用于热密封粘合剂的水性聚合物制造技术

本发明专利技术涉及用于中至高水分食品包装的可热密封粘合剂组合物。粘合剂包含具有接近或25℃以下的最小成膜温度的在水中的胶乳，乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物水分散体，其具有达50℃的抗粘连性，在合理的接触时间、温度和压力条件下的热密封性，良好粘合性能并批准用于食品接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本申请涉及作为具有良好防潮性的热密封涂层用于食品包装和相关用途的水性聚合物分散体。具有低最小成膜温度的第一聚合物为丙烯酸乳液聚合的共聚物并随着室温干燥而形成良好的凝聚膜。第二聚合物为乙烯-乙酸乙烯酯分散体，其提供粘合剂涂覆的封口材料在运输和储存温度下的抗粘连性以及可能在66-200℃的热密封温度下增强的润湿。专利技术背景用于高水分食品和调味品的热密封粘合剂传统上为由溶剂基溶液应用于封口材料上的部分结晶聚合物。储存具有应用的粘合剂的封口材料(通常膜或箔的形式)直至需要包装食品或调味品。理想的是在储存在温或热仓库中等待使用时，应用于封口材料上的粘合剂不粘附在任何相邻/接触表面，例如封口(相邻封口)的其它部分上(这称为具有抗粘连性)。通常，食品或调味品在灌装线上加入塑料容器中，将封口材料切割成与塑料容器的顶部一致的形状并置于容器上面，使封口和容器一起在加热压盘的存在下(压盘通常应用于封口的外表面并成型以匹配容器顶部的形状和尺寸)。加热压盘熔融并将粘合剂(在封口与容器之间)活化以确保对容器封口并将包装密封，由此防止液体和固体材料通过粘着表面进入和离开。用于高水分食品的热密封粘合剂需要具有低湿气敏感性，所以它在食品或调味品的储存期间不膨胀，变白或者在容器与封口之间产生弱化连接。粘合剂理想地具有可由合适的政府机关批准的食品接触安全组成，因为密封容器中的食品或调味品在运输、销售和售后与封口材料上的粘合剂直接接触。当消费者打开食品或调味品的热密封包装时，他们通常优先将粘合剂粘附于其上的封口干净地从塑料容器上分离，留下食品或调味品在干净的无粘合剂容器。U.S.6,368,707公开了用于热敏性粘合片的聚合物，所述热敏性粘合片包含具有在其上形成的粘合剂层的基质，所述粘合剂层包含通过(甲基)丙烯酸烷基酯乳液聚合得到的具有-10℃或以下的玻璃化转变温度的聚合物“A”和具有20℃或更大的玻璃化转变温度且为来自不饱和羧酸与其它可自由基聚合单体的水溶性或水分散性共聚物的共聚物“B”，其中共聚物中全部量的羧基的一部分用具有110℃或以下的沸点的碱中和。U.S.5,385,967公开了用于热密封应用的水分散体，其具有具有50-150℃的玻璃化转变的共聚物A和具有-50至50℃的玻璃化转变的共聚物B以及包含3-70重量％烯属不饱和C3-C5单羧酸或二羧酸或其酐的两种共聚物中的至少一种。该专利的实施例一般性地显示高玻璃化转变温度聚合物具有高量的烯属不饱和C3-C5单羧酸或二羧酸或其酐。具有高量的羧酸树脂的该高玻璃化转变温度聚合物通常称为载体树脂，并且在提供良好胶体稳定性时倾向于在发生暴露于湿气的应用中赋予不可接受的湿气敏感性。U.S.5,306,743公开了包含具有145或100nm的平均直径的合成树脂水分散体，所述胶乳颗粒由具有60℃以上的玻璃化转变温度的芯材料和具有80℃以下的玻璃化转变温度的壳材料组成，条件是壳的玻璃化转变温度比芯低至少20K(表示较柔软的壳和较硬的芯)。US 5,837,089，Ashland公开了使用可热活化粘合剂将乙烯基片层压在木上的方法。无有机溶剂粘合剂将反应性苯乙烯-丙烯酸胶乳乳液、乙烯乙酸乙烯酯共聚物乳液和蜡结合。在应用于乙烯基基质上以后，粘合剂在低至160℉.(71℃.)的温度下热活化且层压物抵抗在190℉.(88℃.)下分层。US 7,700,703，Rohm和Haas公开了包含一种或多种烯属不饱和表面活性剂单体的聚合物添加剂。该添加剂描述为与其它聚合物添加剂相比具有小于40,000的数均分子量且具有粘性、附着力、塑性和剥离强度以及抗水变白性的改进平衡。