложнополиэфирный материал (b) содержит продукт реакции:
(i) 1,2-пропандиола,
(ii) терефталевой кислоты и
(iii) агента повышения молекулярной массы,
отличающаяся тем, что высокомолекулярный сложнополиэфирный материал имеет среднечисловую молекулярную массу (Mn) по меньшей мере 6100 Да и температуру стеклования (Tg) по меньшей мере примерно 80°С.
Под «агентом повышения молекулярной массы» авторы изобретения понимают вещество, которое повышает среднечисловую молекулярную массу (Mn) высокомолекулярного сложнополиэфирного материала.
Агентом повышения молекулярной массы может быть любое подходящее соединение, способное увеличивать Mn высокомолекулярного сложнополиэфирного материала. В подходящем случае агент повышения молекулярной массы может содержать поликислоту, полиол или их сочетание.
В некоторых вариантах осуществления агент повышения молекулярной массы может содержать поликислоту. В подходящем случае агент повышения молекулярной массы может содержать дикислоту.
В некоторых подходящих вариантах осуществления агент повышения молекулярной массы содержит дикислоту общей формулы (I)
формула (I)
где каждый R независимо представляет собой водород или алкильную, алкенильную, алкинильную или арильную группу;
n=0 или 1; и где X представляет собой мостиковую группу, выбранную из алкиленовой группы, алкениленовой группы, алкиниленовой группы, ариленовой группы; где мостиком между –COOR группами является C1 или C2.
Подходящие примеры поликислотных агентов повышения молекулярной массы включают без ограничения один или более из перечисленных: щавелевую кислоту, малоновую кислоту, янтарную кислоту, ортофталевую кислоту, малеиновую кислоту, фумаровую кислоту, итаконовую кислоту, метилмалоновую кислоту, этилмалоновую кислоту, пропилмалоновую кислоту, 2-метилянтарную кислоту, 2-этилянтарную кислоту, 2-пропилянтарную кислоту, транс-циклопентан-1,2-дикарбоновую кислоту, цис-циклопентан-1,2-дикарбоновую кислоту, транс-циклогексан-1,2-дикарбоновую кислоту, цис-циклогексан-1,2-дикарбоновую кислоту, кислоты и ангидриды всех указанных выше кислот, и их сочетания. В некоторых вариантах осуществления поликислота содержит малеиновый ангидрид или итаконовую кислоту, или их сочетание.
В подходящем случае поликислотный агент повышения молекулярной массы содержит малеиновый ангидрид.
В некоторых вариантах осуществления агент повышения молекулярной массы может содержать полиол. В подходящем случае агент повышения молекулярной массы может содержать триол.
В некоторых вариантах осуществления гидроксильные группы полиольных агентов повышения молекулярной массы могут быть соединены C1-C3 алкиленовой группой. C1-C3 алкиленовая группа может быть замещенной или незамещенной. C1-C3 алкиленовая группа может быть необязательно замещена одной или более из следующих групп: галогеновой, гидроксильной, нитро-, меркапто-, амино-, алкильной, алкоксильной, арильной, сульфо- и сульфоксильной. C1-C3 алкиленовая группа может быть линейной или разветвленной. C1-C3 алкиленовая группа может быть насыщенной или ненасыщенной.
В некоторых вариантах осуществления может быть не более 3 атомов углерода, соединяющихся между гидроксильными группами.
Подходящие примеры полиольных агентов повышения молекулярной массы включают без ограничения один или более из следующих веществ: метиленгликоль, этиленгликоль, пропиленгликоль, неопентилгликоль, 1,2-пропандиол, бутилэтилпропандиол, 2-метил-1,3-пропандиол, 2-этил-2-бутил-1,3-пропандиол, триметилолметан, триметилолэтан, триметилолпропан, глицерин, пентаэритритол, и их сочетания. В подходящем случае полиольный агент повышения молекулярной массы содержит триметилолпропан.
Терефталевая кислота (ii) может использоваться в любой подходящей форме. Специалисту в данной области должно быть хорошо известно, что терефталевая кислота часто находится в форме, которая также содержит изофталевую кислоту в качестве примеси. Однако, в одном варианте осуществления терефталевая кислота может быть получена в форме, которая в основном не содержит изофталевой кислоты. Под выражением «в основном не содержит» авторы изобретения подразумевают терефталевую кислоту, которая содержит менее чем примерно 5% масс. изофталевой кислоты, предпочтительно менее чем примерно 2% масс. изофталевой кислоты, более предпочтительно менее чем примерно 0,05% масс. изофталевой кислоты. В некоторых вариантах осуществления терефталевая кислота может содержать примерно 0% масс. изофталевой кислоты.
В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал согласно второму аспекту настоящего изобретения может иметь любое подходящее молярное отношение (i)+(ii):(iii). В некоторых вариантах осуществления (i)+(ii):(iii) может находиться в диапазоне от примерно 100:1 до 1:1, например, от примерно 80:1 до 5:1. В качестве неограничивающего примера, когда агентом повышения молекулярной массы является поликислота, молярное отношение (i)+(ii):(iii) может составлять примерно 25:1. В качестве еще одного неограничивающего примера, когда агентом повышения молекулярной массы является полиол, молярное отношение (i)+(ii):(iii) может составлять примерно 80:1.
