RU2796008C2 - Coating compositions containing hydroxyphenyl functional polymer and latex polymer - Google Patents
Coating compositions containing hydroxyphenyl functional polymer and latex polymer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2796008C2 RU2796008C2 RU2019134843A RU2019134843A RU2796008C2 RU 2796008 C2 RU2796008 C2 RU 2796008C2 RU 2019134843 A RU2019134843 A RU 2019134843A RU 2019134843 A RU2019134843 A RU 2019134843A RU 2796008 C2 RU2796008 C2 RU 2796008C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- polymer
- coating compositions
- hydroxystyrene
- solution
- Prior art date
Links
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 title claims abstract description 99
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 66
- 239000004816 latex Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 229920000126 latex Polymers 0.000 title claims abstract description 52
- 229920001002 functional polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 37
- 125000004464 hydroxyphenyl group Chemical group 0.000 title claims description 17
- -1 poly(hydroxystyrene) Polymers 0.000 claims abstract description 79
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 49
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 claims abstract description 29
- 235000013305 food Nutrition 0.000 claims abstract description 18
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 52
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 34
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- IMSODMZESSGVBE-UHFFFAOYSA-N 2-Oxazoline Chemical compound C1CN=CO1 IMSODMZESSGVBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical group CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 claims description 4
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 claims description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical group [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 3
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 3
- IEJPPSMHUUQABK-UHFFFAOYSA-N 2,4-diphenyl-4h-1,3-oxazol-5-one Chemical compound O=C1OC(C=2C=CC=CC=2)=NC1C1=CC=CC=C1 IEJPPSMHUUQABK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M Carbamate Chemical group NC([O-])=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N acetaldehyde Diethyl Acetal Natural products CCOC(C)OCC DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000002777 acetyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)=O 0.000 claims description 2
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 150000001408 amides Chemical group 0.000 claims description 2
- 150000007942 carboxylates Chemical group 0.000 claims description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002367 halogens Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 2
- 125000002768 hydroxyalkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 claims description 2
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims description 2
- 125000002485 formyl group Chemical group [H]C(*)=O 0.000 claims 1
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 23
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 abstract description 21
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract description 17
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 abstract description 8
- 229930185605 Bisphenol Natural products 0.000 abstract description 6
- 239000000049 pigment Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- VPWNQTHUCYMVMZ-UHFFFAOYSA-N 4,4'-sulfonyldiphenol Chemical class C1=CC(O)=CC=C1S(=O)(=O)C1=CC=C(O)C=C1 VPWNQTHUCYMVMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 81
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 50
- KSMVZQYAVGTKIV-UHFFFAOYSA-N decanal Chemical compound CCCCCCCCCC=O KSMVZQYAVGTKIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 36
- NUJGJRNETVAIRJ-UHFFFAOYSA-N octanal Chemical compound CCCCCCCC=O NUJGJRNETVAIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 34
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 23
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 17
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 16
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 14
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 14
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 12
- 229920006334 epoxy coating Polymers 0.000 description 12
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 11
- CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N butyl acrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C=C CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 10
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 150000002118 epoxides Chemical class 0.000 description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 10
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 7
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 7
- VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N glycidyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC1CO1 VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- GNSFRPWPOGYVLO-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxypropyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCCO GNSFRPWPOGYVLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-N N-dimethylaminoethanol Chemical compound CN(C)CCO UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229960002887 deanol Drugs 0.000 description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 6
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 6
- DAZXVJBJRMWXJP-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethylethylamine Chemical compound CCN(C)C DAZXVJBJRMWXJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 6
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 6
- CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N tert‐butyl hydroperoxide Chemical compound CC(C)(C)OO CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XLLXMBCBJGATSP-UHFFFAOYSA-N 2-phenylethenol Chemical compound OC=CC1=CC=CC=C1 XLLXMBCBJGATSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- OIWOHHBRDFKZNC-UHFFFAOYSA-N cyclohexyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OC1CCCCC1 OIWOHHBRDFKZNC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 5
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 5
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- FUGYGGDSWSUORM-UHFFFAOYSA-N 4-hydroxystyrene Chemical group OC1=CC=C(C=C)C=C1 FUGYGGDSWSUORM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- SOGAXMICEFXMKE-UHFFFAOYSA-N Butylmethacrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C(C)=C SOGAXMICEFXMKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 description 4
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- JESXATFQYMPTNL-UHFFFAOYSA-N mono-hydroxyphenyl-ethylene Natural products OC1=CC=CC=C1C=C JESXATFQYMPTNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 4
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 3
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 3
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 description 3
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 3
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 3
- FBCQUCJYYPMKRO-UHFFFAOYSA-N prop-2-enyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC=C FBCQUCJYYPMKRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PMRFBLQVGJNGLU-UHFFFAOYSA-N -form-1-(4-Hydroxyphenyl)ethanol Natural products CC(O)C1=CC=C(O)C=C1 PMRFBLQVGJNGLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical compound N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YCCILVSKPBXVIP-UHFFFAOYSA-N 2-(4-hydroxyphenyl)ethanol Chemical compound OCCC1=CC=C(O)C=C1 YCCILVSKPBXVIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N Ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YNAVUWVOSKDBBP-UHFFFAOYSA-N Morpholine Chemical compound C1COCCN1 YNAVUWVOSKDBBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N N-Pentanol Chemical compound CCCCCO AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 2
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 2
- 235000014171 carbonated beverage Nutrition 0.000 description 2
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 2
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012972 dimethylethanolamine Substances 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(triethoxy)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C=C FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C=C NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 2
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 2
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N monopropylene glycol Natural products CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 2
- 125000005498 phthalate group Chemical class 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOCC1CO1 BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 2
- PFTAWBLQPZVEMU-DZGCQCFKSA-N (+)-catechin Chemical compound C1([C@H]2OC3=CC(O)=CC(O)=C3C[C@@H]2O)=CC=C(O)C(O)=C1 PFTAWBLQPZVEMU-DZGCQCFKSA-N 0.000 description 1
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VDYWHVQKENANGY-UHFFFAOYSA-N 1,3-Butyleneglycol dimethacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OC(C)CCOC(=O)C(C)=C VDYWHVQKENANGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LHENQXAPVKABON-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-1-ol Chemical compound CCC(O)OC LHENQXAPVKABON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DSCFFEYYQKSRSV-UHFFFAOYSA-N 1L-O1-methyl-muco-inositol Natural products COC1C(O)C(O)C(O)C(O)C1O DSCFFEYYQKSRSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XRIBIDPMFSLGFS-UHFFFAOYSA-N 2-(dimethylamino)-2-methylpropan-1-ol Chemical compound CN(C)C(C)(C)CO XRIBIDPMFSLGFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethanol Chemical compound CCOCCO ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000954 2-hydroxyethyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])O[H] 0.000 description 1
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Natural products OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 1
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 235000008753 Papaver somniferum Nutrition 0.000 description 1
- 240000001090 Papaver somniferum Species 0.000 description 1
- 238000012951 Remeasurement Methods 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- IAXXETNIOYFMLW-COPLHBTASA-N [(1s,3s,4s)-4,7,7-trimethyl-3-bicyclo[2.2.1]heptanyl] 2-methylprop-2-enoate Chemical compound C1C[C@]2(C)[C@@H](OC(=O)C(=C)C)C[C@H]1C2(C)C IAXXETNIOYFMLW-COPLHBTASA-N 0.000 description 1
- UKMBKKFLJMFCSA-UHFFFAOYSA-N [3-hydroxy-2-(2-methylprop-2-enoyloxy)propyl] 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC(CO)OC(=O)C(C)=C UKMBKKFLJMFCSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 229920006243 acrylic copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012644 addition polymerization Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008135 aqueous vehicle Substances 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000003849 aromatic solvent Substances 0.000 description 1
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 1
- AOJOEFVRHOZDFN-UHFFFAOYSA-N benzyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC1=CC=CC=C1 AOJOEFVRHOZDFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 125000004063 butyryl group Chemical group O=C([*])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- ADRVNXBAWSRFAJ-UHFFFAOYSA-N catechin Natural products OC1Cc2cc(O)cc(O)c2OC1c3ccc(O)c(O)c3 ADRVNXBAWSRFAJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000005487 catechin Nutrition 0.000 description 1
- 238000010538 cationic polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229950001002 cianidanol Drugs 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N diethylamine Chemical compound CCNCC HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940028356 diethylene glycol monobutyl ether Drugs 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 125000000118 dimethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 1
- 239000000598 endocrine disruptor Substances 0.000 description 1
- 231100000049 endocrine disruptor Toxicity 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000012632 extractable Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002541 furyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 125000000350 glycoloyl group Chemical group O=C([*])C([H])([H])O[H] 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000001871 ion mobility spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical group 0.000 description 1
- 229910000358 iron sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940119545 isobornyl methacrylate Drugs 0.000 description 1
- TYQCGQRIZGCHNB-JLAZNSOCSA-N l-ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(O)=C(O)C1=O TYQCGQRIZGCHNB-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- OKRNLSUTBJUVKA-UHFFFAOYSA-N n,n,n',n'-Tetrakis(2-hydroxyethyl)adipamide Chemical compound OCCN(CCO)C(=O)CCCCC(=O)N(CCO)CCO OKRNLSUTBJUVKA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UUCAVBDCVCFNIN-UHFFFAOYSA-N n,n,n',n'-tetrakis(2-hydroxypropyl)hexanediamide Chemical compound CC(O)CN(CC(C)O)C(=O)CCCCC(=O)N(CC(C)O)CC(C)O UUCAVBDCVCFNIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002918 oxazolines Chemical class 0.000 description 1
- JCGNDDUYTRNOFT-UHFFFAOYSA-N oxolane-2,4-dione Chemical compound O=C1COC(=O)C1 JCGNDDUYTRNOFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021485 packed food Nutrition 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L phthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=CC=C1C([O-])=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000006069 physical mixture Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 1
- 150000008442 polyphenolic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000002987 primer (paints) Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 125000002572 propoxy group Chemical group [*]OC([H])([H])C(C([H])([H])[H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229920003987 resole Polymers 0.000 description 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 1
- 235000014214 soft drink Nutrition 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000005211 surface analysis Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- WYKYCHHWIJXDAO-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 2-ethylhexaneperoxoate Chemical compound CCCCC(CC)C(=O)OOC(C)(C)C WYKYCHHWIJXDAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- IMFACGCPASFAPR-UHFFFAOYSA-N tributylamine Chemical compound CCCCN(CCCC)CCCC IMFACGCPASFAPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 229920003176 water-insoluble polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Уровень техники изобретенияState of the art invention
Область техники изобретенияField of invention
Настоящее изобретение относится к композициям для покрытия, содержащим гидроксифенил–функциональный полимер, латексный полимер, сшивающий агент и необязательно один или несколько растворителей, дисперсант, смазывающее вещество и/или один или несколько пигментов, к способам получения приведенных выше композиций, способам получения субстратов, покрытых приведенными выше композициями, и к субстратам, покрытым приведенными выше композициями, особенно к металлическим субстратам.The present invention relates to coating compositions containing a hydroxyphenyl-functional polymer, a latex polymer, a crosslinking agent and optionally one or more solvents, a dispersant, a lubricant and/or one or more pigments, to methods for obtaining the above compositions, methods for obtaining substrates coated the above compositions, and to substrates coated with the above compositions, especially metal substrates.
Описание предшествующего уровня техникиDescription of the prior art
Композиции для покрытия используют на поверхности упаковочных субстратов для пищевых продуктов и напитков с целью защиты содержимого упаковки, например, от загрязнения пищевого продукта или напитка вследствие коррозии упаковки ее содержимым. Следует также соблюдать осторожность, чтобы исключить потерю вкуса пищи или напитка в субстрате. Потеря вкуса пищи или напитка в субстрате, известная как скальпирование вкуса, возникает в результате миграции летучих ароматизаторов в упакованной пище или напитке в покрытие на поверхности упаковочного субстрата.Coating compositions are used on the surface of packaging substrates for foods and beverages in order to protect the contents of the package, for example, from contamination of the food or drink due to corrosion of the package by its contents. Care must also be taken to avoid loss of flavor in the food or drink in the substrate. Loss of flavor in the food or drink in the substrate, known as taste scalping, results from the migration of volatile flavors in the packaged food or drink into the coating on the surface of the packaging substrate.
Композиции для покрытия, полученные из эпоксидных смол, используют для покрытия упаковок и контейнеров для пищевых продуктов и напитков. Хотя масса научных данных, интерпретируемых крупнейшими мировыми регулирующими агентствами по безопасности пищевых продуктов в США, Канаде, Европе и Японии, показывает, что уровни потреблений бисфенола А (БФА (BPA)), которые воздействуют на потребителей при существующих промышленных покрытиях на основе эпоксидной смолы, безопасны, тем не менее, существует обеспокоенность потребителей по поводу возможной миграции БФА в пищу или напиток, поэтому предпочтительны покрытия, не содержащие БФА или любые другие эндокринные разрушители.Coating compositions derived from epoxy resins are used to coat food and beverage packages and containers. Although a body of scientific data interpreted by the world's largest food safety regulatory agencies in the US, Canada, Europe and Japan indicates that levels of Bisphenol A (BPA) consumption that consumers are exposed to with current commercial epoxy coatings, safe, however, there is consumer concern about the possible migration of BPA into food or drink, so coatings that do not contain BPA or any other endocrine disruptors are preferred.
Таким образом, существует потребность в производстве композиций для покрытия, которые не содержат или по существу не содержат бисфенол A или другие бисфенолы и не оказывают влияния на вкус пищевого продукта или напитка внутри покрытого контейнера.Thus, there is a need to produce coating compositions that are free or substantially free of bisphenol A or other bisphenols and do not affect the taste of the food or drink within the coated container.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Неожиданно установлено, что композиции для покрытия, содержащие гидроксифенил–функциональный полимер и латексный полимер, придают благоприятные характеристики скальпирования запаха, при этом исключают материалы, которые нежелательны для потребителей. Соответственно, настоящее изобретение предлагает композицию для покрытия, содержащую гидроксифенил–функциональный полимер, латексный полимер, сшивающий агент и необязательно один или несколько растворителей, дисперсант, смазывающее вещество и/или один или несколько пигментов.Surprisingly, coating compositions containing a hydroxyphenyl functional polymer and a latex polymer have been found to impart favorable odor scalping characteristics while avoiding materials that are undesirable to consumers. Accordingly, the present invention provides a coating composition comprising a hydroxyphenyl functional polymer, a latex polymer, a crosslinking agent, and optionally one or more solvents, a dispersant, a lubricant, and/or one or more pigments.
Настоящее изобретение предлагает альтернативу покрытиям на основе эпоксида, которые по существу не содержат формальдегид, бисфенолы, изоцианаты, фталаты и оловоорганические соединения. В частности, композиции для покрытия, раскрытые в данном документе, предпочтительно не содержат или по существу не содержат бисфенол A или другие бисфенолы.The present invention provides an alternative to epoxy-based coatings that are substantially free of formaldehyde, bisphenols, isocyanates, phthalates, and organotin compounds. In particular, the coating compositions disclosed herein are preferably free or substantially free of bisphenol A or other bisphenols.
