罐听用水性涂料组分

罐听用水性涂料组分

欧洲专利公开：0394589

本发明提供具有抗水性好,耐食品饮料罐头消毒温度,低有机溶剂成分, 硬度高和柔性好的特点,且在高温烘烤过程中仅产生少量烟雾的新型水性涂料。

这种用于罐听的水性涂料组分有:

(A)5～60%重量份的一种烷基醚化氨基树脂。该树脂的制备:甲醛与螺胍胺或与螺胍胺和三聚氰胺(蜜胺)的混合物首先进行加成反应或缩聚反应, 再对其产物在甲醇或乙醇或它们的混合物中进行烷基醚化。平均每一个螺胍胺或三聚氰胺单元至少配三个甲醛单元。

(B)40～95%重量份的水性聚酯或丙烯酸树脂,其酸值是10～100。当挥发性组分分散或溶在水性介质里时,羟基值为10～300。

该发明的组分A: 烷基醚化氨基树脂可以从合成三聚氰酰胺树脂的方法中选择合适的反应条件

合成制得。如:螺胍胺或螺胍胺和蜜胺与甲醛的混合物在50℃～80℃的温度下反应2～10小时，再在甲醇或乙醇或它们的混合溶液的酸性环境(pH=2～5较合适)下加热进行烷基醚化而制得。

在酸性条件进行烷基醚化反应,通过控制反应时间控制浓缩程度。因此, 烷基醚化氨基树脂能得到合乎要求的分子量。平均每个螺胍胺或蜜胺分子至少配3个甲醛分子；当甲醛单元少于3时,烷基醚化氨基树脂就趋向混浊不清,它和其它水性树脂相容性差,并导致分层和沉淀,故此它作为涂

料组分时稳定性很差。

在发明中,用甲醇进行烷基醚化的烷基醚化树脂有很好的水稀释能力并能提高作为涂料组分的稳定性,因而可能提高其固含量。当使用3个碳原子以上(含3个)的醇时,其水稀释能力就很低。作为涂料组分的稳定性就下降。在烷基醚化作用中,每个螺胍胺或蜜胺分子的醚键数平均不少于2较合适,而醚键数少于2时, 其涂料的稳定性差和抗水性下降。

另外,较适合的螺胍胺例如有下式的CTU螺胍胺(由 Ajinomoto 有限公司制)。

这个发明的组分(B)水性聚酯树脂是由多元醇和多元羧酸经缩聚得到的。适用的树脂含有5～45%的苯环,苯环是由于使用带苯环的醇或羧酸而引入的。例如带一个苯环的醇有双酚A、双酚羟基丙醚、环氧乙烷基双酚A等等。在上文提到的多元醇包括二元醇,比如氢化双酚A、乙二醇、1,3-丁二醇、1,6-己二醇、二甘醇、二丙二醇、新戊二醇、三甘醇等等。三元或多元醇,如三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、三(羟甲基)氨基甲烷、季戊四醇、双季戊四醇和甘油等。有苯环的多元羧酸包括邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸、六氢化邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐等。这种羧酸组分的其它例子包括多元羧酸或其酸酐。例如:四氢化邻苯二甲酸酐、亚甲基环己烯偏羧酸(酐)、己二酸、壬二酸、丁二酸酐、顺丁烯二酸(马来酸)、富马酸、癸二酸、衣康酸等。此外,一元酸,比如苯甲酸、叔丁基苯甲酸等都可以用。上述的聚酯树脂也可以是醇酸树脂。醇酸树脂使用的油类如蓖麻油、桐油、红花油、豆油、亚麻油、妥尔油、椰子油或其他同类的油。通常有用的是在上述的聚酯树脂中用丙烯酸树脂进行接枝的接枝改性聚酯树脂。当水性聚酯树脂中的苯环含量少于5%时,合成涂料的涂膜硬度就变差。但是苯环含量超过45%时,涂膜的柔韧性就下降。

在发明中的组分B中的水性丙烯酸树脂是由α,β-乙烯属不饱和羧酸、含羟基的乙烯单体和其它单烯共聚获得的。α,β-乙烯属不饱和羧酸实例包括丙烯酸、2-甲基丙烯酸、3-丁烯酸、马来酸、富马酸和衣康酸等,特别是丙烯酸和2-甲基丙烯酸是更合适。含羧基的乙烯基单体、包括丙烯酸羟甲基酯、丙烯酸羟基戊酯、丙烯酸羟基己酯。其它单烯有苯乙烯、丙烯酰胺、丙烯腈等等。

其它适用的有丙烯酸酯或异丁烯酸甲酯。例如:丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸环己酯、2-甲基丙烯酸乙酯、异丁烯酸十八酯、 丙烯酸二环己酯,或其它类似的化合物。

水性聚酯树脂和水性丙烯酸树脂要求的酸值范围是10～100,羟值是10～300。当酸值小于10时则很难做成水性涂料组分,若酸值超过100,涂层的抗水性差。

另外,如果羟基小于10,交联密度低,涂层抗水性因而变差,若羟基值大于300, 涂层的柔韧性则下降。水性聚酯树脂合适的平均分子量为1000～2000,而水性丙烯酸树脂的平均分子量以4000～30000为好。

涂料性能与烷基醚化氨基树脂,水性聚酯树脂或水性丙烯酸树脂的比例有关。烷基醚化氨基树脂占5～60%较好,占10～40%更好。若烷基醚化氨基树脂的用量小于5%,涂层的交联密度低而抗水性差。当烷基醚化氨基树脂的用量超过60%,涂料的柔韧性则下降。

水性聚酯树脂或水性丙烯酸树脂用的中和剂有有机胺，如乙醇胺、二甲胺、二乙胺、三乙胺、三乙醇胺、二乙醇胺、1,4-氧氮杂环己烷等等。它们至少能部分中和水性树脂中的羧酸。

水性溶剂是水或主要成分是亲水性有机溶剂的水溶液。亲水有机溶剂包括醇溶剂,如:异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇等；醚溶剂,如乙二醇甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单异丙醚、乙二醇单丁醚、二甘醇单丁醚等。

氨屏蔽的酸性物质作为固化剂。例如,对甲苯苯磺酸、十二该涂料根据需要,可加入树脂固含量的0.1～1%

烷基苯磺酸、二壬基萘磺酸等。

它同样可以加入水性树脂或水分散性树脂,用作水性涂料组分。例如: 烷氧基甲基化三聚氰胺、烷氧基甲基化苯胍胺、水溶性或水分散性丙烯酸树脂等。同样也可加入流平剂、防沫剂和润滑剂。

组分B可通过颜料和聚酯树脂溶液或水性丙烯酸树脂研磨制成颜料浆。

该涂料可使用滚涂、喷涂、刷涂等方法施工。该涂料适用于金属薄板,如:马口铁、镀锌铁、 铝薄板等底材。该发明涂料组分能够在大范围烘干条件下固化,在150℃至200℃烘烤大约要10分钟;高温,短时即可烘干,在250℃大约10秒。

该发明涂料组分加入的烷基醚化氨基树脂是螺胍胺，结构中有螺环,因而有很好的水稀释性,它和水性聚酯树脂或水性丙烯酸树脂组合所得的涂料, 其涂料柔韧性和抗水性好，且硬度高，能满足罐听涂料所需的性能。由于螺胍胺的分子量大于密胺分子量的两倍,在高温烘干时减少了散发的刺激性气味，因此本发明涂料有理想的特性,如罐听薄涂层所要求的耐高温性。