US 8,383,723，Dow公开了在基质上形成可热密封涂层的方法，其中基质由至少一种定向聚合物形成。方法包括将聚合物水分散体沉积于基质上，其中聚合物水分散体包含(A)至少一种热塑性树脂；(B)至少一种分散剂；和(C)水；其中分散体具有小于12的pH，和将分散体干燥以形成第一层。优选的聚合物包括乙烯和其它单体，例如乙酸乙烯酯或丙烯和其它单体的共聚物。WO 2011/017388，Lubrizol Advanced Materials，Inc.公开了用于中至高水分食品用塑料和金属容器的可热密封粘合剂组合物。粘合剂包含具有接近或25℃以下的最小成膜温度、达25℃的抗粘连性、在合理条件下的热密封性、良好粘合性能和批准用于食品接触的水胶乳。WO 2011/017388的胶乳类似于本专利技术的丙烯酸胶乳。US 7,189,461，Air Products公开了涉及适用于热密封应用的水基乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)聚合物乳液。本专利技术的EVA聚合物通过相对低压方法制备，即小于2000psig，优选约1000至约2000psig。水基EVA基聚合物乳液包含由乙烯键产生的结晶链段并且通过乙烯和乙酸乙烯酯，优选与羧酸单体在稳定体系的存在下乳液聚合而制备，所述稳定体系包含表面活性剂或者与表面活性剂组合的纤维素保护胶体。热密封粘合剂为宽类别的材料。一些热密封粘合剂(称为热熔粘合剂)作为热流体粘合剂应用于一个或多个基质上，其后在粘合剂冷却时，在两个或更多个基质之间快速形成粘合连接。该粘合剂类型不需要抗粘连性，因为粘合剂通常在应用于两个或更多个基质上以前立即加热，并且不与几种基质接触而储存，在那里它可能过早导致粘合连接。用于密封的粘合剂的子集为那些产品，其中粘合剂应用于一种基质(通常纸板、纸或塑料包装)上，并将粘合剂涂覆的基质进一步加工或储存。稍后在最终组装期间，将粘合剂涂覆的基质加热至活化温度以上，在该温度下，热密封粘合剂然后在原始基质与一个或多个其它基质之间形成连接。在许多纸板、纸和塑料粘合剂使用中，粘合剂可具有湿气敏感性组分而不会不利地影响附着力(因为它们用于相对干燥环境中，其中对粘合剂的湿气影响是最小的)。专利技术概述本专利技术公开了用于热密封粘合剂的粘合膜，其理想地来自两种共聚物的混合物，具有70或100至200℃的估算界面粘合剂活化温度用于在容器(通常塑料)与封口材料(通常塑料或铝)之间形成粘合连接。所述膜包含分散体形式的约40至约90或95重量份的至少一种具有小于20或25℃的最小成膜温度的丙烯酸乳液共聚物和约5或10至约60重量份的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。丙烯酸乳液共聚物包含约10至约50重量％的来自苯乙烯和/或C1-C4烷基取代苯乙烯的重复单元，约50至约90重量％的来自丙烯酸(任选甲基丙烯酸或乙基丙烯酸)单体的C1-C12酯聚合的重复单元，和至多约10、20、30或40重量％的来自其它单体的重复单元。乙烯-乙酸乙烯酯共聚物包含约50-90或95重量％的来自乙烯的重复单元，约5或10至45或50重量％的来自乙酸乙烯酯的重复单元，和0或0.1至5重量％的来自其它单体如(甲基)丙烯酸的重复单元。丙烯酸乳液聚合物和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物在粘合膜中为总计100重量份。粘合剂的优选用途是用于中至高水分食品如调味品、酸奶酪等的热密封。在一个实施方案中，丙烯酸乳液共聚物包含具有两种组成上不同的共聚物的多阶段乳液共聚物，因为聚合的第一与第二阶段之间单体组合物的变化(通过供入不同的单体组合物而控制)，所述共聚物具有2个不同的计算Tg值。