В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал может иметь низкую степень разветвления. Второй сложнополиэфирный материал согласно второму аспекту настоящего изобретения может быть по существу линейным или может быть слаборазветвленным. Например, степень разветвления второго сложнополиэфирного материала может быть измерена с помощью коэффициента полидисперсности указанного высокомолекулярного сложнополиэфирного материала. Коэффициент полидисперсности полимера определяется отношением Mw к Mn (Mw/Mn), где Mw является средневесовой молекулярной массой, и Mn является среднечисловой молекулярной массой. В подходящем случае коэффициент полидисперсности второго сложнополиэфирного материала составляет от примерно 1 до 20, в подходящем случае от примерно 2 до 10.
В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал может иметь молекулярную массу выше молекулярной массы переплетающихся цепей указанного высокомолекулярного сложнополиэфирного материала.
«Молекулярная масса переплетающихся цепей» и аналогичные термины, употребляемые в настоящем документе, относятся к молекулярной массе, при которой высокомолекулярный сложнополиэфирный материал становится достаточно большим для переплетения. Для исключения неоднозначного толкования молекулярной массой может быть среднечисловая молекулярная масса или средневесовая молекулярная масса. Молекулярная масса переплетающихся цепей обычно определяется как молекулярная масса, при которой физические свойства, особенно вязкость сложнополиэфирного материала, изменяются.
Как правило, молекулярная масса переплетающихся цепей определяется с помощью построения кривой зависимости логарифма вязкости расплава от логарифма молекулярной массы полимера. Как правило, с увеличением молекулярной массы график следует слегка вверх по наклонной линии. Однако, при достижении молекулярной массы переплетающихся цепей пологая линия возрастает более круто. В связи с этим, молекулярная масса переплетающихся цепей может быть определена как точка на графике, в которой наклон изменяется от пологого к более крутому.
Способы измерения вязкости расплава должны быть хорошо известны специалисту в данной области техники. В подходящем случае вязкость расплава может измеряться при высоких скоростях сдвига, например, при использовании конического реометра, типичными способами, описанными в стандартах, как например, ASTM D4287. Было обнаружено, что пленки, образованные из сложнополиэфирного материала по настоящему изобретению, имеющие молекулярную массу выше критической молекулярной массы переплетающихся цепей указанного сложнополиэфирного материала, имеют превосходные характеристики пленкообразования.
Компоненты (i), (ii) и (iii) второго сложнополиэфирного материала согласно второму аспекту настоящего изобретения могут приводиться в контакт в любом порядке.
В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал согласно второму аспекту настоящего изобретения может быть получен в одностадийном способе. В подходящем случае в одностадийном способе все компоненты (i), (ii) и (iii) реагируют друг с другом в одно и то же время. В подходящем случае второй сложнополиэфирный материал согласно второму аспекту настоящего изобретения может быть получен в одностадийном способе, где агент повышения молекулярной массы содержит полиол.
В подходящем случае в одностадийном способе компоненты (i), (ii) и (iii) могут приводиться в контакт друг с другом при первой температуре реакции T1, при этом T1 может быть температурой от примерно 90°C до 260°C, в подходящем случае от примерно 200°C до 250°C, например, от примерно 200°C до 230°C.
Как правило, в одностадийном способе реакция протекает в течение полного периода времени от примерно 1 мин до 100 ч, например, от 2 ч до 80 ч. Как будет понятно специалисту в данной области техники, условия реакции могут меняться в зависимости от используемых реагентов.
Первый сложнополиэфирный материал может присутствовать в композиции покрытия в любом подходящем количестве. В некоторых вариантах осуществления первый сложнополиэфирный материал может присутствовать в композициях покрытий в количествах от примерно 1% масс. до 50% масс. в расчете на общую массу твердого вещества композиции покрытия. В подходящем случае первый сложнополиэфирный материал может присутствовать в композициях покрытий в количествах от примерно 1% масс. до 20% масс., например, от примерно 1% масс. до 10% масс., или даже от примерно 5% масс. до 10% масс. в расчете на общую массу твердого вещества композиции покрытия.
Второй сложнополиэфирный материал может присутствовать в композиции покрытия в любом подходящем количестве. В некоторых вариантах осуществления второй сложнополиэфирный материал может присутствовать в композициях покрытий в количествах от примерно 10% масс. до 50% масс. в расчете на общую массу твердого вещества композиции покрытия. В подходящем случае второй сложнополиэфирный материал может присутствовать в композициях покрытий в количествах от примерно 15% масс. до 50% масс., например, от примерно 20% масс. до 40% масс., или даже от примерно 20% масс. до 30% масс. в расчете на общую массу твердого вещества композиции покрытия.
В подходящем случае общее количество сложнополиэфирного материала в композиции покрытия может составлять от примерно 11% масс. до 100% масс., или даже от примерно 25% масс. до 40% масс. в расчете на общую массу твердого вещества композиции покрытия.
В некоторых вариантах осуществления композиция покрытия может также содержать связующее. Подходящие связующие также должны быть хорошо известны специалисту в данной области техники. Примеры подходящих связующих включают без ограничения следующее: смолы сложных полиэфиров, акриловые смолы, алкидные смолы, полиуретановые смолы, полисилоксановые смолы, эпоксидные смолы, или их сочетания. В некоторых вариантах осуществления дополнительное связующее может содержать эпоксифункциональное связующее, такое как простой диглицидиловый эфир бисфенола А или простой диглицидиловый эфир бисфенола F. Дополнительное связующее, если оно имеется, может в подходящем случае использоваться в пригодной для нанесения покрытия сверху грунтовочной композиции покрытия в количестве от 1% масс. до 50% масс., например, от примерно 5% масс. до 30% масс., например, от примерно 10% масс. до 20% масс., в расчете на общую массу твердого вещества композиции покрытия.
