Составы для покрытий для упаковочных изделий и способы нанесения покрытий

Составы для покрытий для упаковочных изделий и способы нанесения покрытий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Перекрестная ссылка на родственную заявку

Данная заявка заявляет приоритет предварительной заявки США серийный номер 61/324,997, поданной 16 апреля 2010 года под названием «СОСТАВЫ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ КОНТЕЙНЕРОВ И СПОСОБЫ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ», и предварительной заявки США серийный номер 61/333,133, поданной 10 мая 2010 года под названием «СОСТАВЫ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ КОНТЕЙНЕРОВ И СПОСОБЫ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ», каждая из которых включена в данную заявку путем ссылки в полном объеме.

Уровень техники

Нанесение покрытий на металлы для замедления или ингибирования коррозии хорошо известно. Это особенно верно в области упаковочных контейнеров, таких как металлические консервные банки для пищевых продуктов и напитков. Покрытия типично наносят на внутреннюю часть таких контейнеров для предотвращения контактирования содержимого с металлом контейнера. Контакт между металлом и упакованным продуктом может привести к коррозии металлического контейнера, который может загрязнять упакованный продукт. Это особенно верно, если содержимое контейнера является химически агрессивным по своей природе. Защитные покрытия наносят также на внутреннюю часть контейнеров для продуктов питания и напитков для предотвращения коррозии в свободном пространстве контейнера между наполнительной линией пищевых продуктов и крышкой контейнера.

Покрытия для упаковки предпочтительно должны быть способны к высокоскоростному нанесению на подложку и обеспечить необходимые свойства при затвердевании для выполнения данного необходимого целевого применения. Например, покрытие предпочтительно должно быть безопасно при контакте с пищевыми продуктами, не имея неблагоприятного воздействия на вкус упакованных пищевых продуктов или напитков, иметь отличную адгезию к подложке, стойкость к травлению и другим дефектам покрытия, таким как «раскалывание», «покраснение» и/или «образование пузырей», и сопротивляться разрушению в течение длительного периода времени, даже при воздействии агрессивных сред. Дополнительно, покрытие должно вообще быть способно поддерживать приемлемую целостность пленки при изготовлении контейнера и выдерживать условия обработки, которым контейнер может быть подвергнут во время упаковки продукта.

Различные покрытия были использованы в качестве внутренних защитных покрытий консервных банок, включая покрытия на основе поливинилхлорида и эпоксидные покрытия, содержащие бисфенол А («ВРА»). Каждый из этих типов покрытий, однако, имеет потенциальные недостатки. Например, переработка материалов, содержащих поливинилхлорид или связанные галогенид-содержащие виниловые полимеры, может быть проблематичной. Существует также желание несколько уменьшить количество или устранить некоторые соединения на основе ВРА, которые обычно используют для получения эпоксидных покрытий для контакта с пищевыми продуктами.

На рынке необходимо улучшить систему связующего вещества для использования в покрытиях, таких как, например, покрытия для упаковки.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение относится к составу для покрытия, полезному для покрытия различных подложек, включая металлические подложки упаковочных изделий. В предпочтительных осуществлениях, состав для покрытия полезен для покрытия одной или более внешних или внутренних поверхностей контейнера для пищевых продуктов или напитков, или их части, включая внутренние поверхности для контакта с пищевыми продуктами.

В предпочтительных осуществлениях, состав для покрытия содержит эффективное количество (например, пленкообразующее количество) полимера, предпочтительно полиэфирного полимера, который свободен от структурных звеньев, полученных из бисфенола А («ВРА») или диглицидилового эфира ВРА («BADGE»). В определенных предпочтительных осуществлениях, полимер: (i) имеет температуру стеклования («Tg»), по меньшей мере, 70°С и более предпочтительно от 70 до 150°С и/или (ii) содержит, по меньшей мере, одну и более предпочтительно множество полициклических групп. В некоторых осуществлениях, полимер имеет Tg, по меньшей мере, 70°С и содержит одну или более полициклических групп. Дополнительно, полимер предпочтительно содержит один или более сегментов приведенной ниже Формулы I:

где: каждый Ar независимо представляет собой арильную или гетероарильную группу (типично двухвалентную ариленовую или гетероариленовую группу); каждый n независимо представляет собой 0 или 1; R, если присутствует, представляет собой двухвалентную органическую группу; и два атома кислорода, отображенные в Формуле I, каждый предпочтительно представляет собой эфирный кислород.