Настоящее изобретение также предлагает композицию для покрытия, содержащую гидроксифенил–функциональный полимер и латексный полимер, где, когда композицию для покрытия наносят на субстрат с образованием слоя покрытия, гидроксифенил–функциональный полимер не распределяется равномерно по всему слою покрытия.The present invention also provides a coating composition comprising a hydroxyphenyl functional polymer and a latex polymer, wherein when the coating composition is applied to a substrate to form a coating layer, the hydroxyphenyl functional polymer is not evenly distributed throughout the coating layer.
Настоящее изобретение также предлагает способы получения описанных выше композиций. Также предложены способы получения субстратов, покрытых описанными выше композициями, и субстраты, покрытые описанными выше композициями, особенно металлические субстраты.The present invention also provides methods for preparing the compositions described above. Also provided are methods for preparing substrates coated with the compositions described above and substrates coated with the compositions described above, especially metallic substrates.
Композиции для покрытия по изобретению полезны для ряда областей применения, в том числе, но без ограничения, для покрытий упаковки пищевых продуктов и напитков и металлических упаковок, таких как аэрозольные баллоны, банки с краской и промышленные баки.The coating compositions of the invention are useful in a number of applications, including, but not limited to, coating food and beverage packaging and metal packaging such as aerosol cans, paint cans, and industrial cans.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
ФИГ. 1 показывает данные TOF–SIMS для профиля распределения по глубине покрытых с помощью BPA–NI A1 (без БФА) поверхностей.FIG. 1 shows TOF-SIMS data for the depth distribution profile of surfaces coated with BPA-NI A1 (without BPA).
ФИГ. 2 показывает данные TOF–SIMS для профиля распределения по глубине покрытых с помощью CC–04 поверхностей.FIG. 2 shows TOF-SIMS data for the depth distribution profile of surfaces covered with CC-04.
ФИГ. 3 показывает сравнение данных TOF–SIMS для профилей распределения по глубине эпоксида, BPA–NI A1 и CC–04.FIG. 3 shows a comparison of TOF-SIMS data for epoxide depth distribution profiles, BPA-NI A1 and CC-04.
Краткое описание изобретенияBrief description of the invention
В первом варианте осуществления настоящее изобретение предлагает композицию для покрытия с неожиданно благоприятными характеристиками скальпирования вкуса без использования бисфенолов и других материалов, которые нежелательны для потребителей. Композиции по настоящему изобретению содержат гидроксифенил–функциональный полимер, латексный полимер, сшивающий агент и необязательно один или несколько растворителей, дисперсант, смазывающее вещество и/или один или несколько пигментов. В другом аспекте настоящее изобретение предлагает покрытый субстрат, содержащий, по меньшей мере, слой композиции для покрытия. В еще одном аспекте настоящее изобретение предлагает способ получения покрытого субстрата, включающий нанесение и отверждение слоя композиции на поверхности субстрата.In a first embodiment, the present invention provides a coating composition with surprisingly favorable taste scalping characteristics without the use of bisphenols and other materials that are undesirable to consumers. The compositions of the present invention contain a hydroxyphenyl functional polymer, a latex polymer, a crosslinking agent and optionally one or more solvents, a dispersant, a lubricant and/or one or more pigments. In another aspect, the present invention provides a coated substrate comprising at least a layer of coating composition. In yet another aspect, the present invention provides a method for producing a coated substrate, including applying and curing a layer of the composition on the surface of the substrate.
Под «гидроксифенил–функциональным полимером» понимают любой полимер, содержащий фенольные группы. Термин «гидроксифенил–функциональный полимер» также охватывает полимеры, содержащие функционализированные фенольные группы. Гидроксифенил–функциональный полимер может представлять собой гомополимер или сополимер. Гидроксифенил–функциональный полимер, используемый в композициях по изобретению, может представлять собой один тип полимера или комбинацию из двух или нескольких типов полимера. В одном варианте гидроксифенил–функциональный полимер композиции для покрытия не содержит фенолформальдегидный резол.By "hydroxyphenyl-functional polymer" is meant any polymer containing phenolic groups. The term "hydroxyphenyl-functional polymer" also covers polymers containing functionalized phenolic groups. The hydroxyphenyl functional polymer may be a homopolymer or a copolymer. The hydroxyphenyl functional polymer used in the compositions of the invention may be one type of polymer or a combination of two or more types of polymer. In one embodiment, the hydroxyphenyl-functional polymer of the coating composition does not contain phenol-formaldehyde resole.
Гидроксифенил–функциональный полимер может быть функционализирован одной или несколькими функциональными группами. Типичные функциональные группы включают: ацеталь, акрилат, метакрилат, альдегид, алкил, алкокси–группу, амид, арил, карбамат, карбоксилат, галоген, гидроксиалкил, гидрокси–алкиламид, оксазолин, азлактон, гидроксил, изоцианат, кетон, метакрилат, нитрил, нитрогруппу, сульфид, сульфон, тиол, уретан, алкилвинил и винил.The hydroxyphenyl functional polymer may be functionalized with one or more functional groups. Typical functional groups include: acetal, acrylate, methacrylate, aldehyde, alkyl, alkoxy, amide, aryl, carbamate, carboxylate, halogen, hydroxyalkyl, hydroxyalkylamide, oxazoline, azlactone, hydroxyl, isocyanate, ketone, methacrylate, nitrile, nitro group , sulfide, sulfone, thiol, urethane, alkylvinyl and vinyl.
Гидроксифенил–функциональный полимер может представлять собой катехин–функциональный полимер, новолак, такой как новолачная фенольная смола, гидроксифенил–функциональный полимер со структурой, похожей на новолак, поли(гидроксифенольное) соединение или полифенол.The hydroxyphenyl functional polymer may be a catechin functional polymer, a novolac such as novolac phenolic resin, a hydroxyphenyl functional polymer with a novolac-like structure, a poly(hydroxyphenol) compound, or a polyphenol.
В некоторых вариантах осуществления гидроксифенил–функциональный полимер представляет собой поли(гидроксистирол). Поли(гидроксистирол) может быть линейным или может быть разветвленным. Линейный поли(гидроксистирол), например, может быть получен свободно–радикальной полимеризацией гидроксистирола или его производного(ых). Разветвленный поли(гидроксистирол) также может быть получен свободно–радикальной полимеризацией из гидроксистирола или его производного(ых), но также посредством катионной полимеризации. Предпочтительным гидроксистирольным мономером является 4–гидроксистирол, также известный, как 4–винилфенол. Однако другие гидроксистиролы или их смеси также могут быть использованы в качестве мономера(ов) для получения поли(гидроксистирола), подходящего для данного изобретения. Поли(гидроксистирол) может включать линейный и/или разветвленный поли(гидроксистирол). В некоторых вариантах осуществления поли(гидроксистирол) может представлять собой физическую смесь линейного поли(гидроксистирола) и разветвленного поли(гидроксистирола), тогда как в других вариантах поли(гидроксистирол) может представлять собой полимерную структуру, содержащую как линейный, так и разветвленный поли(гидроксистирол). В одном варианте осуществления поли(гидроксистирол) имеет похожую на новолак структуру. Подходящие поли(гидроксистирол)ы описаны, например, в документе EP 1756191 B1.In some embodiments, the hydroxyphenyl functional polymer is poly(hydroxystyrene). The poly(hydroxystyrene) may be linear or may be branched. Linear poly(hydroxystyrene), for example, can be obtained by free-radical polymerization of hydroxystyrene or its derivative(s). Branched poly(hydroxystyrene) can also be obtained by free-radical polymerization from hydroxystyrene or its derivative(s), but also via cationic polymerization. The preferred hydroxystyrene monomer is 4-hydroxystyrene, also known as 4-vinylphenol. However, other hydroxystyrenes or mixtures thereof may also be used as the monomer(s) to form the poly(hydroxystyrene) suitable for this invention. Poly(hydroxystyrene) may include linear and/or branched poly(hydroxystyrene). In some embodiments, poly(hydroxystyrene) may be a physical mixture of linear poly(hydroxystyrene) and branched poly(hydroxystyrene), while in other embodiments, poly(hydroxystyrene) may be a polymeric structure containing both linear and branched poly(hydroxystyrene). ). In one embodiment, the poly(hydroxystyrene) has a novolac-like structure. Suitable poly(hydroxystyrenes) are described, for example, in EP 1756191 B1.
В одном примере разветвленный полигидроксистирол представляет собой гомополимер 4–гидроксифенилметилкарбинола. Полимер 4–гидроксифенилметилкарбинола содержит разветвленные фрагменты, показанные ниже. Такой олигомер полигидроксистирола имеет структуру типа новолака, даже если он не произведен из формальдегида.In one example, the branched polyhydroxystyrene is a 4-hydroxyphenylmethylcarbinol homopolymer. The 4-hydroxyphenylmethylcarbinol polymer contains branched moieties shown below. Such a polyhydroxystyrene oligomer has a novolak type structure even though it is not made from formaldehyde.
. .
Типичные поли(гидроксистирольные) полимеры, которые могут быть использованы для получения композиций для покрытия по изобретению включают PB5 (Hydrite Chemical Co. Brookfield WI), растворы поли(гидроксистирола) в любом спирте, например, в метаноле, этаноле, бутаноле, пропаноле и изопропаноле, и PB5W (Hydrite Chemical Co., Brookfield, WI). Поли(гидроксистирольные) полимеры могут быть приобретены коммерческим путем или могут быть получены способами, известными в данной области техники (см., например, патенты США №№ 5554719 и 7566752).Typical poly(hydroxystyrene) polymers that can be used to make the coating compositions of the invention include PB5 (Hydrite Chemical Co. Brookfield WI), solutions of poly(hydroxystyrene) in any alcohol such as methanol, ethanol, butanol, propanol and isopropanol , and PB5W (Hydrite Chemical Co., Brookfield, WI). Poly(hydroxystyrene) polymers can be purchased commercially or can be obtained by methods known in the art (see, for example, US patent No. 5554719 and 7566752).
Гидроксифенил–функциональный полимер может иметь среднечисленную молекулярную массу (Mn), измеренную с помощью ГПХ (GPC), 300 Да, 500 Да, 700 Да, 900 Да, 1000 Да, 1200 Да, 1400 Да, 1600 Да, 1800 Да, 2000 Да, 2200 Да, 2400 Да, 2600 Да, 2800 Да, 3000 Да, 3200 Да, 3400 Да, 3600 Да, 3800 Да, 4000 Да, 4200 Да, 4400 Да, 4600 Да, 4800 Да или 5000 Да. В данном документе, когда указан ряд конкретных значений параметра (например, среднечисленная молекулярная масса гидроксифенил–функционального полимера в композициях для покрытия, раскрытых здесь), этот ряд, как подразумевают, включает каждое значение, а также интервалы между любыми двумя значениями. Таким образом, например, Mn гидроксифенил–функционального полимера может составлять 1000 Да или больше, например, 1000–5000 Да. В некоторых вариантах осуществления гидроксифенил–функциональный полимер может иметь Mn 500–3000 Да, 1000–3000 Да, 2000–4000 Да, 2000–3000 Да, 2200–2800 Да или 2400–2800 Да, и т.д. В одном варианте Mn имеет значение больше чем приблизительно 2000 Да, например, больше чем 2500 Да. В некоторых случаях 15% или меньше, 14% или меньше, 13% или меньше, 12% или меньше, 11% или меньше, 10% или меньше, 9% или меньше, 8% или меньше, или 7% или меньше гидроксифенил–функционального полимера имеет молекулярную массу меньше чем 1000 Да.The hydroxyphenyl functional polymer may have a number average molecular weight (M n ) as measured by GPC of 300 Da, 500 Da, 700 Da, 900 Da, 1000 Da, 1200 Da, 1400 Da, 1600 Da, 1800 Da, 2000 Yes, 2200 Yes, 2400 Yes, 2600 Yes, 2800 Yes, 3000 Yes, 3200 Yes, 3400 Yes, 3600 Yes, 3800 Yes, 4000 Yes, 4200 Yes, 4400 Yes, 4600 Yes, 4800 Yes or 5000 Yes. As used herein, when a number of specific parameter values are specified (e.g., the number average molecular weight of the hydroxyphenyl-functional polymer in the coating compositions disclosed herein), that series is meant to include each value as well as the ranges between any two values. Thus, for example, the M n of a hydroxyphenyl-functional polymer may be 1000 Da or more, eg 1000-5000 Da. In some embodiments, the hydroxyphenyl-functional polymer may have M n 500-3000 Da, 1000-3000 Da, 2000-4000 Da, 2000-3000 Da, 2200-2800 Da, or 2400-2800 Da, etc. In one embodiment, M n is greater than about 2000 Da, such as greater than 2500 Da. In some cases, 15% or less, 14% or less, 13% or less, 12% or less, 11% or less, 10% or less, 9% or less, 8% or less, or 7% or less hydroxyphenyl- the functional polymer has a molecular weight of less than 1000 Da.
В одном варианте гидроксифенил–функциональный полимер может иметь полидисперсность приблизительно от 1 и вплоть до 3, приблизительно от 1 и вплоть до 2,5, или приблизительно от 1 и вплоть до 2.In one embodiment, the hydroxyphenyl functional polymer may have a polydispersity of from about 1 to about 3, from about 1 to up to 2.5, or from about 1 to up to 2.
Гидроксифенил–функциональный полимер может присутствовать в композициях для покрытия по изобретению в количестве 0,1%, 0,5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9% или 10% масс. композиций для покрытия, или в интервалах между любыми двумя из этих значений. Например, гидроксифенил–функциональный полимер может присутствовать в композициях для покрытия в количестве 0,1–10% масс., 1–10% масс. композиции для покрытия, в количестве 2–8% масс., 1–5% масс., 1–3% масс. или 1–2% масс. композиции для покрытия.The hydroxyphenyl-functional polymer may be present in the coating compositions of the invention in amounts of 0.1%, 0.5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9% or 10% of the mass. compositions to cover, or between any two of these values. For example, a hydroxyphenyl-functional polymer may be present in coating compositions in an amount of 0.1-10% wt., 1-10% wt. coating compositions, in the amount of 2–8% wt., 1–5% wt., 1–3% wt. or 1–2% wt. coating compositions.
Латексный полимер, используемый в композициях для покрытия, раскрытых в изобретении, может представлять собой гомополимер, или он может быть сополимером. Латексный полимер, используемый в композициях по изобретению, также может представлять собой единственный гомополимер, единственный сополимер, смесь двух или нескольких гомополимеров, смесь двух или нескольких сополимеров, или смесь одного или нескольких гомополимеров с одним или несколькими сополимерами.The latex polymer used in the coating compositions disclosed in the invention may be a homopolymer, or it may be a copolymer. The latex polymer used in the compositions of the invention may also be a single homopolymer, a single copolymer, a blend of two or more homopolymers, a blend of two or more copolymers, or a blend of one or more homopolymers with one or more copolymers.