В некоторых вариантах осуществления сложнополиэфирные материалы (a) и (b) могут составлять от примерно 50% до 100% от общего количества сложнополиэфирного материала, присутствующего в композиции покрытия, в подходящем случае от примерно 75% до 100% от общего количества сложнополиэфирного материала, присутствующего в композиции покрытия, например, от примерно 85% до 100% от общего количества сложнополиэфирного материала, присутствующего в композиции покрытия, или даже от примерно 95% до 100% от общего количества сложнополиэфирного материала, присутствующего в композиции покрытия.
В некоторых вариантах осуществления сложнополиэфирные материалы (a) и (b) могут составлять примерно 100% общего количества сложнополиэфирного материала, присутствующего в композиции покрытия.
В некоторых вариантах осуществления сложнополиэфирные материалы (a) и (b) могут составлять от примерно 50% до 100% от общего количества связующего материала, присутствующего в композиции покрытия, в подходящем случае от примерно 75% до 100% от общего количества связующего материала, присутствующего в композиции покрытия, например, от примерно 85% до 100% от общего количества связующего материала, присутствующего в композиции покрытия, или даже от примерно 95% до 100% от общего количества связующего материала, присутствующего в композиции покрытия.
В некоторых вариантах осуществления сложнополиэфирные материалы (a) и (b) могут составлять примерно 100% общего количества связующего материала, присутствующего в композиции покрытия.
Композиция покрытия может необязательно содержать один или большее число растворителей. Композиция покрытия может содержать один растворитель или смесь растворителей. Растворитель может содержать воду, органический растворитель, смесь воды и органического растворителя или смесь органических растворителей.
Органический растворитель предпочтительно имеет достаточную летучесть для практически полного испарения из композиции покрытия во время процесса отверждения. В качестве неограничивающего примера, процесс отверждения может осуществляться с помощью нагревания при 130-230 °C в течение 1-15 мин.
Подходящие органические растворители включают без ограничения одно или более из следующих соединений: алифатические углеводороды, такие как уайт-спириты и нафта с высокой температурой вспышки; ароматические углеводороды, например, бензол, толуол, ксилол, сольвент-нафта 100, 150, 200, доступные от Exxon-Mobil Chemical Company под торговым наименованием SOLVESSO; спирты, такие как этанол, н-пропанол, изопропанол и н-бутанол; кетоны, такие как ацетон, циклогексанон, метилизобутилкетон, метилэтилкетон; сложные эфиры, такие как этилацетат, бутилацетат, н-гексилацетат; гликоли, такие как бутилгликоль; простые гликолевые эфиры, такие как метоксипропанол, простой монометиловый эфир этиленгликоля, простой монобутиловый эфир этиленгликоля, и их сочетания. Растворитель, если он имеется, может в подходящем случае использоваться в композиции покрытия в количествах от примерно 10% масс. до 90% масс., например, от примерно 20% масс. до 80% масс., или даже от примерно 30% масс. до 70% масс., в расчете на общую массу твердого вещества композиции покрытия.
В некоторых вариантах осуществления композиция покрытия также может содержать катализатор. Может использоваться любой катализатор, обычно используемый для катализа реакций сшивания между сложнополиэфирными материалами и сшивающими агентами, например, фенольными смолами. Подходящие катализаторы будут хорошо известны специалисту в данной области техники. Подходящие катализаторы включают без ограничения одно или более из следующих веществ: фосфорную кислоту, алкиларилсульфокислоты, например, додецилбензолсульфокислоту, метансульфокислоту, паратолуолсульфокислоту, динонилнафталиндисульфокислоту, фенилфосфиновую кислоту, и их сочетания. В некоторых вариантах осуществления катализатор может включать кислотный катализатор. В подходящем случае катализатор может содержать фосфорную кислоту. В некоторых вариантах осуществления катализатор, если имеется, может использоваться в количествах от примерно 0,05% масс. до 10% масс., предпочтительно от примерно 0,05% масс. до 5% масс., более предпочтительно от примерно 0,05% масс. до 2,5% масс. в расчете на общую массу твердого вещества композиции покрытия.
В некоторых вариантах осуществления композиция покрытия также может содержать сшивающий агент. Сшивающий агент может быть любым подходящим сшивающим агентом. Подходящие сшивающие агенты будут хорошо известны специалисту в данной области техники. Подходящие сшивающие агенты включают без ограничения одно или более из следующих соединений: фенольные смолы (или фенолформальдегидные смолы), аминопластовые смолы (или триазинформальдегидные смолы), аминосмолы, эпоксидные смолы, изоцианатные смолы, бета-гидрокси(алкил)амидные смолы, алкилированные карбаматные смолы, поликислоты, ангидриды, металлорганические кислотно-функциональные материалы, полиамины, полиамиды, и их сочетания. В некоторых вариантах осуществления сшивающий агент содержит фенольную смолу, аминопластовую смолу, изоцианатную смолу или их сочетание. В некоторых вариантах осуществления сшивающий агент содержит фенольную смолу или аминопластовую смолу, или их сочетание. В некоторых вариантах осуществления сшивающий агент содержит фенольную смолу или изоцианатную смолу, или их сочетание.
Неограничивающими примерами фенольных смол являются фенольные смолы, которые образуются в результате реакции фенола с формальдегидом. Неограничивающими примерами фенолов, которые могут использоваться для образования фенольных смол, являются фенол, бутилфенол, ксиленол и крезол. Общий способ получения фенольных смол описан в «The Chemistry and Application of Phenolic Resins or Phenolplasts», Vol. V, Part I, edited by Dr Oldring; John Wiley and Sons/Cita Technology Limited, London, 1997. Предпочтительно фенольные смолы являются смолами резольного типа. Под «резольным типом» авторы изобретения подразумевают смолы, образованные в присутствии основного (щелочного) катализатора и, необязательно, избытка формальдегида. Подходящие примеры коммерчески доступных фенольных смол включают без ограничения PHENODUR® PR285 и BR612, и смолы, продаваемые под товарным знаком BAKELITE®, такие как BAKELITE 6582 LB.
