[发明专利]多级聚合物胶乳、含有该胶乳的涂料及其涂布的制品

说明书

本申请提供了一种水性涂料组合物，其可用于涂布各种基材，包括食品或饮料罐的内部或外部部分。所述涂料组合物包括含有多级胶乳的树脂体系。在一些实施方式中，使用这样的方法形成多级胶乳，所述方法包括：在包含水分散性聚合物的水性分散体存在下使两个或更多个级乳液聚合。在某些优选的实施方式中，水分散性聚合物是聚醚聚合物。

背景

双酚A已被用于制备具有各种性质和用途的聚合物。例如，双酚A可以与表氯醇反应以提供可用于包装涂料中的聚合物。期望减少或消除在食品或饮料容器涂料中使用某些双酚A衍生的聚合物。虽然已经提出了许多不含双酚A的替代涂料组合物，但一些替代组合物展示出不足的涂层性质，例如在金属基材上的耐腐蚀性不足、柔韧性不足或韧性不足。

涂料组合物适合用作食品或饮料罐涂料所需的涂料性能属性的平衡是特别严格的并且与其它涂料最终用途不同。因此，为其他最终用途设计的涂料通常不适合用作食品或饮料罐涂料。

例如，用在食品或饮料容器上的涂料应避免不合适地改变包装的食品或饮料产品的味道，并且还应避免剥落或碎裂到包装的产品中。涂料还应该长时间(例如，数年)耐受化学侵蚀性食品或饮料产品(其可具有复杂的化学特征，包括盐、酸、糖、脂肪等)。食品或饮料容器涂层还应具有与下面的基材的良好粘附性并且在固化后保持足够柔韧，因为随后的制造以及运输、储存或使用期间的凹陷(例如，通过落下)可能导致金属基材变形，这会导致涂层挠曲。脆性涂层在挠曲期间会破裂，从而使容器金属暴露于包装的产品，这有时会导致容器泄漏。考虑到生产的食品和饮料容器数量很多，即使涂层失效的可能性很小，也可能导致大量容器泄漏。

因此，应当理解，本领域需要的是经改进的涂料组合物，其是在不有意使用双酚A的情况下制备的，但其展示出严格的涂料性质平衡以允许在食品或饮料容器上使用这种涂料组合物。

概述

在一个方面，本发明提供了一种水性涂料组合物，其包含在水性载液中具有两个或更多个乳液聚合级的多级聚合物胶乳，其中所述胶乳具有以下之中的一种或两种：

(i)较低玻璃化转变温度(“Tg”)乳液聚合级的计算Tg比较高Tg乳液聚合级的计算Tg低至少20℃，或

(ii)在聚合开始时进料的单体的计算Tg与在聚合结束时进料的单体的计算Tg相比具有至少20℃差别的梯度Tg；且

其中当以每罐115mg的涂料重量喷涂在355mL(12美国流体盎司)211号(no.211)两件式拉伸(drawn)和压延(ironed)的铝制饮料罐的内部并在188℃至199℃(在罐圆顶处测量)下固化55秒时，固化的涂料组合物展示出：

(iii)总提取结果小于50ppm；且

(iv)当用在去离子水中的1％NaCl填充罐并根据本文公开的初始金属暴露检测方法检测时，平均金属暴露量小于3mA。

在另一个方面，本发明提供了一种已经或将要形成食品或饮料容器或容器组件的制品，所述制品包括金属基材，所述金属基材在至少一个表面上具有由水性涂料组合物形成的涂层，所述水性涂料组合物包含：

在水性载液中具有两个或更多个乳液聚合级的多级聚合物胶乳，

其中所述胶乳具有以下之中的一种或两种：

(i)较低Tg乳液聚合级的计算Tg比较高Tg乳液聚合级的计算Tg低至少20℃，或

(ii)在聚合开始时进料的单体的计算Tg与在聚合结束时进料的单体的计算Tg相比具有至少20℃差别的梯度Tg；且

其中当以每罐115mg的涂料重量喷涂在355mL(12美国流体盎司)211号两件式拉伸和压延的铝制饮料罐的内部并在188℃至199℃(在罐圆顶处测量)下固化55秒时，固化的涂料组合物展示出：

(iii)总提取结果小于50ppm；且