阻气涂料制造技术

本发明专利技术涉及阻气涂料。本发明专利技术公开了水可稀释的涂料组合物，所述涂料组合物包含聚乙烯醇和/或乙烯‑乙烯醇共聚物、分散的粘土和聚羧酸聚合物，所述涂料组合物可以使用常规设备制备且当并入到以胶粘方式形成的层压体、特别是PET‑PE层压结构中时，所述涂料组合物在高相对湿度下提供优异的阻氧性以及良好的层压粘合强度。

Gas barrier coating

The invention relates to an air barrier coating. The invention discloses a coating composition of water can be diluted, the coating composition containing polyvinyl alcohol and / or ethylene vinyl alcohol copolymer, dispersed clay and polycarboxylic acid polymer, the coating composition can be prepared using conventional equipment and when incorporated into the form to the adhesive laminate, especially PET PE laminated structure when the coating compositions provide excellent oxygen barrier laminate and good adhesion strength at high relative humidity.

【技术实现步骤摘要】
阻气涂料本申请是申请日为2010年11月19日、国际申请号为PCT/GB2010/002148、中国申请号为201080052603.6的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及可用于涂布多种材料、特别是食物和药物的包装并对其赋予阻气性能的阻气涂料。特别地，所述阻气涂料可用于形成以胶粘方式形成的层压体。本专利技术的阻气涂料有利地具有阻挡气体通过的能力，并且就这点而论，可特别用于在期望防止气体进入或气体逸出包装的包装中的应用。所述涂料在高相对湿度的环境中有利地提供了有效的阻气性和高粘合强度。
技术介绍
合成塑料材料长期用于包装需要不受处理和湿气影响的食物和其它材料。然而，近年来，已经开始意识到，此外，许多食品和其它敏感材料从与大气氧隔离中获益。已经开发了各种各样的多层层压结构以提供阻隔性能和适合于包装目的其它性能特征。这些层压体可以为塑料、金属或纤维素基材的任何组合，并且可包含一个或多个涂料或胶粘剂层。已经发现，包含其上沉积有金属或无机化合物二氧化硅的聚合物膜的层压体提供良好的普通阻隔性能并且被广泛使用。为了许多用途，期望涂料应具有覆盖物和基材。将其中以这种方式将阻气涂料夹在层压体的两个膜之间的层压材料称作以胶粘方式形成的层压体。除了提供良好的阻气性能之外，在以胶粘方式形成的层压体中膜与涂料之间的良好粘合强度也是重要的。基于PVDC的阻挡涂料大部分工业应用的聚偏二氯乙烯(PVDC)阻挡层以比较高的膜重应用，大于1.0gsm的膜重是典型的。例如，JP62-047716B描述了，向经处理的聚酯膜涂布PVDC涂料，随后将其胶粘层压到聚乙烯膜上。记录了8.3cm3/m2/天的阻氧性和6.6N/15mm的粘合强度。此处，利用约3gsm(干态)的PVDC干膜重，实现了阻氧性。气相沉积的无机膜使用气相沉积技术向膜表面涂布二氧化硅、氧化铝和铝层是熟知的且可以实现优异的阻挡性和粘合强度两者。在层压之前，可将包含聚乙烯醇(PVOH)和/或乙烯-乙烯醇(EVOH)与水解的烷氧基硅烷的溶液的溶胶-凝胶型组合物涂布到无机层的表面上。这些涂料不仅提高了无机层的阻挡性能，还在印刷和层压期间提供了一定程度的保护，因为这些无机层非常易碎。由于这些无机层的抗挠曲性差，所以在将这些类型的层压体弯曲和/或折叠之后，这些附加的溶胶-凝胶涂料赋予了一定程度的阻挡性的提高。JP2007223286公开了，利用上述类型的溶胶-凝胶涂料对AlOx涂布的尼龙膜进行涂布。当将其胶粘层压到PE膜上时，实现了4.2cm3/m2/天的阻氧性和10.5N/15mm的粘合强度。JP2005256061公开了印刷并胶粘层压PET-AlOx/SiOx膜以具有15cm3/m2/天的阻氧性和1.8N/cm的粘合强度。PVOH有机复合物涂料WO2007034943描述了一种包含PVOH和乙烯-马来酸酐共聚物两者的涂料，将其涂布到尼龙膜上，随后进行热处理(在高达220℃下)。当胶粘层压到热密封性膜上时，所述层压体提供了18.6cm3/m2/天的阻挡性和4.0N/cm的层压粘合强度。