Неограничивающими примерами аминопластовых смол являются смолы, полученные в результате реакции триазина, например, меламина или бензогуанамина, с формальдегидом. В подходящем случае образующиеся в результате соединения могут быть этерифицированы спиртом, таким как метанол, этанол, бутанол, или их сочетаниями. Общий способ получения и использование аминопластовых смол описан в «The Chemistry and Applications of Amino Crosslinking Agents or Aminoplast», Vol. V, Part II, page 21 ff., edited by Dr Oldring; John Wiley and Sons/Cita Technology Limited, London, 1998. Подходящие примеры коммерчески доступных аминопластовых смол включают без ограничения аминопластовые смолы, продаваемые под товарным знаком MAPRENAL®, например, MAPRENAL® MF980, и аминопластовые смолы, продаваемые под товарным знаком CYMEL®, например, CYMEL 303 и CYMEL 1128, доступные от Cytec Industries. В подходящем случае сшивающий агент содержит фенольную смолу.
Подходящие изоцианаты включают без ограничения многофункциональные изоцианаты. Подходящие примеры многофункциональных полиизоцианатов включают без ограничения одно или более из следующих веществ: алифатические диизоцианаты, такие как гексаметилендиизоцианат и изофорондиизоцианат, и ароматические диизоцианаты, такие как толуолдиизоцианат и 4,4′-дифенилметандиизоцианат. Полиизоцианаты могут быть блокированными или неблокированными. Примеры других подходящих полиизоцианатов включают без ограничения одно или более из следующих веществ: изоциануратные тримеры, аллофанаты, уретдиондиизоцианаты, поликарбодиимиды, и их сочетания. Подходящие примеры коммерчески доступных полиизоцианатов включают без ограничения DESMODUR VP2078 и DESMODUR N3390, продаваемые Bayer Corporation, и TOLONATE HDT90, продаваемый Rhodia Inc.
В некоторых вариантах осуществления композиция покрытия может необязательно содержать добавку или комбинацию добавок. Композиция покрытия может необязательно содержать любую подходящую добавку или комбинацию добавок. Подходящие добавки будут хорошо известны специалисту в данной области техники. Примеры подходящих добавок включают без ограничения одно или более из следующих веществ: смазочные вещества, красители, пластификаторы, поверхностно-активные вещества, регуляторы текучести, тиксотропные агенты, наполнители, разбавители, органические растворители, и их сочетания.
Подходящие смазочные вещества должны быть хорошо известны специалисту в данной области техники. Подходящие примеры смазочных веществ включают без ограничения одно или более из следующего: карнаубский воск и смазывающие вещества типа полиэтилена. В некоторых вариантах осуществления смазочное вещество, если имеется, может использоваться в композиции покрытия в количестве по меньшей мере 0,1% масс., в расчете на общую массу твердого вещества композиции покрытия.
Подходящие красители должны быть хорошо известны специалисту в данной области техники. Подходящим красителем, например, может быть диоксид титана. Краситель, если имеется, может применяться в композиции покрытия в любом подходящем количестве. В некоторых вариантах осуществления краситель, если имеется, может использоваться в композиции покрытия в количестве до примерно 70% масс., например, до примерно 50% масс. или даже до примерно 30% масс., в расчете на общую массу твердого вещества композиции покрытия.
Поверхностно-активные вещества могут быть необязательно добавлены в композицию покрытия, чтобы способствовать текучести композиции и смачиванию основы. Подходящие поверхностно-активные вещества должны быть хорошо известны специалисту в данной области техники. В подходящем случае поверхностно-активное вещество, если имеется, выбирают совместимым с такими вариантами применения, как контейнеры для пищевых продуктов и/или напитков. Подходящие поверхностно-активные вещества включают без ограничения одно или более из следующих веществ: алкилсульфаты (например, лаурилсульфат натрия), сульфаты простых эфиров, сложные фосфатные эфиры, сульфонаты, и их различные щелочные, аммонийные, аминовые соли, этоксилаты алифатических спиртов, алкилфенолэтоксилаты (например, простой полиэфир нонилфенола), соли, и/или их сочетания. Поверхностно-активные вещества, если имеются, могут присутствовать в количествах от примерно 0,01% масс. до 10% масс., в расчете на общую массу твердого вещества композиции покрытия.
В некоторых вариантах осуществления композиции покрытия по настоящему изобретению могут в основном не содержать, практически не содержать или полностью не содержать бисфенола А (ВРА) и его производных. Производные бисфенола А, включают, например, простой диглицидиловый эфир бисфенола A (BADGE). В некоторых вариантах осуществления композиции покрытия по настоящему изобретению также могут в основном не содержать, практически не содержать или полностью не содержать бисфенола F (BPF) и его производных. Производные бисфенола F включают, например, простой диглицидиловый эфир бисфенола F (BPFG). Указанные выше соединения или их производные могут быть добавлены в композицию специально, но они могут присутствовать в следовых количествах из-за неизбежного загрязнения из окружающей среды. Под выражением «в основном не содержит» авторы изобретения подразумевают композиции покрытия, содержащие менее примерно 1000 частей на миллион (ч/млн) любого из указанных выше соединений или их производных. Под выражением «практически не содержит» авторы изобретения подразумевают композиции покрытия, содержащие менее примерно 100 ч/млн любого из указанных выше соединений или их производных. Под выражением «полностью не содержит» авторы изобретения подразумевают композиции покрытия, содержащие менее примерно 20 частей на миллиард (ч/млрд) любого из указанных выше соединений или их производных.
