水基屏障粘合剂制造技术

本发明专利技术涉及水基屏障粘合剂，包含：聚氨酯；至少一种水溶性聚合物，其中水溶性聚合物包含至少一个羟基；和水；包含该水基屏障粘合剂的屏障膜；用于制备该水基屏障粘合剂的方法；及其在食品包装中的用途。其在食品包装中的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水基屏障粘合剂


[0001]本专利技术涉及水基屏障粘合剂(adhesive，粘结剂，胶黏剂)；用于制备其的方法；及其用途。

技术介绍

[0002]屏障膜在食品包装应用中对于保存和延长食品的保质期是重要的。各个屏障膜可以是单层的或多层的。屏障的性能在很大程度上取决于氧气透过率和水蒸气透过率。膜材料和结构设计取决于特定应用和产品类型所需的屏障性能。
[0003]WO 2019/060026 A1公开了包括具有气体和水分屏障特性的粘合剂层的层压膜结构。所公开的层压膜结构包括用粘合剂组合物粘结在一起的膜，该粘合剂组合物具有屏障特性，例如控制氧气和/或水蒸气透过率。然而，这些层压膜的氧气透过率对于各种应用而言过高。
[0004]US 2016/0040035 A1公开了一种水性涂覆剂，该水性涂覆剂包含(A)水性聚氨酯树脂，该水性聚氨酯树脂包含具有酸基团的聚氨酯树脂和多胺化合物，(B)水溶性聚合物，以及(C)无机层状矿物作为主要成分，其中水性聚氨酯树脂(A)、水溶性聚合物(B)和无机层状矿物(C)在水性涂覆剂的总固体含量中所占据的固体配制比在以下所示的近似范围内。水性聚氨酯树脂(A)：5至60质量％、水溶性树脂(B)：25至80质量％、无机层状化合物(C)：8至20质量％。然而，这些材料显示出对于各种应用而言过高的氧气透过率。
[0005]然而，现有技术已知的材料存在屏障性能、长期粘附强度(粘附稳定性)、产品保质期以及再循环能力不足的问题。
[0006]因此，仍然需要具有改善特性的屏障膜和用于制备该屏障膜的组合物，特别是用于食品包装应用的屏障膜和组合物。
[0007]因此，本专利技术的目的是提供克服现有技术的缺点(特别是关于其氧气透过率和水蒸气透过率)的屏障膜。

技术实现思路

[0008]通过包含以下的水基屏障粘合剂实现了该目的：聚氨酯；至少一种水溶性聚合物，其中该水溶性聚合物包含至少一个羟基；和水。
[0009]“水基屏障粘合剂”涂覆组合物在本文中可以被称为用于涂覆基底以提供粘合和/或屏障特性的涂覆组合物。涂覆组合物(水基屏障粘合剂)可以包含聚氨酯和一种或多种水溶性聚合物。
[0010]如本文所使用的术语“屏障粘合剂”总体上应涵盖任何屏障涂层并且不仅限于粘合剂。
[0011]本专利技术提供了可以用作粘合剂和/或用作屏障的涂覆组合物(水基屏障粘合剂)。该涂覆组合物是水性组合物。也就是说，其可以以水溶液的形式施加到基底上并且随后干燥以形成粘附到该基底的表面上并且同时充当屏障的层。该层可以包含水或大量水。
[0012]涂覆组合物可以用于形成屏障膜，优选层压膜。可以将涂覆组合物涂覆到基底上，并且然后可选地用层压层覆盖以形成层压膜，使得涂覆组合物设置在基底与层压层之间。
[0013]水基屏障粘合剂包含聚氨酯；一种或多种水溶性聚合物，其中该一种或多种水溶性聚合物包含
–
OH(羟基)基团；和水。
[0014]该组合物可以进一步包含可选的一种或多种添加剂，优选选自包括消泡剂(deforming agent)、分散剂、增粘剂、表面活性剂、增塑剂、润湿剂、增稠剂、杀生物剂、抗氧化剂、交联剂、硬化剂、和粘合促进剂等或它们的混合物。该组合物可以包含至少一种添加剂，其量相对于水基屏障粘合剂的总重量为0.1至10wt％。
[0015]相对于水基屏障粘合剂的总重量，水基屏障粘合剂可以包含1至30wt％、优选1至20wt％、更优选1至10wt％、甚至更优选2至8wt％、最优选3至6wt％的量的聚氨酯。
[0016]相对于水基屏障粘合剂的总重量，水基屏障粘合剂可以包含5至60wt％、优选5至40wt％、优选5至30wt％、优选5至20wt％、优选5至15wt％、优选7至12wt％的至少一种水溶性聚合物。
[0017]相对于水基屏障粘合剂的总重量，水基屏障粘合剂可以包含40至94wt％、优选50至94wt％、优选70至94wt％、优选80至95wt％、优选85至95wt％、优选80至90wt％的量的水。
[0018]水基屏障粘合剂可以由聚氨酯、至少一种水溶性聚合物和水组成。水基屏障粘合剂的所有组分的量总计达100wt％。在整个公开中，“包含”可以优选地是“由
……
组成”。
[0019]聚氨酯和至少一种水溶性聚合物可以以5:1至1:30、优选2:1至1:20、优选1:1至1:10、优选1:1至1:5、优选1:1至1:3的重量比包含在水基屏障粘合剂中。
[0020]聚氨酯可以是固体，相对于聚氨酯的总重量，该固体包含5wt％至50wt％的水。聚氨酯可以是在水中为分散体的聚氨酯(水性分散体；聚氨酯分散体)。优选地，相对于分散体总重量，聚氨酯分散体具有20至50wt％、优选25至40wt％、优选30至35wt％的固体含量。换言之，聚氨酯可以相对于固体的总重量为20至50wt％、优选25至40wt％并且优选30至35wt％的量作为固体存在于水中。
[0021]聚氨酯可以是脂肪族聚氨酯，优选获自(A)聚醚多元醇、聚酯多元醇及其组合；和(B)脂肪族二异氰酸酯，优选六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、五亚甲基二异氰酸酯(PDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、亚甲基双(4
‑
环己基异氰酸酯)(HMDI)、2,2,4
‑
三甲基六亚甲基二异氰酸酯(TMDI)及其组合。
[0022]聚氨酯可以包含脂肪族聚醚氨基甲酸酯(polyether urethane，聚醚聚氨酯)和/或脂肪族聚酯氨基甲酸酯(polyester urethane，聚酯聚氨酯)。优选地，聚氨酯包含聚醚氨基甲酸酯作为主要成分和脂肪族聚酯氨基甲酸酯作为次要成分。脂肪族聚醚氨基甲酸酯和脂肪族聚酯氨基甲酸酯的比率可以在1:1至5:1、优选1.2:1至3:1、更优选1.5:1至2:1的范围内。
[0023]脂肪族聚氨酯优选地具有约30,000至80,000g/mol的数均分子量(Mn)，和/或约40,000至90,000g/mol的重均分子量(Mw)，和/或约45,000至95,000g/mol的Z均分子量(Mz)。聚氨酯优选具有约1至3、优选1至2、更优选1至1.25范围内的多分散指数。
[0024]聚氨酯分散体可以具有在1至300mPas、优选20至500mPas、优选30至500mPas、优选30至200mPas、更优选50至200mPas范围内的溶液粘度。
[0025]平均粒度(＝水分散体中聚氨酯颗粒的粒径)在10nm至500nm、优选20至250nm、优
选50至200nm、优选100nm至200nm的范围内。
[0026]水溶性聚合物可以选自由以下组成的组：聚乙烯醇、聚(乙烯乙烯醇)、聚乙酸乙烯酯、聚(乙烯乙酸乙烯酯)、乙酸纤维素以及它们的混合物。
[0027]相对于水溶性聚合物中可水解基团的总数，水溶性聚合物可以具有70至100％的水解度。
[0028]水溶性聚合物可以具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种水基屏障粘合剂，包含：聚氨酯；至少一种水溶性聚合物，其中所述水溶性聚合物包含至少一个羟基；和水。2.根据权利要求1所述的水基屏障粘合剂，其中，相对于所述水基屏障粘合剂的总重量，所述水基屏障粘合剂包含1至30wt的量的所述聚氨酯。3.根据权利要求1或2所述的水基屏障粘合剂，其中，相对于所述水基屏障粘合剂的总重量，所述水基屏障粘合剂包含5至60wt％的量的所述至少一种水溶性聚合物。4.根据前述权利要求中任一项所述的水基屏障粘合剂，进一步包含至少一种添加剂，优选所述添加剂的量相对于所述水基屏障粘合剂的总重量为0.1至10wt％。5.根据前述权利要求中任一项所述的水基屏障粘合剂，其中，所述聚氨酯和所述至少一种水溶性聚合物以5:1至1:30的重量比包含在所述水基屏障粘合剂中。6.根据前述权利要求中任一项所述的水基屏障粘合剂，其中，所述聚氨酯包括聚醚氨基甲酸酯和脂肪族聚酯氨基甲酸酯。7.根据前述权利要求中任一项所述的水基屏障粘合剂，其中，所述水溶性聚合物选自由以下组成的组：聚乙烯醇、聚(乙烯乙烯醇)、聚乙酸乙烯酯、聚(乙烯乙酸乙烯酯)、乙酸纤维素以及它们的混合物。8...

【专利技术属性】
技术研发人员：基贾尼特，
申请(专利权)人：泰国聚乙烯有限公司，
类型：发明
国别省市：