在食品接触的一个实施方案中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性聚合物，其包含至少一种丙烯酸乳液共聚物A，和乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物B的分散体，其中所述共聚物A包含具有25℃以下的最小成膜温度的丙烯酸乳液共聚物，所述丙烯酸乳液共聚物包含基于聚合物A的重量：(a1)约10‑50重量％的来自苯乙烯和/或C1‑C3烷基取代苯乙烯的重复单元，(a2)约50‑90重量％的来自(甲基或乙基)丙烯酸单体的C1‑C12酯的重复单元，(a3)约0.0‑5重量％的来自酸官能单体(优选丙烯酸、甲基丙烯酸)的重复单元，(a4)约0‑10％的丙烯腈和/或甲基丙烯腈重复单元，和(a5)约0‑20重量％的来自其它可共聚单体(不同于a1‑a4)的重复单元，且其中所述乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物B的分散体包含具有至少60℃的最小成膜温度的乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物在液体介质中的分散体，所述共聚物B包含基于聚合物B的重量：(b1)约50‑95重量％乙烯重复单元，(b2)约5‑50重量％乙酸乙烯酯重复单元，和(b3)约0‑5重量％的来自其它共聚单体的重复单元，且所述共聚物A和共聚物B以95:5‑40:60的重量比存在。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.06 US 61/936,3891.一种水性聚合物，其包含至少一种丙烯酸乳液共聚物A，和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物B的分散体，其中所述共聚物A包含具有25℃以下的最小成膜温度的丙烯酸乳液共聚物，所述丙烯酸乳液共聚物包含基于聚合物A的重量：(a1)约10-50重量％的来自苯乙烯和/或C1-C3烷基取代苯乙烯的重复单元，(a2)约50-90重量％的来自(甲基或乙基)丙烯酸单体的C1-C12酯的重复单元，(a3)约0.0-5重量％的来自酸官能单体(优选丙烯酸、甲基丙烯酸)的重复单元，(a4)约0-10％的丙烯腈和/或甲基丙烯腈重复单元，和(a5)约0-20重量％的来自其它可共聚单体(不同于a1-a4)的重复单元，且其中所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物B的分散体包含具有至少60℃的最小成膜温度的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物在液体介质中的分散体，所述共聚物B包含基于聚合物B的重量：(b1)约50-95重量％乙烯重复单元，(b2)约5-50重量％乙酸乙烯酯重复单元，和(b3)约0-5重量％的来自其它共聚单体的重复单元，且所述共聚物A和共聚物B以95:5-40:60的重量比存在。2.根据权利要求1的水性聚合物，其中所述丙烯酸乳液共聚物进一步包含0.2-3重量％N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺重复单元。3.根据权利要求1或2的水性聚合物，其中所述丙烯酸乳液共聚物进一步包含0-3重量％的来自每分子含有2个或更多烯属不饱和基团的交联单体的重复单元。4.根据权利要求1、2或3的水性聚合物，其中所述共聚物B进一步包含0.2-5重量％羧酸官能重复单元(例如衍生自丙烯酸或甲基丙烯酸)。5.根据权利要求1-4中任一项的水性聚合物，其中所述共聚物B具有小于1重量％(基于所述共聚物在含水介质中的分散体的重量)的小于500克/摩尔分子量的表面活性剂。6.根据权利要求1-5中任一项的水性聚合物，其中所述共聚物B具有0.5-20μm的直径的体积平均粒度分布。7.根据权利要求1-5中任一项的水性聚合物，其中所述共聚物B具有3-15μm的直径的体积平均粒度分布。8.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·H·鲍尔，SJ·R·许，V·斯坦尼斯劳兹克，W·菲什，S·A·霍瓦特，
申请(专利权)人：路博润先进材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US