В некоторых осуществлениях, полиэфирный полимер может иметь Tg менее чем 70°С, например, если состав для покрытия предназначен для использования на внешней поверхности контейнера для пищевых продуктов или напитков или предназначен для использования при упаковке пищевых продуктов или напитков, которые не являются химически агрессивными.

R в Формуле I, если присутствует, может различаться в зависимости от конкретных требований к полимеру. В некоторых осуществлениях, R предпочтительно представляет собой группу, отличную от -С(СН₃)₂-. В некоторых осуществлениях, R содержит один или более четвертичных атомов углерода, которые могут необязательно присутствовать в циклической группе. В одном таком осуществлении, R содержит циклическую группу, более предпочтительно шестичленное углеродное кольцо (например, замещенную или незамещенную циклогексановую группу, которая предпочтительно является двухвалентной), еще более предпочтительно шестичленное углеродное кольцо, где атом углерода кольца является четвертичным атомом углерода, присутствующим в цепи, связывающей пару Ar групп. В некоторых осуществлениях (например, если сегмент Формулы I получен из 1,1-бис(4-гидроксифенил)-3,3,5-триметил-циклогексана, 1,1-ди(4-гидроксифенил)-циклогексана или его замещенного варианта), четвертичный атом углерода циклической группы может быть непосредственно присоединен к атому углерода каждой Ar группы.

В предпочтительных осуществлениях, полимер включает вторичные гидроксильные группы и более предпочтительно один или более -СН₂-CH(OH)-CH₂-сегментов, которые предпочтительно получены из оксирана.

Составы для покрытий в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно включают, по меньшей мере, пленкообразующие количество полимера, описанного в данной заявке, и необязательно могут содержать дополнительные ингредиенты, такие как, например, необязательный носитель и/или необязательный поперечносшивающий агент. При желании, полимер и состав для покрытия могут быть получены таким образом, чтобы быть приемлемыми для использования в качестве покрытия для упаковки для контакта с пищевыми продуктами. Предполагается также, что состав для покрытия может быть полезен в самых разных целевых применениях покрытия за пределами индустрии покрытий для упаковки пищевых продуктов или напитков.

В одном осуществлении, настоящее изобретение обеспечивает контейнер, содержащий поверхность для контакта с пищевыми продуктами, при этом, по меньшей мере, часть поверхности для контакта с пищевыми продуктами покрыта составом для покрытия, описанным в данной заявке.

В одном осуществлении, обеспечен способ получения контейнера, который содержит подложку, имеющую поверхность для контакта с пищевыми продуктами. Способ включает: обеспечение состава для покрытия, описанного в данной заявке, который предпочтительно содержит жидкий носитель, и нанесение состава для покрытия на, по меньшей мере, часть поверхности для контакта с пищевыми продуктами подложки до или после формирования подложки в контейнер. Типично подложка представляет собой металлическую подложку.

В одном осуществлении, обеспечен способ формирования консервной банки для пищевых продуктов или напитков или ее части, который включает: нанесение состава для покрытия, описанного в данной заявке, на металлическую подложку (например, нанесение состава на металлическую подложку в виде плоской катушки или листа), затвердевание состава и формирование подложки в консервную банку для пищевых продуктов или напитков или ее часть.

В определенных осуществлениях, формирование подложки в изделие включает формирование подложки в дно консервной банки или корпус консервной банки. В определенных осуществлениях, изделие является состоящей из двух частей вытянутой консервной банкой для пищевых продуктов, состоящей из трех частей консервной банкой для пищевых продуктов, дном консервной банки для пищевых продуктов, крышкой для контейнера для пищевых продуктов или напитков, вытянутой и покрытой железом консервной банкой для пищевых продуктов или напитков, дном консервной банки для напитков и тому подобное. Приемлемые металлические подложки включают, например, сталь или алюминий.

В определенных осуществлениях, состав для покрытия по существу свободен от подвижных и/или связанных ВРА и BADGE. Более предпочтительно, состав для покрытия полностью свободен от ВРА и BADGE.

