具有改善的阻隔性能的水性组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种用于改善阻隔性能的水性组合物。特别地，本发明专利技术涉及一种用于涂布纸和纸制品的基于聚合物的抗油脂水性组合物。纸制品的基于聚合物的抗油脂水性组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改善的阻隔性能的水性组合物
[0001]本公开内容的领域
[0002]本专利技术涉及一种用于改善阻隔性能的水性组合物。特别地，本专利技术涉及一种基于聚合物的抗油脂涂料组合物。
[0003]背景
[0004]尤其是食品服务和食品包装，越来越强烈地需要使用可再生、可回收材料的可持续包装。纸或纸板是包装应用中最可持续的材料之一，它们通常涂布有组合物以提供阻隔性能以满足包装的要求。阻隔性能对于减少水分、油、油脂、香气以及在某些情况下细菌的渗透非常重要。因此，在纸工业中存在向纸或纸板基材提供涂料组合物和表面施胶技术以向纸提供阻隔性能和其他所需和有益属性的持续趋势。由涂料组合物提供给纸的性能包括对空气的孔隙率降低、防水性、抗油和油脂性、更高的表面强度、纸的质量和印刷的容易性。
[0005]在商业上广泛用于赋予纸张抗油和油脂性的涂料组合物包含含氟化合物。尽管该类涂料组合物是有效的，但它们对环境不友好，并且由于它们的毒性而引起各种健康和安全问题。通常使用的另一种众所周知的涂料类型是具有塑料膜(例如聚乙烯和聚丙烯)的组合物，以提供用于制造可折叠卡纸板的阻隔性能和柔韧性。然而，这些膜尽管提供了良好的阻隔性能和可折叠性，但它们限制了涂布纸产品的可回收性和制浆性。水性涂料是聚乙烯涂料的环保替代品，因为它们可以回收和再制浆。然而，本领域已知的水性涂料不适用于可折叠卡纸板，因为在折叠处形成裂纹导致阻隔性能降低。
[0006]为了使涂层有效，其必须构成能够抵抗油和/或油脂渗透的柔性膜。此外，重要的是，在纸或纸板基材从平板转变为标签或包装后，这些性能保持不变。粘连的性质或者换言之，纸板卷中的层彼此粘合的趋势是涂布纸板生产和转化工艺中的另一个障碍。这些是现有阻隔涂料组合物中的一些限制。
[0007]因此，需要改善的涂料组合物，该组合物可以克服上述缺点，用于生产对环境和消费者安全的抗油和油脂的纸。还需要改善的涂料组合物，该涂料组合物可以为纸和纸基材提供诸如抗粘连性和可折叠性的性能，并且还可以以低成本回收和再制浆。
[0008]因此，本专利技术的目的是提供一种改善的纸张抗油和油脂性的组合物，其既环境友好又安全。本专利技术的另一个目的是提供一种改善的组合物，其可为纸提供良好的阻隔性能、抗粘连性和可折叠性。
[0009]本公开内容的概述
[0010]令人惊讶地发现，本文所公开的包含至少一种第一聚合物和至少一种第二聚合物的水性组合物为纸或纸基材提供了改善的涂层性能，例如抗粘连性、抗油脂性、可折叠性。此外，所述组合物不仅提供改善的性能，而且使纸易于印刷、可回收和再制浆，并且是环境友好的。
[0011]因此，在一个方面中，本专利技术涉及一种水性组合物，其包含：
[0012](i)其量为约10
‑
约90重量％的至少一种第一聚合物，其衍生自至少一种选自烯属取代的芳族化合物的第一单体和至少一种选自(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷基酯及其混合物的第二单体；和
[0013](ii)其量为约10
‑
约90重量％的至少一种第二聚合物，其包含部分中和的酸官能载体树脂和至少一种选自烯烃、单亚乙烯基芳族化合物、α,β
‑
烯属不饱和羧酸及其酯、烯属不饱和二羧酸酐及其混合物的烯属不饱和单体的反应产物；且
[0014]其中在每种情况下重量％基于水性组合物的总重量。
[0015]根据本专利技术的另一方面，提供了一种基材，其包括至少一个涂布有至少一个层的表面，所述层包含本文所述的水性组合物。
[0016]根据本专利技术的另一方面，提供了包含本文所述的水性组合物的涂布纸或制品。
[0017]根据本专利技术的另一方面，提供了一种造纸方法，其至少包括使纤维素纤维与本文所述的水性组合物接触的步骤。
[0018]通过下文详述，本领域技术人员将清楚本专利技术的其他目的、优点和应用。
[0019]详述
[0020]本专利技术不受本申请所述的实施方案的限制。可以在不背离其主旨和范围的情况下进行修改和变化，这对本领域技术人员来说是显而易见的。除了在此列举的那些以外，本公开内容范围内的功能等效的方法、配制剂和装置，对于本领域技术人员来说从前文的描述中将是显而易见的。该修改和变化旨在落入所附权利要求的范围内。本公开内容仅受所附权利要求以及这些权利要求所享有的等同方案的全部范围的限制。应当理解，本公开内容不限于方法、试剂、化合物或组合物，它们当然可以变化。还应理解，本文使用的术语仅出于描述实施方案的目的，并非旨在进行限制。
[0021]本文所用的术语“包括”和“包含”与“含有”同义，并且是包容性的或开放式的，并且不排除额外的未描述的要素或方法步骤。应当理解，本文使用的术语“包括”和“包含”包括术语“由
……
组成”。
