容器和其他制品用涂料組合物及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于涂料組合物的聚合物，優(yōu)選聚醚聚合物。還提供了包含該聚合物的容器以及用于制備所述容器的方法。本發(fā)明進(jìn)一步提供了包含該聚合物的粉末涂料組合物，其在多種涂料終端應(yīng)用例如閥門(mén)和管件涂層中具有實(shí)用性。
【專利說(shuō)明】容器和其他制品用涂料組合物及其使用方法
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的奪叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求于2012年8月7日遞交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第61/681，394號(hào)和于2012 年2月7日遞交的國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/US2012/024191和PCT/US2012/024193的優(yōu)先權(quán)。上 述專利申請(qǐng)中的每一篇通過(guò)引用全文插入本文。

【背景技術(shù)】
[0003] 眾所周知，將涂層涂覆到金屬上以延緩或抑制腐蝕。在諸如金屬食品和飲料罐的 包裝容器領(lǐng)域中確實(shí)這樣。涂層通常涂覆在這樣的容器的內(nèi)部，以防其中的內(nèi)容物與容器 的金屬接觸。金屬和被包裝的產(chǎn)品之間的接觸可能導(dǎo)致對(duì)金屬容器的腐蝕，這可能污染被 包裝的產(chǎn)品。當(dāng)容器的內(nèi)容物在化學(xué)上具有侵略性質(zhì)的情況下確實(shí)這樣。還將保護(hù)涂層 涂覆到食品和飲料容器的內(nèi)部，以防在食品的填充線和容器蓋之間的容器上部空間中的腐 蝕。
[0004] 包裝涂層優(yōu)選應(yīng)當(dāng)能夠高速涂覆到基材上，并且當(dāng)被硬化以在這種苛刻的終端應(yīng) 用中起作用時(shí)應(yīng)當(dāng)提供各種必要性質(zhì)。例如，涂層應(yīng)當(dāng)對(duì)食品接觸安全、不會(huì)不利地影響被 包裝食品或飲料產(chǎn)品的味道、對(duì)基材具有優(yōu)異的粘附性、耐染色和其他涂層缺陷（諸如凸 出、發(fā)白和/或起泡）并且長(zhǎng)期耐降解，即使暴露于苛刻條件下也具有上述性質(zhì)。此外，涂 層通常應(yīng)當(dāng)能夠在容器制造期間保持適當(dāng)?shù)哪ね暾?，并且能夠耐受產(chǎn)品包裝期間容器可 能遭受的處理?xiàng)l件。
[0005] 各種涂層已被用作內(nèi)部保護(hù)性罐涂層，包括聚氯乙烯基涂層和摻有雙酚A (BPA) 的環(huán)氧基涂層。然而，這些涂層類(lèi)型中的每種都具有潛在的缺陷。例如，含有聚氯乙烯或相 關(guān)含鹵乙烯基聚合物的材料的回收可能成為問(wèn)題。一些人們還希望減少或消除常用于配制 與食品接觸的環(huán)氧涂層中的某些BPA基化合物。
[0006] 市場(chǎng)需要改進(jìn)的用于涂層諸如包裝涂層的粘結(jié)劑體系。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供了一種適用于多種應(yīng)用的聚合物（例如作為涂料組合物的粘合劑聚 合物）。盡管本發(fā)明的聚合物可具有任何合適的主鏈化學(xué)結(jié)構(gòu)，但在優(yōu)選的實(shí)施方式中該聚 合物是聚醚聚合物，其優(yōu)選包含芳族醚鏈段。該聚合物優(yōu)選基本上不含或完全不含下列中 的一者或兩者：（i)結(jié)合的雙酚A、雙酚F、雙酚S、及其二環(huán)氧化物和（ii) 一種或多種結(jié)合 的多元酚類(lèi)單體和其環(huán)氧化物，其具有對(duì)于人類(lèi)雌激素受體而言大于或等于雙酚S的、大 于或等于4，f -(丙烷-2,2-二基）雙（2,6_二溴苯酚）的、或大于或等于2,2_二（4-羥 基苯基）丙酸的的雌激素受體激動(dòng)劑活性（estrogen agonist activity)。在優(yōu)選的實(shí)施 方式中，聚合物基本上不含、更優(yōu)選本質(zhì)上不含、更優(yōu)選本質(zhì)上上完全不含、并且最佳完全 不含：結(jié)合的雙酚單體和其環(huán)氧化物。在一些實(shí)施方式中，聚合物是基本上不含、更優(yōu)選完 全不含任何結(jié)合的多元酚或其環(huán)氧化物。
[0008] 本發(fā)明的優(yōu)選聚合物適用于多種最終用途，包括，例如作為涂層的成膜材料。在一 些這樣的實(shí)施方式中，該聚合物具有至少30°C、更優(yōu)選60°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，并且具有 至少1000、更優(yōu)選2000的數(shù)均分子量。芳基或雜芳基優(yōu)選占該聚合物的至少25重量％。
[0009] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，聚合物還包含側(cè)羥基（即，仲羥基），并且更優(yōu)選地包含一 個(gè)或多個(gè)-CH2-CH (OH) -CH2-或CH2-CH2-CH (0H)-鏈段，其優(yōu)選地衍生自氧雜環(huán)丙烷并且位于 聚合物的主鏈。