Приведенное выше краткое описание настоящего изобретения не предназначено для описания каждого раскрытого осуществления или каждого осуществления настоящего изобретения. В описании, которое следует ниже, более конкретно проиллюстрированы иллюстративные осуществления. В нескольких местах по всей заявке, рекомендации обеспечены через списки примеров, примеры которых можно использовать в различных комбинациях. В каждом случае, указанный список служит только в качестве репрезентативной группы и не должен интерпретироваться как эксклюзивный список.

Определения

Как используют в данной заявке, термин «органическая группа» означает замещенную или незамещенную углеводородную группу (с необязательными элементами, отличными от углерода и водорода, такими как кислород, азот, сера и кремний), которая классифицируется как алифатическая группа, циклическая группа или комбинация алифатических и циклических групп (например, алкарильных и аралкильных групп).

Замещение, как ожидается, происходит для органических групп соединений в соответствии с настоящим изобретением. В качестве средства упрощения обсуждения и цитирования определенной терминологии, используемой в данной заявке, термины «группа» и «фрагмент» используют для различия между химическими соединениями, которые позволяют замещение или которые могут быть замещены, и теми, которые не позволяют или не могут быть так замещены. Таким образом, когда термин «группа» используют для описания химического заместителя, описанное химическое вещество включает незамещенную группу и группу с О, N, Si или S атомами, например, в цепи (как в алкоксигруппе), а также карбонильных группах или другое обычное замещение. Там, где термин «фрагмент» используют для описания химического соединения или заместителя, только незамещенное химическое вещество предназначено для включения. Например, фраза «алкильная группа» предназначена для включения не только чистой открытой цепи насыщенных углеводородных алкильных заместителей, таких как метил, этил, пропил, трет-бутил и т.п., а также алкильных заместителей, которые имеют дополнительные заместители, известные в данной области техники, такие как гидрокси, алкокси, алкилсульфонил, атомы галогена, циано, нитро, амино, карбоксил и т.д. Таким образом, «алкильная группа» включает эфирные группы, галоалкилы, нитроалкилы, карбоксиалкилы, гидроксиалкилы, сульфоалкилы и т.д. С другой стороны, фраза «алкильный фрагмент» ограничивается включением только чистой открытой цепи насыщенных углеводородных алкильных заместителей, таких как метил, этил, пропил, трет-бутил и т.п. Как используют в данной заявке, термин «группа» предназначен для цитирования как конкретного фрагмента, так и для цитирования широкого класса замещенных и незамещенных структур, которые включают данный фрагмент.

Термин «циклическая группа» означает замкнутое кольцо органической группы, которая классифицируется как алициклическая группа или ароматическая группа, каждая из которых может содержать гетероатомы.

Термин «алициклическая группа» означает циклическую органическую группу, имеющую свойства, напоминающие свойства алифатических групп.

Термин «полициклический», когда используется в контексте группы, относится к органической группе, которая содержит, по меньшей мере, две циклические группы, в которых один или более атомов (и более типично, два или более атомов) присутствуют в кольцах, по меньшей мере, двух циклических групп. Так, например, группа, которая состоит из двух циклогексановых групп, связанных одной метиленовой группой, не является полициклической группой.

Термин «трициклическая» группа относится к полициклической группе, которая содержит три циклические группы, в которых кольцо каждой циклической группы имеет один или более общих атомов с одним или обоими кольцами других циклических групп.

Термин «Ar» относится к двухвалентной арильной группе (например, ариленовой группе), которая относится к замкнутому ароматическому кольцу или системе кольца такой, как фенилен, нафтилен, бифенилен, флуоренилен и инденил, а также гетероариленовым группам (например, замкнутому ароматическому или ароматически-подобному углеводородному кольцу или системе кольца, в которой один или более атомов в кольце являются элементом, отличным от углерода (например, азотом, кислородом, серой и т.д.)). Приемлемые гетероарильные группы включают фурил, тиенил, пиридил, хинолинил, изохинолинил, индолил, изоиндолил, триазолил, пирролил, тетразолил, имидазолил, пиразолил, оксазолил, тиазолил, бензофуранил, бензотиофенил, карбазолил, бензоксазолил, пиримидинил, бензимидазолил, хиноксалинил, бензотиазолил, нафтиридинил, изоксазолил, изотиазолил, пуринил, хиназолинил, пиразинил, 1-оксидопиридил, пиридазинил, триазинил, тетразинил, оксадиазолил, тиадиазолил, и так далее. Когда такие группы двухвалентные, их, типично, называют «ариленовыми» или «гетероариленовыми» группами (например, фурилен, пиридилен и т.д.)

