含TMCD聚酯和丙二酸聚酯的涂料组合物的制作方法

背景技术：

1、金属容器通常用于食品和饮料包装。容器通常由钢或铝制成。金属和填充产品之间的长时间接触会导致容器的腐蚀。为了防止填充的产品和金属之间的直接接触，通常将涂料施加到食品和饮料罐的内部。为了有效，这种涂料必须具有保护包装产品所需的足够特性，例如粘合性、耐腐蚀性、耐化学性、柔韧性、耐污性和水解稳定性。此外，涂料必须能够承受罐制造和食品灭菌期间的加工条件。已知基于环氧树脂和酚醛树脂的组合的涂料能够提供所需特性的良好平衡，并且使用最广泛。一些工业部门正在远离用双酚a(bpa)(环氧树脂的基本结构单元)制备的食品接触聚合物。因此，需要用于内罐涂料的不含bpa的涂料。

2、聚酯树脂作为环氧树脂的替代品，由于其相当的特性如柔韧性和粘合性，在涂料工业中受到特别关注。本领域已知普通聚酯和酚醛树脂之间的交联太差，以至于不能提供用于内罐涂料的足够特性。具体地，具有羟基官能团的常规聚酯在固化条件下与酚醛树脂的反应性不足以提供足够的交联密度，导致涂料缺乏良好的耐溶剂性。

3、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇(tmcd)是一种可用作制备聚酯的二醇组分的脂环族化合物。基于tmcd聚酯的热塑性塑料由于tmcd的独特结构而显示出优异的抗冲击性。tmcd由于其仲羟基官能团还可提供良好的聚酯水解稳定性。这两种特性在热固性涂料中都是高度理想的。

4、基于tmcd聚酯的涂料已经被认为是用于内罐涂料应用的环氧树脂的替代品。现有的努力涉及基于高tg、中等分子量tmcd聚酯的涂料体系，其具有轻微的交联以承受罐制造过程中的加工条件。然而，已经发现这种体系在一些所需特性如耐腐蚀性、耐干馏性和耐微裂纹(微裂)性方面具有缺点。较高的交联可以导致改进的涂层特性，例如耐腐蚀性、耐酸性、耐污性和耐干馏性。然而，这种涂料往往柔韧性较差，这在加工期间可能对抗微裂纹性和弯曲能力具有有害影响。因此，仍然需要一种合适的涂料组合物，其可以提供金属包装应用所需的涂料特性的良好平衡。

技术实现思路

1、在本发明的一个实施例中，提供了用于金属包装应用的涂料组合物，包含：

2、a.2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇(tmcd)聚酯，其为包含以下组分的单体的反应产物：

3、i.tmcd，其量为35wt％-80wt％，基于(a)(i-iv)的总摩尔数；

4、ii.1,4-环己烷二甲醇(1,4-chdm)，其量为20wt％-65wt％，基于(a)

5、(i-iv)的总摩尔数，

6、iii.除tmcd以外和除1,4-chdm以外的二醇，其量为0-25mol％，基于(a)(i-iv)的总摩尔数，

7、iv.三羟甲基丙烷(tmp)，其量为0-5mol％，基于(a)(i-iv)的总摩尔数；

8、v.芳族二酸，其量为90mol％-100mol％，基于(a)(v-vi)的总摩尔数，和

9、vi.脂族二酸，其量为0-10mol％，基于(a)(v-vi)的总摩尔数，

10、b.丙二酸聚酯，其为包含以下组分的单体的反应产物：

11、i.环脂族二醇，其量为50mol％-100mol％，基于(b)(i-iii)的总摩尔数，

12、ii.无环脂族二醇，其量为0-50mol％，基于(b)(i-iii)的总摩尔数，iii.三醇，其量为0-20mol％，基于(b)(i-iii)的总摩尔数，

13、iv.丙二酸、其酯、或其组合，其量为30mol％-100mol％，基于(b)

14、(iv-vi)的总摩尔数，

15、v.芳族二酸，其量为0-70mol％，基于(b)(iv-vi)的总摩尔数，

16、vi.脂族二酸，其量为0-30mol％，基于(b)(iv-vi)的总摩尔数，和

17、c.一种或多种交联剂，其选自由甲阶酚醛树脂、异氰酸酯、氨基树脂交联剂及其混合物组成的组，

18、其中所述tmcd聚酯的玻璃化转变温度(tg)为60至110℃，酸值为0-8mgkoh/g，羟值为3-25mgkoh/g，数均分子量为5,000-20,000g/mol，重均分子量为10,000-100,000g/mol；所述丙二酸聚酯的tg为-20至60℃，酸值为0-10mg koh/g，羟值为20-80mgkoh/g，mn为2,000-10,000g/mol，mw为5,000-50,000g/mol。

19、在本发明的另一实施例中，提供了用于金属包装应用的涂料组合物，包含：

20、a.2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇(tmcd)聚酯，其量为85wt％-95wt％，基于(a)和(b)的总重量，其是包含以下组分的单体的反应产物：

21、i.tmcd，其量为35wt％-80wt％，基于(a)(i-iv)的总摩尔数；

22、ii.1,4-环己烷二甲醇(1,4-chdm)，其量为20wt％-65wt％，基于(a)

23、(i-iv)的总摩尔数，

24、iii.除tmcd以外和除1,4-chdm以外的二醇，其量为0-25mol％，基于(a)(i-iv)的总摩尔数，

25、iv.三羟甲基丙烷(tmp)，其量为0-5mol％，基于(a)(i-iv)的总摩尔数；

26、v.芳族二酸，其量为90mol％-100mol％，基于(a)(v-vi)的总摩尔数，和

27、vi.脂族二酸，其量为0-10mol％，基于(a)(v-vi)的总摩尔数，

28、b.丙二酸聚酯，其量为5wt％-15wt％，基于(a)和(b)的总重量，其是包含以下组分的单体的反应产物：

29、i.tmcd或1,4-chdm或其组合，其量为85mol％-100mol％，基于

30、(b)(i-ii)的总摩尔数，

31、ii.2-甲基-1,3-丙二醇(mp二醇)，其量为0-15mol％，基于(b)(i-ii)的总摩尔数，

32、iii.丙二酸、其酯、或其组合，其量为85mol％-100mol％，基于(b)

33、(iii-iv)的总摩尔数，

34、iv.间苯二甲酸(ipa)，其量为0-15mol％，基于(b)(iii-iv)的总摩尔数，

35、c.甲阶酚醛树脂，其量为15wt％-30wt％，基于(a)、(b)、(c)和(d)的总重量，和

36、d.异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)，其量为5wt％-15wt％，基于(a)、(b)、(c)和(d)的总重量，

37、其中所述tmcd聚酯的玻璃化转变温度(tg)为60至110℃，酸值为0-8mgkoh/g，羟值为3-25mgkoh/g，数均分子量为(mn)5,000-20,000g/mol，重均分子量(mw)为10,000-100,000g/mol；所述丙二酸聚酯的tg为-20至20℃，酸值为0-10mg koh/g，羟值为20-100mgkoh/g，mn为2,000-10,000g/mol，mw为10,000-150,000g/mol；并且其中所述涂料具有通过astmd7835测定的大于70mek双摩擦的耐溶剂性；和通过astm d3281的方法测定的60-100的耐楔形弯曲性(通过％)。

38、在本发明的另一实施例中，提供了用于金属包装应用的涂料组合物，包含：

39、a.2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇(tmcd)聚酯，其量为85wt％-95wt％，基于(a)和(b)的总重量，其是包含以下组分的单体的反应产物：

40、i.tmcd，其量为35wt％-80wt％，基于(a)(i-iv)的总摩尔数；

41、ii.1,4-环己烷二甲醇(1,4-chdm)，其量为20wt％-65wt％，基于(a)

42、(i-iv)的总摩尔数，

43、iii.除tmcd以外和除1,4-chdm以外的二醇，其量为0-25mol％，基于(a)(i-iv)的总摩尔数，

44、iv.三羟甲基丙烷(tmp)，其量为0-5mol％，基于(a)(i-iv)的总摩尔数；

45、v.芳族二酸，其量为90mol％-100mol％，基于(a)(v-vi)的总摩尔数，和

46、vi.脂族二酸，其量为0-10mol％，基于(a)(v-vi)的总摩尔数，

47、b.丙二酸聚酯，其量为5wt％-15wt％，基于(a)和(b)的总重量，其是包含以下组分的单体的反应产物：

48、i.tmcd，其量为30mol％-50mol％，基于(b)(i-iii)的总摩尔数，ii.1,4-chdm，其量为20mol％-40mol％，基于(b)(i-iii)的总摩尔数，

49、iii.2-甲基-1,3-丙二醇(mp二醇)，其量为20mol％-40mol％，基于(b)

50、(i-iii)的总摩尔数，

51、iv.丙二酸、其酯、或其组合，其量为75mol％-85mol％，基于(b)(iv-v)的总摩尔数，和

52、v.间苯二甲酸(ipa)，其量为15mol％-30mol％，基于(b)(iv-v)的总摩尔数，

53、c.甲阶酚醛树脂，其量为15wt％-30wt％，基于(a)、(b)、(c)和(d)的总重量，和

54、d.异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)，其量为5wt％-15wt％，基于(a)、(b)、(c)和(d)的总重量，

55、其中所述tmcd聚酯的玻璃化转变温度(tg)为60至110℃，酸值为0-8mgkoh/g，羟值为3-25mgkoh/g，数均分子量为(mn)5,000-20,000g/mol，重均分子量(mw)为10,000-100,000g/mol；所述丙二酸聚酯的tg为0至40℃，酸值为0-10mg koh/g，羟值为20-100mgkoh/g，mn为2,000-10,000g/mol，mw为10,000-150,000g/mol；并且其中所述涂料具有通过astmd7835测定的大于70mek双摩擦的耐溶剂性；和通过astm d3281的方法测定的60-100的耐楔形弯曲性(通过％)。