提供性能所需要的高温处理是大部分印刷工人和转炉工人(converter)不能使用的，由此限制了这种涂料的实用性。基于PVOH/EVOH和粘土的阻氧涂料先前已经使用了包含分散的粘土、特别是纳米粒子和亲水性聚合物如聚乙烯醇(PVA)或乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)的阻气涂料。然而已经证实，难以以获得柔性塑料膜之间的良好粘合强度和充分的阻气性能两者的有效方式配制并涂布这种涂料。在EP0590263Bl、US4818782、EP0479031A和JP-A-1313536中公开了这些组合物的实例。典型地，这种阻挡涂料需要锚固层或底漆层以在以胶粘方式形成的层压体中提供良好的粘合强度。例如，JP-A-2007136984(凸版印刷株式会社(Toppan))公开了，在胶粘层压到第二塑料膜上之前，将EVOH-粘土复合物涂料涂布到具有锚固涂层的基础层上。所述实例描述了聚丙烯和聚酯类网络两者，所述两者都需要在涂布EVOH-粘土复合物之前使用锚固涂层。JP-A-2007136984描述了，胶粘层压粘合强度随粘土含量的增大而下降。WO2009098463Al(太阳化学公司(SunChemical))描述了如何以双组分组合物形式有利地提供PVOH-EVOH-粘土复合物涂料以确保在以胶粘方式形成的层压体中实现令人满意的粘合强度。含有聚羧酸聚合物的阻氧涂料JP11-246729(住友株式会社(Sumitomo))公开了一种树脂组合物，其包含聚乙烯醇、水溶性聚丙烯酸系化合物和无机层状化合物。通过利用高压分散设备对聚乙烯醇、水溶性聚丙烯酸系化合物和无机层状化合物进行处理而得到所述树脂组合物。JP11-246729公开了，可以在与聚合物溶液合并之前，将无机层状化合物与水混合。然而，为了将无机层状化合物完全分散在树脂组合物中，需要通过高压分散设备对这种混合物进行处理。描述了将所述涂料涂布到聚酯膜上并随后将其层压到LLDPE膜上。US6709735B2/EP1451008Bl和US6991837B2(三菱株式会社(Mitsubishi))公开了，使用PVOH以及丙烯酸与马来酸的共聚物的组合物来制备阻挡涂料，所述共聚物具有约3500～约5000的分子量。在高RH下具有良好阻挡性能的阻挡涂料US7521103B2(三菱株式会社)公开了包含乙烯醇和乙烯胺的共聚物的组合物。显示使用这种共聚物提供了比先前专利中更优异的阻挡性，特别是在高RH下。
技术实现思路
本专利技术提供：一种制备阻气涂料组合物的方法，所述方法包括将(a)包含聚乙烯醇(PVOH)和/或乙烯-乙烯醇(EVOH)共聚物的溶液或分散液和聚羧酸聚合物的水溶液或分散液的聚合物组合物与(b)预先制备的粘土分散液混合；通过所述方法得到的阻气涂料组合物；以及由所述阻气涂料组合物制得的涂料。本专利技术还提供：一种制备阻气材料的方法，所述方法包括利用本专利技术的阻气涂料组合物对柔性聚合物膜进行涂布的步骤；以及通过所述方法得到的阻气材料。已经发现，当通过将(a)包含PVOH和/或EVOH共聚物的溶液或分散液和聚羧酸聚合物的水溶液或分散液的聚合物组合物与(b)预制的粘土分散液混合来制备阻气涂料组合物时，可以获得提高的性能如提高的阻气性能和/或提高的层压粘合强度。特别地，已经发现，本专利技术的涂料在高相对湿度(RH)下提供优异的阻挡性能，并在以胶粘方式形成的层压体、特别是在PET-PE结构中提供良好的层压粘合强度。此外已经发现，在不需要任何特殊附加底漆层的条件下使用本专利技术的涂料，可实现在高RH下以胶粘方式形成的层压体中的优异性能。附图说明图1显示了本专利技术涂料组合物的透射电子显微照片。具体实施方式在第一方面中，本专利技术提供一种制备阻气涂料组合物的方法，所述方法包括将(i)包含PVOH和/或EVOH共聚物的溶液或分散液和聚羧酸聚合物的溶液或分散液的聚合物组合物与(ii)粘土的分散液混合。已经发现，本专利技术的阻气涂料组合物在以胶粘方式形成的层压体的形成中特别有用，所述阻气涂料组合物包含根据本专利技术第一方面的方法制备的阻气涂料组合物。在第二方面中，本专利技术提供一种使用本专利技术第一方面的方法得到的涂料组合物，其包含PVOH和/或EVOH共聚物的溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备阻气涂料组合物的方法，所述方法包括将(i)包含PVOH和/或EVOH共聚物的溶液或分散液和聚羧酸聚合物的溶液或分散液的聚合物组合物与(ii)粘土的分散液进行混合，其中，所述聚羧酸聚合物主要处于其未中和的形式，基于所述涂料组合物的总固体含量，所述粘土以约35重量％～约50重量％的量存在，所述聚羧酸聚合物以约5重量％～约20重量％的量存在和/或所述PVOH/EVOH以约30重量％～约60重量％的量存在。