Группу, которая может быть одинаковой или различной, называют «независимо» какой-то.

Термин «многоатомный фенол», как используют в данной заявке, относится в широком смысле к любому соединению, имеющему, по меньшей мере, в общем две гидроксильные группы, каждая из которых присоединена к одному или более кольцу одной или более арильных или гетероарильных групп, более типично одной или более фениленовых групп. Так, например, как гидрохинон, так и 4,4'-бифенол считаются многоатомными фенолами. Как используют в данной заявке, многоатомные фенолы, типично, имеют шесть атомов углерода в арильном кольце, хотя предполагается, что арильные или гетероарильные группы, имеющие кольца других размеров, могут быть использованы.

Термин «фенилен» как используют в данной заявке, относится к шестиуглеродному арильному кольцу (например, как в бензольной группе), которое может иметь любые группы заместителей (включая, например, атомы водорода, галогены, углеводородные группы, атомы кислорода, гидроксильные группы и т.д.). Так, например, следующие арильные группы, каждая представляет собой фениленовое кольцо: -С₆Н₄-, -С₆Н₃(СН₃)- и -С₆Н(СН₃)₂С1-. Дополнительно, например, каждое из арильных колец нафталеновой группы является фениленовым кольцом.

Термин «по существу свободен от» конкретного подвижного соединения означает, что указанный полимер и/или состав содержит менее чем 100 частей на миллион (ppm) указанного подвижного соединения. Термин «в существенной степени свободен от» конкретного подвижного соединения означает, что указанный полимер и/или состав содержит менее чем 5 частей на миллион (ppm) указанного подвижного соединения. Термин «полностью свободен от» конкретного подвижного соединения означает, что указанный полимер и/или состав содержит менее чем 20 частей на миллиард (ppb) указаного подвижного соединения.

Термин «подвижный» означает, что соединение может быть экстрагировано из отвержденного покрытия, если покрытие (типично ~1 мг/см² (6,5 мг/дюйм²) толщиной) подвергают воздействию тестовой среды для некоторого определенного набора условий, в зависимости от целевого применения. Примером таких тестовых условий является воздействие отвержденного покрытия ВЭЖХ-чистого ацетонитрила в течение 24 часов при 25°С. Если указанные выше выражения используют без термина «подвижный» (например, «по существу свободный от ВРА»), то указанный полимер и/или состав содержит меньше, чем указанное выше количество соединения, независимо от того, является ли соединение подвижным в покрытии или связанным с компонентом покрытия.

Термин «поперечносшивающий агент» относится к молекуле, способной образовывать ковалентную связь между полимерами или между двумя различными областями одного и того же полимера.

Термин «на», если его используют в контексте покрытия, нанесенного на поверхность или подложку, включает как покрытия, которые наносят непосредственно или опосредованно на поверхность или подложку. Так, например, покрытие, нанесенное на слой грунтовки, покрывающей подложку, представляет собой покрытие, нанесенное на подложку.

Если не указано иное, термин «полимер» включает как гомополимеры, так и сополимеры (например, полимеры из двух или более различных мономеров). Точно так же, если не указано иное, использование термина, обозначающего класс полимеров, таких как, например, «полиэфир», предназначено для включения как гомополимеров, так и сополимеров (например, полиэфир-сложноэфирных полимеров).

Термины «содержит» и их вариации не имеют предельных значений, где эти термины появляются в описании и формуле в соответствии с настоящим изобретением.

Термины «предпочтительный» и «предпочтительно» относятся к осуществлениям в соответствии с настоящим изобретением, которые могут позволить определенные преимущества при определенных обстоятельствах. Тем не менее, другие осуществления также могут быть предпочтительными, при тех же или иных условиях. Дополнительно, цитирование одного или более предпочтительных осуществлений не означает, что другие осуществления не являются полезными, и не предназначено для исключения других осуществлений, входящих в объем настоящего изобретения.

Как используют в данной заявке, «по меньшей мере, один» и «один или более» используют как взаимозаменяемые. Так, например, состав для покрытия, который содержит полиэфир, можно интерпретировать так, что состав для покрытия содержит «один или более полиэфиров».

Также в данной заявке цитирование численных диапазонов при помощи конечных точек включает все номера, которые включены в пределах этого диапазона (например, от 1 до 5 содержит 1, 1,5, 2, 2,75, 3, 3,80, 4, 5 и т.д.). Дополнительно, раскрытие диапазона содержит раскрытие всех поддиапазонов, которые включены в более широком диапазоне (например, от 1 до 5 раскрывает от 1 до 4, от 1,5 до 4,5, от 1 до 2 и т.д.).

Подробное описание иллюстративных осуществлений

Настоящее изобретение обеспечивает полимер, предпочтительно имеющий: (i) Tg, по меньшей мере, 70°С и/или (ii) одну или более полициклических групп. В предпочтительных осуществлениях, полимер представляет собой полиэфирный полимер. Для удобства полимер в соответствии с настоящим изобретением должен быть назван в данной заявке полиэфирным полимером.

Полиэфирный полимер может использоваться во множестве различных целевых применений. В предпочтительных осуществлениях, полиэфирный полимер особенно полезен в качестве связующего полимера для состава для покрытия. Таким образом, в другом аспекте настоящее изобретение относится к составу для покрытия, который предпочтительно содержит, по меньшей мере, пленкообразующее количество полимера. Хотя любой приемлемый механизм отверждения может быть использован, термореактивные составы для покрытий являются предпочтительными. Предпочтительные составы для покрытий содержат один или более жидких носителей и являются составами для покрытий на водной основе и/или на основе растворителя. Хотя составы для покрытий, которые содержат жидкий носитель, в настоящее время являются предпочтительными, предполагается, что полиэфирный полимер может использоваться в других способах нанесения покрытий, таких как, например, порошковое покрытие.

В предпочтительных осуществлениях, состав для покрытия в соответствии с настоящим изобретением является приемлемым для использования в качестве клейкого покрытия для упаковки и более предпочтительно в качестве покрытия на внутренней и/или внешней поверхности контейнера для пищевых продуктов или напитков. Таким образом, в определенных предпочтительных осуществлениях, состав для покрытия является приемлемым для использования в качестве внутреннего покрытия для контакта с пищевыми продуктами. Это также вполне входит в объем настоящего изобретения, для применения состава для покрытия для нанесения покрытий для контакта с лекарственными средствами, такого как, например, на внутреннюю поверхность металлического контейнера для ингалятора с отмеренными дозами.

В предпочтительных осуществлениях, полиэфирный полимер предпочтительно содержит одну или более вторичных гидроксильных групп, присоединенных к каркасу полимера, и более предпочтительно множество таких групп. В предпочтительных осуществлениях, каркас содержит один или более из -СН₂-СН(ОН)-СН₂- сегментов, которые предпочтительно получают из оксирановой группы. Например, такие сегменты могут быть образованы посредством реакции оксирановой группы и гидроксильной группы (более предпочтительно гидроксильной группы многоатомного фенола).

При желании, каркас полиэфирного полимера может содержать связи постадийного роста или конденсации, отличные от эфирных связей (т.е. в дополнение к или вместо эфирных связей), такие как, например, амидные связи, карбонатные связи, сложноэфирные связи, мочевинные связи, уретановые связи и т.д. В некоторых осуществлениях, каркас содержит как сложноэфирные, так и эфирные связи.

Для того чтобы проявлять приемлемый баланс свойств покрытия для использования в качестве покрытия для контакта с пищевыми продуктами, включая приемлемую коррозионную стойкость при длительном контакте с упакованными пищевыми продуктами или напитками, полиэфирный полимер предпочтительно имеет температуру стеклования («Tg»), по меньшей мере, 60°С, более предпочтительно, по меньшей мере, 70°С и даже более предпочтительно, по меньшей мере, 80°С. В предпочтительных осуществлениях, Tg составляет менее, чем 150°С, более предпочтительно менее чем 130°С и еще более предпочтительно менее чем 110°С. Не желая быть связанным с какой-либо теорией, считается, что особенно важно, если полимер проявляет Tg такую, как описано в данной заявке в применениях, в которых состав для покрытия будет находиться в контакте с пищевыми продуктами или напитками во время обработки в реторте при высокой температуре (например, при температурах не ниже приблизительно 100°С, что иногда сопровождается давлениями, превышающими атмосферное давление), и особенно, при автоклавировании продуктов, которые более химически агрессивны по своей природе. Предполагается, что в некоторых осуществлениях, таких как, например, где состав для покрытия предназначен для использования в качестве внешнего лака на контейнере для пищевых продуктов или напитков, Tg полимера может быть меньше, чем описанная выше (например, настолько низкая, как приблизительно 30°С) и состав для покрытия может по-прежнему проявлять приемлемый баланс свойств, при целевом применении.

Предпочтительные полиэфирные полимеры могут иметь каркас, который включает любые приемлемые концевые группы, включая, например, эпокси и/или гидроксильные группы (например, гидроксильную группу, присоединенную к концевой арильной или гетероарильной группе). Полимеры могут быть выполнены с различными молекулярными массами. Предпочтительные полиэфирные полимеры имеют среднечисленную молекулярную массу («Mn»), по меньшей мере, 2000, более предпочтительно, по меньшей мере, 3000 и еще более предпочтительно, по меньшей мере, 4000. Молекулярная масса полимера может быть выше, чем необходимо для желательного применения.

В зависимости от конкретного осуществления, полиэфирный полимер может быть аморфным или, по меньшей мере, полукристаллическим.

Полиэфирный полимер может содержать разветвление, если это необходимо. В предпочтительных осуществлениях, однако, полиэфирный полимер представляет собой линейный или по существу линейный полимер.

В предпочтительных осуществлениях полиэфирный полимер содержит множество арильных или гетероарильных групп, где двухвалентные арильные группы являются предпочтительными в настоящее время. Фениленовые группы являются особенно предпочтительными. Арильные и/или гетероарильные группы могут присутствовать в полимере в одном или более сегментах Формулы I выше, одном или более других сегментах или их комбинации. В некоторых осуществлениях, полимер может быть сформирован посредством реакции ингредиентов, которые включают один или более из: (i) полиэпоксида, имеющего одну или более арильных или гетероарильных групп, (ii) многоатомного фенола, имеющего одну или более арильных или гетероарильных групп, или (iii) сомономера, имеющего одну или более арильных или гетероарильных групп.

Не желая быть связанным с какой-либо теорией, полагают, что включение достаточного количества арильных и/или гетероарильных групп в полиэфирный полимер является важным фактором для достижения приемлемой характеристики покрытия для покрытий для контакта с пищевыми продуктами, особенно, если продукт, который должен быть упакован, является так называемым «трудно удерживаемым» пищевым продуктом или напитком. Квашеная капуста является примером трудно удерживаемого продукта. В предпочтительных осуществлениях, арильные и/или гетероарильные группы составляют, по меньшей мере, 20 массовых процентов («мас.%»), более предпочтительно, по меньшей мере, 30 мас.% и еще более предпочтительно, по меньшей мере, 45 мас.% полимера, исходя из общей массы арильных и гетероарильных групп полимера относительно массы полимера. Верхняя концентрация арильных/гетероарильных групп не ограничивается, но предпочтительно количество таких групп настроено таким образом, что Tg полимера не превышает Tg в диапазоне, описанном ранее. Общее количество арильных и/или гетероарильных групп в полимере, типично, будет составлять менее чем приблизительно 80 мас.%, более предпочтительно менее чем приблизительно 70 мас.% и еще более предпочтительно менее чем 60 мас.% полиэфирного полимера. Общее количество арильных и/или гетероарильных групп в полимере может быть определено на основе массы арил- или гетероарил-содержащего мономера, включенного в полимер, и массовой доли такого мономера, который представляет собой арильную или гетероарильную группы.

В предпочтительных осуществлениях, полиэфирный полимер содержит один или более сегментов (и более предпочтительно множество) приведенной ниже Формулы I:

где:

- каждый Ar независимо представляет собой арильную группу (например, ариленовую группу) или гетероарильную группу (например, гетероариленовую группу);

- каждый n независимо представляет собой 0 или 1;

- R, если присутствует, представляет собой двухвалентную органическую группу; при условии, что в определенных осуществлениях R предпочтительно представляет собой группу, отличную от -С(СН₃)₂-; и

- два атома кислорода, которые отображены в Формуле I, каждый предпочтительно представляет собой эфирный кислород (в отличие от, например, кислорода сложноэфирной связи).

В Формуле I, каждый Ar предпочтительно содержит менее чем 20 атомов углерода, более предпочтительно менее чем 11 атомов углерода и еще более предпочтительно менее чем 8 атомов углерода. Предпочтительно, каждый Ar имеет, по меньшей мере, 4 атома углерода, более предпочтительно, по меньшей мере, 5 атомов углерода и еще более предпочтительно, по меньшей мере, 6 атомов углерода. В определенных осуществлениях, каждый Ar представляет собой фениленовую группу. В определенных осуществлениях, каждый Ar представляет собой фениленовую группу формулы -С₆(R¹)₄-, где каждый R¹ независимо представляет собой водород, галоген, или органическую группу, и где две R¹ группы могут присоединяться с образованием органического кольца, которое может необязательно содержать один или более гетероатомов. Предпочтительно, каждый R¹ представляет собой водород.

Молекулярная масса R в Формуле I может быть любой приемлемой молекулярной массой. В определенных предпочтительных осуществлениях, R имеет молекулярную массу менее чем 500, менее чем 200, менее чем 150 или менее чем 100. В некоторых осуществлениях, R имеет молекулярную массу более чем -С(СН₃)₂-группа или более чем 75.

В некоторых осуществлениях, R Формулы I содержит одну или более циклических групп (таких, как, например, одну или более ациклическую (что может необязательно включать гетероатомы), арильную и/или гетероарильную группы). В некоторых таких осуществлениях, R Формулы I не содержит один или оба из: сложноэфирных связей или других связей постадийного роста (например, конденсационных связей). В некоторых осуществлениях, R содержит двухвалентную циклическую группу структуры -C₆(R²)_q-, где: (i) q составляет 2-10, более типично 6-10, еще более типично 8-10 и еще более типично 10, и (ii) каждый R² независимо представляет собой водород, галоген или органическую группу (например, алкильную группу, например, метальную группу, этильную группу, пропильную группу и т.д.) и две R² группы могут быть присоединены с образованием кольца. Одна или более циклических групп могут присутствовать в цепи, соединяющей две Ar группы Формулы I или подвешенную группу, присоединенную к цепи. Типично, общее количество атомов в цепи, соединяющей две Ar группы (не считая атомы водорода или атомы заместителей, присоединенных к цепи) составляет менее чем 10, более типично менее чем 6, еще более типично менее чем 3, и в некоторых осуществлениях 1. В некоторых осуществлениях, все атомы в цепи, соединяющей две Ar группы, представляют собой атомы углерода.

В некоторых осуществлениях, R Формулы I включает, по меньшей мере, один атом углерода в цепи, соединяющей две Ar группы, которые, по меньшей мере, являются третичным атомом углерода и более предпочтительно четвертичным атомом углерода. В некоторых таких осуществлениях, R Формулы I является сегментом следующей структуры: -(X)_r-C(R³)₂-(X)_r-, где: каждый X независимо представляет собой двухвалентную органическую группу, которая может необязательно содержать один или более гетероатомов (например, О, N, S, Si); каждый R³ независимо представляет собой водород, галоген или органическую группу; и где (i) по меньшей мере, одна R³ группа (и более предпочтительно обе R³ группы) представляют собой органическую группу, содержащую, по меньшей мере, один атом углерода и (ii) две R³ группы могут соединяться с образованием кольца, например шестичленного кольца (например, шестичленного углеродного кольца, которое может быть насыщенным или ненасыщенным, более типично насыщенным). Предпочтительный пример такой кольцевой группы представляет собой замещенную или незамещенную циклогексановую группу (например, -C₆(R²)₁₀-, где: каждый R² независимо является таким, как описано ниже, и две R группы могут соединяться с образованием кольца).