Латексный полимер в данном случае означает полимер, способный образовывать водную дисперсию (латекс). Полимер, используемый в настоящем изобретении, предпочтительно представляет собой аддитивный полимер, полученный из этилен–ненасыщенных мономеров. В некоторых вариантах осуществления латексный полимер представляет собой (мет)акриловый или стирол–(мет)акриловый латексный полимер. Предпочтительно полимер представляет собой (мет)акриловый полимер.Latex polymer in this case means a polymer capable of forming an aqueous dispersion (latex). The polymer used in the present invention is preferably an addition polymer derived from ethylenically unsaturated monomers. In some embodiments, the latex polymer is a (meth)acrylic or styrene-(meth)acrylic latex polymer. Preferably the polymer is a (meth)acrylic polymer.
(Мет)акриловый полимер предпочтительно получают из следующих мономеров: акриловая и метакриловая кислота и их эфиры, включая, но без ограничения, акриловую кислоту, метакриловую кислоту (МАА (MAК)), метилметакрилат (ММА (MMA)), бутилакрилат (БА (BA)), гидроксипропилметакрилат (ГПМА (HPMA)), аллилметакрилат (АМА (AMA)), этиленгликоля диметилакрилат (ЭГДМА (EGDMA)), циклогексилметакрилат (ЦГМА (CHMA)), н–бутилметакрилат (нБМА (nBMA)), глицидилметакрилат (ГМА (GMA)), бензилметакрилат (БМА (BMA)), 1,3–бутандиола диметакрилат (БДДМА (BDDMA)), глицерина диметакрилат (ГДМА (GDMA)) и изоборнилметакрилат (ИБОМА (IBOMA)).(Meth)acrylic polymer is preferably prepared from the following monomers: acrylic and methacrylic acid and their esters, including, but not limited to, acrylic acid, methacrylic acid (MAA (MAA)), methyl methacrylate (MMA (MMA)), butyl acrylate (BA (BA )), hydroxypropyl methacrylate (HPMA (HPMA)), allyl methacrylate (AMA (AMA)), ethylene glycol dimethyl acrylate (EGDMA (EGDMA)), cyclohexyl methacrylate (CGMA (CHMA)), n-butyl methacrylate (nBMA (nBMA)), glycidyl methacrylate (GMA ( GMA)), benzyl methacrylate (BMA (BMA)), 1,3-butanediol dimethacrylate (BDDMA (BDDMA)), glycerol dimethacrylate (GDMA (GDMA)) and isobornyl methacrylate (IBOMA (IBOMA)).
Предпочтительно использовать полимер в форме водной дисперсии (латекса), когда полимеры получают эмульсионной полимеризацией. Как правило, такой процесс включает аддитивную полимеризацию по существу несмешиваемых с водой этиленненасыщенных мономеров с использованием водорастворимого инициатора полимеризации в воде. При повышении температуры происходит полимеризация в водной фазе, дающая по существу нерастворимый в воде полимер, который по мере протекания полимеризации увеличивается по молекулярной массе до тех пор, пока не станет полностью нерастворимым в воде и, следовательно, не выпадет в осадок с образованием частицы. Чтобы получать такие полимеры в виде стабильных дисперсий, хорошо известно, что водорастворимые поверхностно–активные вещества необходимы для эмульгирования полимеризуемых мономеров и затем для стабилизации полученных полимерных частиц по мере их образования, в противном случае полимерные частицы будут образовывать крупные агломераты, которые не могут быть рецептурированы в полезные продукты.It is preferable to use the polymer in the form of an aqueous dispersion (latex) when the polymers are obtained by emulsion polymerization. Typically, such a process involves the addition polymerization of substantially water-immiscible ethylenically unsaturated monomers using a water-soluble polymerization initiator in water. As the temperature increases, polymerization occurs in the aqueous phase, producing a substantially water-insoluble polymer which increases in molecular weight as the polymerization proceeds until it becomes completely water-insoluble and hence precipitates to form a particle. In order to obtain such polymers as stable dispersions, it is well known that water-soluble surfactants are needed to emulsify the polymerizable monomers and then to stabilize the resulting polymer particles as they are formed, otherwise the polymer particles will form large agglomerates which cannot be formulated. into useful products.
В некоторых вариантах осуществления латексный полимер используют в форме наногелевого латекса. Такие наногели описаны, например, в документах EP 1325088 B1 и US 6646041, содержание которых включено в данный документ посредством ссылки. Наногелевые латексы дают возможность получать высоко водостойкие, стабильные водные дисперсии частиц аддитивного полимера без использования поверхностно–активных веществ. Это достигается за счет использования стабилизирующего раствора сополимеров, содержащего количества сшивающих фрагментов, которые являются значительно более высокие, чем предлагалось ранее. Раствор сополимера, такого как акриловый сополимер, при использовании как единственного стабилизатора может служить в качестве замены поверхностно–активного вещества при эмульсионной полимеризации. Таким образом, в некоторых вариантах латекс представляет собой водную дисперсию, содержащую частицы аддитивного полимера этиленненасыщенных мономеров; и стабилизирующий раствор сополимера, содержащий компоненты слабой кислоты и сшивающие компоненты.In some embodiments, the latex polymer is used in the form of a nanogel latex. Such nanogels are described, for example, in EP 1325088 B1 and US 6646041, the contents of which are incorporated herein by reference. Nanogel latexes make it possible to obtain highly water-resistant, stable aqueous dispersions of additive polymer particles without the use of surfactants. This is achieved by using a stabilizing solution of copolymers containing amounts of crosslinking fragments that are significantly higher than previously suggested. A solution of a copolymer such as an acrylic copolymer, when used as the sole stabilizer, can serve as a substitute for a surfactant in emulsion polymerization. Thus, in some embodiments, the latex is an aqueous dispersion containing particles of an additive polymer of ethylenically unsaturated monomers; and a stabilizing copolymer solution containing weak acid components and crosslinking components.
В некоторых вариантах наногелевый латекс содержит акриловый сополимер, полученный посредством полимеризации в растворе, который содержит мономеры, полностью нерастворимые в воде, и, следовательно, обеспечивают путь для введения таких мономеров в латекс. Так как метакриловая кислота присутствует только в компоненте наногеля и используют неионный инициатор для стадии эмульсионной полимеризации, полученный латекс будет содержать более низкие количества раствора низкомолекулярного полимера. Это будет уменьшать экстрагируемые вещества и может улучшать устойчивость против помутнения конечного лака. Как правило, размер частиц наногеля находится в интервале 50–100 нм.In some embodiments, the nanogel latex comprises an acrylic solution polymerized copolymer that contains monomers that are completely water insoluble and therefore provide a route for incorporating such monomers into the latex. Since methacrylic acid is only present in the nanogel component and a non-ionic initiator is used for the emulsion polymerization step, the resulting latex will contain lower amounts of low molecular weight polymer solution. This will reduce extractables and may improve the haze resistance of the final varnish. As a rule, the nanogel particle size is in the range of 50–100 nm.
Как будет понятно специалисту в данной области техники, комбинация мономеров и их относительные количества могут быть скорректированы с целью получения латексных полимеров с разными свойствами, включая температуру стеклования (Tст), чтобы иметь возможность модификации гибкости, твердости, адгезии, размера частиц, устойчивости к помутнению, выпотевания смазывающих веществ, сопротивления истиранию и т.д. для разных областей применения. В некоторых случаях латексный полимер композиции для покрытия, описанной в данном документе, имеет Tст по Фоксу меньше чем 100°C, меньше чем 90ºC, меньше чем 80ºC, меньше чем 70ºC, меньше чем 60ºC, меньше чем 50ºC, меньше чем 40ºC, меньше чем 30ºC, меньше чем 20ºC, меньше чем 10ºC, меньше чем 5ºC, меньше чем 0ºC, меньше чем –10ºC или меньше чем –20ºC. В некоторых случаях латексный полимер композиции для покрытия имеет Tст по Фоксу больше чем –20ºC, больше чем –10ºC, больше чем 0ºC, больше чем 5ºC, больше чем 10ºC, больше чем 20ºC, больше чем 30ºC, больше чем 40ºC, больше чем 50ºC, больше чем 60ºC, больше чем 70ºC, больше чем 80ºC, больше чем 90ºC или больше чем 100ºC. Латексный полимер также может иметь Tст в пределах интервала между любыми из вышеупомянутых значений, например, Tст между –20 и 5ºC, между 20 и 60ºC, между 10 и 100ºC и т.д. В некоторых вариантах латексы с низкой Tст, такие как латексы с температурами стеклования от 50 до –18°C и имеющие Tст по Фоксу 3,7°C или ниже, и из того же мономера, полученные в виде наногелевого латексного полимера, могут быть использованы в сочетании с наногелевым латексным полимером, чтобы улучшить гибкость готового покрытия.As will be appreciated by one skilled in the art, the combination of monomers and their relative amounts can be adjusted to produce latex polymers with different properties, including glass transition temperature (T g ), to be able to modify flexibility, hardness, adhesion, particle size, resistance to haze, lubricant bleeding, abrasion resistance, etc. for different areas of application. In some instances, the latex polymer of the coating composition described herein has a Fox T st of less than 100°C, less than 90°C, less than 80°C, less than 70°C, less than 60°C, less than 50°C, less than 40°C, less than 30ºC, less than 20ºC, less than 10ºC, less than 5ºC, less than 0ºC, less than -10ºC or less than -20ºC. In some cases, the latex polymer of the coating composition has a Fox Tg greater than -20ºC, greater than -10ºC, greater than 0ºC, greater than 5ºC, greater than 10ºC, greater than 20ºC, greater than 30ºC, greater than 40ºC, greater than 50ºC , more than 60ºC, more than 70ºC, more than 80ºC, more than 90ºC or more than 100ºC. The latex polymer may also have a T st ranging between any of the above values, for example, T st between -20 and 5ºC, between 20 and 60ºC, between 10 and 100ºC, etc. In some embodiments, low Tg latexes, such as latexes with glass transition temperatures of 50 to -18°C and having a Fox Tg of 3.7°C or lower, and from the same monomer, made as a nanogel latex polymer, can be used in combination with nanogel latex polymer to improve the flexibility of the finished coating.
Латексный полимер может присутствовать в композициях для покрытия по изобретению в количестве 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75% или 80% масс. композиций для покрытия, или в интервалах между любыми двумя из этих значений. Например, латексный полимер может присутствовать в композициях для покрытия в количестве 40–70% масс., 40–50% масс., 60–70% масс., 45–65% масс. или 50–60% масс. композиции для покрытия.The latex polymer may be present in the coating compositions of the invention in an amount of 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75% or 80% by weight. compositions to cover, or between any two of these values. For example, the latex polymer may be present in coating compositions in an amount of 40-70% wt., 40-50% wt., 60-70% wt., 45-65% wt. or 50–60% wt. coating compositions.
Латексные полимеры могут быть приготовлены и/или стабилизированы путем проведения полимеризации способами, известными специалисту в данной области техники. Например, способы могут включать способы, которые рассмотрены, например, в документах US 9394456, US 9181448 и US 9404006, содержание которых включено в данный документ посредством ссылки.Latex polymers can be prepared and/or stabilized by polymerization by methods known to the person skilled in the art. For example, methods may include methods that are discussed, for example, in documents US 9394456, US 9181448 and US 9404006, the contents of which are incorporated herein by reference.
В некоторых вариантах осуществления латексный полимер может быть нейтрализован. Нейтрализующее вещество может включать, без ограничения, аммиак, третичный амин, такой как, в качестве неограничивающего примера, диметилэтаноламин, 2–диметиламино–2–метил–1–пропанол, трибутиламин, морфолин, диэтаноламин, триэтаноламин, моноэтаноламин, гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид лития и т.п., или их комбинацию. В некоторых вариантах осуществления нейтрализующее вещество присутствует в количестве приблизительно от 20 до 100% моль на моль кислоты в соединении, которое нейтрализуют.In some embodiments, the latex polymer may be neutralized. The neutralizing agent may include, but is not limited to, ammonia, a tertiary amine such as, but not limited to, dimethylethanolamine, 2-dimethylamino-2-methyl-1-propanol, tributylamine, morpholine, diethanolamine, triethanolamine, monoethanolamine, sodium hydroxide, potassium hydroxide , lithium hydroxide, and the like, or a combination thereof. In some embodiments, the implementation of the neutralizing agent is present in an amount of from about 20 to 100% mol per mole of acid in the compound that is neutralized.
Латексные полимеры по настоящему изобретению могут иметь структуру относительно гомогенных частиц латекса и/или структуру негомогенных латексных частиц. Структуру латексных частиц можно контролировать с помощью процесса полимеризации, в том числе, в качестве неограничивающего примера, процесса многостадийной полимеризации. Структуры таких частиц обычно получают серией следующих друг за другом последовательностей эмульсионных полимеризаций с различными типами мономеров, где мономер второй стадии полимеризуют в присутствии затравки частиц латекса.The latex polymers of the present invention may have a relatively homogeneous latex particle structure and/or a non-homogeneous latex particle structure. The structure of the latex particles can be controlled by a polymerization process, including, but not limited to, a multi-stage polymerization process. The structures of such particles are usually obtained by a series of successive sequences of emulsion polymerizations with different types of monomers, where the second stage monomer is polymerized in the presence of a seed of latex particles.
Латексный полимер, используемый в композициях для покрытия, описанных в документе, действует как адгезивный компонент для связывания композиций для покрытия с субстратом и для придания химической стойкости. Латексный полимер может представлять собой любой материал, который придает адгезивные свойства, химическую стойкость, гибкость и/или долговечность композициям для покрытия по изобретению и/или субстратам, покрытым композициями для покрытия по изобретению. В некоторых вариантах осуществления латексный полимер может быть использован в комбинации с силаном, чтобы стимулировать адгезию к субстрату.The latex polymer used in the coating compositions described herein acts as an adhesive component to bond the coating compositions to the substrate and to impart chemical resistance. The latex polymer can be any material that imparts adhesive properties, chemical resistance, flexibility and/or durability to the coating compositions of the invention and/or substrates coated with the coating compositions of the invention. In some embodiments, a latex polymer may be used in combination with a silane to promote adhesion to a substrate.
