可膨胀的涂料组合物及其用途制造技术

本发明专利技术涉及一种用于保护性包装的耐冲击性和/或绝热性涂料组合物。具体的，该保护性包装包括信封、枕头和三角形布料袋，其在运输或者邮寄过程中包纳着易碎和/或易腐烂的物体。该涂料组合物通过加热或者辐射触发，体积膨胀了至少2500％。涂覆有该涂料组合物的保护性包装提供了耐冲击性、高强度、绝热性和轻重量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可膨胀的涂料组合物及其用途专利
本专利技术涉及一种用于保护性包装的耐冲击性和/或绝热性涂料组合物。该涂料组合物通过加热或者辐射触发，体积膨胀了至少2500％。涂覆有该涂料组合物的包装提供了耐冲击性、高强度、绝热性和轻重量。具体而言，本专利技术涉及信封、枕头和包装袋，其将在运输或者邮寄过程中作为保护性包装来包纳易碎和/或易腐烂的物体。专利技术背景传统且广泛使用的保护性包装材料包括不同的填料或者填充材料，其可用于冲击和/或绝热性。例如用塑料气泡包装物或者发泡嵌件作为内衬的包装袋，单独使用或者与发泡“花生米”和气泡包装物一起用于运输易碎物。同样，具有外部小袋和内部膨胀衬里的邮寄袋也是可以使用的；但是，它们是大尺寸的，或者需要专门的机器来驱除和密封衬里中的空气，如US2011/019121所述。因为大部分的传统保护性包装材料是由塑料制成的，它们不是可生物降解的，且由此对于环境具有不利的影响。本专利技术寻求通过使用涂料组合物来改进保护性包装，该组合物为可再生的和/或可再循环的基底提供了耐冲击性，高强度和轻重量。本专利技术提供一种更环境友好和经济可行的保护性包装，用于运输易碎和/或易腐烂的物体。本专利技术还寻求使用容易获得的器具例如烘箱和微波炉，来使得对于专门机器的依赖最小化。
技术实现思路
本专利技术涉及用于保护性包装的涂料组合物，其提供耐冲击性、高强度、绝热性和轻重量。本专利技术进一步提供一种制品，其包含施涂到基底上的涂料组合物。该涂料组合物通过加热或者辐射触发，体积膨胀至少2500％。该具有膨胀体积的制品可以在运输或邮寄过程中包纳易碎和/或易腐烂的物体，并且基本上很少有塑性材料。在一个实施方案中，提供一种涂料组合物，其包含通过乳液聚合制备的水基聚合物；多个具有T0(膨胀开始)和Tm(最大膨胀)的可膨胀微球；和任选存在的添加剂。该水基聚合物在(Tm-T0)/2时的模量小于0.3MPa和tanδ大于0.35。另一个实施方案提供一种形成保护性包装制品的方法，其包含步骤，(1)制备组合物，其包含通过乳液聚合制备的水基聚合物和多个具有T0和Tm的可膨胀微球；(2)将该涂料组合物施涂到基底上，该基底是纸、纸板、木材或者箔；(3)干燥该涂料组合物来基本上除去水；以及(4)使该组合物膨胀。该水基聚合物在(Tm-T0)/2时的模量小于0.3MPa和tanδ大于0.35。该干燥温度是小于T0，而膨胀温度是T0或者更大。再一个实施方案涉及一种保护性包装制品，其包含基底和涂料组合物，该涂料组合物包含通过乳液聚合所制备的水基聚合物；多个具有T0和Tm的可膨胀微球；和任选存在的添加剂。该水基聚合物在(Tm-T0)/2时的模量小于0.3MPa和tanδ大于0.35。该基底是纸、纸板、木材、金属纸、金属纸板或者箔。在一些实施方案中，该基底可以是再循环的或者可再循环的塑料或者塑料膜。具体实施方式本专利技术提供一种涂料组合物，通过加热或者施加辐射到该涂料组合物上，其提供耐冲击性、高强度、绝热性和轻重量。该涂料组合物和由该涂料组合物制成的制品是更环境友好的，例如减少了塑料废物。本专利技术基于这样的发现，即，用于保护性包装的涂料组合物包含水基聚合物、多个具有T0和Tm的可膨胀微球以及任选存在的添加剂，其提供耐冲击性、高强度和轻重量。此处所述的涂料组合物可以施涂到保护性包装的可再循环和可再生基底上，并且通过加热或者施加辐射到该涂料组合物，该可膨胀微球膨胀。此处有用的保护性包装产品包括柔性信封或者枕头，其在运输或邮寄过程中将包纳易碎和/或易腐烂的物体，而不使用大体积包装材料。该涂料组合物可以由任何的多种材料制成。理想的，该涂料组合物包括通过乳液聚合制成的水基聚合物；多个具有T0和Tm的可膨胀微球；和任选存在的蜡分散添加剂。该水基聚合物在(Tm-T0)/2时的模量小于0.3MPa和在(Tm-T0)/2时的tanδ大于0.35。该涂料组合物可以进一步包括一种或多种防腐剂、增粘剂、增塑剂、润湿剂或者填料。根据期望，可以使用不对该涂料组合物和该涂料组合物的膨胀性能产生不利影响的其他材料。该涂料组合物包括通过乳液聚合制备的水基聚合物。该乳液聚合物可以以任何量存在于该涂料组合物中，并且理想的，在该组合物固着之前，存在量是大约50％-大约99.5wt％，优选大约50％-大约70wt％，基于该涂料组合物的重量。取决于乳液聚合物，固体含量将在大约40wt％-大约60wt％变化，基于该乳液聚合物。可以选择该水基聚合物，以使得它可以通过水来高度塑化。这允许微球在加热过程中有效膨胀。