[0010] 聚合物優(yōu)選地包含一個(gè)或多個(gè)鏈段，更優(yōu)選多個(gè)鏈段，在所述鏈段的骨架部分中 具有一個(gè)或多個(gè)芳基或雜芳基。聚合物優(yōu)選包含多個(gè)下面式（I)的鏈段：
[0011] -〇-Ar-〇-
[0012] 其中"Ar"表示芳基或雜芳基，所繪的各個(gè)氧原子連接到所述芳基或雜芳基的原 子上，并且優(yōu)選地是醚或酯鍵的一部分，更優(yōu)選是醚鍵的一部分。
[0013] 在一些實(shí)施方式中，式（I)中所描繪的芳基或雜芳基包含一個(gè)或多個(gè)、更優(yōu)選兩 個(gè)或更多個(gè)連接到環(huán)上（優(yōu)選在相對(duì)于所繪氧原子中的一個(gè)的鄰位或間位）的取代基 (即，不同于氫）。
[0014] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，聚合物包含一個(gè)或多個(gè)、甚至更優(yōu)選多個(gè)如下面的式（II) 所示的鏈段：
[0015]

【權(quán)利要求】
1. 一種制品，所述制品包含： 包裝容器或其一部分，其具有金屬基材和設(shè)置在所述基材的至少一部分上的涂料組合 物，其中所述涂料組合物包含基本上不含結(jié)合的雙酚A、雙酚F、雙酚S、及其環(huán)氧化物的聚 醚聚合物，并且所述聚醚聚合物是如下成分的反應(yīng)產(chǎn)物，所述成分包含： (i) 包含下面式（Π )的鏈段的二環(huán)氧化物
其中： 如果存在的話，"H"表示氫原子； 如果存在的話，各個(gè)R1獨(dú)立地為原子量為至少15道爾頓的原子或基團(tuán)； v為0到4;并且 其中兩個(gè)或更多個(gè)R1基團(tuán)可以結(jié)合形成一個(gè)或多個(gè)環(huán)狀基團(tuán)；以及 (ii) 多元單酚。
2. -種制品，所述制品包含： 包裝容器或其一部分，其具有 金屬基材； 設(shè)置在所述基材的至少一部分上的涂料組合物，所述涂料組合物包含： 包含至少25重量％的芳基或雜芳基并且基本上不含結(jié)合的雙酚單體或其二環(huán)氧化物 的聚醚聚合物，并且所述聚醚聚合物包含一個(gè)或多個(gè)下面式（II)的鏈段： 其中：
如果存在的話，"H"表示氫原子； 如果存在的話，各個(gè)R1獨(dú)立地為原子量為至少15道爾頓的原子或基團(tuán)； v為0到4;并且 其中兩個(gè)或更多個(gè)R1基團(tuán)可以結(jié)合形成一個(gè)或多個(gè)環(huán)狀基團(tuán)。
3. 前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的制品，其中，所述包裝容器或其一部分是食品或飲料容器 或其一部分，其具有設(shè)置在內(nèi)表面的至少一部分上的所述涂料組合物。
4. 前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的制品，其中，式（II)中各個(gè)所繪的氧原子存在于醚鍵中。
5. 前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的制品，其中，所述聚合物包含一個(gè)或多個(gè)-CH2-CH (OH) -CH2-或-CH2-CH2-CH (OH)-鏈段。
6. 前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的制品，其中，v為1到4。
7. 前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的制品，其中，v為2到4。
8. 前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的制品，其中，至少一個(gè)R1在相對(duì)于至少一個(gè)所繪氧原子的 鄰位連接到亞苯基環(huán)。
9. 前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的制品，其中，式（II)中各個(gè)所繪的氧原子具有至少一個(gè)在 苯環(huán)上與其鄰位的R1。
10. 前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的制品，其中，各個(gè)R1獨(dú)立地選自有機(jī)基團(tuán)、含硫的基團(tuán)或 含氮的基團(tuán)。
11. 前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的制品，其中，各個(gè)R1為有機(jī)基團(tuán)。
12. 權(quán)利要求11的制品，其中，各個(gè)R1為包含1到4個(gè)碳原子的烴基片段。
13. 前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的制品，其中，聚醚聚合物是如下反應(yīng)物的反應(yīng)產(chǎn)物，該反 應(yīng)物包含二環(huán)氧化物和二元單酚。
14. 權(quán)利要求13的制品，其中，所述二環(huán)氧化物和所述二元單酚各自均包含式（II)的 鏈段。
15. 前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的制品，其中，所述聚醚聚合物是如下反應(yīng)物的反應(yīng)產(chǎn)物， 該反應(yīng)物包含第一二元單酚和第二二元單酚的二環(huán)氧化物，并且其中所述第一和第二二元 單酚是相同的或不同的。
16. 權(quán)利要求15的制品，其中，所述二環(huán)氧化物是所述第二二元單酚的二縮水甘油醚。
17. 權(quán)利要求1或13-16中任意一項(xiàng)的制品，其中，所述二環(huán)氧化物是非遺傳毒性的。
18. 權(quán)利要求1或13-17中任意一項(xiàng)的制品，其中，所述二環(huán)氧化物是下面式（IV)的化 合物： 其中：
Η和R1如上面式（II)所述； ν為1到4 ; s為0到1 ; 如果存在的話，R3是二價(jià)基團(tuán)；并且 各個(gè)R4獨(dú)立地為氫原子、鹵原子或可以包含一個(gè)或多個(gè)雜原子的有機(jī)基團(tuán)。
19. 權(quán)利要求15-18中任意一項(xiàng)的制品，其中，所述第一二元單酚選自兒茶酚、間苯二 酚或氫醌中的一種或多種。
20. 前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的制品，其中所述式（II)的鏈段衍生自2,5_二叔丁基氫醌 的二環(huán)氧化物。
21. 前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的制品，其中，所述聚醚聚合物表現(xiàn)出的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為 至少60°C。
22. 前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的制品，其中，亞苯基占所述聚醚聚合物的至少25重量％。
23. 前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的制品，其中，亞苯基占所述聚醚聚合物的至少45重量％。
24. 前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的制品，其中，在所述涂料組合物的任何固化之前，所述聚 醚聚合物的多分散指數(shù)為2到3. 5。
25. 前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的制品，其中，所述聚醚聚合物不含任何鹵素。
26. 前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的制品，其中，所述聚醚聚合物的數(shù)均分子量為至少2000 并且玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為至少30°C，并且，基于所述涂料組合物中總的樹(shù)脂固體，所述涂料組 合物包含至少10重量％的所述聚醚聚合物。
27. 前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的制品，其中，所述聚醚聚合物的骨架是不含酯鍵的。
28. 前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的制品，其中，所述涂料組合物基本上不含活動(dòng)或結(jié)合的雙 酚A、雙酚F、雙酚S及其二環(huán)氧化物。
29. 前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的制品，其中，所述涂料組合物基本上不含任何活動(dòng)或結(jié)合 的雙酚單體及其二環(huán)氧化物。
30. 前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的制品，其中，所述制品是食品或飲料包裝制品，其包含包 裹于其中的食品或飲料產(chǎn)品。
31. 前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求中的涂料組合物。
32. -種方法，所述方法包括 提供前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求中的涂料組合物；并且 在金屬基材形成為食品或飲料容器或其一部分之前或之后，將所述涂料組合物涂覆在 所述金屬基材的至少一部分上。
33. 權(quán)利要求32的方法，其中，將所述涂料組合物涂覆到預(yù)形成的食品或飲料容器或 其一部分的內(nèi)表面的至少一部分上。
34. -種粉末涂料組合物，其包含含有前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求中的所述聚醚聚合物的 基體粉末。
35. 權(quán)利要求34的粉末涂料組合物，其中，所述粉末涂料組合物基本上不含任何活動(dòng) 或結(jié)合的雙酚單體及其二環(huán)氧化物。
36. -種方法，所述方法包括： 提供金屬基材； 將權(quán)利要求34或35的粉末涂料組合物涂覆在所述金屬基材上； 在所述粉末涂料組合物的涂覆之前、期間或之后，加熱所述金屬基材，從而由該粉末涂 料組合物形成的固化涂層。
37. 權(quán)利要求36的方法，其中，所述金屬基材包含在用于輸送或儲(chǔ)存液體的制品中。
38. 權(quán)利要求37的方法，其中，所述固化涂層位于意欲與飲用水接觸的表面上。
39. 通過(guò)權(quán)利要求36到38中任意一項(xiàng)所述方法得到的制品。
40. 權(quán)利要求39的制品，其中，所述制品是水閥或配件。
【文檔編號(hào)】C23C2/00GK104105764SQ201380008432
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月7日
【發(fā)明者】杰弗里·涅德斯特, 理查德·H·伊萬(wàn)斯, 凱文·羅馬格諾里, 羅伯特·M·奧布賴恩, 馬克·S·沃恩·邁爾, T·霍華德·克里莉亞 申請(qǐng)人:威士伯采購(gòu)公司