Сшивающий агент, используемый в композициях для покрытия, раскрытых в документе, в некоторых вариантах осуществления может представлять собой гидроксиалкиламидный сшивающий агент. Гидроксиалкиламидный сшивающий агент помогает улучшать коррозионную стойкость, когда композицию для покрытия используют в качестве защитного покрытия, которое контактирует с пищевым продуктом или напитком. Гидроксиалкиламидный сшивающий агент может включать, без ограничения, бета–гидроксиалкиламидный сшивающий агент, такой как Primid® XL–552 (N, N,N′,N′–тетракис–(2–гидроксиэтил)адипамид), Primid® QM–1260 (N, N,N’,N’–тетракис–(2–гидроксипропил)адипамид) и Primid® SF–4510 (EMS–GRILTECH).The crosslinker used in the coating compositions disclosed herein may, in some embodiments, be a hydroxyalkylamide crosslinker. The hydroxyalkylamide crosslinker helps to improve corrosion resistance when the coating composition is used as a protective coating that is in contact with food or beverage. The hydroxyalkylamide crosslinker may include, without limitation, a beta-hydroxyalkylamide crosslinker such as Primid® XL-552 (N, N,N',N'-tetrakis-(2-hydroxyethyl)adipamide), Primid® QM-1260 (N , N,N',N'-tetrakis-(2-hydroxypropyl)adipamide) and Primid® SF-4510 (EMS-GRILTECH).
В других вариантах осуществления сшивающий агент может представлять собой оксазолиновый сшивающий агент. Типичные оксазолиновые сшивающие агенты включают, но без ограничения, бис(оксазолины).In other embodiments, the crosslinker may be an oxazoline crosslinker. Exemplary oxazoline crosslinkers include, but are not limited to, bis(oxazolines).
Другие сшивающие агенты, которые могут быть использованы в композициях для покрытия, описанных в данном документе, включают фенольные соединения и лигнины.Other crosslinkers that can be used in the coating compositions described herein include phenolic compounds and lignins.
В некоторых вариантах осуществления два или несколько сшивающих агентов могут быть использованы в комбинации. Сшивающий(е) агент(ы) может/могут присутствовать в композиции для покрытия по изобретению в количестве 0,5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9% или 10% масс. композиций для покрытия, или в количествах в интервале между любыми двумя из этих значений. Например, сшивающий(е) агент(ы) может/могут присутствовать в композициях для покрытия в количестве 1–10% масс., 2–8% масс., 2–5% масс., 1–2% масс. или 3–4% масс. композиции для покрытия.In some embodiments, two or more crosslinkers may be used in combination. The cross-linking agent(s) may/may be present in the coating composition of the invention in an amount of 0.5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9 % or 10% wt. compositions for coating, or in amounts in the range between any two of these values. For example, the cross-linking agent(s) may/may be present in the coating compositions in an amount of 1-10% wt., 2-8% wt., 2-5% wt., 1-2% wt. or 3–4% wt. coating compositions.
Композиции для покрытия по изобретению включают растворитель. Термин «растворитель» используют в данном случае для ссылки на воду и органические растворители, по отдельности или в виде комбинации из двух или нескольких растворителей. Кроме того, как используется в данном изобретении, термин «в растворе» означает в воде, в органическом растворителе, в комбинации двух или нескольких органических растворителей, или в комбинации воды и одного или нескольких органических растворителей. Органические растворители могут включать, без ограничения, ксилол, бензол, этилбензол, толуол, алкоксиспирты, метанол, этанол, пропанол, бутанол, простые алкиловые эфиры этилена, простые алкиловые эфиры пропиленгликоля, этиленгликоля монобутиловый эфир, этиленгликоля этиловый эфир, диэтиленгликоля монобутиловый эфир, кетон, ароматический растворитель, сложноэфирный растворитель, гидроксил–функциональный растворители и их комбинации. Количество растворителя в композициях для покрытия по изобретению может составлять 0,5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14% или 15% масс. композиций для покрытия, или находится в интервалах между любыми двумя из этих значений. Например, растворитель может присутствовать в композициях для покрытия в количестве 1–7% масс., 2–6% масс., 2–4% масс., 2–3% масс. или 3–4% масс. композиции.The coating compositions of the invention include a solvent. The term "solvent" is used herein to refer to water and organic solvents, either alone or as a combination of two or more solvents. In addition, as used in this invention, the term "in solution" means in water, in an organic solvent, in a combination of two or more organic solvents, or in a combination of water and one or more organic solvents. Organic solvents may include, without limitation, xylene, benzene, ethylbenzene, toluene, alkoxy alcohols, methanol, ethanol, propanol, butanol, ethylene alkyl ethers, propylene glycol alkyl ethers, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol ethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, ketone, aromatic solvent, ester solvent, hydroxyl-functional solvents and combinations thereof. The amount of solvent in the coating compositions according to the invention can be 0.5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12% , 13%, 14% or 15% wt. compositions to cover, or lies between any two of these values. For example, the solvent may be present in coating compositions in an amount of 1-7% wt., 2-6% wt., 2-4% wt., 2-3% wt. or 3–4% wt. compositions.
Композиции для покрытия по изобретению также необязательно могут включать дисперсант. Дисперсант, используемый в композициях для покрытия, описанных в данном случае, может представлять собой раствор акрилового дисперсанта. (Растворы акриловых соединений также известны как акриловые растворители и хорошо известны в данной области техники). Раствор акрилового дисперсанта служит для диспергирования в водной фазе любого компонента, который плохо диспергируется в воде. В некоторых случаях без акрилового дисперсанта покрытие может разделяться на две отчетливые фазы. Дисперсанты (также называемые поверхностно–активными веществами) включают жидкости, которые могут диспергироваться на маленькие капли или частицы. Например, дисперсанты могут включать смесь эмульгаторов и растворителей, которые разрушают масляный компонент на более мелкие капли для введения по всей воде. Дисперсанты, которые могут быть использованы, включают диспергирующие агенты на основе полимерного или олигомерного поверхностно–активного вещества. Например, может быть использован раствор акрилового дисперсанта примера 3. Другие растворы акриловых дисперсантов, полезные в композициях для покрытия по изобретению, известны в данной области техники и являются коммерчески доступными (например, LUBRIZOL®, Wickliffe, Ohio).The coating compositions of the invention may also optionally include a dispersant. The dispersant used in the coating compositions described herein may be an acrylic dispersant solution. (Solutions of acrylic compounds are also known as acrylic solvents and are well known in the art). The acrylic dispersant solution serves to disperse in the aqueous phase any component that is poorly dispersed in water. In some cases, without an acrylic dispersant, the coating may separate into two distinct phases. Dispersants (also called surfactants) include liquids that can be dispersed into small droplets or particles. For example, dispersants may include a mixture of emulsifiers and solvents that break the oil component into smaller droplets for incorporation throughout the water. Dispersants that may be used include polymeric or oligomeric surfactant based dispersants. For example, the acrylic dispersant solution of Example 3 can be used. Other acrylic dispersant solutions useful in the coating compositions of the invention are known in the art and are commercially available (eg, LUBRIZOL®, Wickliffe, Ohio).
Дисперсант может представлять собой раствор фталатного полимера, такой как EXP2900. The dispersant may be a phthalate polymer solution such as EXP2900.
Дисперсант может быть использован в количестве 0,0%, 0,5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9% или 10% масс. композиций для покрытия, или в количестве в интервале между любыми из двух значений. Например, дисперсант может присутствовать в композициях для покрытия в количестве 0,0–10% масс., 1–7% масс., 2–6% масс., 2–4% масс., 2–3% масс., 3–4% масс. или 3–6% масс. композиции для покрытия.The dispersant can be used in an amount of 0.0%, 0.5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9% or 10% of the mass. compositions for coating, or in an amount in the range between any of the two values. For example, the dispersant may be present in coating compositions in amounts of 0.0–10% wt., 1–7% wt., 2–6% wt., 2–4% wt., 2–3% wt., 3– 4% wt. or 3–6% wt. coating compositions.
Дисперсант может представлять собой раствор акрилового дисперсанта необязательно в комбинации с силаном. Типичные силаны включают, без ограничения, AMEO (3–аминопропилтриэтокси–силан), GLYMO (3–глицидилоксипропилтриметоксисилан), VTEO (винилтриэтоксисилан) и VTMO (винилтриметоксисилан).The dispersant may be an acrylic dispersant solution, optionally in combination with a silane. Exemplary silanes include, without limitation, AMEO (3-aminopropyltriethoxysilane), GLYMO (3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane), VTEO (vinyltriethoxysilane), and VTMO (vinyltrimethoxysilane).
Композиции для покрытия по изобретению также необязательно могут включать смазывающее вещество для содействия процессу нанесения покрытия. Типичные смазывающие вещества включают Aquacer® 1547 и могут присутствовать в количестве 0,00%, 0,01%, 0,05%, 0,10%, 0,15%, 0,20%, 0,25%, 0,30%, 0,35%, 0,40%, 0,45%, 0,50%, 0,55%, 0,60%, 0,65%, 0,70%, 0,75%, 0,80%, 0,85%, 0,90%, 1,00%, 1,05%, 1,10%, 1,15%, 1,20%, 1,25%, 1,30%, 1,35%, 1,40%, 1,45%, 1,50%, 1,55%, 1,60%, 1,65%, 1,70% или 1,75% масс. композиции для покрытия или в интервалах между любыми из двух этих значений. Например, смазывающее вещество может присутствовать в композициях для покрытия в количестве 0,01–1,75% масс., 0,15–1,50% масс., 0,15–1,00% масс., 0,50–1,50% масс., 0,75–1,25% масс. или 0,50–1,25% масс. композиции.Coating compositions of the invention may also optionally include a lubricant to assist in the coating process. Typical lubricants include Aquacer® 1547 and may be present at 0.00%, 0.01%, 0.05%, 0.10%, 0.15%, 0.20%, 0.25%, 0.30 %, 0.35%, 0.40%, 0.45%, 0.50%, 0.55%, 0.60%, 0.65%, 0.70%, 0.75%, 0.80 %, 0.85%, 0.90%, 1.00%, 1.05%, 1.10%, 1.15%, 1.20%, 1.25%, 1.30%, 1.35 %, 1.40%, 1.45%, 1.50%, 1.55%, 1.60%, 1.65%, 1.70% or 1.75% wt. compositions to cover or in the range between any of these two values. For example, a lubricant may be present in coating compositions in an amount of 0.01-1.75% wt., 0.15-1.50% wt., 0.15-1.00% wt., 0.50-1 .50% wt., 0.75–1.25% wt. or 0.50–1.25% wt. compositions.
Композиции для покрытия по настоящему изобретению также могут включать акриловые полимеры, которые являются смешиваемыми в растворителе, и также описаны ниже в примере 3.Coating compositions of the present invention may also include acrylic polymers which are solvent miscible and are also described in Example 3 below.
Композиции для покрытия по изобретению необязательно также могут включать один или несколько пигментов. Для многих областей применения, включая использование в пищевой промышленности, в качестве неограничивающего примера пигмент может представлять собой оксид цинка, углеродную сажу или диоксид титана.The coating compositions of the invention may optionally also include one or more pigments. For many applications, including use in the food industry, as a non-limiting example, the pigment can be zinc oxide, carbon black, or titanium dioxide.
Композиции для покрытия могут включать обычные добавки, известные специалистам в данной области техники, такие как, без ограничения, добавки для регулирования пены, стимуляции адгезии, снижения равновесного и динамического поверхностного натяжения, или для контролирования реологии и поверхностной смазывающей способности. Например, M амиловый спирт, амиловый спирт, Dowanol PM, водные смачивающие агенты без силикона и не содержащие силикон и силикон–содержащие пеногасители, могут быть использованы для снижения вспенивания конечного покрытия во время нанесения на субстрат. Соотношениями растворителей также можно манипулировать для снижения вспенивания. Могут быть добавлены нейтрализующие агенты, такие как триэтаноламин, диэтиламин, диметилэтаноламин и диэтаноламин. Количества и типы добавок могут меняться в зависимости от желаемого нанесения покрытия и эффективности и могут быть определены согласно обычной практике специалистом в данной области техники.Coating compositions may include conventional additives known to those skilled in the art, such as, without limitation, additives to control foam, promote adhesion, reduce equilibrium and dynamic surface tension, or control rheology and surface lubricity. For example, M amyl alcohol, amyl alcohol, Dowanol PM, silicone-free and silicone-free aqueous wetting agents and silicone-containing defoamers can be used to reduce foaming of the final coating during application to the substrate. Solvent ratios can also be manipulated to reduce foaming. Neutralizing agents such as triethanolamine, diethylamine, dimethylethanolamine and diethanolamine can be added. The amounts and types of additives may vary depending on the desired coating and effectiveness and can be determined according to normal practice by a person skilled in the art.
Композиции для покрытия по настоящему изобретению по существу не содержат формальдегид, бисфенолы, изоцианаты, фталаты и оловоорганические соединения. В некоторых вариантах осуществления композиции для покрытия по изобретению также не содержат стирол. Как используется в данном случае, выражение «по существу не содержат» означает, что имеется не больше чем 1,0% масс., предпочтительно не больше чем 0,5% масс. и более предпочтительно не больше чем 0,1% масс. соединения или структурных единиц, полученных из соединения, присутствующих в композиции для покрытия.The coating compositions of the present invention are substantially free of formaldehyde, bisphenols, isocyanates, phthalates and organotin compounds. In some embodiments, the coating compositions of the invention also do not contain styrene. As used in this case, the expression "essentially do not contain" means that there is no more than 1.0 wt. -%, preferably no more than 0.5% of the mass. and more preferably not more than 0.1% of the mass. compound or structural units derived from the compound present in the coating composition.
Композиции для покрытия по изобретению могут быть получены, например, путем эмульгирования латексного полимера в водном носителе и затем путем диспергирования раствора нейтрализующего агента в воде в латексной эмульсии с получением первого раствора, диспергирования сшивающего агента в растворе в первом растворе с получением второго раствора, смешения вместе гидроксифенил–функционального полимера в растворе и необязательно дисперсанта с получением третьего раствора, смешением третьего раствора во втором растворе и добавлением растворителя с получением композиции для покрытия. Специалисту в данной области техники будет понятно, что в зависимости от желаемой композиции для покрытия и/или его применения, могут быть оправданы модификации этого процесса. Кроме того, специалисту в данной области техники будет понятно, что в зависимости от целевого применения и других факторов, вязкость композиций для покрытия может быть скорректирована, например, за счет использования 50%–ного DMEA в деионизированной H2O. Вязкость может иметь любое значение; в некоторых аспектах изобретения вязкость может иметь значение 30–70 сПз. Композиция может быть профильтрована перед помещением в контейнер для хранения или отправки.The coating compositions of the invention can be prepared, for example, by emulsifying a latex polymer in an aqueous vehicle and then dispersing a solution of the neutralizing agent in water into the latex emulsion to form a first solution, dispersing the crosslinking agent in solution in the first solution to form a second solution, mixing together hydroxyphenyl-functional polymer in solution and optionally a dispersant to form a third solution, mixing the third solution in the second solution and adding a solvent to form a coating composition. One of skill in the art will appreciate that, depending on the desired coating composition and/or its application, modifications to this process may be warranted. In addition, one skilled in the art will appreciate that depending on the intended use and other factors, the viscosity of the coating compositions can be adjusted, for example, by using 50% DMEA in deionized H 2 O. The viscosity can be any value ; in some aspects of the invention, the viscosity may have a value of 30-70 centipoise. The composition may be filtered before being placed in a container for storage or shipping.