【技术特征摘要】
2009.11.20 US 61/262,9791.一种制备阻气涂料组合物的方法，所述方法包括将(i)包含PVOH和/或EVOH共聚物的溶液或分散液和聚羧酸聚合物的溶液或分散液的聚合物组合物与(ii)粘土的分散液进行混合，其中，所述聚羧酸聚合物主要处于其未中和的形式，基于所述涂料组合物的总固体含量，所述粘土以约35重量％～约50重量％的量存在，所述聚羧酸聚合物以约5重量％～约20重量％的量存在和/或所述PVOH/EVOH以约30重量％～约60重量％的量存在。2.如权利要求1所述的方法，其中所述聚羧酸聚合物为丙烯酸和/或甲基丙烯酸的均聚物或共聚物、或者马来酸和丙烯酸的共聚物。3.如权利要求2所述的方法，其中所述聚羧酸聚合物具有小于约200000的分子量。4.如权利要求3所述的方法，其中所述聚羧酸的溶液或分散液的pH为约4以下。5.如权利要求1～4中任一项所述的方法，其中所述组合物包含EVOH共聚物的溶液或分散液，所述EVOH共聚物为具有小于20摩尔％的乙烯含量的乙烯醇-乙烯共聚物。6.如权利要求5所述的方法，其中将所述粘土分散在水和/或水溶性醇中。7.如任意前述权利要求所述的方法，其中使用高剪切分散设备对所述粘土进行分散。8.如任意前述权利要求所述的方法，其中所述粘土以其剥落形式具有大于约20的纵横比。9.一种阻气涂料组合物，其使用权利要求1～8中任一项的方法得到。10.一种涂布基材的方法，所述方法包括制备权利要求9的阻气涂料组合物；和在完成所述阻气涂料组合物的制备之后的约24小时内利用所述阻气涂料组合物对所述基材进行涂布。11.如权利要求10所述的方法，其中所述基材为柔性聚合物膜。12.如权利要求11所述的方法，其中所述柔性聚合物膜为...

【专利技术属性】
技术研发人员：德里克·罗纳德·伊尔斯利，萨尔法拉茨·阿赫塔尔·汗，格雷厄姆·特雷弗·斯特里特，
申请(专利权)人：太阳化学有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL