專(zhuān)利名稱(chēng)：符合環(huán)保法規(guī)的罩印清漆的制作方法
背景技術(shù)：
清漆可用作木頭、塑料、金屬和類(lèi)似基材上的涂層。清漆產(chǎn)品已用于在基材(比如氣溶膠罐等)提供外涂層和/或作為裝飾涂層。在一些應(yīng)用中，清漆可施涂到平板基材上，隨后成形為一個(gè)特別的物品。另外，清漆可在裝飾涂層或圖像上施涂上一層或多層。在另一些應(yīng)用中，清漆可涂到一般是透明或白色的底涂層上。
一些清漆在施涂到濕的基材上時(shí)更有效。其他一些應(yīng)用要求清漆涂到干的基材上。所以，希望一種清漆涂料可涂到濕的和干的基材上。
還希望，根據(jù)清漆涂料要涂到的基材表面，它能經(jīng)受多次烘烤循環(huán)?；耐獗砻嫔贤壳迤岬牡胤剑ǔｋS后涂?jī)?nèi)部涂層，因此，需要另一次烘烤循環(huán)。例如，油漆罐“塞子”在內(nèi)側(cè)或外側(cè)上都要涂。一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的探索要求是在經(jīng)多次烘烤循環(huán)烘烤后，防止清漆涂層泛黃或變色。
作為外部涂層，涂層的清漆還應(yīng)具有好的抗磨性。
在今天的環(huán)境中，清漆和相關(guān)材料的環(huán)境敏感日益增加。不希望溶液和涂料組合物中的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)含量高。
從前面所述，工藝上需要的是VOC含量低的涂料組合物，它對(duì)成型加工是適當(dāng)柔性的，外部使用是耐磨的，不會(huì)泛黃或變色，可涂到干的或濕的表面。這里揭示和權(quán)利要求的是這種涂料組合物及其制備方法。
發(fā)明綜述在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供包括多分散指數(shù)小于約2的醇酸樹(shù)脂和交聯(lián)劑的涂料組合物。醇酸樹(shù)脂優(yōu)選是聚酯組分和基本上飽和脂肪酸組分的反應(yīng)產(chǎn)物。脂肪酸組分優(yōu)選天然存在的，更優(yōu)選棕櫚酸，月桂酸，硬脂酸，辛酸，肉豆蔻酸。本發(fā)明的涂料組合物優(yōu)選基本上顏色穩(wěn)定的。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供用前面提到的涂料組合物涂層的基材。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供包括聚酯組分和脂肪酸組分的醇酸樹(shù)脂。醇酸樹(shù)脂組合物優(yōu)選具有數(shù)均分子量約500-2000，多分散指數(shù)小于約2。醇酸樹(shù)脂的脂肪酸組分優(yōu)選天然存在的，更優(yōu)選基本上飽和的。
詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明提供優(yōu)選用作清漆涂料的涂料組合物。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，涂料組合物包括醇酸樹(shù)脂，交聯(lián)劑和任選的活性稀釋劑，溶劑，蠟，和/或流動(dòng)控制試劑。本發(fā)明的涂料組合物基本上是顏色穩(wěn)定的。在用Hunter Lab ColorQuest比色計(jì)評(píng)估時(shí)，涂料組合物的Δb顏色組分，再烘烤后不大于約+1單位。
涂料組合物的醇酸樹(shù)脂優(yōu)選包括聚酯組分和基本上為飽和脂肪酸組分的反應(yīng)產(chǎn)物。醇酸樹(shù)脂優(yōu)選具有小于約2的多分散指數(shù)。
聚酯組分優(yōu)選是酸組分和多羥基化合物組分的反應(yīng)產(chǎn)物。適合的酸組分包括芳香族或脂肪族酸(或這些酸的酐)。典型的酸組分可以是單官能的(比如苯甲酸)，二-官能的(比如苯二甲酸)，或三-官能的(比如偏苯三酸)，及其酸酐。對(duì)本發(fā)明聚酯組分有用的優(yōu)選酸組分包括雙官能酸及其酸酐。適合的雙官能酸的非限制性例子包括，鄰苯二甲酸，間苯二甲酸，對(duì)苯二甲酸，丁二酸，己二酸及它們的酸酐等。目前優(yōu)選的雙官能酸是苯二酸酐。
目前認(rèn)為含不飽和酸的使用(比如馬來(lái)酸，富馬酸，衣康酸和二聚脂肪酸)是不優(yōu)選的。類(lèi)似的，目前還認(rèn)為單官能的酸(比如苯甲酸)和三官能的酸(比如偏苯三酸)是不優(yōu)選的。