Композиции для покрытия по изобретению могут быть использованы на субстрате с целью получения слоя покрытия для ряда областей применения. Термин «субстрат», используемый здесь, включает, без ограничения, упаковку пищевых продуктов и напитков и металлическую упаковку, включая пластиковые бутылки, консервные банки, металлические банки, такие как алюминиевые банки и особенно алюминиевые банки для напитков, пива и напитков с легко вскрываемыми крышками, аэрозольные баллончики, банки с краской, промышленные бочки, упаковку, контейнеры, емкости или любые их части. Также термин «субстрат» «пищевая(ые) банка(и),» «пищевые контейнеры» и т.п. включают в качестве неограничивающего примера «торцы консервных банок», которые могут быть отштампованы на складе и использованы в упаковке для напитков. Как используется в данном случае, «слой покрытия» относится к сплошной защитной пленке по всему субстрату. Слой покрытия включает поверхность субстрата, где «поверхность субстрата» представляет собой поверхность слоя покрытия в контакте с субстратом, и верхнюю поверхность, где «верхняя поверхность» относится к поверхности напротив поверхности субстрата, то есть, поверхность, которая будет в контакте с содержимым упаковки. Например, при использовании в случае алюминиевой банки для газированного напитка поверхность субстрата может представлять собой часть слоя покрытия в контакте с алюминиевой банкой, а верхняя поверхность представляет собой часть слоя покрытия в контакте с газированным напитком.The coating compositions of the invention can be used on a substrate to provide a coating layer for a number of applications. The term "substrate" as used herein includes, without limitation, food and beverage packaging and metal packaging, including plastic bottles, cans, metal cans such as aluminum cans, and especially aluminum beverage, beer and beverage cans with easy-to-open lids. , aerosol cans, paint cans, industrial drums, packaging, containers, containers or any part thereof. Also, the term "substrate" "food(s) jar(s)," "food containers", etc. include, as a non-limiting example, "can ends" which can be stock stamped and used in beverage packaging. As used herein, "coating layer" refers to a continuous protective film over the entire substrate. The coating layer includes a substrate surface, where "substrate surface" is the surface of the coating layer in contact with the substrate, and a top surface, where "top surface" refers to the surface opposite the surface of the substrate, that is, the surface that will be in contact with the contents of the package. For example, when used in the case of an aluminum carbonated beverage can, the surface of the substrate may be part of the coating layer in contact with the aluminum can and the top surface is part of the coating layer in contact with the carbonated beverage.
Одна или несколько композиций для покрытия могут быть нанесены помимо композиции для покрытия по настоящему изобретению, например, грунтовочное покрытие может быть нанесено между субстратом и композицией для покрытия по настоящему изобретению.One or more coating compositions may be applied in addition to the coating composition of the present invention, for example, a primer coating may be applied between the substrate and the coating composition of the present invention.
Композиции для покрытия по изобретению могут быть нанесены на субстраты с помощью обычных способов, известных в индустрии покрытий, или любым образом, известным специалисту в данной области техники. Таким образом, в качестве неограничивающего примера могут быть использованы способы нанесения покрытия распылением, накатыванием валком, погружением и обливанием в случае как прозрачных, так и пигментированных пленок. В некоторых вариантах осуществления композиции для покрытия распыляют на субстрат. При распылении композиции для покрытия могут содержать в качестве неограничивающего примера приблизительно от 10 до 30% масс. твердых полимерных веществ относительно приблизительно от 70 до 90% воды и/или других растворителей. Для некоторых вариантов нанесения, как правило вариантов, отличных от распыления, композиции для покрытия могут содержать, например, приблизительно от 20 до 60% масс. твердых полимерных веществ. Органические растворители могут быть применены в некоторых вариантах осуществления, чтобы способствовать распылению или другим способам нанесения, и такие растворители могут включать, без ограничения, н–бутанол, 2–бутоксиэтанол–1, ксилол, толуол и их смеси. В некоторых вариантах осуществления н–бутанол используют в комбинации с 2–бутоксиэтанолом–1.The coating compositions of the invention may be applied to substrates using conventional methods known in the coating industry, or in any manner known to those skilled in the art. Thus, by way of non-limiting example, spray, roll, dip and flow coating methods can be used for both clear and pigmented films. In some embodiments, the coating compositions are sprayed onto the substrate. When sprayed, the coating compositions may contain, as a non-limiting example, from about 10 to 30% of the mass. polymer solids relative to about 70 to 90% water and/or other solvents. For some application options, typically options other than spraying, coating compositions may contain, for example, from about 20 to 60% of the mass. solid polymers. Organic solvents may be used in some embodiments to aid spraying or other application methods, and such solvents may include, without limitation, n-butanol, 2-butoxyethanol-1, xylene, toluene, and mixtures thereof. In some embodiments, n-butanol is used in combination with 2-butoxyethanol-1.
В некоторых вариантах осуществления после нанесения на субстрат композиции для покрытия могут быть отверждены термически при температурах в интервале приблизительно от 215 до 250°C, и, с другой стороны, при более высокой температуре в течение времени, достаточного для достижения полного отверждения, а также для испарения любых неустойчивых компонентов.In some embodiments, once applied to a substrate, the coating compositions may be thermally cured at temperatures in the range of about 215 to 250°C, and alternatively at a higher temperature, for a time sufficient to achieve complete cure as well as evaporation of any unstable components.
В случае субстратов, предназначенных в качестве контейнеров для напитков, композиции для покрытия могут быть нанесены в некоторых вариантах осуществления при норме расхода в интервале приблизительно от 0,5 до 15 миллиграмм на квадратный дюйм полимерного покрытия на квадратный дюйм открытой поверхности субстрата. В некоторых вариантах осуществления композиции для покрытия могут быть нанесены с толщиной приблизительно от 1 до 25 мкм.In the case of substrates intended as beverage containers, the coating compositions may be applied in some embodiments at a rate in the range of about 0.5 to 15 milligrams per square inch of polymer coating per square inch of exposed surface of the substrate. In some embodiments, the implementation of the composition for coating can be applied with a thickness of approximately 1 to 25 microns.
В случае субстратов, предназначенных для легковскрываемых крышек для напитков, композиции для покрытия могут быть нанесены в некоторых вариантах осуществления при норме расхода в интервале приблизительно от 1,5 до 15 миллиграмм полимерного покрытия на квадратный дюйм открытой поверхности субстрата. Обычные упаковочные композиции для покрытия наносят на металл при температуре приблизительно от 232 до 247°C. Некоторые из композиций для покрытия по настоящему изобретению дают хорошие результаты при температуре приблизительно 230°C или ниже, например, приблизительно при 210°C или ниже. Такая пониженная температура дает экономию энергии на устройстве для нанесения покрытия, и это может обеспечить применение различных сплавов, таких как луженая сталь, используемая для легковскрываемых крышек. Это также дает возможность утилизировать крышки вместе с корпусом банки.In the case of substrates intended for easy-to-open beverage caps, the coating compositions can be applied in some embodiments at a rate in the range of about 1.5 to 15 milligrams of polymer coating per square inch of exposed surface of the substrate. Conventional coating packaging compositions are applied to metal at a temperature of about 232 to 247°C. Some of the coating compositions of the present invention give good results at a temperature of about 230°C or below, for example, at about 210°C or below. This lower temperature saves energy on the coater and this can accommodate the use of various alloys such as tinned steel used for easy open lids. This also makes it possible to dispose of the lids with the body of the jar.
Неожиданно установлено, что при нанесении на субстрат и отверждении композиций для покрытия по изобретению, особенно при распылении композиций для покрытия на банки для напитков, гидроксифенил–функциональный полимер распределяется неравномерно по всему слою покрытия. В частности, существует градиент гидроксифенил–функционального полимера по всему слою покрытия с более высоким количеством гидроксифенил–функционального полимера у верхней поверхности слоя покрытия, чем у поверхности субстрата. Более конкретно, слой покрытия имеет первую часть, включающую верхнюю поверхность, и вторую часть, включающую поверхность субстрата, в результате чего более высокая доля гидроксифенил–функционального полимера находится в первой части, чем во второй, и в результате чего более высокая доля латексного полимера находится во второй части, чем в первой части.Surprisingly, when coating compositions of the invention are applied to a substrate and cured, especially when coating compositions are sprayed onto beverage cans, the hydroxyphenyl functional polymer is distributed unevenly throughout the coating layer. In particular, there is a gradient of hydroxyphenyl-functional polymer throughout the coating layer with a higher amount of hydroxyphenyl-functional polymer at the top surface of the coating layer than at the surface of the substrate. More specifically, the coating layer has a first part including the top surface and a second part including the surface of the substrate, whereby a higher proportion of the hydroxyphenyl functional polymer is in the first part than in the second, and as a result a higher proportion of the latex polymer is in the second part than in the first part.
Кроме того, композиции для покрытия по изобретению, как неожиданно установлено, придают свойства благоприятного скальпирования вкуса. В частности, композиции для покрытия по изобретению, как было найдено, имеют сравнимые и в некоторых случаях лучшие характеристики скальпирования вкуса, чем, например, традиционные эпоксидные покрытия. Таким образом, композиции для покрытия по изобретению служат в качестве барьерного слоя от миграции вкусо–ароматических веществ в содержимом упаковки в покрытый субстрат упаковки. Классы вкусо–ароматических веществ включают альдегиды, кетоны, спирты и кислоты. Альдегидные вкусо–ароматические вещества включают октаналь, нональ и деканаль. В некоторых вариантах осуществления слой покрытия из отвержденной композиции для покрытия по изобретению показывает более низкую 14–дневную абсорбцию одного или нескольких альдегидов из водного раствора 1 ч/млн октаналя, водного раствора 1 ч/млн ноналя или водного раствора 1 ч/млн деканаля, чем по существу аналогичный слой покрытия из отвержденного покрытия, которое по существу не содержит гидроксифенил–функциональный полимер.In addition, the coating compositions of the invention have surprisingly been found to impart favorable taste scalping properties. In particular, the coating compositions of the invention have been found to have comparable and in some cases better taste scalping characteristics than, for example, conventional epoxy coatings. Thus, the coating compositions of the invention serve as a barrier layer against the migration of flavors in the contents of the package into the coated substrate of the package. Flavor classes include aldehydes, ketones, alcohols, and acids. Aldehyde flavors include octanal, nonal, and decanal. In some embodiments, the coating layer of the cured coating composition of the invention exhibits a lower 14-day absorption of one or more aldehydes from an aqueous solution of 1 ppm octanal, an aqueous solution of 1 ppm nonal, or an aqueous solution of 1 ppm decanal than a substantially similar coating layer from a cured coating that is substantially free of the hydroxyphenyl-functional polymer.
ПРИМЕРЫEXAMPLES
Если не указано иное, все проценты в документе являются массовыми и относятся к массе композиции для покрытия.Unless otherwise indicated, all percentages in the document are by weight and refer to the weight of the coating composition.
Пример 1Example 1
Приготовление раствора гидроксифенил–функционального полимераPreparation of a solution of hydroxyphenyl-functional polymer
Загрузку в 1 кг 55%–ного (масс.) поли(гидроксистирола) получают путем помещения 550 г 100%–ных твердых веществ поли(гидроксистирола) в смесительную емкость, в которой создана атмосфера азота. В смесительную емкость добавляют 183 г бутилцеллозольва и 267 г бутанола. Смесь нагревают до 116°C в течение 3 час, затем смесь декантируют после легкого охлаждения с тем, чтобы раствор имел более хорошую текучесть, но оставался теплым. Поли(гидроксистирол), поставляемый в метаноле, в водном растворе с ~pH3, в гидратированной форме, и в бутаноле, может быть использован для получения этой дисперсии.A 1 kg charge of 55% (w/w) poly(hydroxystyrene) is prepared by placing 550 g of 100% poly(hydroxystyrene) solids in a mixing vessel under a nitrogen atmosphere. 183 g of butyl cellosolve and 267 g of butanol are added to the mixing vessel. The mixture is heated to 116°C for 3 hours, then the mixture is decanted after cooling slightly so that the solution has better fluidity, but remains warm. Poly(hydroxystyrene) supplied in methanol, in aqueous solution at ~pH3, in hydrated form, and in butanol can be used to prepare this dispersion.
Пример 2Example 2
Приготовление раствора Primid®Preparation of the Primid® solution
Для приготовления загрузки в 1 кг 30%–ного (масс.) раствора PRIMID® XL–552 300 г PRIMID® XL–552 смешивают с 700 г ДИ H2O в емкости и перемешивают до тех пор, пока весь PRIMID® XL–552 не растворится.To prepare a load of 1 kg of a 30% (wt.) solution of PRIMID® XL-552, 300 g of PRIMID® XL-552 is mixed with 700 g of H 2 O DI in a container and mixed until all PRIMID® XL-552 won't dissolve.
Пример 3Example 3
Приготовление раствора акрилового соединенияPreparation of the acrylic compound solution
Для приготовления загрузки в 1 кг в смесительной емкости создают атмосферу азота. В смесительную емкость добавляют 61,81 г бутилцеллозольва (БЦ (BC)) и 139,55 г бутанола. Смесь нагревают до 115°C. В отдельной емкости предварительного смешения готовят премикс 103,48 г метакриловой кислоты (МАК), 155,21 г метилметакрилата (ММА), 16,73 г акриловой кислоты (90% в ДИ H2O), 10,95 г Lucidol ослабленный/BP–75–W/Perkadox L–W75 и 50,67 г БЦ. Премикс подают насосом в смесительную емкость в течение 150 мин, поддерживая при этом температуру 115–118°C. Емкость предварительного смешения промывают 24,57 г бутанола, который подают насосом в смесительную емкость в течение 30 мин. Добавляют 1,37 г TRIGONOX 21/TBPEH, после чего следует добавление 2,3 г бутанола, и выдерживают 30 мин. Добавление TRIGONOX и бутанола повторяют. Загрузку охлаждают до 95°C и добавляют 41,89 г диметилэтиламина (ДМЭА) и выдерживают 15 мин. В течение 30 мин добавляют 387,81 г ДИ H2O. NV должно иметь значение 29–31% при использовании STM 151.05.01.To prepare a load of 1 kg in the mixing tank create a nitrogen atmosphere. 61.81 g of butyl cellosolve (BC(BC)) and 139.55 g of butanol are added to the mixing vessel. The mixture is heated to 115°C. In a separate premix vessel prepare a premix of 103.48 g methacrylic acid (MAA), 155.21 g methyl methacrylate (MMA), 16.73 g acrylic acid (90% CI H 2 O), 10.95 g Lucidol attenuated/BP -75-W/Perkadox L-W75 and 50.67 g BC. The premix is pumped into the mixing vessel for 150 min, while maintaining the temperature at 115–118°C. The premix vessel is washed with 24.57 g of butanol, which is pumped into the mixing vessel for 30 minutes. 1.37 g of TRIGONOX 21/TBPEH are added, followed by the addition of 2.3 g of butanol, and held for 30 minutes. The addition of TRIGONOX and butanol is repeated. The batch is cooled to 95° C. and 41.89 g of dimethylethylamine (DMEA) are added and held for 15 minutes. 387.81 g H 2 O CI is added over 30 minutes. NV should be 29-31% using STM 151.05.01.