优选该乳液聚合物是通过亲水性保护胶体来稳定的。通过乳液聚合所制备的水基聚合物可以是单级合成乳液聚合物或者合成乳液聚合物或者天然来源聚合物的混合物。通过乳液聚合所制备的水基聚合物可以包括任何期望的聚合物组分，包括乙酸乙烯基酯乙烯分散体，聚乙酸乙烯基酯，聚乙酸乙烯基酯聚乙烯醇，糊精稳定的聚乙酸乙烯基酯，聚乙酸乙烯基酯共聚物，乙酸乙烯基酯乙烯共聚物，乙烯基丙烯酸聚合物，苯乙烯丙烯酸聚合物，丙烯酸聚合物，苯乙烯丁基橡胶，聚氨酯及其混合物。特别优选的乳液聚合物组分是乙酸乙烯基酯乙烯分散体，乙烯基丙烯酸聚合物，苯乙烯丙烯酸聚合物，丙烯酸聚合物和聚乙酸乙烯基酯。在一个实施方案中，该水基聚合物在可膨胀微球T0和Tm的中点：(Tm-T0)/2时的弹性模量小于0.3MPa。除非另有规定，否则全部所报告的模量测量是根据ASTMD5026进行的。在另一个实施方案中，该水基聚合物在可膨胀微球的(Tm-T0)/2时的tanδ大于0.35。该涂料组合物进一步包括多个预先膨胀的或者可膨胀的微球，其具有聚合物壳和烃核。该预先膨胀的微球是完全膨胀的，并且不需要经历进一步的膨胀。可用于本专利技术的可膨胀微球应当能够在加热和/或辐射能(包括例如微波、红外光、无线电频率和/或超声能)存在下尺寸膨胀。可用于本专利技术的微球包括例如加热可膨胀聚合物微球，包括具有烃核和聚丙烯腈壳的那些(例如在商标名下销售的那些)和其他类似的微球(例如在商标名下销售的那些)。该可膨胀微球可以具有任何未膨胀的尺寸，包括直径是大约12微米-大约30微米。在加热存在下，本专利技术的可膨胀微球的直径能够增加大约3倍-大约10倍。通过该涂料组合物中的微球的膨胀，该涂料组合物变成泡沫状材料，其具有改进的耐冲击性和绝缘性能。如下面将解释的，可以期望的是微球的膨胀是在部分固着的涂料组合物中发生的。该可膨胀微球具有特定温度，在该温度它们开始膨胀(T0)，和第二温度，在该温度它们达到最大膨胀(Tm)。不同等级的微球具有不同的膨胀开始温度和最大膨胀温度。例如，一种特别有用的微球的T0是大约80℃-大约100℃。虽然任何具体等级的微球可以用于本专利技术，但是当配制和加工时，应当考虑微球的T0和Tm。微球达到最大膨胀(T)时的温度理想的是大约120℃-大约130℃。虽然具体微球和它们各自的T0和Tm的选择对本专利技术来说不是关键的，但是加工温度可以根据这些温度来变化。在该涂料组合物完全干燥之前，这些微球能够在该组合物内移动和能够膨胀。但是，一旦该涂料组合物完全干燥，则所述微球基本上锁定在适当位置上，这使得其难以膨胀，如果不是不可能的话。在优选的实施方案中，令人期望的是在组合物固着之前，可膨胀微球在涂料组合物中的存在量是该涂料组合物重量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂料组合物，其包含：(a)通过乳液聚合制备的水基聚合物；(b)多个可膨胀微球，其具有T

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.23 US 62/027,8261.一种涂料组合物，其包含：(a)通过乳液聚合制备的水基聚合物；(b)多个可膨胀微球，其具有T0(膨胀开始)和Tm(最大膨胀)；和(c)任选存在的添加剂，其中该聚合物在(Tm-T0)/2时的模量小于0.3MPa和tanδ大于0.35。2.权利要求1的涂料，其中所述聚合物的模量小于0.2MPa和tanδ大于0.4。3.权利要求1的涂料，其中所述水基聚合物具有大于0.014的绝对斜率，该绝对斜率是log(弹性模量)比温度。4.权利要求3的涂料，其中所述水基聚合物具有大于0.025的绝对斜率，该绝对斜率是log(弹性模量)比温度。5.权利要求1的涂料，其中所述水基聚合物选自乙酸乙烯基酯乙烯分散体、聚乙酸乙烯基酯、聚乙酸乙烯基酯聚乙烯醇、糊精稳定的聚乙酸乙烯基酯、聚乙酸乙烯基酯共聚物、乙酸乙烯基酯乙烯共聚物、乙烯基丙烯酸聚合物、苯乙烯丙烯酸聚合物、丙烯酸聚合物、苯乙烯丁基橡胶、聚氨酯及其混合物。6.权利要求1的涂料，其中所述可膨胀微球具有聚合物壳和烃核。7.权利要求1的涂料，其中所述可膨胀微球的T0小于80℃。8.权利要求7的涂料，其中所述可膨胀微球的T0小于90℃。9.权利要求1的涂料，其中所述可膨胀微球的Tm大于150℃。10.权利要求9的涂料，其中所述可膨胀微球的Tm大于130℃。11.权利要求1的涂料，其中所述添加剂选自以下组中：增粘剂、增塑剂、蜡分散添加剂、防腐剂及其混合物。12.权利要求11的涂料，其中所述蜡分散添加剂的熔点小于100℃。13.权利要求12的涂料，其中所述蜡分...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·黄，K·汤普森，D·瓦斯基，K·格蒂，
申请(专利权)人：汉高知识产权控股有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE