Композиция, предназначенная для изготовления консервной тары с улучшенной адгезией к пвх-пластизолю при изготовлении винтовой крышки
Владельцы патента RU 2744689:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) (RU)
Изобретение предназначается для нанесения на рулонный и листовой металл в качестве лакокрасочного материала, предназначенный для изготовления винтовой крышки по ГОСТ 25749-2005. Композиция содержит (мас.%): полиэфирную смолу на основе 1,2-пропандиола, неопентилгликоля, триметилолпропана, адипиновой кислоты и ангидрида малеиновой кислоты, 75% раствор в Solventnaphta 100, 100% - 10,0-17,0, этерифицированную н-бутанолом бензогуанамино-формальдегидную смолу, 66% раствор в н-бутаноле - 9,0-11,0, поливинилхлоридную смолу константа Фикентчера (К) от 70 до 75 - 8,0-14,0, эпоксидную смолу на основе продукта взаимодействия эпихлоргидрина с полипропиленгликолем, 100% - 1,0-3,0, функциональной добавки, улучшающей смачивание - полиакриловой смолы, 52% раствор в метоксипропилацетате 0,005-0,01, органические растворители - остальное. Изобретение позволяет улучшить адгезию к ПВХ-пластизолю, который наносится поверх покрытия для обеспечения герметичности винтовой крышки при консервировании, а также улучшить стерилизацию в модельных средах, без потери физико-механических и эксплуатационных свойств. 2 табл.
Изобретение относится к лакокрасочным композициям, предназначенным для нанесения на рулонный и листовой металл.
Известна композиция для антикоррозионной зашиты консервной тары (RU 2562299), включающая, включающая эпоксидиановые смолы с молекулярной массой 3500-5000 (марки Э-05, Э-04), фенолформальдегидные смолы с молекулярной массой до 500 (марки КФЭ, ФКоФ-4, ФПФ-1), и бутанолизированный дианформальдегидный олигомер, полученный по [Патент РФ №2098431,1997], на основе дифенилолпропана и формальдегида с мол. м. 780, в качестве органического растворителя этилцеллозольв, в качестве катализатора отверждения - 25% раствор орто-фосфорной кислоты в этилцеллозольве.
Недостатком данной композиции является то, что она содержит в своем составе фрагменты бисфенола А и фрагменты диглидиловогоэфира бисфенола А, которые негативно воздействуют на организм человека, приводя к развитию различных нарушений эндокринной системы и репродуктивной функции, поэтому их контакт с пищевыми продуктами нецелесообразен.
Известно средство для внутреннего покрытия металлических емкостей для продуктов питания и упаковок (RU 2388776), непосредственно контактирующей с пищевыми продуктами или вкусовыми веществами, состоящее: а) по меньшей мере, один полиизоцианат, содержащий в среднем, по меньшей мере, две NCO-группы на молекулу, причем не менее 95% NCO-групп блокировано блокирующим средством, и б) по меньшей мере, одно полигидроксильное соединение, содержащее в среднем, по меньшей мере, две активные к NCO-группам гидроксильные группы, представляющее собой сложный полиэфирполиол, и в) при необходимости, вспомогательные средства и добавки. Однако, данное средство наряду с хорошими физико-механическими свойствами, содержит блокированные изоцианаты.
Блокированные полиизоцианаты в процессе горячей сушки отщепляют соответствующее блокирующее средство, например, бутаноноксим или Однако эти отщепляющиеся вещества могут частично оставаться в лаковом слое и мигрировать затем в пищевой заполнитель. Безопасность таких органических веществ для человека на данный момент не доказана.
Наиболее близким к предлагаемому является композиция для покрытия рулонного и листового металла, предназначенного для изготовления консервной тары (RU 2689567). Покрытия на основе данной композиции показывают неплохие результаты по времени сушки и физико-механическим показателям. Данная композиция была взята за прототип.
Сущность предлагаемого изобретения состоит в решении задачи по созданию однокомпонентной композиции, покрытия на основе которой, обладают высокими физико-механическими свойствами: эластичностью, твердостью, прочностью при изгибе, обратном ударе и улучшенной адгезией к ПВХ-пластизолю при стерилизации в модельных средах.
Решение поставленной задачи осуществляется путем создания композиции, включающей полиэфирную смолу, бензогуанамино-формальдегидную смолу эпоксидсодержащую смолу (не содержащую фрагментов бисфенола А и его производных), циклогексанон, ортоксилол, н-бутанол и функциональные добавки, в качестве полиэфирной смолы, смолу на основе 1,2-пропандиола, неопентилгликоля, триметилолпропана, адипиновой кислоты и ангидрида малеиновой кислоты, 75% раствор в Solventnaphta 100, 100%, в качестве бензогуанамин-формальдегидной смолы, этерифицированную н-бутанолом бензогуанамино-формальдегидную смолу, 66% раствор в н-бутаноле, поливинилхлоридную смолу, эпоксидную смолу на основе продукта взаимодействия эпихлоргидрина с полипропиленгликолем, 100%, функциональной добавки, улучшающей смачивание - полиакриловой смолы, 52% раствор в метоксипропилацетате, и органические растворители при следующем соотношении компонентов, мас.%:
В качестве полиэфирной смолы использовались: разветвленный, содержащий гидроксильные группы полиэфир на основе 1,2-пропандиола, неопентилгликоля, триметилолпропана, адипиновой кислота и ангидрида малеиновой кислоты, 75% раствор в Solventnaphta® 100, вязкостью 3700 мПас (23°С), с содержанием ОН-групп 2,7%, кислотное число ≤5 мг КОН/г, марки Desmophen Т 1775 SN фирмы Covestro (Bayer, Германия).
В качестве бензогуанамин-формальдегидной смолы использовалась н-бутанолизированная смола, марки Cymel 5010, фирма Allnex GmbH (Германия).
В качестве поливинилхлоридной смолы использовалась смола марки Vinnolit Р70Е с К=70, фирма Vinnolit GmbH (Германия), или смола марки Vestolit 170, К=75, фирма Vestolit GmbH (Германия).
В качестве эпоксидной смолы использовались: смола на основе эпихлоргидрина и полипропиленгликоля, марки Der 732Р, фирма Dow Chemical (Германия), и смола на основе эпихлоргидрина и триметилолпропана, марки Der 742, фирма Dow Chemical (Германия).
В качестве функциональной добавки, улучшающей смачивание, использовалась полиакриловая смола, 52% раствор в метоксипропилацетате, марки Byk 355, фирма Byk Chemie (Германия).
В качестве органических растворителей применяют циклогексанон, ксилол и бутанол.
Композицию для покрытия рулонного и листового металла, предназначенной для изготовления консервной тары, готовят путем тщательного смешения всех компонентов при комнатной температуре.
Полученный прозрачный лак наносили стержневым аппликатором №35 на пластинки из белой жести ЭЖК II класса по ГОСТ 13345, ММК (Магнитогорского металлургического комбината) и подвергали горячей сушке в сушильной печи с рециркуляцией воздуха. Получали пленки, толщина которых в сухом состоянии составляла 4,0-5,0 мкм.
Составы предлагаемой композиции и известной по прототипу приведены в таблице 1; свойства покрытий - в таблице 2.
Как видно из таблиц, предлагаемая композиция для покрытия рулонного и листового металла, предназначенной для изготовления консервной тары имеет более высокие значения адгезии к пластизолю и лучшую стойкость к стерилизации в 3,0% растворе уксусной кислоты, что более востребовано при промышленном производстве винтовой крышки.
Примечание:
1 Прибор для испытания на ударный изгиб по Эриксену типа 471, ударный молоток 2300 г, высота падения 650 мм, указание толщины трещин в мм.
2 Машина для измерения глубокой вытяжки с круглой полой заготовкой по Эриксену.
3 Пластинки с покрытием укладывались друг на друга лакированными сторонами друг к другу. Между пластинками с покрытием помещался черный ленточный фильтр. Штабель покрывался стальной пластиной для лучшего распределения веса и грузом 5 кг и затем выдерживался 16 часов (оставлялся на ночь) при 50°С. После хранения отмечалось любое повреждение пленки (следы отпечатков фильтровальной бумаги).
4 Пропитанный метилэтилкетоном (МЭК) ватный тампон прикреплялся к молотку весом 500 г, с диной ручки 50 см и двигался с постоянным нажимом на лаковую пленку определялось количество двойных ходов (раз туда и обратно) до наблюдения сильных повреждений или отслоения. Затем пластинки оценивали визуально на потускнение и/или отслаивание пленки. Для лучшей идентификации покрытия в местах испытаний протирали ватным тампоном, смоченным в растворе медного купороса с добавлением соляной кислоты.
5 Отвержденные покрытия с нанесенным ПВХ-пластизолем помещалось в стерилизатор (ВК-75-01) в течение 60 минут при 120°С и затем происходило исследование покрытий на потерю адгезии (отпаривание), потерю блеска, пятна волы, образование пузырей.
6 Адгезию определяли методом нормально отрыва.
Композиция для покрытия рулонного и листового металла, предназначенного для изготовления консервной тары, включающая полиэфирную смолу, бензогуанамино-формальдегидную смолу, поливинилхлоридную смолу, эпоксидсодержащую смолу, не содержащую фрагментов бисфенола А и его производных, органические растворители и функциональные добавки, в качестве полиэфирной смолы, смолу на основе 1,2-пропандиола, неопентилгликоля, триметилолпропана, адипиновой кислоты и ангидрида малеиновой кислоты, 75% раствор в Solventnaphta 100, в качестве бензогуанамин-формальдегидной смолы, этерифицированную н-бутанолом бензогуанамино-формальдегидную смолу, 66% раствор в н-бутаноле, поливинилхлоридную смолу, эпоксидную смолу на основе продукта взаимодействия эпихлоргидрина с полипропиленгликолем, 100%, функциональной добавки, улучшающей смачивание - полиакриловой смолы, 52% раствор в метоксипропилацетате, и органические растворители при следующем соотношении компонентов, мас.%:
