[发明专利]用于包装制品诸如食品和饮料容器的涂料组合物

说明书

技术领域

本发明涉及涂料组合物。具体地，本发明涉及胶乳乳液涂料组合物，例如用于形成食品和饮料容器以及其他包装制品的涂层。

背景技术

已经使用各种涂料来涂布包装制品(例如食品和饮料罐)的表面。例如，有时使用“卷涂”或“片涂”操作来涂布金属罐，即用合适的组合物涂布合适基材(例如钢或铝金属)的平面卷材或片材并硬化(例如固化)。然后，使经涂布的基材形成罐盖或罐体。或者，可将液体涂料组合物涂覆(例如通过喷涂、浸涂、辊涂等)到已经形成或部分形成的制品上然后硬化(例如固化)。

包装涂层优选地应当能够高速涂覆到基材上，并且当在这种终端应用中硬化以起作用时能够提供各种必要的性质。例如，涂层应当对食品接触安全、对基材具有优异的粘附性、并且长期耐降解，即使在暴露于苛刻条件时亦如此。

目前许多包装涂层包含活动的或结合的双酚A(“BPA”)或芳族缩水甘油醚化合物或PVC化合物。虽然最新的科学证据表明可从现有的涂层中释放出的小的痕量的这些化合物对人没有任何健康风险，尽管如此，这些化合物中的一些仍然被一些人理解为对人体健康有潜在危害的。从前述内容中可以理解的是，本领域中需要用不含可提取量的这种化合物的组合物涂布的包装容器(例如食品或饮料罐)。

发明概述

本发明的一个方面涉及制品，其包含包装制品(例如食品或饮料容器)或其一部分。制品包括：基材、更优选地金属基材，和布置于该基材的至少一部分上的涂层。涂层是由涂料组合物形成的，涂料组合物包含作为一个方法的反应产物的乳液聚合胶乳。该方法优选地包括：提供具有逐步增长官能基团的第一阶段共聚物；并将连接单体接枝到逐步增长官能基团的一个上，以提供悬挂的连接基团。该方法还包括在第一阶段共聚物存在下使多个第二阶段单体进行乳液聚合，以形成共价连接于第一阶段共聚物的第二阶段共聚物。在一个优选的实施方式中，在乳液聚合中，悬挂的连接基团与至少一个第二阶段单体或初期的第二阶段共聚物反应，以使第二阶段共聚物与第一阶段共聚物连接。

在本发明的另一个方面，涂料组合物包含具有第一阶段共聚物的乳液聚合胶乳，第一阶段共聚物是由第一阶段单体乳液聚合得到的，其中第一阶段单体包含具有逐步增长官能基团的单体。乳液聚合胶乳还包含由第二阶段单体乳液聚合得到的第二阶段共聚物，以及互相连接第一阶段共聚物与第二阶段共聚物的连接键，其中连接键优选地是在第二阶段单体的乳液聚合期间形成的。

本发明的另一个方面涉及制备涂料组合物的方法，所述涂料组合物适合用于食品或饮料容器。该方法包括提供分散于水性载体中的第一阶段共聚物，其中第一阶段共聚物具有逐步增长官能基团。该方法还包括第一阶段共聚物的一个逐步增长官能基团与连接单体的互补官能基团反应，以产生悬挂的烯属不饱和基团。该方法还包括在第一阶段共聚物存在下使多个第二阶段单体进行乳液聚合，以产生通过一个或多个连接键与第一阶段共聚物相连的第二阶段共聚物，其中优选地，至少一个第二阶段单体和/或初期的第二阶段共聚物与悬挂的烯属不饱和基团反应，以使第一阶段共聚物与第二阶段共聚物连接。

本发明的另一个方面涉及在食品和饮料容器上形成涂层的方法。该方法包括提供具有乳液聚合胶乳的涂料组合物，其中至少一部分胶乳包含与第二阶段共聚物用共聚物连接键相连的第一阶段共聚物，并且其中第二阶段共聚物优选地还包含固化基团(例如环氧乙烷基团)。该方法还包括：将所提供的涂料组合物喷涂到食品或饮料容器的内表面上，并加热所喷涂的涂料组合物，以使涂料组合物固化并形成连续涂层，从而提供在食品或饮料容器的内表面上的涂层。

本发明的另一个方面涉及食品或饮料容器，其包含限定食品或饮料容器的内表面的基材，更优选地金属基材。容器还包含由涂料组合物(更优选地液体涂料组合物)产生的布置于金属基材上的涂层，涂料组合物包含胶乳乳液共聚物，胶乳乳液共聚物具有在固化前与第二阶段共聚物连接的第一阶段共聚物。涂层优选地具有用于金属基材的合适的膜厚度(例如，平均膜厚度范围从约0.7毫克/平方英寸到约4.0毫克/平方英寸)和高的交联度。

定义

除非另有声明，本文中使用的如下术语具有如下提供的含义。

术语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可提供某些益处的本发明实施方式。然而，在相同或其他情况下，其他实施方式也可能是优选的。另外，一个或多个优选的实施方式的叙述不意味着其他实施方式是不可用的，也不旨在将其他实施方式排除在本发明范围外。