阻氣涂料制造技術

本發明專利技術涉及阻氣涂料。本發明專利技術公開了水可稀釋的涂料組合物，所述涂料組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，所述涂料組合物可以使用常規設備制備且當并入到以膠粘方式形成的層壓體、特別是PET?PE層壓結構中時，所述涂料組合物在高相對濕度下提供優異的阻氧性以及良好的層壓粘合強度。

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.

【技術實現步驟摘要】
阻氣涂料本申請是申請日為2010年11月19日、國際申請號為PCT/GB2010/002148、中國申請號為201080052603.6的專利申請的分案申請。
本專利技術涉及可用于涂布多種材料、特別是食物和藥物的包裝并對其賦予阻氣性能的阻氣涂料。特別地，所述阻氣涂料可用于形成以膠粘方式形成的層壓體。本專利技術的阻氣涂料有利地具有阻擋氣體通過的能力，并且就這點而論，可特別用于在期望防止氣體進入或氣體逸出包裝的包裝中的應用。所述涂料在高相對濕度的環境中有利地提供了有效的阻氣性和高粘合強度。
技術介紹
合成塑料材料長期用于包裝需要不受處理和濕氣影響的食物和其它材料。然而，近年來，已經開始意識到，此外，許多食品和其它敏感材料從與大氣氧隔離中獲益。已經開發了各種各樣的多層層壓結構以提供阻隔性能和適合于包裝目的其它性能特征。這些層壓體可以為塑料、金屬或纖維素基材的任何組合，并且可包含一個或多個涂料或膠粘劑層。已經發現，包含其上沉積有金屬或無機化合物二氧化硅的聚合物膜的層壓體提供良好的普通阻隔性能并且被廣泛使用。為了許多用途，期望涂料應具有覆蓋物和基材。將其中以這種方式將阻氣涂料夾在層壓體的兩個膜之間的層壓材料稱作以膠粘方式形成的層壓體。除了提供良好的阻氣性能之外，在以膠粘方式形成的層壓體中膜與涂料之間的良好粘合強度也是重要的。基于PVDC的阻擋涂料大部分工業應用的聚偏二氯乙烯(PVDC)阻擋層以比較高的膜重應用，大于1.0gsm的膜重是典型的。例如，JP62-047716B描述了，向經處理的聚酯膜涂布PVDC涂料，隨后將其膠粘層壓到聚乙烯膜上。記錄了8.3cm3/m2/天的阻氧性和6.6N/15mm的粘合強度。此處，利用約3gsm(干態)的PVDC干膜重，實現了阻氧性。氣相沉積的無機膜使用氣相沉積技術向膜表面涂布二氧化硅、氧化鋁和鋁層是熟知的且可以實現優異的阻擋性和粘合強度兩者。在層壓之前，可將包含聚乙烯醇(PVOH)和/或乙烯-乙烯醇(EVOH)與水解的烷氧基硅烷的溶液的溶膠-凝膠型組合物涂布到無機層的表面上。這些涂料不僅提高了無機層的阻擋性能，還在印刷和層壓期間提供了一定程度的保護，因為這些無機層非常易碎。由于這些無機層的抗撓曲性差，所以在將這些類型的層壓體彎曲和/或折疊之后，這些附加的溶膠-凝膠涂料賦予了一定程度的阻擋性的提高。JP2007223286公開了，利用上述類型的溶膠-凝膠涂料對AlOx涂布的尼龍膜進行涂布。當將其膠粘層壓到PE膜上時，實現了4.2cm3/m2/天的阻氧性和10.5N/15mm的粘合強度。JP2005256061公開了印刷并膠粘層壓PET-AlOx/SiOx膜以具有15cm3/m2/天的阻氧性和1.8N/cm的粘合強度。PVOH有機復合物涂料WO2007034943描述了一種包含PVOH和乙烯-馬來酸酐共聚物兩者的涂料，將其涂布到尼龍膜上，隨后進行熱處理(在高達220℃下)。當膠粘層壓到熱密封性膜上時，所述層壓體提供了18.6cm3/m2/天的阻擋性和4.0N/cm的層壓粘合強度。提供性能所需要的高溫處理是大部分印刷工人和轉爐工人(converter)不能使用的，由此限制了這種涂料的實用性。基于PVOH/EVOH和粘土的阻氧涂料先前已經使用了包含分散的粘土、特別是納米粒子和親水性聚合物如聚乙烯醇(PVA)或乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)的阻氣涂料。然而已經證實，難以以獲得柔性塑料膜之間的良好粘合強度和充分的阻氣性能兩者的有效方式配制并涂布這種涂料。在EP0590263Bl、US4818782、EP0479031A和JP-A-1313536中公開了這些組合物的實例。典型地，這種阻擋涂料需要錨固層或底漆層以在以膠粘方式形成的層壓體中提供良好的粘合強度。例如，JP-A-2007136984(凸版印刷株式會社(Toppan))公開了，在膠粘層壓到第二塑料膜上之前，將EVOH-粘土復合物涂料涂布到具有錨固涂層的基礎層上。所述實例描述了聚丙烯和聚酯類網絡兩者，所述兩者都需要在涂布EVOH-粘土復合物之前使用錨固涂層。JP-A-2007136984描述了，膠粘層壓粘合強度隨粘土含量的增大而下降。WO2009098463Al(太陽化學公司(SunChemical))描述了如何以雙組分組合物形式有利地提供PVOH-EVOH-粘土復合物涂料以確保在以膠粘方式形成的層壓體中實現令人滿意的粘合強度。含有聚羧酸聚合物的阻氧涂料JP11-246729(住友株式會社(Sumitomo))公開了一種樹脂組合物，其包含聚乙烯醇、水溶性聚丙烯酸系化合物和無機層狀化合物。通過利用高壓分散設備對聚乙烯醇、水溶性聚丙烯酸系化合物和無機層狀化合物進行處理而得到所述樹脂組合物。JP11-246729公開了，可以在與聚合物溶液合并之前，將無機層狀化合物與水混合。然而，為了將無機層狀化合物完全分散在樹脂組合物中，需要通過高壓分散設備對這種混合物進行處理。描述了將所述涂料涂布到聚酯膜上并隨后將其層壓到LLDPE膜上。US6709735B2/EP1451008Bl和US6991837B2(三菱株式會社(Mitsubishi))公開了，使用PVOH以及丙烯酸與馬來酸的共聚物的組合物來制備阻擋涂料，所述共聚物具有約3500～約5000的分子量。在高RH下具有良好阻擋性能的阻擋涂料US7521103B2(三菱株式會社)公開了包含乙烯醇和乙烯胺的共聚物的組合物。顯示使用這種共聚物提供了比先前專利中更優異的阻擋性，特別是在高RH下。
技術實現思路
本專利技術提供：一種制備阻氣涂料組合物的方法，所述方法包括將(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組合物與(b)預先制備的粘土分散液混合；通過所述方法得到的阻氣涂料組合物；以及由所述阻氣涂料組合物制得的涂料。本專利技術還提供：一種制備阻氣材料的方法，所述方法包括利用本專利技術的阻氣涂料組合物對柔性聚合物膜進行涂布的步驟；以及通過所述方法得到的阻氣材料。已經發現，當通過將(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組合物與(b)預制的粘土分散液混合來制備阻氣涂料組合物時，可以獲得提高的性能如提高的阻氣性能和/或提高的層壓粘合強度。特別地，已經發現，本專利技術的涂料在高相對濕度(RH)下提供優異的阻擋性能，并在以膠粘方式形成的層壓體、特別是在PET-PE結構中提供良好的層壓粘合強度。此外已經發現，在不需要任何特殊附加底漆層的條件下使用本專利技術的涂料，可實現在高RH下以膠粘方式形成的層壓體中的優異性能。附圖說明圖1顯示了本專利技術涂料組合物的透射電子顯微照片。具體實施方式在第一方面中，本專利技術提供一種制備阻氣涂料組合物的方法，所述方法包括將(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組合物與(ii)粘土的分散液混合。已經發現，本專利技術的阻氣涂料組合物在以膠粘方式形成的層壓體的形成中特別有用，所述阻氣涂料組合物包含根據本專利技術第一方面的方法制備的阻氣涂料組合物。在第二方面中，本專利技術提供一種使用本專利技術第一方面的方法得到的涂料組合物，其包含PVOH和/或EVOH共聚物的溶本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制備阻氣涂料組合物的方法，所述方法包括將(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組合物與(ii)粘土的分散液進行混合，其中，所述聚羧酸聚合物主要處于其未中和的形式，基于所述涂料組合物的總固體含量，所述粘土以約35重量％～約50重量％的量存在，所述聚羧酸聚合物以約5重量％～約20重量％的量存在和/或所述PVOH/EVOH以約30重量％～約60重量％的量存在。

【技術特征摘要】
2009.11.20 US 61/262,9791.一種制備阻氣涂料組合物的方法，所述方法包括將(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組合物與(ii)粘土的分散液進行混合，其中，所述聚羧酸聚合物主要處于其未中和的形式，基于所述涂料組合物的總固體含量，所述粘土以約35重量％～約50重量％的量存在，所述聚羧酸聚合物以約5重量％～約20重量％的量存在和/或所述PVOH/EVOH以約30重量％～約60重量％的量存在。2.如權利要求1所述的方法，其中所述聚羧酸聚合物為丙烯酸和/或甲基丙烯酸的均聚物或共聚物、或者馬來酸和丙烯酸的共聚物。3.如權利要求2所述的方法，其中所述聚羧酸聚合物具有小于約200000的分子量。4.如權利要求3所述的方法，其中所述聚羧酸的溶液或分散液的pH為約4以下。5.如權利要求1～4中任一項所述的方法，其中所述組合物包含EVOH共聚物的溶液或分散液，所述EVOH共聚物為具有小于20摩爾％的乙烯含量的乙烯醇-乙烯共聚物。6.如權利要求5所述的方法，其中將所述粘土分散在水和/或水溶性醇中。7.如任意前述權利要求所述的方法，其中使用高剪切分散設備對所述粘土進行分散。8.如任意前述權利要求所述的方法，其中所述粘土以其剝落形式具有大于約20的縱橫比。9.一種阻氣涂料組合物，其使用權利要求1～8中任一項的方法得到。10.一種涂布基材的方法，所述方法包括制備權利要求9的阻氣涂料組合物；和在完成所述阻氣涂料組合物的制備之后的約24小時內利用所述阻氣涂料組合物對所述基材進行涂布。11.如權利要求10所述的方法，其中所述基材為柔性聚合物膜。12.如權利要求11所述的方法，其中所述柔性聚合物膜為...

【專利技術屬性】
技術研發人員：德里克·羅納德·伊爾斯利，薩爾法拉茨·阿赫塔爾·汗，格雷厄姆·特雷弗·斯特里特，
申請(專利權)人：太陽化學有限公司，
類型：發明
國別省市：荷蘭,NL