В данной заявке предпочтительные вещества для образования сегмента Формулы I с R, имеющим четвертичный атом углерода, включают 1,1-бис(4-гидроксифенил)-3,3,5-триметил-циклогексан, 1,1-ди(4-гидроксифенил)-циклогексан, 1,1-ди(4-гидрокси-3-метил фенил)-циклогексан, 1,1-ди(4-гидрокси-3,5-диметилфенил)-циклогексан, их замещенные варианты, и их диэпоксиды, структуры которых представлены ниже.

В определенных предпочтительных осуществлениях, полиэфирный полимер содержит один или более из вышеперечисленных сегментов Формулы I, где каждый n означает 1 и R содержит одну или более полициклических групп. В другом осуществлении R не включает полициклическую группу и одна или более полициклических групп либо не присутствуют в полимере, либо включены в различные сегменты полимера.

В предпочтительных осуществлениях, полиэфирный полимер содержит множество сегментов Формулы I, которые предпочтительно рассредоточены по всему каркасу полимера, более предпочтительно полиэфирному каркасу. В предпочтительных осуществлениях, сегменты Формулы I составляют значительную часть общих структурных звеньев полимера. Типично, сегменты Формулы I составляют, по массовому проценту, по меньшей мере 10 мас.%, предпочтительно, по меньшей мере, 30 мас.% и еще более предпочтительно, по меньшей мере, 40 мас.% полимера. Массовый процент сегментов Формулы I в полиэфирном полимере может быть ниже количеств, перечисленных выше в определенных ситуациях, и даже может быть в существенной степени ниже. К примеру, концентрация сегментов Формулы I может находиться за пределами диапазонов, перечисленных выше, если полиэфирный полимер содержит высокомолекулярные дополнительные компоненты, таким образом, как может произойти, например, когда полимер представляет собой сополимер, такой как акрил-содержащий сополимер (например, акриловый полиэфирный сополимер, который формируется путем прививки акрилового звена на полиэфирный полимер в соответствии с настоящим изобретением). В таких осуществлениях массовый процент сегментов Формулы I, присутствующих в полимере, является таким, как описано выше, на основе массового процента сегментов Формулы I по отношению к общей полиэфирной доле полимера (пока не рассматривая общую массу не-полиэфирных частей, таких как, например, акриловые части). В целом, общая полиэфирная доля полимера может быть рассчитана на основе общей массы полиэпоксидных и многоатомных фенольных реагентов (например, многоатомных монофенолов и/или дифенолов), включенных в полимер.

Любые приемлемые реагенты могут быть использованы для получения полиэфирного полимера. В предпочтительных осуществлениях, полиэфирный полимер представляет собой продукт реакции реагентов, включая полиэпоксидное соединение (то есть, соединение, имеющее две или более оксирановые группы) и многоатомный фенол. Полиэфирный полимер, типично, является продуктом реакции одного или более диэпоксидных соединений, которые вступают в реакцию с одним или более двухатомными фенольными соединениями.

Примеры приемлемых двухатомных фенолов для использования в получении полиэфирного полимера включают соединения приведенной ниже Формулы II:

где Ar, R и n являются такими, как определено выше для Формулы I. Таким образом, в некоторых осуществлениях, соединения Формулы II могут быть использованы для включения сегментов Формулы I в полимер в соответствии с настоящим изобретением. Примеры приемлемых дигидрокси фенолов Формулы II включают гидрохинон, катехин, резорцин, 1,1-бис(4-гидроксифенил)-3,3,5-триметил-циклогексан, 1,1-ди(4-гидроксифенил)-циклогексан, 1,1-ди(4-гидрокси-3-метилфенил)-циклогексан, 1,1-ди(4-гидрокси-3,5-диметилфенил)-циклогексан, дигидроксинафтален, 4,4'-бифенол, дифенольные соединения приведенной ниже Формулы III или их смесь.

Полиэфирные полимеры в соответствии с настоящим изобретением могут быть получены способами, которые включают увеличение молекулярной массы соединений Формулы II. В определенных осуществлениях, соединения Формулы II могут вступать в реакцию с полиэпоксидом (более предпочтительно диэпоксидом) для увеличения молекулярной массы. Например, соединения Формулы II могут вступать в реакцию с диэпоксидами на основе не-ВРА с получением полиэфирных