適合的多羥基化合物組分包括單官能和多官能(例如，雙官能和三官能)多元醇。認(rèn)為多羥基化合物組分影響聚酯組分的相容性，因此，影響醇酸樹(shù)脂對(duì)其他用在市售的油墨中醇酸樹(shù)脂的相容性。還認(rèn)為多羥基組分影響醇酸樹(shù)脂組合物的柔性和硬度。所以，優(yōu)選仔細(xì)選擇多羥基化合物組分。用于本發(fā)明的典型多元醇包括新戊二醇，三羥甲基丙烷，1，4-丁二醇，乙二醇，1，4-環(huán)己烷二甲醇，1，3-丙二醇，1，6-己二醇，三羥甲基乙烷等。目前優(yōu)選的多元醇包括新戊二醇，三羥甲基丙烷及其結(jié)合。
酸組分和多羥基組分優(yōu)選足以形成要求的聚酯組分的量存在。酸組分官能度對(duì)多羥基化合物官能度的當(dāng)量比，優(yōu)選1∶1.15-1.6當(dāng)量多羥基化合物，更優(yōu)選1∶1.4-1.5。
如上面所述，本發(fā)明的醇酸樹(shù)脂優(yōu)選包括脂肪酸組分。雖然不想受理論的束縛，目前認(rèn)為要仔細(xì)選擇脂肪酸組分，大大減少或消除固化或再烘烤后涂層組合物“泛黃”的可能。本發(fā)明的脂肪酸優(yōu)選天然存在的、基本上飽和的脂肪酸。
如這里使用的，術(shù)語(yǔ)“基本上飽和的”意指本發(fā)明的脂肪酸，具有不超過(guò)平均0.04個(gè)碳-碳雙鍵/脂肪酸組分。術(shù)語(yǔ)“根本上飽和的”意指脂肪酸組分具有不超過(guò)平均0.02個(gè)碳-碳雙鍵/脂肪酸組分。術(shù)語(yǔ)“完全飽和的”或“飽和的”意指脂肪酸組分具有不超過(guò)0.01個(gè)碳-碳雙鍵/脂肪酸組分。脂肪酸組分優(yōu)選包括最多18個(gè)碳原子，更優(yōu)選約6-16個(gè)，并且是飽和的。本發(fā)明使用的典型的大體上飽和的脂肪酸，包括棕櫚酸，月桂酸，硬脂酸，辛酸，肉豆蔻酸，花生酸，山萮酸，二十四烷酸等。
認(rèn)為不飽和脂肪族(比如天然存在在蓖麻油，松漿油，亞麻子油，大豆油，椰子油，棕櫚油和紅花油中)在制備醇酸樹(shù)脂使涂料組合物不希望的泛黃最小或消除時(shí)，不是優(yōu)選的。因此，這些不飽和脂肪酸可用在不考慮泛黃的地方，或可適度使用在最小泛黃可接受的地方。也可使用已完全氫化了的不飽和脂肪酸。
脂肪酸組分一般以適合有效提供與醇酸基油墨相容性的量存在。適合地，脂肪酸組分包括最多約40重量％的醇酸樹(shù)脂組合物。本發(fā)明中使用的脂肪酸的量?jī)?yōu)選在約20-40重量％，更優(yōu)選約30-40重量％，最優(yōu)選約31-35重量％的醇酸樹(shù)脂組合物。
本發(fā)明的醇酸樹(shù)脂組合物優(yōu)選具有低的多分散性。認(rèn)為醇酸樹(shù)脂低的多分散性提供低的粘度、在涂料組合物中得到高度柔韌性的低VOC含量的樹(shù)脂。醇酸樹(shù)脂的多分散指數(shù)優(yōu)選小于約1.7，最優(yōu)選小于約1.5。
醇酸樹(shù)脂優(yōu)選具有適合涂層、固化和再烘烤的數(shù)均分子量。認(rèn)為數(shù)均分子量非常低的樹(shù)脂(例如分子量小于500的樹(shù)脂)不是最理想的，例如，在固化和再烘烤循環(huán)中會(huì)產(chǎn)生大量的煙。一般，醇酸樹(shù)脂的數(shù)均分子量小于2000。醇酸樹(shù)脂優(yōu)選的數(shù)均分子量約500-2000，更優(yōu)選700-1500，最優(yōu)選約800-1200。
一般，醇酸樹(shù)脂的粘度是低的，使它足以平滑地涂布到要涂的基材上。醇酸樹(shù)脂適合的粘度小于約25平方厘米/秒。醇酸樹(shù)脂的優(yōu)選粘度約15-25平方厘米/秒，更優(yōu)選約17-23平方厘米/秒，最優(yōu)選約18-22平方厘米/秒。
優(yōu)選的醇酸樹(shù)脂的酸值約為2-20，優(yōu)選約2-10，最優(yōu)選約4-6。酸值定義為中和1克聚合物固體所需要的氫氧化鉀的毫克數(shù)。酸值根據(jù)ASTM D 974-01測(cè)定。
如果需要，本發(fā)明的醇酸樹(shù)脂可作為與一個(gè)或多個(gè)溶劑的溶液來(lái)提供。優(yōu)選的醇酸樹(shù)脂溶液固體含量約70-90重量％，更優(yōu)選75-90重量％，最優(yōu)選80-90重量％。如這里使用的，固體含量指的是非揮發(fā)性組分的重量％。例如，固含量80％的醇酸樹(shù)脂，具有80重量％非揮發(fā)性組分和20重量％揮發(fā)性組分。固含量按照ASTM D 1259-85測(cè)定。
涂料組合物的醇酸樹(shù)脂組分，優(yōu)選以足夠形成適合其用途的涂料組合物的量存在。例如，典型的涂料組合物可具有至少約40重量％醇酸樹(shù)脂。優(yōu)選地，醇酸樹(shù)脂組分以涂料組合物的約40-80重量％的量存在，更優(yōu)選約50-80重量％，最優(yōu)選約50-70重量％。
本發(fā)明的涂料組合物優(yōu)選包括交聯(lián)劑。交聯(lián)劑優(yōu)選在要求的溫度和時(shí)間內(nèi)，以足夠引起反應(yīng)物有效交聯(lián)的量存在。典型的交聯(lián)劑包括氨基樹(shù)脂，和嵌段聚異氰酸酯。適合的交聯(lián)劑包括甲醛類(lèi)，如蜜胺甲醛，脲甲醛，苯胍胺甲醛，甘脲甲醛等。目前優(yōu)選的交聯(lián)劑是蜜胺甲醛，如Cymel 1156，可從Cytec Industries of Patterson，New Jersey購(gòu)買(mǎi)。
用在本發(fā)明涂料組合物中交聯(lián)劑的量，可影響涂料組合物的硬度，耐磨性和撓性。一般，在以涂料組合物的至少約10重量％的量存在時(shí)是有效的。交聯(lián)劑優(yōu)選以涂料組合物的約10-40重量％的量存在，更優(yōu)選約15-35重量％，最優(yōu)選約20-35重量％。
任選的活性稀釋劑可包括在涂料組合物中。活性稀釋劑可結(jié)合到涂料組合物中，便于涂料組合物組分的混和，改進(jìn)組合物與其基材的粘合，在施涂時(shí)進(jìn)一步升高固含量而不增加粘度或VOC含量。適合的活性稀釋劑包括環(huán)氧樹(shù)脂，低聚物，聚醚型多元醇，以及其他低分子量多官能樹(shù)脂。目前優(yōu)選的活性稀釋劑是環(huán)氧樹(shù)脂，如雙酚A的二縮水甘油醚，作為Epon 828，可從Resolution Performance Products of Houston，Texas購(gòu)得。如果需要，可對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂改性，使它適合要求的應(yīng)用。改性方法包括增進(jìn)或增加環(huán)氧樹(shù)脂的分子量，比如通過(guò)與雙酚A反應(yīng)，或者按工藝上已經(jīng)知道的方法。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，任選的活性稀釋劑構(gòu)成了小于涂料組合物的15重量％?；钚韵♂寗┰谕苛辖M合物中的量，優(yōu)選是涂料組合物的約1-15重量％，更優(yōu)選約1-10重量％，最優(yōu)選約約1-5重量％。
涂料組合物可任選包括溶劑。任選的溶劑可起涂料組合物其他組分的載體作用，或便于成分摻和到組合物中，適合于涂布或加工等。典型的溶劑包括脂肪族和芳香族溶劑，如溶劑油，二甲苯，醇，酮，酯，二乙醇醚等。目前優(yōu)選的溶劑包括與二乙醇醚和醇復(fù)合的芳族餾出液。
在使用溶劑時(shí)，優(yōu)選的量小于約35重量％涂料組合物，更優(yōu)選小于30重量％，最優(yōu)選小于約25重量％。一般，在固化過(guò)程中除去的溶劑越少，組合物對(duì)環(huán)境的影響越小。
涂料組合物可任選包含蠟。包含任選蠟可對(duì)涂料組合物提供潤(rùn)滑性和/或?qū)ν旯さ耐繉踊奶峁┠湍バ?。典型可用的任選蠟包括天然和合成的蠟，如巴西棕櫚蠟，石油蠟，聚乙烯蠟，高分子蠟，羊毛蠟等。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，蠟構(gòu)成了涂料干重量的至少約2重量％。蠟在涂料組合物中量?jī)?yōu)選約0.5-1.8重量％，更優(yōu)選約0.7-1.4重量％，最優(yōu)選約0.9-1.1重量％。
涂料組合物可任選包括流動(dòng)控制試劑。流動(dòng)控制試劑可方便組合物涂到基材上的過(guò)程。任選的流動(dòng)控制試劑包括硅氧烷，碳氟化合物，丙烯酸樹(shù)脂等。
如果使用任選的流動(dòng)控制試劑，存在的量可是涂料組合物量的約0.1-3重量％。優(yōu)選流動(dòng)控制試劑的量是涂料組合物的0.25-3重量％，更優(yōu)選約0.4-2重量％，最優(yōu)選約0.5-1.5重量％。
本發(fā)明的涂料組合物中可任選包括催化劑?？捎么呋瘎┰鰪?qiáng)醇酸樹(shù)脂和其他組分(如活性稀釋劑和交聯(lián)劑)之間的反應(yīng)過(guò)程。有用的催化劑包括酸催化劑(如無(wú)機(jī)和有機(jī)催化劑)。非限制的例子包括磺酸類(lèi)，如對(duì)甲苯磺酸，十二烷基苯磺酸等。在優(yōu)選的實(shí)施例中，涂料組合物可包含約1-7重量％的催化劑，更優(yōu)選約4-6重量％。
涂料組合物優(yōu)選適合于涂布到要涂基材上。以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法，把涂料組合物涂布到要涂的基材上。典型的涂布方法包括輥涂，刷涂，和噴涂。在優(yōu)選的實(shí)施例中，本發(fā)明的涂料組合物可涂到已涂底漆或涂有底涂層的基材上。按需要，底漆可以是透明的或著色的。涂料組合物也可涂到具有一層或多層油墨、裝飾涂層或油漆的基材上。一般，本發(fā)明的涂料組合物可涂布到有多層油墨的涂層上，如在多臺(tái)印刷過(guò)程中(例如，4-色印刷和)。優(yōu)選的涂料組合物可涂到“濕的”層上或涂到經(jīng)干燥的基材上(例如，固化層)。
用本發(fā)明涂料組合物涂布的基材，優(yōu)選基本上是顏色穩(wěn)定的。如本發(fā)明中使用的，“基本上顏色穩(wěn)定”意指“再烘烤”后，涂層的基材大體上不變色或泛黃?！霸俸婵尽边^(guò)程，如這里使用的，指的是涂層基材常須經(jīng)受的步驟，這里涂層基材前面已經(jīng)固化或“烘烤過(guò)”，進(jìn)一步經(jīng)受后來(lái)的烘烤過(guò)程，或干燥或固化隨后涂布過(guò)的基材過(guò)程(例如，隨后的涂層涂布到涂布過(guò)的基材的另一主要對(duì)面上)。例如，用作氣溶膠罐的包裝，可有外裝飾表面(用本發(fā)明的涂料組合物涂層)和保護(hù)所包裝內(nèi)含物的保護(hù)涂料涂敷的內(nèi)表面。在外涂層經(jīng)固化過(guò)程后，可涂布烘烤內(nèi)表面。因此，本發(fā)明的涂層優(yōu)選應(yīng)在“再烘烤”情況下(在205℃，高達(dá)10分鐘)是顏色穩(wěn)定的。
再烘烤過(guò)程也加速涂料組合物一般經(jīng)歷的自然老化過(guò)程。顏色不穩(wěn)定的涂料，傾向于隨時(shí)間變色。在205℃，再烘烤涂層10分鐘，模擬自然老化過(guò)程。測(cè)量再烘烤后最初顏色和最后顏色之間的變化，表明涂料具有長(zhǎng)時(shí)間顏色穩(wěn)定的潛能。
用Hunter Lab ColorQuest比色計(jì)測(cè)量固化后最初的顏色(L，a，b-值)和再烘烤后最后顏色之間的變化作為涂料組合物的顏色穩(wěn)定性。尤其，b-值中的變化(表示為“Δb”)表示作為再烘烤的結(jié)果，涂層泛黃的程度。固化后最初顏色和再烘烤后最后顏色之間Δb中的變化，優(yōu)選小于約+1單位，更優(yōu)選小于約+0.5單位，最優(yōu)選小于約+0.25單位。
本發(fā)明涂料組合物優(yōu)選具有揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)含量小于約0.35千克/升的固體，更優(yōu)選小于約0.25千克/升固體，最優(yōu)選小于約0.2千克/升固體，最理想小于約0.1千克/升固體。
涂料組合物優(yōu)選具有的固體含量約為組合物的60-80重量％，更優(yōu)選約65-80重量％，最優(yōu)選約65-75重量％。
本發(fā)明的涂料組合物是充分柔韌的，使涂布過(guò)的基材成形到想要的產(chǎn)品上。本發(fā)明涂布過(guò)的基材可成形到許多產(chǎn)品上，如，油漆聽(tīng)塞，氣溶膠罐，啤酒和飲料罐，藥物包裝等。在Erichsen Cup Fabrication Test下測(cè)定時(shí)，涂料組合物最初的柔韌性至少約7以上，更優(yōu)選至少約9以上。在經(jīng)200℃干熱2分鐘后，涂布過(guò)的基材的柔韌性至少約5以上。
如上面提到的，本發(fā)明的涂料組合物可用包括輥涂的許多方法涂敷。輥涂可有效地包括把涂料組合物涂布到濕的基材上(例如，基材有未經(jīng)烘烤的油墨或裝飾圖像的涂層)。一般，輥涂用來(lái)施涂平坦的、隨后形成要求容器的基材。對(duì)于有輪廓的基材，可通過(guò)如噴涂或刷上去的方法，涂布涂料組合物。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，本發(fā)明的涂料組合物對(duì)涂布過(guò)的基材提供耐磨性。具有極佳耐磨性的基材，優(yōu)選符合使用的要求，比如在氣溶膠罐，剃須膏罐，油漆罐等中。
提到的構(gòu)造，用下列試驗(yàn)測(cè)試。
磨耗試驗(yàn)?zāi)ズ脑囼?yàn)用于模擬運(yùn)輸中涂布過(guò)的基材可能暴露的典型磨損，比如在卡車(chē)中。這試驗(yàn)用Gavarti Cat磨耗試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行，測(cè)量涂層對(duì)另一涂層的磨耗。對(duì)于這試驗(yàn)，兩個(gè)10厘米×10厘米的樣品面對(duì)面放置，夾在磨蝕器墊中間。然后在試驗(yàn)樣品的頂部和側(cè)面加壓預(yù)定的時(shí)間。然后，評(píng)定樣品的涂層磨損。額定值的標(biāo)度是1-10，這里，“1”表示完全磨損，“10”表示無(wú)磨損。
光澤光澤測(cè)量涂層的表面光澤或光滑。涂層越光滑，在入射光的特殊角度的光澤值越高。用Gardner光澤計(jì)4520型，在20和60度角測(cè)量的涂布過(guò)的樣品的光澤值。
顏色用Hunter Lab ColorQuest比色計(jì)測(cè)量涂布過(guò)的基材的顏色。比色計(jì)以白度/暗度標(biāo)準(zhǔn)化的值L測(cè)量樣品的顏色；“a”用于紅/綠光，“b”用于黃/藍(lán)光。每個(gè)值之間的變化編碼“Δ”或“6”。例如，較小的“Δb”值表示再烘烤后較少泛黃涂層。同樣，正的ΔL值表示再烘烤后基材顯得更白。
柔韌性用Erichsen Cup fabrication試驗(yàn)，測(cè)定涂布過(guò)的基材的柔韌性。涂布過(guò)的基材放在Erichsen機(jī)中，型號(hào)204，成形為杯子。然后把成形的杯子放在卷邊器中，形成50個(gè)卷邊。然后對(duì)涂布過(guò)的基材進(jìn)行測(cè)定來(lái)確定粘附到卷邊的涂料量。在容器上不同位置，測(cè)定涂布過(guò)的基材的柔韌性，例如，壁和園頂。樣品在經(jīng)200℃干熱2分鐘后，還測(cè)定壁和園頂位置的柔韌性。然后對(duì)粘附到50個(gè)卷邊的涂層，第二次評(píng)定試驗(yàn)樣品。
抗粘連性抗粘著性測(cè)量涂布過(guò)的基材在溫暖環(huán)境中抗粘連在一起的能力，目的是模擬炎熱夏季月份中典型涂布工廠的條件?？拐尺B性試驗(yàn)在成形為一容器前的涂布過(guò)的基材上進(jìn)行。5厘米×10厘米的樣品，在一側(cè)上涂布外涂層，在另一側(cè)上涂布內(nèi)涂層，并固化。然后把涂布過(guò)的樣品內(nèi)側(cè)對(duì)著外側(cè)堆疊，在49℃的粘著夾中7.03kgf/cm2壓力下放置16小時(shí)。然后，用手拉開(kāi)試驗(yàn)樣品，評(píng)定涂層的抗粘連性。相對(duì)于已知的良好控制和不良控制，評(píng)定樣品。使用的額定標(biāo)度0-10，這里“0”完全粘連，“10”不粘連。額定值優(yōu)于7是可接受的。
粘合進(jìn)行粘合測(cè)試，是為了評(píng)估涂料是否粘合到涂布過(guò)的基材上。根據(jù)AST D 3359-試驗(yàn)方法B，用ScotchTM610型(可從Minnesota Mining and Manufacturing(3M)Companyof Saint Paul，Minnesota購(gòu)得)，進(jìn)行粘合試驗(yàn)。對(duì)粘合試驗(yàn)，額定值“10”表示沒(méi)有因粘合的失敗，額定值“9”表示90％的涂層保持粘附，額定值“8”表示80％的涂層保持粘附，等。
濕涂油墨濕涂油墨測(cè)量清漆在濕油墨上涂布的能力。把油墨涂布到要求膜重量的有機(jī)底漆上，評(píng)估濕涂油墨。然后把清漆涂層涂布到濕油墨上并固化。測(cè)量清漆在油墨上形成連續(xù)膜的能力。然后目視檢查油墨上光澤、膜連續(xù)性、無(wú)褪色等外觀，評(píng)定清漆。
抗泛白性抗泛白性測(cè)量涂層抗各種溶液侵蝕的能力。通常，通過(guò)吸收到涂層中的水量來(lái)測(cè)量它。在涂布過(guò)的基材吸水時(shí)，它通常是渾濁的或變白。在分度的標(biāo)度上目測(cè)抗泛白性。
額定值標(biāo)度使用的額定值標(biāo)度0-10，這里“0”是完全失敗，“10”是無(wú)失敗。對(duì)于泛白試驗(yàn)，額定值“10”表示涂層的膜無(wú)發(fā)白。“0”表示涂層膜完全發(fā)白。
滅菌或巴氏殺菌滅菌或巴氏殺菌試驗(yàn)確定涂層如何經(jīng)受住包裝在容器中不同類(lèi)型產(chǎn)品的加工條件。一般，涂布過(guò)的基材浸在水浴中，加熱倒65-100℃約5-60分鐘。對(duì)于目前的評(píng)估，涂布過(guò)的基材浸在水浴中，在66℃加熱5分鐘。然后，把涂布過(guò)的基材從水浴取出，測(cè)試涂層的粘合和/或泛白。
耐加工或蒸餾這使用熱和壓力測(cè)量涂布過(guò)的基材的分解。步驟類(lèi)似于(上面的)滅菌或巴氏殺菌試驗(yàn)，除了容器在約105-130℃，壓力約0.7-10.5kgf/cm2，加熱約15-90分鐘。在這評(píng)估中，涂布過(guò)的基材在120℃；壓力1.05kgf/cm2，加熱90分鐘。然后測(cè)試涂層的粘合和/或泛白。
耐SD-40這試驗(yàn)測(cè)量涂層暴露于溶劑的承受能力，比如頭發(fā)噴霧劑。把測(cè)試樣品暴露于含SD-40的頭發(fā)噴霧劑，進(jìn)行試驗(yàn)。使頭發(fā)噴霧劑在試驗(yàn)樣品上靜置1分鐘，然后浸在65.6℃的熱水中5分鐘。對(duì)泛白程度和緊接熱水暴露后的粘合損失，評(píng)定耐SD-40的程度。
反沖擊反沖擊試驗(yàn)測(cè)量涂層承受半球鋼沖頭沖擊時(shí)所遭受變形而沒(méi)有破裂或粘合損失的能力。涂有底漆和清漆的試驗(yàn)樣品，經(jīng)受0.46千克-米(40英寸-磅)的力，根據(jù)ASTM D2794-93，評(píng)定破裂和粘合損失。
摩擦系數(shù)(COF)摩擦系數(shù)是描述表面潤(rùn)滑性的度量(數(shù))。用測(cè)試儀ALTEK Model Number 9505E，測(cè)量COF。數(shù)目越低，膜越具有滑動(dòng)特性。
下列實(shí)施例的提供，有助理解本發(fā)明，但不構(gòu)成發(fā)明范圍的限制。除非另行說(shuō)明，所有的份和百分率都是按重量。
實(shí)施例實(shí)施例1醇酸樹(shù)脂的制備

棕櫚酸95％(從Acme-Hardesly購(gòu)得)和新戊二醇(從Eastman Chemical購(gòu)得)，放在有氮?dú)庋谏w的適合蒸餾釜中。攪拌加熱釜下至100-110℃。保持溫度在100-110℃的同時(shí)，加入三羥甲基丙烷(從Celanese Chemical購(gòu)得)，和鄰苯二甲酸酐(從KoppersChemical購(gòu)得)。繼續(xù)加熱，使組合物的溫度升高到220℃，保持回流直至得到的酸值在4和6之間。加入芳族蒸餾液100并冷卻。
形成的醇酸樹(shù)脂的固體含量83.5％，酸值5，.用Gradner氣泡粘度計(jì)測(cè)的粘度Y-Z1。
實(shí)施例2涂料組合物的制備

把來(lái)自實(shí)施例1的醇酸樹(shù)脂，二甲苯和Eastman EP(從Eastman Chemical購(gòu)得)，放到具中等攪拌的干凈混合機(jī)中。加入蠟(巴西棕櫚蠟，高分子蠟，羊毛蠟的混合物)，攪拌10分鐘。中等攪拌下加入Cymel 1156(從Cytec Industries購(gòu)得)和Epon 828(從Resolution Performance Products，Houston，TX)。20分鐘后，將Dowanol PM(可從DowChemical購(gòu)得)，乙二醇單丁醚(Eastman EB，可從Eastman Chemical購(gòu)得)，和Nacure155(可從King Industries購(gòu)得)的預(yù)混物加入混合機(jī)。然后，涂料組合物過(guò)濾通過(guò)10-微米袋。
得到的涂料組合物的固體含量67.3％，用Ford Cup Viscometer(Ford杯粘度計(jì))在26.7℃，粘度55秒，VOC含量0.26千克/升固體。按照ASTM 2369-86中所述，取樣和測(cè)試涂料組合物的揮發(fā)有機(jī)化合物含量。
實(shí)施例3比較涂料組合物的制備


把聚酯(Chempol 010-1782，可從CCP Industries購(gòu)得)，EPS 3083(可從EngineeredPolymer Solutions購(gòu)得)和蜜胺甲醛(Cymel 303LF，可從Cytec Industries購(gòu)得)，放在適合的混合機(jī)中。開(kāi)始攪拌，產(chǎn)生旋渦。攪拌下加入環(huán)氧化的油(Epoxol 9-5，可從American Chemical購(gòu)得)。攪拌下加入二甘醇丁基醚(Eastman DB，可從EastmanChemical購(gòu)得)，酸催化劑(Nacure5925，可從King Industries購(gòu)得)，3-乙氧基丙酸乙酯(Ektapro EEP，可從Eastman Chemical購(gòu)得)。攪拌10分鐘后，把硅氧烷(Byk 361和Byk325，可從Byk-Chemie購(gòu)得)，和高分子蠟(Slip-Ayd SL-404，可從Daniel Products購(gòu)得)加到組合物中，繼續(xù)攪拌20分鐘。用JM4濾筒過(guò)濾涂料組合物。
涂料組合物的固體含量68.0％，用Ford Cup Viscometer(Ford杯粘度計(jì))在26.6℃，粘度55秒，VOC含量0.3千克/升固體。按照ASTM 2369-86中所述，取樣和測(cè)試涂料組合物的揮發(fā)有機(jī)化合物含量。
實(shí)施例4比較涂布過(guò)的制備涂有透明底漆的、并在193℃固化10分鐘的10厘米×20厘米×0.028厘米(4英寸×8英寸×11密耳的鍍錫鋼基材，用實(shí)施例3的涂料組合物，棒涂0.0005厘米(0.2密耳)涂層厚度。涂布過(guò)的基材在171℃下固化10分鐘。把涂布過(guò)的基材切成兩半，然后，一半在205℃再烘烤10分鐘，供顏色測(cè)試。
實(shí)施例5涂布過(guò)的基材的制備涂有透明底漆的、并在193℃固化10分鐘的10厘米×20厘米×0.028厘米(4英寸×8英寸×11密耳的鍍錫鋼基材，用實(shí)施例2的涂料組合物，棒涂0.013厘米(5密耳)涂層厚度。涂布過(guò)的基材在171℃固化10分鐘，把涂布過(guò)的基材切成兩半，然后，一半在205℃再烘烤10分鐘，供顏色測(cè)試。
實(shí)施例6粘合/泛白試驗(yàn)結(jié)果

顏色試驗(yàn)結(jié)果

柔韌性/粘連/摩擦系數(shù)試驗(yàn)結(jié)果

磨耗試驗(yàn)結(jié)果

已描述了本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例，本工藝領(lǐng)域的技術(shù)人員，在這里發(fā)現(xiàn)的教誨可應(yīng)用在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的其他實(shí)施例。如個(gè)別結(jié)合的，所有專(zhuān)利、專(zhuān)利文章、出版物，結(jié)合在此供參考。
權(quán)利要求
1.涂料組合物，包括多分散指數(shù)小于2的醇酸樹(shù)脂，該樹(shù)脂是聚酯組分和基本上飽和的脂肪酸組分的反應(yīng)產(chǎn)物；及交聯(lián)劑，其特征在于涂料組合物基本上是顏色穩(wěn)定的。
2.如權(quán)利要求1中所述的涂料組合物，其特征在于在用Hunter Lab ColorQuest比色計(jì)測(cè)定時(shí)，再烘烤后涂料組合物的△b顏色組分，與固化后但再烘烤前的涂料組合物相比，不大于約+1。
3.如權(quán)利要求1中所述的涂料組合物，其特征在于在用Hunter Lab ColorQuest比色計(jì)測(cè)定時(shí)，再烘烤后涂料組合物的△b顏色組分，與固化后但再烘烤前的涂料組合物相比，不大于約+0.5。
4.如權(quán)利要求1中所述的涂料組合物，其特征在于在用Hunter Lab ColorQuest比色計(jì)測(cè)定時(shí)，再烘烤后涂料組合物的△b顏色組分，與固化后但再烘烤前的涂料組合物相比，不大于約+0.25。
5.如權(quán)利要求1中所述的涂料組合物，其特征在于涂料組合物的揮發(fā)性有機(jī)化合物含量小于約0.35千克/升固體。
6.如權(quán)利要求1中所述的涂料組合物，其特征在于涂料組合物含有的揮發(fā)性有機(jī)化合物含量小于約0.25千克/升固體。
7.如權(quán)利要求1中所述的涂料組合物，其特征在于醇酸樹(shù)脂包括約40-80重量％的涂料組合物。
8.如權(quán)利要求1中所述的涂料組合物，其特征在于醇酸樹(shù)脂包括約50-70重量％的涂料組合物。
9.如權(quán)利要求1中所述的涂料組合物，其特征在于醇酸樹(shù)脂的數(shù)均分子量約為500-2000。
10.如權(quán)利要求1中所述的涂料組合物，其特征在于涂料組合物的固體含量是約60-80重量％。
11.如權(quán)利要求1中所述的涂料組合物，其特征在于聚酯組分是雙官能酸和多元醇的反應(yīng)產(chǎn)物。
12.如權(quán)利要求11中所述的涂料組合物，其特征在于雙官能酸選自鄰苯二甲酸酐，間苯二甲酸，對(duì)苯二甲酸，丁二酸，己二酸，以及它們的混合物。
13.如權(quán)利要求11中所述的涂料組合物，其特征在于雙官能酸是鄰苯二甲酸酐。
14.如權(quán)利要求11中所述的涂料組合物，其特征在于多元醇選自新戊二醇，三羥甲基丙烷，1，4-丁二醇，乙二醇，1，4-環(huán)己烷二甲醇，1，3-丙二醇，1，6-己二醇，三羥甲基乙烷，及其它們的混合物。
15.如權(quán)利要求11中所述的涂料組合物，其特征在于多元醇包括新戊二醇和三羥甲基丙烷的混合物。
16.如權(quán)利要求1中所述的涂料組合物，其特征在于脂肪酸組分是天然存在的。
17.如權(quán)利要求1中所述的涂料組合物，其特征在于脂肪酸組分選自棕櫚酸，月桂酸，硬脂酸，癸酸，辛酸，肉豆蔻酸，及其它們的混合物。
18.如權(quán)利要求16中所述的涂料組合物，其特征在于天然存在的脂肪酸包含6-16個(gè)碳原子，并且基本上是飽和的。