[0022]此外，说明书和权利要求中的术语“(a)”、“(b)”、“(c)”、“(d)”等用于区分类似的要素，并不一定用于描述次序或时间顺序。应当理解，如此使用的术语在适当情况下是可互换的，并且本文描述的主题的实施方案能够以不同于本文描述或示意的顺序操作。在术语“(A)”、“(B)”和“(C)”或“(a)”、“(b)”、“(c)”、“(d)”、“(i)”、“(ii)”等涉及方法或用途或测定的步骤的情况下，所述步骤之间没有时间或时间间隔相关性，即，所述步骤可以同时进行，或者可以有数秒钟、数分钟、数小时、数天、数周、数月或者甚至数年的时间间隔，除非本申请上文或下文中另有说明。
[0023]就本专利技术而言，当根据马库什族描述本公开内容的特征或方面时，本领域技术人员将认识到，本公开内容也因此根据马库什族的任何单个成员或成员亚组来描述。
[0024]就本专利技术而言，本文所公开的所有范围还涵盖任何和所有可能的子范围及其子范围的组合。说明书通篇中定义的范围也包括端值，即1
‑
10的范围意味着1和10都包括在该范围内。为了避免疑问，申请人应有权根据适用法律获得任何等同方案。任何列出的范围都可以被容易地识别为充分描述并且能够将相同的范围分解成至少相等的两份、三份、四份、五份、十份等。作为非限制性实例，本文讨论的每个范围都可以很容易地分解成较小的三分之一、中间的三分之一和较大的三分之一等。本领域技术人员也将理解，所有措辞，例如“至多”、“至少”、“大于”、“小于”等包括所述的数字，并且指代可以随后分解为如上所述的子范围的范围。最后，本领域技术人员将理解，范围包括每个单独的成员。因此，例如，具有1
‑
3个单元的组是指具有1、2或3个单元的组。类似地，具有1
‑
5个单元的组是指具有1、2、3、4或5个
单元的组，等等。
[0025]在描述本文所讨论的物质和方法的上下文中(尤其是在以下权利要求的上下文中)使用术语“一个”、“一种”、“所述”和类似的指称将被解释为涵盖单数和复数，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾。
[0026]本说明书通篇中使用的术语“约”用于描述和解释本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种水性组合物，其包含：(i)其量为约10
‑
约90重量％的至少一种第一聚合物，其衍生自至少一种选自烯属取代的芳族化合物的第一单体和至少一种选自(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷基酯及其混合物的第二单体；和(ii)其量为约10
‑
约90重量％的至少一种第二聚合物，其包含部分中和的酸官能载体树脂和至少一种选自烯烃、单亚乙烯基芳族化合物、α,β
‑
烯属不饱和羧酸及其酯、烯属不饱和二羧酸酐及其混合物的烯属不饱和单体的反应产物；并且其中在每种情况下重量％基于水性组合物的总重量。2.根据权利要求1所述的水性组合物，所述至少一种第一聚合物的体积平均粒径与所述至少一种第二聚合物的体积平均粒径之比为约20:1至约2:1。3.根据权利要求1所述的水性组合物，其中所述水性组合物的粘度为约100
‑
约2500cp，使用具有2号转子的粘度计在23℃下以50rpm测定。4.根据权利要求1所述的水性组合物，其中所述水性组合物的固含量为约20
‑
约70重量％，基于水性组合物的总重量，根据测试方法中公开的方法测定。5.根据权利要求1所述的水性组合物，其中第一聚合物的重均分子量为约20
‑
约500kDa，根据凝胶渗透色谱法测定。6.根据权利要求1所述的水性组合物，其中第一聚合物的体积平均粒径为约90
‑
约400nm，根据动态光散射技术测定。7.根据权利要求1所述的水性组合物，其中第一聚合物的粘度为约100
‑
约2500cp，使用具有2号转子的粘度计在23℃下以50rpm测定。8.根据权利要求1所述的水性组合物，其中所述至少一种第一单体不同于所述至少一种第二单体。9.根据权利要求8所述的水性组合物，其中所述烯属取代的芳族化合物选自苯乙烯、甲基苯乙烯、丁基苯乙烯、癸基苯乙烯、乙烯基甲苯、茚、甲基茚及其混合物。10.根据权利要求1
‑
9中任一项所述的水性组合物，其中第一单体的量为约10
‑
约50重量％，并且第二单体的量为约10
‑
约90重量％，在每种情况下基于第一聚合物的总重量。11.根据权利要求1
‑
10中任一项所述的水性组合物，其中第一单体的量为约10
‑
约40重量％，并且第二单体的量为约20
‑
约90重量％，在每种情况下基于第一聚合物的总重量。12.根据权利要求1
‑
11中任一项所述的水性组合物，其中所述至少一种第一单体的量为约10
‑
约30重量％，并且所述至少一种第二单体的量为约70
‑
约90重量％，在每种情况下均基于第一聚合物的总重量。13.根据权利要求1所述的水性组合物，其中所述部分中和的酸官能载体树脂选自改性丙烯酸类共聚物的铵盐、改性丙烯酸类共聚物的胺盐及其混合物。14.根据权利要求13所述的水性组合物，其中所述改性丙烯酸类共聚物衍生自(甲基)丙烯酸单体、(甲基)丙烯酸酯单体、乙烯基芳族单体及其混合物。15.根据权利要求1所述的水性组合物，其中第二聚合物的重均分子量为约100
‑
约1000kDa，根据凝胶渗透色谱法测定。16.根据权利要求1所述的水性组合物，其中第二聚合物的体积平均粒径为约50
‑
约200nm，根据动态光散射技术测定。
17.根据权利要求1所述的水性组合物，其中第二聚合物的粘度为约100
‑
约5000cp，使用具有2号转子的粘度计在20℃下以50rpm测定。18.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：