粉末涂料組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開涉及用于基材上形成涂層的涂料組合物。特別地，本公開涉及用于在容器 基材（例如食品和飲料容器的側(cè)縫基材）上形成涂層的粉末涂料組合物。
【背景技術(shù)】
[0002] 眾所周知，水性溶液接觸未處理過的金屬基材能夠?qū)е略撐刺幚磉^的金屬基材的 腐蝕。因此，金屬物品（例如基于水的產(chǎn)品（例如食品或飲料）的金屬容器）應(yīng)是耐腐蝕 的，以抑制或者消除基于水的產(chǎn)品和金屬物品之間的相互作用。通常，通過使金屬基材鈍化 或者通過用抑制腐蝕的涂層涂覆金屬基材來賦予金屬物品或常規(guī)的金屬基材耐腐蝕性。
[0003] 此外，實(shí)際問題限制了涂覆至金屬基材上的涂層的厚度、粘附性和柔韌性。例如， 厚涂層是昂貴的，需要較長的固化時(shí)間，審美上可令人不悅，并可對(duì)將涂覆的金屬基材沖壓 和模塑為有用的金屬物品的工藝產(chǎn)生不利影響。類似地，在將金屬基材沖壓和模塑成期望 形狀的金屬物品期間，涂層必須足夠柔韌以使涂層的連續(xù)性不被破壞。
[0004] 按照慣例，使用基于有機(jī)溶劑的涂層組合物來提供具有優(yōu)良耐化學(xué)性的固化涂 層。這種基于有機(jī)溶劑的涂層組合物包括本質(zhì)上不溶于水的成分，因此能有效地抗御包裝 在金屬容器內(nèi)的基于水的產(chǎn)品的溶劑化性質(zhì)。然而，由于環(huán)境問題，而且為了符合越來越嚴(yán) 格的政府法規(guī)，越來越多的涂料組合物基于水。基于水的涂料組合物包括水溶性或水分散 性的成分，因此，由基于水的涂料組合物得到的固化涂層通常對(duì)水的溶劑化性質(zhì)更敏感。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本公開的一方面涉及用于在容器上形成涂層的方法。所述方法包括：提供含有一 種或多種聚酯的混合物的涂料組合物，所述聚酯優(yōu)選地具有較低平均分子量（例如，重均 分子量在約20, 000-約50, 000范圍內(nèi)）和較高熔融流動(dòng)指數(shù)（例如，熔融流動(dòng)指數(shù)高于 約50g/10分鐘）。此外，涂料組合物為具有細(xì)粒度分布的粉末（例如，具有使得至少95重 量％，在一些實(shí)施方式中至少約99. 9重量％的顆粒能夠通過80 μ m篩的粒度的顆粒）的形 式。
[0006] 所述方法還可包括：將粉末形式的涂料組合物涂覆在至少部分容器基材上，熔化 基材或其部分上的涂料組合物，以及使熔化的涂料組合物固化以形成粘附在基材或其部分 上的涂層。粘附涂層優(yōu)選地具有低涂層厚度（例如，平均涂層厚度范圍小于約40μπι)并優(yōu) 選地實(shí)質(zhì)上不含孔。
[0007] 本公開的另一方面涉及包含一種或多種聚酯的混合物的涂料組合物，所述聚酯優(yōu) 選地具有低平均分子量（例如，重均分子量在約20, 000-約50, 000范圍內(nèi)）和高熔融流動(dòng) 指數(shù)（例如，熔融流動(dòng)指數(shù)高于約50g/10分鐘），其中所述涂料組合物為含有具有細(xì)粒度分 布的顆粒的粉末的形式。例如，顆粒可具有使得至少95重量％，且更優(yōu)選地至少約99. 9重 量％的顆粒能夠通過80 μ m篩的粒度。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，涂料組合物被配制以形成薄 涂層（例如，平均涂層厚度低于約40 μ m)，所述涂層優(yōu)選地實(shí)質(zhì)上不含孔。
[0008] 本公開的另一方面涉及容器，所述容器包括基材和設(shè)置在至少部分基材上的涂 層。涂層優(yōu)選地具有低涂層厚度（例如，平均涂層厚度低于約40 μ m)，其中所述涂層優(yōu)選地 實(shí)質(zhì)上不含孔。涂層可由包含一種或多種聚酯的混合物的涂料組合物形成，其中所述聚酯 優(yōu)選地具有低平均分子量（例如，重均分子量在約20, 000-約50, 000范圍內(nèi)）和高熔融流 動(dòng)指數(shù)（例如，熔融流動(dòng)指數(shù)高于約50g/10分鐘）。涂料組合物在于基材上形成之前優(yōu)選 地為具有細(xì)粒度分布的粉末（例如，具有使得至少95重量％，更優(yōu)選地至少約99. 9重量％ 的顆粒能夠通過80 μ m篩的粒度的顆粒）的形式。
[0009] 定義
[0010] 除非另外說明，本文中所使用的下述術(shù)語具有下文提供的含義：
[0011] 術(shù)語"第一聚酯"和"第二聚酯"各自指一種或多種聚酯聚合物和/或共聚物。
[0012] 涂層"實(shí)質(zhì)上不含孔"的表達(dá)表示：該涂層在經(jīng)受下文實(shí)施例部分中所述的孔隙度 試驗(yàn)（Porosity Test)之后不會(huì)展示出任何肉眼可見的孔。
[0013] 術(shù)語"優(yōu)選的"和"優(yōu)選地"指的是在某些情況下，可提供某些益處的本發(fā)明所述 實(shí)施方式。然而，在相同或其它情況下，其它實(shí)施方式也可以是優(yōu)選的。此外，一種或多種 優(yōu)選實(shí)施方式的詳述并不意味著其它實(shí)施方式是無用的，且不旨在將其它實(shí)施方式排除在 本公開的范圍之外。
[0014] 由于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的預(yù)期變化（例如，測(cè)量中的局限性和可變性），在本文 中關(guān)于可測(cè)量的值和范圍使用術(shù)語"約"和"實(shí)質(zhì)上"。
[0015] 提及化學(xué)化合物指的是該化學(xué)化合物的一種或多種分子，而非限于該化學(xué)化合 物的單獨(dú)分子。此外，所述一種或多種分子可完全相同或可不完全相同，只要它們被歸入 該化學(xué)化合物的類別內(nèi)即可。因此，例如聚酯被解釋為包括該聚酯的一種或多種聚合物 分子，其中所述聚合物分子可完全相同或可不完全相同（例如，不同的分子量，異構(gòu)體，等 等......）°
[0016] 術(shù)語"實(shí)質(zhì)上不含"特定化合物表示：本公開所述組合物含有少于百萬分之100份 (ppm)的所述化合物。術(shù)語"基本上不含"特定化合物表示：本公開所述組合物含有少于 IOppm所述化合物。術(shù)語"基本上完全不含"特定化合物表示：本公開所述組合物含有少于 Ippm所述化合物。術(shù)語"完全不含"特定化合物表示：本公開所述組合物含有少于十億分之 20份（ppb)的所述化合物。
[0017] 此外，在本文中，通過端點(diǎn)敘述數(shù)字范圍包括歸入該范圍內(nèi)的所有數(shù)字（例如， 1-5包括1、1. 5、2、2. 75、3、3. 80、4. 5等）。此外，范圍的公開包括包含在寬廣范圍內(nèi)的所有 子范圍的公開（例如1-5公開了 1-4、1.5-4. 5、1-2等等）。
【附圖說明】
[0018] 圖1是具有由本公開所述粉末涂料組合物形成的焊縫涂層的容器的示意圖。
[0019] 圖2是容器的焊縫的截面圖，其進(jìn)一步闡釋了焊縫涂層。
[0020]圖3是本公開所述粉末涂料組合物的涂覆涂層的照片，其闡釋了細(xì)粒度分布和較 低粘度。
[0021] 圖4是常規(guī)粉末涂料組合物的涂覆涂層的照片，其闡釋了較粗的粒度分布。
[0022] 圖5A-5C是具有不同涂層厚度的實(shí)施例涂層經(jīng)受孔隙度試驗(yàn)后的照片。
[0023] 圖6A-6C是具有不同涂層厚度的對(duì)比例涂層經(jīng)受孔隙度試驗(yàn)后的照片。
[0024] 圖7A和7B是具有不同涂層厚度的實(shí)施例涂層經(jīng)受粘附性處理試驗(yàn)后的照片。
[0025] 圖8A和8B是具有不同涂層厚度的對(duì)比例涂層經(jīng)受粘附性處理試驗(yàn)后的照片。
[0026] 發(fā)明詳述
[0027] 本公開涉及用于在基材（例如用于食品、飲料和其它產(chǎn)品的容器（例如，氣溶膠容 器）的金屬基材）上形成涂層的粉末涂料組合物。本公開還涉及具有由所述粉末涂料組合 物形成的涂層（例如焊縫涂層）的容器，和相關(guān)的涂覆方法。如下文所討論的，粉末涂料組 合物可被用于形成薄涂層，所述涂層優(yōu)選地實(shí)質(zhì)上不含孔，例如斷點(diǎn)和洞。這提供了良好的 密封性以保護(hù)下面的基材，同時(shí)還允許基材的厚度減?。矗垢。?。
[0028] 例如，圖1示出了容器10,它是可利用本公開所述粉末涂料組合物密封的實(shí)施例 容器。容器10可以是含有主體12、蓋件14和底件16的三件式罐，其中主體12包含側(cè)壁 18、頸部20和上緣22。在所示實(shí)施方式中，頸部20在多步驟（例如，四步驟）頸縮布置 (necking arrangement)中變窄，這在主體12是由薄板（例如，約100,約-約150,約厚） 制成時(shí)是優(yōu)選的。
[0029] 可以以帶凸緣的方式將蓋件14與主體12的上緣22密封以形成蓋密封24,蓋件 14可包含一個(gè)或多個(gè)袢扣（未顯示）以便于蓋件14的剝離或打開。側(cè)壁18的底端可相應(yīng) 地與底件16密封以形成底密封26。
[0030] 如進(jìn)一步所示，主體12還包含側(cè)壁18和頸部20的內(nèi)表面28,以及焊縫30 (在圖 1中用虛線說明）。作為典型的三件式容器，主體12可由板狀或片狀基材材料制成，所述材 料被塑造成圓柱幾何結(jié)構(gòu)并在焊縫30處固定。用于主體12 (和蓋件14和底件16)的合適 基材材料包括金屬材料，例如鋁、鐵、錫、鋼、銅等等。然后，可利用縮頸機(jī)（未顯示）由主體 12塑造頸部20。
[0031] 為了保護(hù)側(cè)壁18和頸部20在使用期間免受腐蝕和其它環(huán)境條件，可用側(cè)壁涂層 32預(yù)涂覆內(nèi)表面28的一部分或多部分，優(yōu)選地跨過內(nèi)表面28的整體（除了在焊縫30)。例 如，可在將主體12塑造成其圓柱幾何結(jié)構(gòu)之前，將側(cè)壁涂層32涂覆在內(nèi)表面28上。
[0032] 然而，在焊縫30處，容器10包含涂層34,其沿著焊縫30的長度（即，沿著側(cè)壁18 和頸部20)，更優(yōu)選地沿著焊縫30的整個(gè)長度，覆蓋并密封至少部分焊縫30。如下所述，涂 層34可由本公開所述粉末涂料組合物形成以保護(hù)焊縫30處的主體12內(nèi)側(cè)。
[0033] 如圖2中進(jìn)一步所示，在主