[发明专利]容器涂料用氯乙烯-烯烃共聚物

说明书

本发明涉及氯乙烯共聚物胶乳，更具体说，本发明涉及施用了少量但有效的乙烯共聚单体的氯乙烯共聚物。

氯乙烯共聚物胶乳一般在工艺上是已知的。这些共聚物在颜色、透明度，柔软性和阻隔性能方面处于有利地位。氯乙烯胶乳共聚物的这些性能使其极适用于塑料和表面涂料。但在加工或使用条件下，对于含有氯乙烯共聚物胶乳的产品的某些上述性能的过早失效则是有利害关系的事。本发明特别关心的是在约350°F或更高温度下烘烤使含氯乙烯共聚物胶乳的涂料变色的问题。为了避免或防止涂料在烘烤温度下变色，一般是向其中加入有机锡化合物和某些金属羧酸盐等稳定剂。

本发明提供了一类新型乙烯基共聚物胶乳，防止或减少烘烤温度下变色现象。而且这类新型乙烯基共聚物胶乳还显示其它改进性能，下面对此做详尽的讨论。

如上所述，本发明包括一种改进的颜色稳定的卤化乙烯共聚物胶乳组合物，它含有在聚合物表面活性剂存在下于水中可进行自由基加成聚合的烯属不饱和单体的共聚物胶乳;其改进之处包括可共聚的α-烯烃单体选自乙烯，丙烯、异丁烯和丁烯-1，其用量较少，但足以减少或防止卤乙烯共聚物胶乳组合物膜在350°F或更高温度下烘烤所产生的变色现象。在本发明的实施方案中，卤乙烯单体是氯乙烯，α-烯烃是乙烯，其用量基于共聚物胶乳的共聚单体总重量计为约1-4%。使用“共聚物胶乳”一词是指分散相中的共聚了的单体。使用“共聚物胶乳组合物”一词是指含有共聚物胶乳和聚合物表面活性剂的最终组合物。

本发明还包括一种涂料组合物，尤其包括一种含本发明卤乙烯共聚物胶乳组合物的水基涂料及其用于使所涂基材的变色减少的方法。本发明还包括通过将本发明的涂料组合物涂布在铝基等基材上制成的制品。

当在约350°F或更高温度下烘烤此涂料组合物膜时本发明制品表现出变色现象减少或消失。在推荐的实施方案中，烘烤的涂料显著地聚结成一个整体，当然还有其它性能，其中主要是无味。因此，本发明的涂料组合物十分适合用作罐头的内壁涂料。

本发明的卤乙烯共聚物胶乳的主要成分是卤乙烯和α-烯烃，其中的α-烯烃的特点是用量少，但是足以减少或防止共聚物胶乳组合物膜的变色现象。基于胶乳共聚物的单体含量计，α-烯烃含量为约0.5-6%（重量）固含量，以约1-4%为佳。基于共聚物胶乳的共聚了的单体含量计，共聚物的卤乙烯含量可以是约75-99.5%（重量）固含量，以约90-99%为佳。

在一本发明推荐的实施方案中，卤乙烯共聚物胶乳还含有共聚了的含环氧基的单体。该单体的例子有丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯或烯丙基缩水甘油醚等。含环氧基单体的用量可占共聚物胶乳共聚了的单体的固体含量的约0.5-20%（重量），以约0.5-4%为佳。

在本发明方法中，可在表面活性剂存在下于水中由上述单体进行自由基引发的加成聚合反应来制备此共聚物胶乳，表面活性剂最好是聚合表面活性剂，如被碱中和的酸官能性的加成聚合物。

本发明的独特特征在于其中仅使用了较低用量的α-烯烃。乙烯等α-烯烃的共聚合反应通常是在加压条件下进行的。因此可以理解，当乙烯用量较低时，所用压力很容易控制。因而由此提供了一种改进的低压制备卤乙烯共聚物的方法。

本发明的另一独特特点在于其中可使用较高用量的卤乙烯单体。譬如，通过使用高含量的氯乙烯，可使此单体所产生的优点达到最大限度，由于氯乙烯单体较便宜，可使共聚物产品的成本下降。

下面说明共聚物胶乳组合物的制备方法。本发明用的推荐的聚合表面活性剂可以是碱中和的酸官能性丙烯酸聚合物。碱中和的酸官能性丙烯酸聚合物是由烯属不饱和单体的自由基加成聚合反应制备而成的，其中至少一种单体是酸官能性单体，以丙烯酸或甲基丙烯酸为佳。本发明中有用的其它酸或其等价物可以是衣康酸，马来酸、富马酸、不饱和二元羧酸的单酯如马来酸氢甲酯和富马酸氢乙酯，以及它们形成的酐也可使用。该法中也可使用其它单体进行共聚合，但要求可共聚单体对最终产物的制备或应用无不良影响。

基于酸官能性丙烯酸聚合物的单体总含量计，酸官能性单体的用量为约40-100%（重量），以约50-90%（重量）为佳。酸官能性加成聚合物的分子量（Mw）可以是约3000-100000（基于聚苯乙烯标准计）：以约10000至80000为佳。

用碱类（最好是易挥发性碱）使酸官能性加成聚合物中和。中和度可为0-100%，最好是约30-80%。适用的碱包括氨和伯、仲或叔胺如乙醇胺、二乙醇胺、N-甲基乙醇胺、二甲基乙醇胺、异  丙醇胺、二异丙醇胺、甲胺、乙胺、二乙胺、三甲胺、三乙胺和吗啉。