В некоторых вариантах осуществления композиции покрытия могут в основном не содержать, практически не содержать или полностью не содержать оксидов триалкилолова или их производных. Примеры оксидов триалкилолова включают без ограничения одно или более из следующих веществ: оксид триметилолова, оксид триэтилолова, оксид трипропилолова, оксид трибутилолова или их сочетания. Под выражением «в основном не содержит» авторы изобретения подразумевают композиции покрытия, содержащие менее примерно 1000 частей на миллион (ч/млн) любого из указанных выше соединений или их производных. Под выражением «практически не содержит» авторы изобретения подразумевают композиции покрытия, содержащие менее примерно 100 ч/млн любого из указанных выше соединений или их производных. Под выражением «полностью не содержит» авторы изобретения подразумевают композиции покрытия, содержащие менее примерно 20 частей на миллиард (ч/млрд) любого из указанных выше соединений или их производных.
Композиция покрытия может наноситься на любой подходящий контейнер. В некоторых вариантах осуществления композиции покрытий могут быть нанесены на контейнеры для пищевых продуктов и/или напитков. В подходящем случае композиции покрытий могут быть нанесены на банки для пищевых продуктов и/или напитков. Примеры банок включают без ограничения одно или более из следующего: банки из двух частей, банки из трех частей и тому подобное. Композиции покрытий могут быть нанесены на контейнеры для аэрозолей, такие как, без ограничения, контейнеры для дезодорантов и лаков для волос.
Композиция покрытия может быть нанесена на контейнер для пищевых продуктов и/или напитков любым подходящим способом. Способы нанесения указанных композиций покрытий должны быть хорошо известны специалисту в данной области техники. Подходящие способы нанесения включают, без ограничения, один или более из следующих: нанесение покрытия распылением, нанесение покрытия валиком, нанесение покрытия окунанием и/или нанесение покрытия электроосаждением. Как будет понятно специалисту в данной области техники, для банок из двух частей, одна или более композиция покрытия обычно может наноситься распылением после того, как банка собрана. Специалисту в данной области техники также должно быть понятно, что для банок из трех частей плоский лист сначала, как правило, может быть покрыт с помощью валика одной или более из композиций покрытия настоящего изобретения, и после этого банка может быть собрана. Однако нанесение композиций покрытия не ограничивается данными способами. Композиции покрытий в соответствии с настоящей информацией могут быть нанесены на внутреннюю и/или наружную поверхность или поверхности контейнера. В подходящем случае может быть покрыта вся поверхность или ее часть.
Композиция покрытия может быть нанесена до любой подходящей толщины сухой пленки. В некоторых вариантах осуществления композиции покрытий могут наноситься до толщины сухой пленки от примерно 0,1 мм до 1 мм, предпочтительно от примерно 0,1 мм до 0,5 мм, более предпочтительно от примерно 0,15 мм до 0,3 мм.
Композиция покрытия по настоящему изобретению может быть нанесена на основу в виде единственного слоя или как часть многослойной системы. В некоторых вариантах осуществления композиция покрытия может быть нанесена как единственный слой. В некоторых вариантах осуществления композиция покрытия может быть нанесена в виде первого покрытия в составе многослойного покрытия. В подходящем случае композиция покрытия может быть нанесена в виде подслоя или грунтовки. Второе, третье, четвертое и т.д. покрытия могут включать любые подходящие лакокрасочные покрытия, такие как покрытия, содержащие, например, эпоксидные смолы, смолы сложных полиэфиров, полиуретановые смолы, полисилоксановые смолы, углеводородные смолы или их сочетания. В некоторых вариантах осуществления композиции покрытия могут быть нанесены поверх другого слоя лакокрасочного покрытия в составе многослойной системы. Например, композиция покрытия может быть нанесена поверх грунтовки. Композиции покрытий могут образовывать промежуточный слой или верхний слой покрытия. Композиция покрытия может быть нанесена на основу один раз или многократно.
В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения предлагается изделие, по меньшей мере часть которого покрыта композицией покрытия в соответствии с любым из указанных выше аспектов.
В подходящем случае изделие включает контейнер для пищевых продуктов и/или напитков.
В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения предлагается двухслойная система покрытия для контейнера для пищевых продуктов и/или напитков, содержащая нижний слой покрытия и верхний слой покрытия, при этом нижний слой покрытия содержит:
(a) первый сложнополиэфирный материал, имеющий среднечисловую молекулярную массу (Mn) от 500 до 5500 дальтон, и
(b) второй сложнополиэфирный материал, имеющий среднечисловую молекулярную массу (Mn) от 6000 до 100000 дальтон.
Верхний слой покрытия согласно третьему аспекту настоящего изобретения может содержать любую подходящую композицию. В некоторых вариантах осуществления верхний слой покрытия может содержать одно или более из следующих веществ: акриловые смолы, эпоксидные смолы, смолы сложных полиэфиров, алкидные смолы, полиуретановые смолы, полисилоксановые смолы, поливинилхлоридные смолы, фенольные смолы, уретановые смолы, полиамидные смолы, полиолефиновые смолы, и их сочетания.
В некоторых вариантах осуществления верхний слой покрытия может содержать поливинилхлоридную (ПВХ) смолу.
Верхний слой покрытия может содержать любую подходящую поливинилхлоридную (ПВХ) смолу. В некоторых вариантах осуществления поливинилхлоридная (ПВХ) смола может быть поливинилхлоридным (ПВХ) гомополимером, поливинилхлоридным (ПВХ) сополимером или их сочетанием.
В некоторых вариантах осуществления, поливинилхлоридная (ПВХ) смола может быть сополимером, содержащим сомономеры, выбранные из одного или более из винилхлорида, винилацетата, дикарбоновых кислот, гидроксиакрилата, сложного эфира дикарбоновой кислоты, малеинового сополимера, без ограничения перечисленным.
Поливинилхлоридная (ПВХ) смола может иметь любую подходящую средневесовую молекулярную массу (Mw). Как правило, поливинилхлоридная (ПВХ) смола может иметь Mw от 60000 Да до 200000 Да, например, от 70000 Да до 150000 Да, или от 75000 Да до 140000 Да.
Поливинилхлоридная (ПВХ) смола может иметь среднечисловую молекулярную массу (Mn) от 40000 Да до 80000 Да, например, от 42500 Да до 75000 Да, в подходящем случае от 45000 Да до 72500 Да.
Поливинилхлоридная (ПВХ) смола может присутствовать в верхнем слое покрытия в любом подходящем количестве. Как правило, поливинилхлоридная (ПВХ) смола может присутствовать в верхнем слое покрытия в количестве по меньшей мере 5% масс., более типично по меньшей мере 10% масс., и наиболее типично по меньшей мере 20% масс., в расчете на общую массу твердого вещества верхнего слоя покрытия.
Поливинилхлоридная (ПВХ) смола может присутствовать в верхнем слое покрытия в количестве от 10% масс. до 85% масс., например, от 15% масс. до 65% масс., в подходящем случае от 30% масс. до 60% масс., в расчете на общую массу твердого вещества верхнего слоя покрытия.
В некоторых вариантах осуществления верхний слой покрытия может содержать функционализированную поливинилхлоридную (ПВХ) смолу. В особенно подходящем варианте осуществления функционализированная поливинилхлоридная (ПВХ) смола функционализирована гидроксильными группами.
В некоторых вариантах осуществления верхний слой покрытия может содержать органозоль, обычно содержащий две фазы в жидком носителе. Например, две фазы могут включать дисперсную фазу и по меньшей мере частично растворенную фазу. Дисперсная фаза может содержать поливинилхлоридную (ПВХ) смолу. По меньшей мере частично растворенная фаза может содержать сложнополиэфирную смолу. В подходящем случае сложнополиэфирная смола является в основном растворенной в жидком носителе.
Верхний слой покрытия может содержать по меньшей мере 7% масс., например, по меньшей мере 9% масс. сложнополиэфирного (со)полимера в расчете на общую массу твердого вещества верхнего слоя покрытия. Верхний слой покрытия может содержать до 70% масс., например, до 60% масс. или 50% масс. сложнополиэфирного (со)полимера, например, до 50% масс. или 40% масс., или 30% масс., в расчете на общую массу твердого вещества верхнего слоя покрытия. Как правило, верхний слой покрытия может содержать от 7% масс. до 70% масс. сложнополиэфирного (со)полимера, более типично от 7% масс. до 60% масс., или от 7% масс. до 50% масс., например, от 9% масс. до 40% масс., или от 9% масс. до 35% масс., или от 9% масс. до 30% масс. сложнополиэфирного (со)полимера в расчете на общую массу твердого вещества верхнего слоя покрытия.
Верхний слой покрытия может необязательно содержать один или большее число растворителей. Верхний слой покрытия может содержать один растворитель или смесь растворителей. Растворитель может содержать воду, органический растворитель, смесь воды и органического растворителя или смесь органических растворителей.
Верхний слой покрытия согласно настоящему изобретению может необязательно содержать добавку или комбинацию добавок. Нижний слой покрытия может необязательно содержать любую подходящую добавку. Подходящие добавки будут хорошо известны специалисту в данной области техники. Примеры подходящих добавок включают без ограничения одно или более из следующих веществ: смазочные вещества, красители, пластификаторы, поверхностно-активные вещества, регуляторы текучести, тиксотропные агенты, наполнители, разбавители, органические растворители, ингибиторы коррозии и их сочетания.
Любой или все слои, использующиеся в многослойном варианте осуществления настоящего изобретения, могут в основном не содержать, практически не содержать или полностью не содержать BPA, BPF и их производных.
В соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения предлагается изделие, по меньшей мере часть которого покрыта двухслойной системой покрытия в соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения.
В подходящем случае изделие является контейнером для пищевых продуктов и/или напитков.
В настоящей заявке использование единственного числа включает множественное число, и множественное число охватывает единственное число, если специально не указано иное. Например, использование единственного числа включает в себя «один или более». Кроме того, в настоящей заявке использование «или» означает «и/или», если специально не указано иное, несмотря на то, что в некоторых случаях «и/или» может использоваться в явном виде.
Все признаки, содержащиеся в данном документе, могут быть объединены с любым из указанных выше аспектов и в любом сочетании.
Для лучшего понимания настоящего изобретения и, чтобы показать, каким образом варианты осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы, ниже в качестве примера приводится ссылка на следующие экспериментальные данные.
Примеры
Примеры 1 и 2
Композиции покрытий в соответствии с настоящим изобретением получали согласно составам в таблице 1. Все количества приведены в массовых частях (% масс.)
Таблица 1. Состав примеров 1 и 2
1 Доступный от SK Chemicals. Среднечисловая молекулярная масса (Mn) = 18000 Да.
2 Доступный от Evonik Industries. Среднечисловая молекулярная масса (Mn) = 4000 Да.