19.如權(quán)利要求1中所述的涂料組合物，其特征在于醇酸樹(shù)脂的酸值約為2-10。
20.如權(quán)利要求1中所述的涂料組合物，其特征在于醇酸樹(shù)脂的酸值約為4-6。
21.如權(quán)利要求1中所述的涂料組合物，其特征在于涂料組合物包括約10-40重量％交聯(lián)劑。
22.如權(quán)利要求1中所述的涂料組合物，其特征在于交聯(lián)劑選自蜜胺甲醛，脲甲醛，苯胍胺甲醛，和甘脲甲醛。
23.如權(quán)利要求1中所述的涂料組合物，其特征在于交聯(lián)劑包括蜜胺甲醛。
24.如權(quán)利要求1中所述的涂料組合物，其特征在于，所述組合物還包括活性稀釋劑，活性稀釋劑包括環(huán)氧材料。
25.如權(quán)利要求1中所述的涂料組合物，其特征在于，所述組合物還包括溶劑，溶劑選自溶劑油，二甲苯，醇，酮，酯和乙二醇醚。
26.如權(quán)利要求1中所述的涂料組合物，其特征在于，所述組合物還包括蠟，蠟選自巴西棕櫚蠟，礦脂，和聚乙烯。
27.如權(quán)利要求1中所述的涂料組合物，其特征在于，所述組合物還包括流動(dòng)控制試劑，流動(dòng)控制試劑選自硅氧烷，碳氟化合物，和丙烯酸樹(shù)脂。
28.如權(quán)利要求1中所述的涂料組合物，其特征在于，所述組合物還包括催化劑，選自對(duì)甲苯磺酸和十二烷基苯磺酸。
29.如權(quán)利要求1中所述的涂料組合物，其特征在于涂料組合物在Erichsen CupFabrication Test(Erichsen杯摩擦試驗(yàn))測(cè)試時(shí)，具有至少約7的最初柔韌性。
30.如權(quán)利要求1中所述的涂料組合物，其特征在于用Erichsen Cup FabricationTest(Erichsen杯摩擦試驗(yàn))，在200℃干熱2分鐘后，涂料組合物的柔韌性至少約5。
31.醇酸樹(shù)脂組合物，包括聚酯組分；多分散性小于2的脂肪酸組分，其特征在于脂肪酸組分是基本飽和的和天然存在的，醇酸樹(shù)脂的數(shù)均分子量約為500-2000。
32.如權(quán)利要求31中所述的醇酸樹(shù)脂，其特征在于雙官能酸選自鄰苯二甲酸酐，間苯二甲酸，對(duì)苯二甲酸，丁二酸，己二酸，及其混合物。
33.如權(quán)利要求31中所述的醇酸樹(shù)脂，其特征在于雙官能酸是鄰苯二甲酸酐。
34.如權(quán)利要求31中所述的醇酸樹(shù)脂，其特征在于多元醇選自新戊二醇，三羥甲基丙烷，1，4-丁二醇，乙二醇，1，4-環(huán)己烷二甲醇，1，3-丙二醇，1，6-己二醇，三羥甲基乙烷，及其它們的混合物。
35.如權(quán)利要求31中所述的醇酸樹(shù)脂，其特征在于多元醇包括新戊二醇和三羥甲基丙烷的混合物。
36.如權(quán)利要求31中所述的醇酸樹(shù)脂，其特征在于天然存在的脂肪酸選自棕櫚酸，月桂酸，硬脂酸，癸酸，辛酸，肉豆蔻酸。
37.如權(quán)利要求31中所述的醇酸樹(shù)脂，其特征在于天然存在的脂肪酸包含6-16個(gè)碳原子，并且不含不飽和度。
38.如權(quán)利要求31中所述的醇酸樹(shù)脂，其特征在于樹(shù)脂的酸值在約4-6之間。
39.如權(quán)利要求31中所述的醇酸樹(shù)脂，其特征在于樹(shù)脂的粘度在約15平方厘米/秒和25平方厘米/秒之間。
40.如權(quán)利要求31中所述的醇酸樹(shù)脂，其特征在于樹(shù)脂的固體含量約70-90％。
41.涂布過(guò)的基材，包括涂有涂料組合物的金屬基材，涂料組合物包含醇酸樹(shù)脂，醇酸樹(shù)脂是聚酯組分的反應(yīng)產(chǎn)物；基本上飽和的脂肪酸組分，其中，脂肪酸組分是天然存在的，以及醇酸樹(shù)脂具有數(shù)均分子量約500-2000，多分散指數(shù)小于約2；和交聯(lián)劑；其中涂料組合物基本上是顏色穩(wěn)定的。
全文摘要
本發(fā)明提供用作清漆涂層的涂料組合物以及用其涂布的基材，所述組合物包括數(shù)均分子量約500－2000的醇酸樹(shù)脂，并且多分散指數(shù)小于約2。在再烘烤后，涂料組合物基本上是顏色穩(wěn)定的。涂料組合物用作罐容器體的清漆，基本上是柔性的。本發(fā)明還提供涂有本發(fā)明涂料組合物的涂布過(guò)的基材。
文檔編號(hào)B32B27/06GK1753959SQ03810007
公開(kāi)日2006年3月29日 申請(qǐng)日期2003年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月3日
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