Пример 4Example 4
Приготовление (наногеля акрилового соединения)/(раствора полимера)Preparation of (nanogel acrylic compound)/(polymer solution)
Для приготовления загрузки в 1 кг азот пропускают в 4–горлую круглодонную колбу объемом 2000 мл, в которую добавляют 168,84 г бутилцеллозольва/бутилгликоля (БЦ) и нагревают до 130°C. В отдельной колбе смешивают 101,05 г метилметакрилата (ММА), 124,24 г бутилакрилата (БА), 33,12 г гидроксипропилметакрилата (ГПМА), 69,57 г метакриловой кислоты (МАК), 3,32 г аллил–метакрилата (АМА), 8,92 г БЦ и 1,67 г азо–бис(изобутиронитрила) (AIBN) и подают в колбу, содержащую бутилцеллозольв, в течение 3 час, сохраняя температуру выдерживания 130°C, и охлаждают до 120°C в течение 20 мин. Добавляют 0,78 г трет–бутил–пер–2–этил–гексаноат (тБПЭГ (tBPEH)) к смеси, которую выдерживают 20 мин, после чего следует второе добавление 0,78 г тБПЭГ с выдерживанием 30 мин. Добавляют 51,15 г БЦ, затем 18,04 г диметиламиноэтанола (ДМАЭ) и смесь выдерживают 30 мин, охлаждая при этом до 100–105°C. Нагревание прекращают и добавляют 418,52 г ДИ H2O в течение 45–60 мин. NV должно иметь значение 33–35% при использовании STM 151.05.01.To prepare a 1 kg load, nitrogen is passed into a 2000 ml 4-necked round bottom flask, into which 168.84 g of butyl cellosolve/butyl glycol (BC) is added and heated to 130°C. In a separate flask, mix 101.05 g of methyl methacrylate (MMA), 124.24 g of butyl acrylate (BA), 33.12 g of hydroxypropyl methacrylate (HPMA), 69.57 g of methacrylic acid (MAA), 3.32 g of allyl methacrylate (AMA ), 8.92 g of BC and 1.67 g of azo-bis(isobutyronitrile) (AIBN) and served in a flask containing butyl cellosolve for 3 hours, maintaining a holding temperature of 130°C, and cooled to 120°C for 20 min. 0.78 g of tert-butyl-per-2-ethyl-hexanoate (tBPEG (tBPEH)) is added to the mixture, which is held for 20 minutes, followed by a second addition of 0.78 g of tBPEG with a holding time of 30 minutes. 51.15 g of BC are added, then 18.04 g of dimethylaminoethanol (DMAE) and the mixture is kept for 30 min, while cooling to 100–105°C. Heating is stopped and 418.52 g CI H 2 O are added over 45–60 min. NV should be 33-35% when using STM 151.05.01.
Получают (наногель акрилового соединения)/(растворы полимеров), имеющие количества ММА, БА, ГПМА, МАК и АМА, показанные в таблице 1.(Acrylic compound nanogel)/(polymer solutions) are prepared having the amounts of MMA, BA, HPMA, MAA and AMA shown in Table 1.
Таблица 1 показывает приготовленные примеры (наногеля акрилового соединения)/(растворов полимеров).Table 1 shows prepared examples of (nanogel acrylic compound)/(polymer solutions).
Таблица 1Table 1
(% масс. твердых веществ) MMA
(% wt. solids)
(% масс. твердых веществ) BA
(% wt. solids)
(% масс. твердых веществ) GPMA
(% wt. solids)
(% масс. твердых веществ) POPPY
(% wt. solids)
(% масс. твердых веществ) AMA
(% wt. solids)
по Фоксу
°С T st
according to Fox
°C
Пример 5Example 5
Приготовление (миниэмульсии)/(наногеля латексного полимера)Preparation of (miniemulsion)/(latex polymer nanogel)
Для приготовления загрузки в 1 кг азот пропускают в 4–горлую круглодонную колбу объемом 2000 мл, в которую добавляют 283,22 г (наногеля акрилового соединения)/(раствора полимера C) таблицы 1 примера 4 и 347,41 г ДИ H2O, нагревают до 60°C и перемешивают, по меньшей мере, 30 мин, чтобы обеспечить выведение газов. Отдельно смешивают 0,51 г аскорбиновой кислоты, 0,25 г диметиламиноэтанола (ДМАЭ), 56,17 г ДИ H2O и 0,0008 г сульфата железа II [7.H2O] и добавляют в колбу. Смесь перемешивают 10 мин, чтобы дать температуре вернуться к 60°C. Отдельно смешивают 91,10 г циклогексилметакрилата (ЦГМА), 91,10 г метилметакрилата (ММА), 24,87 г бутилакрилат (БА), 11,18 г глицидилметакрилата (ГМА) и 6,43 г аллил–метакрилата (АМА) и добавляют в колбу, перемешивают 20 мин, поддерживая температуру при 60°C. В смесь подают 71,33 г ДИ H2O в течение 10 мин. Добавляют 1,43 г трет–бутилгидропероксида (70%–ный), после чего 7,13 г ДИ H2O, которую используют для промывки емкости, чтобы измерить трет–бутилгидропероксид. Смесь проявляет эндотермический эффект приблизительно до 80°C, и ее охлаждают до 60°C при одновременном перемешивании 30 мин. Добавляют дополнительные 0,71 г трет–бутилгидропероксида, снова промывая емкость 7,13 г ДИ H2O, выдерживают при 60°C в течение 60 мин, затем охлаждают и фильтруют. NV должно иметь значение 31–33% при использовании STM 151.05.01.To prepare a 1 kg load, nitrogen is passed into a 2000 ml 4-necked round bottom flask, to which are added 283.22 g (acrylic compound nanogel)/(polymer C solution) of Table 1 Example 4 and 347.41 g CI H 2 O, heated to 60°C and stirred for at least 30 minutes to ensure the release of gases. Separately, 0.51 g of ascorbic acid, 0.25 g of dimethylaminoethanol (DMAE), 56.17 g of DI H 2 O and 0.0008 g of iron sulfate II are mixed [7 . H 2 O] and added to the flask. The mixture is stirred for 10 minutes to allow the temperature to return to 60°C. Separately mix 91.10 g of cyclohexyl methacrylate (CHMA), 91.10 g of methyl methacrylate (MMA), 24.87 g of butyl acrylate (BA), 11.18 g of glycidyl methacrylate (GMA) and 6.43 g of allyl methacrylate (AMA) and add into the flask, stirred for 20 minutes, maintaining the temperature at 60°C. The mixture was fed with 71.33 g of CI H 2 O over 10 minutes. 1.43 g of tert-butyl hydroperoxide (70%) is added, followed by 7.13 g of DI H 2 O, which is used to rinse the vessel to measure the tert-butyl hydroperoxide. The mixture exhibits an endothermic effect up to approximately 80° C. and is cooled to 60° C. while stirring for 30 minutes. An additional 0.71 g of tert-butyl hydroperoxide is added, again rinsing the container with 7.13 g of DI H 2 O, keeping at 60°C for 60 min, then cooling and filtering. NV should be 31-33% when using STM 151.05.01.
Также используют ПВБ (PVB) с молекулярной массой 90000–120000 в комбинации с (наногелем акрилового соединения)/(раствором полимера) в количестве 5%, 15% и 25% раствора для использования в миниэмульсии/(наногеле латексного примера 5).PVB is also used with a molecular weight of 90,000-120,000 in combination with (acrylic compound nanogel)/(polymer solution) in amounts of 5%, 15% and 25% solution for use in miniemulsion/(latex example 5 nanogel).
Соотношения ЦГМА, ММА, БА, АМА и ГМА меняют с целью изменения Tст, чтобы получить улучшенное скальпирование (повышенную твердость) или улучшенную гибкость. По этим же причинам меняют соотношение (наногель акрилового соединения)/(раствор полимера):(миниэмульсия/(наногелевый латекс). Также проводят определенные изменения в уровнях мономера, чтобы улучшить текучесть и уменьшить вспенивание. БДДМА, ГДМА и ЭГДМА все используют в качестве заменителей для АМА и/или ГМА. Для замены ЦГМА используют BNM, чтобы изменить твердость и устойчивость покрытия к действию внешней среды. Степень нейтрализации (DoN) меняют от стандартной 25%, понижая до 15% в испытаниях для определения ее влияния на размер частиц, а также влияния измененного размера частиц на конечную смесь и ее свойства.The ratios of CGMA, MMA, BA, AMA and GMA are changed to change T article to get improved scalping (increased hardness) or improved flexibility. For the same reasons, the ratio of (nanogel acrylic compound)/(polymer solution):(miniemulsion/(nanogel latex) is changed. Certain changes in monomer levels are also made to improve flow and reduce foaming. BDDMA, HDMA and EGDMA are all used as substitutes for AMA and/or GMA BNM is used to replace CHMA to change the hardness and environmental resistance of the coating Degree of Neutralization (DoN) is varied from the standard 25% down to 15% in tests to determine its effect on particle size and also the effects of the changed particle size on the final mixture and its properties.
Таблица 2 показывает полученные примеры миниэмульсии/(наногелевых латексных полимеров).Table 2 shows examples of miniemulsion/(nanogel latex polymers) obtained.
Таблица 2table 2
(% масс. твердых веществ) TSMA
(% wt. solids)
(% масс. твердых веществ) MMA
(% wt. solids)
(% масс. твердых веществ) BA
(% wt. solids)
(% масс. твердых веществ) AMA
(% wt. solids)
(% масс. твердых веществ) GMA
(% wt. solids)
по Фоксу
°C T st
according to Fox
°C
(% масс. твердых веществ) BDDMA
(% wt. solids)
(% масс. твердых веществ) GDMA
(% wt. solids)
(% масс. твердых веществ) EGDMA
(% wt. solids)
(% масс. твердых веществ) BNM
(% wt. solids)
Пример 6Example 6
Приготовление композиции для покрытияPreparation of the coating composition
Полигидроксистирол из примера 1, раствор Primid из примера 2, раствор акрилового соединения из примера 3, силан (AMEO) и латекс объединяют в количествах, показанных в таблице 3, получают композиции для покрытия CC–01, CC–02 и CC–03, причем композиция для покрытия CC–03 также содержит раствор наногеля B примера 5.Polyhydroxystyrene from example 1, Primid solution from example 2, acrylic compound solution from example 3, silane (AMEO) and latex are combined in the amounts shown in table 3, coating compositions CC-01, CC-02 and CC-03 are obtained, and Coating Composition CC-03 also contains the Nanogel B solution of Example 5.
Для приготовления загрузки в 1 кг композиции CC–03 493 г наногелевого латексного полимера B из таблицы 2 примера 5 выливают в смесительную емкость при комнатной температуре. Отдельно смешивают 181,18 г ДИ H2O и 5,02 г диметилэтиламина (ДМЭА) для диспергирования ДМЭА в ДИ H2O и затем добавляют в главную смесительную емкость. Добавляют 23,37 г раствора Primid примера 2. Акриловый раствор примера 3 и поли(гидроксистирол) примера 1 смешивают отдельно, добавляют силан (AMEO) с получением премикса, который затем добавляют в главную емкость.To prepare a batch of 1 kg of composition CC-03, 493 g of nanogel latex polymer B from Table 2 of Example 5 is poured into a mixing vessel at room temperature. Separately, 181.18 g of DI H 2 O and 5.02 g of dimethylethylamine (DMEA) were mixed to disperse the DMEA in DI H 2 O and then added to the main mixing vessel. 23.37 g of the Primid solution of example 2 is added. The acrylic solution of example 3 and poly(hydroxystyrene) of example 1 are mixed separately, silane (AMEO) is added to form a premix, which is then added to the main vessel.
Затем добавляют 33,687 г бутилцеллозольва (БЦ), после чего добавляют 43,98 г бутанола. И, наконец, добавляют 165,30 г ДИ H2O и загрузку перемешивают еще 15 мин, затем измеряют вязкость.33.687 g of butyl cellosolve (BC) are then added, followed by 43.98 g of butanol. Finally, 165.30 g DI H 2 O is added and the batch is stirred for another 15 minutes, then the viscosity is measured.
Таблица 3 показывает полученные и испытанные типичные композиции для покрытия.Table 3 shows typical coating compositions prepared and tested.
Таблица 3Table 3
Пример 7Example 7
Анализ свойств скальпирования вкусаAnalysis of taste scalping properties
Используя тест трех альдегидов анализируют свойства скальпирования вкуса композиций для покрытия по изобретению. В этом тесте проверяют концентрацию трех разных альдегидов в растворе при воздействии покрытия банки для напитков. Потеря концентрации одного или нескольких таких альдегидов подтверждает свойства скальпирования вкуса, что может оказывать отрицательное действие на вкус напитка во время хранения.Using the three aldehyde test, the taste scalping properties of the coating compositions of the invention are analyzed. This test tests the concentration of three different aldehydes in a solution when exposed to the coating of a beverage can. Loss of concentration of one or more of these aldehydes confirms taste scalping properties, which can have a negative effect on the taste of the beverage during storage.
Рассматриваемыми альдегидами являются октаналь, нональ и деканаль. Полагают, что эти три соединения являются типичными для вкусовых веществ, обычно встречающихся в безалкогольных напитках, поэтому мониторинг их потери в растворе служит показателем эффективности покрытия.The aldehydes considered are octanal, nonal and decanal. These three compounds are believed to be representative of the flavors commonly found in soft drinks, so monitoring their loss in solution is an indication of the effectiveness of the coating.
Анализ образца проводят методом газовой хроматографии и спектроскопии ионной подвижности (ГХ–СИП (GC–IMS)), который способен измерять соединения при низком уровне ч/млн, давая при этом воспроизводимые, надежные результаты. Образцы помещают в хроматографический флакон объемом 20 мл и нагревают до 60°C, чтобы повысить летучесть в свободном пространстве. Оценивают свободное пространство каждого образца и количественно определяют присутствующий альдегид. Другие подробные сведения представлены ниже.Sample analysis is performed by gas chromatography and ion mobility spectroscopy (GC-IMS), which is capable of measuring compounds at low ppm levels while giving reproducible, reliable results. Samples are placed in a 20 ml chromatographic vial and heated to 60°C to increase headspace volatility. Assess the headspace of each sample and quantify the aldehyde present. Other details are provided below.
Приготовление образцовSample preparation
Все растворы готовят гравиметрическим методом и записывают все массы.All solutions are prepared gravimetrically and all masses are recorded.
Смешивают 5,3 г 85%–ной H3PO4 с 4,7 г ДИ H2O, получают ~45%–ный раствор H3PO4. Добавляют 1,0 мл этого раствора к 4,0 л только что вскрытой воды для ВЭЖХ, получают исходную матрицу подкисленной воды.Mix 5.3 g of 85% H 3 PO 4 with 4.7 g of CI H 2 O, get ~45% solution of H 3 PO 4 . Add 1.0 ml of this solution to 4.0 liters of HPLC freshly dissected water to obtain the initial matrix of acidified water.
По 0,120 мл каждого альдегида (октаналь, нональ, деканаль) смешивают с 7,89 г (10 мл) безводного этанола, получают объединенный исходный раствор альдегидов с ~10000 ч/млн каждого альдегида. Смешивают 0,4 мл этого исходного раствора альдегидов с 4,0 л матрицы подкисленной воды, получают раствор для взятия проб альдегида с концентрацией ~1 ч/млн.0.120 ml of each aldehyde (octanal, nonal, decanal) is mixed with 7.89 g (10 ml) of anhydrous ethanol to form a combined stock solution of aldehydes with ~10,000 ppm of each aldehyde. Mix 0.4 ml of this aldehyde stock solution with 4.0 L of acidified water matrix to obtain a ~1 ppm aldehyde sampling solution.
По три банки на переменную величину и на каждый момент времени заполняют 355 г (полный объем 355 мл) и закатывают с использованием ручной закаточной машины (Dixie Canner, USA), после чего следует выдерживание при 40°C в течение заданного периода времени. После выдерживания банки открывают, отбирают аликвоту в 1 мл из каждой банки и помещают в хроматографические флаконы объемом 20 мл перед анализом с помощью ГХ–СИП. Раствор из каждой банки замеряют трижды.Three jars per variable size and time point were filled with 355 g (total volume 355 ml) and sealed using a manual seamer (Dixie Canner, USA) followed by holding at 40° C. for a given period of time. After incubation, the jars are opened, a 1 ml aliquot is taken from each jar and placed in 20 ml chromatographic vials prior to analysis by GC-SIP. The solution from each jar is measured three times.
Контрольные банки для каждого испытанного покрытия готовят путем заполнения банки для напитков растворами альдегидов, герметизации с использованием закаточной машины для банок и затем путем вскрытия банки и извлечения 1 мл раствора для анализа. Эти банки не выдерживают. Процедуру повторяют для каждой переменной покрытия. Как контрольную банку, так и оригинальный бутилированный раствор анализируют трижды для определения, какие потери, если таковые имеются, наблюдаются от начального заполнения банки.Control jars for each coating tested are prepared by filling a beverage can with aldehyde solutions, sealing using a can sealer, and then opening the can and withdrawing 1 ml of test solution. These banks are failing. The procedure is repeated for each coverage variable. Both the control can and the original bottled solution are analyzed in triplicate to determine what, if any, losses are observed from the initial filling of the can.
Калибровочные серииCalibration Series
Все растворы готовят гравиметрическим методом и записывают все массы.All solutions are prepared gravimetrically and all masses are recorded.
Объединяют 5,3 г 85%–ной H3PO4 с 4,7 г ДИ H20, получают ~45%–ный раствор H3PO4. Добавляют 1,0 мл этого раствора к 4,0 л только что открытой воды для ВЭЖХ, получают исходную матрицу подкисленной воды.Combine 5.3 g of 85% H 3 PO 4 with 4.7 g of
Объединяют 0,120 мл каждого альдегида (октаналь, нональ, деканаль) с 7,89 г (10 мл) безводного этанола, получают объединенный исходный раствор альдегидов с концентрацией ~10000 ч/млн каждого альдегида. Объединяют 0,4 мл этого исходного раствора альдегидов с 4,0 л матрицы подкисленной воды, получают раствор для отбора проб альдегида с концентрацией ~1 ч/млн.Combine 0.120 ml of each aldehyde (octanal, nonal, decanal) with 7.89 g (10 ml) of anhydrous ethanol to obtain a combined stock solution of aldehydes with a concentration of ~10,000 ppm of each aldehyde. Combine 0.4 ml of this aldehyde stock solution with 4.0 L of acidified water matrix to obtain a ~1 ppm aldehyde sampling solution.
Проводят последовательное разбавление раствора трех альдегидов с использованием матрицы подкисленной воды в качестве разбавителя, получают 10 мл каждого раствора с концентрацией 1,0, 0,8, 0,6, 0,5, 0,3, 0,2, 0,1 ч/млн в трех экземплярах для калибровки. Образец в 1 мл дозируют пипеткой в хроматографический флакон на 20 мл и герметизируют с помощью газонепроницаемой завинчивающейся крышки перед анализом образца.Sequentially dilute a solution of three aldehydes using a matrix of acidified water as a diluent, obtain 10 ml of each solution with a concentration of 1.0, 0.8, 0.6, 0.5, 0.3, 0.2, 0.1 h /million in triplicate for calibration. A 1 ml sample is pipetted into a 20 ml chromatography vial and sealed with a gas tight screw cap prior to sample analysis.
Параметры ГХ–СИП (GC–IMS)GC-SIP (GC-IMS) parameters
До анализа образца с помощью СИП определение предварительной концентрации образца не проводят. Отмеривают пипеткой 1 мл образца в хроматографический флакон на 20 мл и перед анализом образца герметизируют с помощью газонепроницаемой завинчивающейся крышки. Обзор параметров и используемых экспериментальных условий приведен в таблице 4.Prior to analysis of the sample using SIP, the determination of the preliminary concentration of the sample is not carried out. Pipette 1 ml of sample into a 20 ml chromatography vial and seal the sample with a gas-tight screw cap prior to analysis. An overview of the parameters and experimental conditions used is given in Table 4.
Таблица 4Table 4
Результатыresults
Все образцы анализируют с помощью ГХ–СИП, чтобы определить количество альдегидов, присутствующих в растворе, которые хранили и выдерживали в банке для напитков. Композиции для покрытия по настоящему изобретению CC–01, CC–02, CC–03 сравнивают с эпоксидом (Aqualure® 2000), BPANI A (Aqualure® G1 50), чтобы оценить разницу в свойстве в течение 14–дневного периода времени.All samples are analyzed by GC-SIP to determine the amount of aldehydes present in the solution stored and aged in a beverage can. Coating compositions of the present invention CC-01, CC-02, CC-03 were compared with epoxy (Aqualure® 2000), BPANI A (Aqualure® G1 50) to evaluate the difference in property over a 14 day time period.
Банки для напитков, покрытые такими покрытиями, заполняют раствором альдегидов, содержащим октаналь, нональ и деканаль, при концентрации 1 ч/млн, соответственно, и выдерживают при 40°C в течение до 14 дней. Концентрации отдельных альдегидов определяют количественно с помощью ГХ–СИП.Beverage cans coated with such coatings are filled with an aldehyde solution containing octanal, nonal and decanal at a concentration of 1 ppm, respectively, and kept at 40° C. for up to 14 days. The concentrations of individual aldehydes are quantified by GC-SIP.
Рассчитанные концентрации октаналя, ноналя и деканаля в растворах, хранимых в банках для напитков с разными покрытиями, показаны в таблице 5, таблице 6 и таблице 7, соответственно. Три банки для напитков измеряют по три раза каждую для каждой временной точки, что дает девять точек данных для каждой концентрации, показанных ниже в таблицах. Исключением из этого являются измерения для эпоксидных банок для напитков, для которых используют только одну банку на временную точку, поэтому эти концентрации представляют собой среднее по трем измерениям. Измерения и повторные измерения банок показывают хорошую воспроизводимость, отражаемую низкими значениями стандартного отклонения. Любые различия, наблюдаемые между концентрациями альдегидов и среди банок с различными покрытиями, считают значительными, поскольку эти различия превышают стандартное отклонение. Данные, показанные в таблицах 8–10, нормализованы к эпоксидному контролю для упрощения интерпретации. Обзор соответствующих абсолютных значений приведен в таблице 5, таблице 6 и таблице 7.The calculated concentrations of octanal, nonal and decanal in solutions stored in beverage cans with different coatings are shown in Table 5, Table 6 and Table 7, respectively. Three beverage cans are measured three times each for each time point, resulting in nine data points for each concentration shown in the tables below. An exception to this is measurements for epoxy beverage cans, which use only one can per time point, so these concentrations are the average of three measurements. Can measurements and remeasurements show good reproducibility, reflected by low standard deviation values. Any differences observed between aldehyde concentrations and among cans with different coatings are considered significant as these differences exceed the standard deviation. The data shown in Tables 8-10 has been normalized to epoxy control for ease of interpretation. An overview of the corresponding absolute values is given in Table 5, Table 6 and Table 7.
Сравнение концентраций альдегидов, хранимых в разных банках для напитков, представлено в таблицах 8–10 (нормализованные данные) и таблицах 5–7 (абсолютная величина). Отдельные альдегиды разделены, чтобы иметь возможность оценить эффективность разных покрытий. Бутилированный раствор представляет собой раствор, приготовленный в 4–литровых бутылках с водой, в который также добавляют исходный раствор альдегида. Этот раствор затем выливают в банки с напитками и банки закрывают перед выдерживанием в печи. Контрольная банка (момент времени 0) представляет собой банку, заполненную раствором альдегида, запечатанную, затем вновь открытую и проанализированную на ее содержимое. Интересно отметить, что существует разница в концентрации между бутилированным раствором и раствором контрольной банки в среднем с 8% потери октаналя, 20% потери ноналя и 26% потери деканаля, когда раствор альдегида первоначально закрыт в банке. Это говорит о том, что альдегиды либо теряются во время переноса раствора в банку, либо альдегиды прилипают к поверхности покрытия и не могут быть извлечены.A comparison of aldehyde concentrations stored in different beverage cans is presented in Tables 8-10 (normalized data) and Tables 5-7 (absolute value). Individual aldehydes are separated in order to be able to evaluate the effectiveness of different coatings. The bottled solution is a solution prepared in 4-liter bottles of water, to which the aldehyde stock solution is also added. This solution is then poured into beverage cans and the cans are sealed prior to oven aging. The control jar (time 0) is a jar filled with aldehyde solution, sealed, then re-opened and analyzed for its contents. It is interesting to note that there is a difference in concentration between the bottled solution and the control jar solution with an average of 8% loss of octanal, 20% loss of nonal and 26% loss of decanal when the aldehyde solution is initially closed in the jar. This suggests that the aldehydes are either lost during the transfer of the solution to the jar, or the aldehydes stick to the surface of the coating and cannot be extracted.
Сравнение пяти разных покрытий относительно потери октаналя подтверждает, есть небольшое различие в эффективности покрытий. Эпоксидное покрытие, как оказывается, теряет наибольшее количество октаналя, 12%, тогда как композиции для покрытия по изобретению теряют 9% в соответствии с нормализованными данными. Напротив, существует значительно более высокая потеря ноналя и деканаля из всех покрытий в течении 14–дневного периода. Концентрация ноналя снижается на 46%, когда подвергается воздействию покрытия BPANI A, но падает только на 31% в банке для напитков с покрытием CC–03. Концентрация ноналя в эпоксидном покрытии снижается на 38%. Эпоксидное покрытие считают «эталонным» покрытием, поэтому любые потери в концентрации альдегида следует сравнивать с ним. Как CC–02, так и CC–03 имеют такую же или более высокую эффективность, чем эпоксид.A comparison of five different coatings with respect to octanal loss confirms that there is little difference in the effectiveness of the coatings. The epoxy coating appears to lose the most octanal, 12%, while the coating compositions of the invention lose 9%, according to the normalized data. On the contrary, there is a significantly higher loss of nonal and decanal of all coatings over a 14-day period. The concentration of nonal is reduced by 46% when exposed to the BPANI A coating, but only drops by 31% in a CC-03 coated beverage can. The concentration of nonal in the epoxy coating is reduced by 38%. The epoxy coating is considered a "reference" coating, so any loss in aldehyde concentration should be compared with it. Both CC-02 and CC-03 are as effective as or better than epoxy.
Итак, имеет место потеря всех альдегидов во всех испытанных покрытиях банок для напитков. Общая эффективность покрытия CC–03 соответствует и/или лучше, чем эффективность эпоксидного покрытия с точки зрения потери альдегида. Покрытием с наиболее высоким процентом потери альдегидов является BPANI A. Тенденция потери альдегида во всех покрытиях показывает минимальную потерю октаналя и увеличивающиеся потери ноналя и деканаля. Эпоксидное и CC–03 покрытия показывают 50%–ную потерю деканаля, тогда как концентрация деканаля для BPANI A падает на 75%. Покрытия CC–01 и CC–02 на всем протяжении имеют одинаковую эффективность относительно альдегидного теста.Thus, there is a loss of all aldehydes in all beverage can coatings tested. The overall performance of CC-03 is equal to and/or better than epoxy in terms of aldehyde loss. The coating with the highest percentage of aldehyde loss is BPANI A. The aldehyde loss trend in all coatings shows minimal octanal loss and increasing nonal and decanal loss. Epoxy and CC-03 coatings show a 50% loss of decanal, while the concentration of decanal for BPANI A drops by 75%. Coatings CC-01 and CC-02 have the same efficiency throughout the entire length of the aldehyde test.
Таблица 5: Обобщенные результаты по концентрации октаналя в растворе альдегидов после выдержки и старения. Концентрация октаналя в растворе со временем падает со снижением в процентах от контрольной банки к 14 дню, обозначенным стрелкой. Каждое покрытие разных банок сталкивается с потерей концентрации альдегида. Эпоксидное покрытие используют в качестве контроля и показывает то, что является допустимой потерей. Table 5: Summary results of octanal concentration in aldehyde solution after aging and aging. The concentration of octanal in the solution falls over time with a decrease as a percentage of the control jar by day 14, indicated by the arrow. Each coating of different cans faces a loss of aldehyde concentration. The epoxy coating is used as a control and indicates what is the allowable loss.
12%
10%
7%
7%
7%
BPANI A – без добавления бисфенола А BPANI A - no added bisphenol A
СО – стандартное отклонениеSD - standard deviation
Таблица 6: Обобщенные результаты по концентрации ноналя в растворе альдегидов после выдержки и старения. Концентрация ноналя в растворе падает со временем со снижением в процентах от контрольной банки к 14 дню, обозначенным стрелкой. Каждое покрытие разных банок сталкивается с потерей концентрации альдегида. Эпоксидное покрытие используют в качестве контроля и показывает то, что является допустимой потерей. Table 6: Summarized results of nonal concentration in aldehyde solution after aging and aging. The concentration of nonal in the solution falls over time with a decrease as a percentage of the control jar by day 14, indicated by the arrow. Each coating of different cans faces a loss of aldehyde concentration. The epoxy coating is used as a control and indicates what is the allowable loss.