*Фенольная смола 284, доступная от Shanghai Xin Hua
** BYK 088, доступный от BYK-Chemie
≠ PERENOL® F-3, доступный от DYNO
≠≠ Ланолин
Методы испытаний
Вязкость: Вязкость композиций покрытия измеряли в соответствии с ASTM D1200-10.
Подготовка панелей для испытаний: Образцы покрытий наносили на 0,22 мм пластину из белой жести с помощью устройства для нанесения покрытий со спиральным проволочным стержнем для получения массы высушенного покрытия 7,0 г/м2. Панели с покрытием помещали в лабораторную тупиковую сушилку на 10 мин при 200°C.
Гибкость: Гибкость покрытий тестировали с помощью коробочного теста следующим образом. Коробку, имеющую закругленные углы, штамповали из панелей с покрытием с использованием пресса таким образом, чтобы покрытие было на внешней коробки. Каждый угол штампованной коробки имел разный диаметр угла (т.е. каждый угол имел разное отношение высоты к диаметру угла). Гибкость покрытий для каждого угла определяли визуально.
Кислотоустойчивость: Панели с покрытием погружали в раствор деионизированной воды, содержащий 3% уксусную кислоту, внутри банки Kilner и стерилизовали в течение 30 мин при 121°C в автоклаве. По истечении этого времени панели с покрытием проверяли визуально на адгезию и ржавчину.
Испытание с клиновидным изгибом: Панель 10 см x 4 см с покрытием перегибали через 6 мм стальной стержень для образования U-образной полосы длиной 10 см и шириной 2 см. U-образную полосу затем помещали на металлический блок с предусмотренным клиновидным углублением. Груз массой 2 кг сбрасывали на блок с углублением, содержащий U-образную полосу, с высоты 60 см для образования клина. Образец для испытания далее погружали в раствор сульфата меди (CuSO4), подкисленный соляной кислотой (HCl) на 2 мин, с последующей промывкой водопроводной водой. Образец затем тщательно высушивали с помощью промакивания любой оставшейся воды бумажной салфеткой. Измеряли длину покрытия без каких-либо трещин. Результат приводили в мм. Испытание с клиновидным изгибом осуществляли трижды и приводили среднее значение.
Стерилизация с молочной кислотой: Данное испытание проводили, чтобы определить являются ли покрытия совместимыми с использованием в контейнерах для пищевых продуктов и/или напитков. Панели с покрытием погружали наполовину в раствор деионизированной воды, содержащий 1% молочную кислоту, внутри банки Kilner и стерилизовали в течение 1 ч при 130°C в автоклаве. По истечении этого времени панели с покрытием быстро извлекали еще горячими и промывали под холодной водой. Часть панели с покрытием, которая была погружена в молочную кислоту, и часть, которая подвергалась воздействию пара, образующегося во время процесса стерилизации, оценивали по отдельности на степень повреждения. Результаты определяли визуально.
Стерилизация с раствором Na2S: Панели с покрытием погружали в раствор деионизированной воды, содержащий 0,05% Na2S, рН которого доводили до 9 с помощью молочной кислоты, внутри выдерживающего давление металлического контейнера и стерилизовали при 121°C в течение 30 мин в автоклаве. По истечении этого времени панели с покрытием проверяли визуально на появление пятен серы.
Таблица 2. Результаты испытаний для примеров 1 и 2
Примеры 3-5
Композиции верхнего покрытия, содержащие ПВХ смолу, получали согласно составам в таблице 3. Все количества приведены в массовых частях (% масс.)
Таблица 3. Состав примеров 3-5
≠ UMOH, доступный от Xinyi Jai Tai Chemical Co. LTD
≠≠ Cymel™ 1123, доступный от Cytec Industries Inc.
* Эпоксидированное соевое масло
** Додецилбензолсульфонат натрия
*** BYK 088 от BYK-Chemie
Таблица 4. Результаты испытания многослойных систем покрытия
* Стерилизация с раствором 0,05M Na2S при 121°C в течение 30 мин
** Стерилизация с раствором 2% молочной кислоты при 121°C в течение 30 мин
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| КОМПОЗИЦИЯ ПОКРЫТИЯ | 2014 |
|
RU2654761C2 |
| КОМПОЗИЦИЯ ПОКРЫТИЯ | 2014 |
|
RU2669694C2 |
| СОДЕРЖАЩИЙ КОНЦЕВЫЕ ЭПОКСИГРУППЫ СЛОЖНЫЙ ПОЛИЭФИР | 2014 |
|
RU2684909C1 |
| СЛОЖНЫЕ ПОЛИЭФИРЫ И СОДЕРЖАЩИЕ ИХ ПОКРЫТИЯ | 2014 |
|
RU2642063C2 |
| Содержащий концевые эпоксигруппы сложный полиэфир | 2014 |
|
RU2682168C1 |
| КЛЕЕВЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ ЛАМИНИРОВАНИЯ НА ОСНОВЕ СЛОЖНОГО ПОЛИЭФИРА-ПОЛИКАРБОНАТА-ПОЛИОЛА | 2016 |
|
RU2734474C2 |
| СЛОЖНЫЙ ПОЛИЭФИР ПОЛИОЛОВ | 2013 |
|
RU2637515C2 |
| СМОЛА СЛОЖНОГО ПОЛИЭФИРА, СОДЕРЖАЩАЯ БИОПОЛИОЛ | 2012 |
|
RU2570816C2 |
| ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЙ ТОНЕР | 2013 |
|
RU2598843C2 |
| ЦЕЛЬНАЯ АЭРОЗОЛЬНАЯ ТУБА ИЛИ БАЛЛОН, СОДЕРЖАЩИЕ КОМПОЗИЦИЮ ПОКРЫТИЯ | 2017 |
|
RU2710431C1 |
Изобретение относится к композициям для покрытий, содержащим сложные полиэфиры, и также может быть использовано для нанесения покрытий на контейнеры для пищевых продуктов и напитков, на которые наносят эти композиции покрытий, включая двухслойные системы покрытия Композиция покрытия содержит: (a) первый сложнополиэфирный материал, имеющий среднечисловую молекулярную массу (Mn) от 500 до 5500 Да и температуру стеклования Tg от 40 до 120°С и (b) второй сложнополиэфирный материал, имеющий среднечисловую молекулярную массу (Mn) от 6000 до 100000 Да. Двухслойная система покрытий для контейнера для пищевых продуктов и/или напитков в качестве верхнего слоя содержит поливинилхлоридную смолу. Изобретение также относится к контейнеру для пищевых продуктов и/или напитков, часть которого, по меньшей мере, покрыта композицией для покрытия на основе сложнополиэфирного материала и, в частности, двухслойной системой покрытия. Изобретение обеспечивает превосходную адгезию к подложке, безопасность при контакте с пищевым продуктом, высокую скорость нанесения покрытия и свойства покрытий после отверждения, подходящие для их конечного назначения. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 табл., 5 пр.