День 0 –14Difference in %
Day 0 -14
39%
50%
46%
40%
thirty%
Таблица 7: Обобщенные результаты по концентрации деканаля в растворе альдегидов после выдержки и старения. Концентрация деканаля в растворе падает со временем со снижением в процентах от контрольной банки к 14 дню, обозначенным стрелкой. Каждое покрытие разных банок сталкивается с потерей концентрации альдегида. Эпоксидное покрытие используют в качестве контроля и показывает то, что является допустимой потерей. Table 7: Summary results of decanal concentration in aldehyde solution after exposure and aging. The concentration of decanal in the solution falls over time with a decrease as a percentage of the control jar by day 14, indicated by the arrow. Each coating of different cans faces a loss of aldehyde concentration. The epoxy coating is used as a control and indicates what is the allowable loss.
50%
71%
67%
67%
50%
Таблица 8: Обобщенные результаты по концентрации октаналя в растворе альдегидов после выдержки и старения. Концентрация октаналя в растворе падает со временем со снижением в процентах от контрольной банки к 14 дню, обозначенным стрелкой. Каждое покрытие разных банок сталкивается с потерей концентрации альдегида. Эпоксидное покрытие используют в качестве контроля и показывает то, что является допустимой потерей. Table 8: Summary results of octanal concentration in aldehyde solution after aging and aging. The concentration of octanal in the solution falls over time with a decrease as a percentage of the control jar by day 14, indicated by the arrow. Each coating of different cans faces a loss of aldehyde concentration. The epoxy coating is used as a control and indicates what is the allowable loss.
12%
A loss
12%
12%
A loss
12%
12%
A loss
12%
9%
A loss
9%
9%
A loss
9%
Таблица 9: Обобщенные результаты по концентрации ноналя в растворе альдегидов после выдержки и старения. Концентрация ноналя в растворе падает со временем со снижением в процентах от контрольной банки к 14 дню, обозначенным стрелкой. Каждое покрытие разных банок сталкивается с потерей концентрации альдегида. Эпоксидное покрытие используют в качестве контроля и показывает то, что является допустимой потерей. Все значения нормализованы к эпоксидной контрольной банке. Table 9: Summarized results of nonal concentration in aldehyde solution after aging and aging. The concentration of nonal in the solution falls over time with a decrease as a percentage of the control jar by day 14, indicated by the arrow. Each coating of different cans faces a loss of aldehyde concentration. The epoxy coating is used as a control and indicates what is the allowable loss. All values are normalized to the epoxy control bank.
38%
46%
38%
38%
31%
Таблица 10: Обобщенные результаты по концентрации деканаля в растворе альдегидов после выдержки и старения. Концентрация деканаля в растворе падает со временем со снижением в процентах от контрольной банки к 14 дню, обозначенным стрелкой. Каждое покрытие разных банок (как показано с помощью разных цветов) сталкиваются с потерей концентрации альдегида, эпоксидное покрытие (красное) используют в качестве контроля и показывает то, что является допустимой потерей. Все значения нормализованы к эпоксидной контрольной банке. Table 10: Summary results of decanal concentration in aldehyde solution after exposure and aging. The concentration of decanal in the solution falls over time with a decrease as a percentage of the control jar by day 14, indicated by the arrow. Each coat of different cans (as shown by different colors) experienced a loss in aldehyde concentration, the epoxy coat (red) was used as a control and indicated what was the allowable loss. All values are normalized to the epoxy control bank.
50%
A loss
50%
75%
A loss
75%
63%
A loss
63%
63%
A loss
63%
50%
A loss
50%
Пример 8Example 8
Анализ покрытой поверхностиCoated Surface Analysis
Используют времяпролетный масс–спектрометр на вторичных ионах (TOF–SIMS) для анализа поверхности субстратов, покрытых композициями для покрытия по изобретению. TOF–SIMS представляет собой аналитический метод для поверхностей, который может быть использован для профилирования по глубине, то есть, для анализа изменения состава покрытия на субстрате на 1–2 нм ниже начальной поверхности. В этом исследовании анализируют распределение по глубине ароматических частиц в композициях для покрытий по настоящему изобретению при использовании в качестве покрытий для банок, вместе с банками с эпоксидным покрытием и банками с другими покрытиями.A time-of-flight secondary ion mass spectrometer (TOF-SIMS) is used to analyze the surface of substrates coated with the coating compositions of the invention. TOF-SIMS is a surface analytical method that can be used for depth profiling, that is, to analyze the change in coating composition on a substrate 1–2 nm below the initial surface. This study analyzes the depth distribution of aromatic particles in the coating compositions of the present invention when used as can coatings, along with epoxy coated cans and cans with other coatings.
Для каждой анализируемой покрытой банки для напитков выбирают для анализа 2 разных положения: на ¼ и ¾ боковой стенки. Анализируемые покрытия включают эпоксид (Aqualure® 2000), BPANI A1 (Aqualure® G1 50) и CC–04, композицию для покрытия по изобретению (78,5% масс. латекса, 5% масс. Primid, 5% масс. силана и 7,5% масс. поли(гидроксистирола), приготовлена в соответствии с описанным выше способом).For each coated beverage can analyzed, 2 different positions are selected for analysis: ¼ and ¾ sidewall. Coatings analyzed include epoxy (Aqualure® 2000), BPANI A1 (Aqualure® G1 50) and CC-04, a coating composition of the invention (78.5 wt% latex, 5 wt% Primid, 5 wt% silane and 7 5% by weight of poly(hydroxystyrene), prepared as described above).
Оценивают поверхность эпоксида относительно массового содержания. Наружная поверхность (то есть, верхняя поверхность) эпоксидного покрытия, как установлено, обогащена ароматическим углеводородом со спектральным сходством с полистиролом (ПС (PS)); отсутствует доказательство обогащения поверхности БФА. Профили распределения по глубине указывают на истощение поверхности БФА и 1,5–2–кратное обогащение поверхности соединением типа ПС. Толщина модифицированного наружного слоя составляет меньше чем 60 нм (при условии, что общая толщина пленки 4 мкм) и основная часть покрытия является гомогенной по БФА и соединению типа ПС. Такую же тенденцию наблюдают при отрицательной полярности.Evaluate the surface of the epoxide in relation to the mass content. The outer surface (ie, top surface) of the epoxy coating has been found to be rich in aromatic hydrocarbon with a spectral similarity to polystyrene (PS); there is no evidence of surface enrichment with BPA. The depth distribution profiles indicate depletion of the BPA surface and a 1.5–2-fold enrichment of the surface with a PS-type compound. The thickness of the modified outer layer is less than 60 nm (assuming the total film thickness is 4 μm) and the bulk of the coating is homogeneous in BPA and PS-type compound. The same trend is observed with negative polarity.
В случае BPANI A1 химический состав основной массы и поверхности очень похож на область массы 150–270 а.е.м. (то есть, область массы, где в случае эпоксидного покрытия присутствуют некоторые четкие различия); картина указывает на образцы ПС типа. Поверхность обогащена алифатическими образцами/фрагментами (C2H5+, C3H5+, C4H7+, C5H9+, C6H11+, C7H11+) и O–содержащими образцами/фрагментами (C2H5O+, C3H7O+, C4H7O+, C5H7O+, C6H7O+, C7H9O+, C2H3O2+, C4H4O2+, C5H5O2+, C6H7O2+). С покрытием BPANI A1 ароматические образцы имеют равномерное распределение по глубине, то есть, поверхностное обогащение не наблюдается, как это имеет место в случае эпоксида. Алифатические и O–содержащие образцы насыщают наружную поверхность BPANI A1 (<60 нм), и профили при отрицательной полярности подтверждают плоский профиль для ароматических образцов.In the case of BPANI A1, the groundmass and surface chemistry is very similar to the 150–270 amu mass region. (i.e., the area of mass where, in the case of an epoxy coating, there are some distinct differences); the picture indicates samples of the PS type. The surface is enriched in aliphatic samples/fragments (C2H5+, C3H5+, C4H7+, C5H9+, C6H11+, C7H11+) and O-containing samples/fragments (C2H5O+, C3H7O+, C4H7O+, C5H7O+, C6H7O+, C7H9O+, C2H3O2+, C4H4O 2+, C5H5O2+, C6H7O2+). With BPANI A1 coating, the aromatic samples have a uniform depth distribution, i.e., no surface enrichment is observed, as is the case with epoxy. Aliphatic and O-containing samples saturate the outer surface of BPANI A1 (<60 nm) and profiles at negative polarity confirm the flat profile for aromatic samples.
В случае покрытия CC–04 наружная поверхность, как установлено, обогащена образцами, близко родственными полистиролу (высоко ароматический полимер), то есть, PB5, который аналогичен эпоксиду. Имеется поверхностное обогащение ароматическими/гидроксистирольными образцами с коэффициентом 1,5–2 по сравнению с основной массой (профили распределения по глубине, обе полярности). При отрицательной полярности число специфических фрагментов меньше, чем при положительной полярности. Для CC–04 относительное поверхностное обогащение выше, чем в случае эпоксида.In the case of the CC-04 coating, the outer surface was found to be enriched with samples closely related to polystyrene (a highly aromatic polymer), ie, PB5, which is similar to epoxy. There is surface enrichment in aromatic/hydroxystyrene samples by a factor of 1.5–2 compared to the bulk (depth distribution profiles, both polarities). With negative polarity, the number of specific fragments is less than with positive polarity. For CC-04, the relative surface enrichment is higher than for epoxide.
Таким образом, в случае эпоксида присутствует тонкий поверхностный слой (<60 нм), который обогащен материалом ПС типа и истощен по БФА. Кроме того, по глубине химический состав покрытия является гомогенным. В случае BPANI A1 не имеется никакого наблюдаемого поверхностного обогащения ароматическими образцами, но есть поверхностное обогащение O–содержащими и алифатическими углеводородными соединениями. В случае покрытия CC–04 наружная поверхность пленки обогащена 1,5–2–кратно PB5 по сравнению с основной массой; никакого полного фазового разделения (расслоения) между PB5 и другими соединениями не могло быть установлено.Thus, in the case of epoxide, there is a thin surface layer (<60 nm) that is enriched in PS type material and depleted in BPA. In addition, the chemical composition of the coating is homogeneous in depth. In the case of BPANI A1, there is no observed surface enrichment in aromatic samples, but there is surface enrichment in O-containing and aliphatic hydrocarbon compounds. In the case of the CC–04 coating, the outer surface of the film is enriched 1.5–2 times in PB5 compared to the bulk; no complete phase separation (separation) between PB5 and other compounds could be established.
Claims (12)
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201762483007P | 2017-04-07 | 2017-04-07 | |
| US62/483,007 | 2017-04-07 | ||
| EP17171373 | 2017-05-16 | ||
| EP17171373.8 | 2017-05-16 | ||
| PCT/EP2018/058480 WO2018185094A1 (en) | 2017-04-07 | 2018-04-03 | Coating compositions containing a hydroxyphenyl functional polymer and a latex polymer |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2019134843A RU2019134843A (en) | 2021-05-07 |
| RU2019134843A3 RU2019134843A3 (en) | 2021-08-06 |
| RU2796008C2 true RU2796008C2 (en) | 2023-05-16 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014134442A1 (en) * | 2013-03-01 | 2014-09-04 | Valspar Corporation | Aqueous coating compositions including phenolic resin(s) |
| RU2591153C2 (en) * | 2011-12-02 | 2016-07-10 | Ппг Индастриз Огайо, Инк. | Coating composition for cans for food products or beverages |
| RU2598440C2 (en) * | 2010-12-28 | 2016-09-27 | Акцо Нобель Коатингс Интернэшнл Б.В. | Coating compositions containing latex emulsions and oil hydroxyl functional grafted polyol copolymers |
| WO2016196174A1 (en) * | 2015-05-29 | 2016-12-08 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Packaging coated with an emulsion polymerized latex polymer |
| RU2615700C2 (en) * | 2010-12-29 | 2017-04-06 | Акцо Нобель Коатингс Интернэшнл Б.В. | Latex emulsions and coating composition formed from latex emulsions |
| JP7090612B2 (en) * | 2016-11-22 | 2022-06-24 | シュンク トランジット ジステムズ ゲーエムベーハー | Positioning unit and contact method |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2598440C2 (en) * | 2010-12-28 | 2016-09-27 | Акцо Нобель Коатингс Интернэшнл Б.В. | Coating compositions containing latex emulsions and oil hydroxyl functional grafted polyol copolymers |
| RU2615700C2 (en) * | 2010-12-29 | 2017-04-06 | Акцо Нобель Коатингс Интернэшнл Б.В. | Latex emulsions and coating composition formed from latex emulsions |
| RU2591153C2 (en) * | 2011-12-02 | 2016-07-10 | Ппг Индастриз Огайо, Инк. | Coating composition for cans for food products or beverages |
| WO2014134442A1 (en) * | 2013-03-01 | 2014-09-04 | Valspar Corporation | Aqueous coating compositions including phenolic resin(s) |
| WO2016196174A1 (en) * | 2015-05-29 | 2016-12-08 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Packaging coated with an emulsion polymerized latex polymer |
| JP7090612B2 (en) * | 2016-11-22 | 2022-06-24 | シュンク トランジット ジステムズ ゲーエムベーハー | Positioning unit and contact method |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Takahashi Asao et al. P-vinyl phenol polymer. A highly heat resistant new material for insulation. EIC 13th Electrical/Electronics Insulation Conference [IEEE 1977 EIC 13th Electrical/Electronics Insulation Conference - Chicago, IL, USA (1977.9.26-1977.9.29)] 1977, pp. 252-256с. 256, табл. 7-8. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9038849B2 (en) | Coating compositions for food and beverage containers | |
| JP5769880B2 (en) | Antifoaming agent for non-aqueous coating agents | |
| US9132449B2 (en) | Coating system | |
| US7475786B2 (en) | Can coatings, methods for coating can and cans coated thereby | |
| EP2791261B1 (en) | High block, tack and scrub resistant coating composition | |
| RU2670753C1 (en) | Acrylic aqueous dispersions for coating containers | |
| EP3371231B1 (en) | Container coating compositions with resistance to sulfur staining | |
| CN107690456A (en) | Packaging coated with emulsion polymerized latex polymer | |
| US11459478B2 (en) | Coating compositions containing a hydropyphenyl functional polymer and a latex polymer | |
| US12466973B2 (en) | Packaging coating containing water-dispersible acrylic block copolymer | |
| RU2796008C2 (en) | Coating compositions containing hydroxyphenyl functional polymer and latex polymer | |
| WO2018185094A1 (en) | Coating compositions containing a hydroxyphenyl functional polymer and a latex polymer | |
| CN107735466B (en) | Coating compositions for food and beverage packaging | |
| WO2024211388A1 (en) | Vinyl resole phenolic resin, coating compositions formed therefrom, articles and methods of coating | |
| HK40020123A (en) | Hybrid latex emulsions and coating compositions formed from hybrid latex emulsions | |
| JPH0242119B2 (en) | ||
| HK1189020A (en) | Latex emulsions and coating compositions formed from latex emulsions | |
| HK1189020B (en) | Latex emulsions and coating compositions formed from latex emulsions |