1. Композиция покрытия, содержащая:
(a) первый сложнополиэфирный материал, имеющий среднечисловую молекулярную массу (Mn) от 500 до 5500 Да и температуру стеклования (Tg) от 40 до 120°С, и
(b) второй сложнополиэфирный материал, имеющий среднечисловую молекулярную массу (Mn) от 6000 до 100000 Да, где среднечисловую молекулярную массу (Mn) определяют согласно ASTM D6579-11 и температуру стеклования (Tg) определяют согласно ASTM D6604-00(2013).
2. Композиция покрытия по п. 1, в которой второй сложнополиэфирный материал содержит терефталевую кислоту и 1,2-пропандиол.
3. Композиция покрытия по пп. 1 или 2, в которой второй сложнополиэфирный материал имеет температуру стеклования (Tg) по меньшей мере 80°С.
4. Композиция покрытия по любому из пп. 1-3, в которой первый сложнополиэфирный материал присутствует в композиции покрытия в количестве от примерно 1. до 50 мас.% в расчете на общую массу твердого вещества композиции покрытия.
5. Композиция покрытия по любому из пп. 1-4, в которой второй сложнополиэфирный материал присутствует в композиции покрытия в количестве от 10% масс. до 50 мас.% в расчете на общую массу твердого вещества композиции покрытия.
6. Композиция покрытия по любому из пп. 1-5, где композиция покрытия дополнительно содержит сшивающий агент.
7. Композиция покрытия, содержащая:
(a) первый сложнополиэфирный материал, имеющий среднечисловую молекулярную массу (Mn) от 500 до 5500 Да, и
(b) второй сложнополиэфирный материал,
при этом второй сложнополиэфирный материал (b) содержит продукт реакции:
(i) 1,2-пропандиола,
(ii) терефталевой кислоты и
(iii) агента повышения молекулярной массы,
отличающаяся тем, что высокомолекулярный сложнополиэфирный материал имеет среднечисловую молекулярную массу (Mn) по меньшей мере 6100 Да и температуру стеклования (Tg) по меньшей мере примерно 80°С, причем среднечисловую молекулярную массу (Mn) определяют согласно ASTM D6579-11 и температуру стеклования (Tg) определяют согласно ASTM D6604-00(2013).
8. Композиция покрытия по п. 7, в которой агент повышения молекулярной массы содержит поликислоту, полиол или их сочетание.
9. Композиция покрытия по п. 8, в которой поликислота содержит малеиновый ангидрид или итаконовую кислоту, или их сочетание.
10. Композиция покрытия по пп. 8 или 9, в которой полиол содержит триметилолпропан.
11. Контейнер для пищевых продуктов и/или напитков по меньшей мере часть которого покрыта композицией покрытия по любому из пп. 1-10.
12. Двухслойная система покрытия для контейнера для пищевых продуктов и/или напитков, содержащая нижний слой покрытия и верхний слой покрытия, при этом нижний слой покрытия содержит:
(a) первый сложнополиэфирный материал, имеющий среднечисловую молекулярную массу (Mn) от 500 до 5500 Да и температуру стеклования (Tg) от 40 до 120°С, и
(b) второй сложнополиэфирный материал, имеющий среднечисловую молекулярную массу (Mn) от 6000 до 100000 Да, причем среднечисловую молекулярную массу (Mn) определяют согласно ASTM D6579-11 и температуру стеклования (Tg) определяют согласно ASTM D6604-00(2013).
13. Двухслойная система покрытия для контейнера для пищевых продуктов и/или напитков по п. 12, в которой верхний слой покрытия содержит поливинилхлоридную (ПВХ) смолу.
14. Двухслойная система покрытия для контейнера для пищевых продуктов и/или напитков по п. 12 или 13, в которой верхний слой покрытия содержит функционализированную поливинилхлоридную смолу.
15. Контейнер для пищевых продуктов и/или напитков, по меньшей мере часть которого покрыта двухслойной системой покрытия по любому из пп. 12-14.
| WO 2004013240 A1, 12.02.2004 | |||
| US 2007036903 A1, 15.02.2004 | |||
| СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ И ИЗДЕЛИЕ | 1997 |
|
RU2188837C2 |
| WO 2012051540 A, 19.04.2012. | |||
