具有改进的气体阻挡性能的可光交联的多涂层体系制造技术

本发明专利技术涉及具有气体阻挡性能的多涂层体系，该体系能通过紫外光辐射进行光交联，且特别适合于外部保护由热塑性聚合物制造的容器，如由ＰＥＴ制造的瓶子。该体系包括通过曝光于紫外光辐射下能进行光交联的溶液和通过曝光于紫外光辐射下能进行光交联的组合物，其中所述可光交联的溶液包括对紫外光辐射感光的物质，和所述可光交联的组合物包括可光交联树脂与光引发剂的混合物。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
具有改进的气体阻挡性能的可光交联的多涂层体系本专利技术涉及具有气体阻挡性能的可光交联的多涂层体系，它特别适合于外保护由热塑性材料，如PE、PP、PET、PVC、PA等制造的容器。特别地，本专利技术涉及对氧气、二氧化碳和对一般的气体提供阻挡效果的多涂层体系，它适合于由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)制造的可弃置瓶子的表面处理。目前存在于市场上的包装食品和盛装饮料的可弃置容器必须结合不可破坏和透明度的特征以及保护避免空气的氧化进攻的特征。近年来已发现，日益增加的大量消费者调整了它们对包装在可弃置塑料容器内的食品的购买倾向。表面与在其中包含的食品产品的体积之间呈现低比例的上述容器，对气体具有不令人满意的阻挡性能特征。结果，包装在可弃置容器内的食品更容易遭到大气氧的进攻，并进而呈现出短的防腐时间。为了限制上述缺点，在食品包装工业中已引入生物取向(bio-oriented)PET的使用，这是因为该聚合物呈现出固有地高的气体阻挡性能、无毒性和特别地对于几乎所有食品如此。然而，已发现，尽管具有上述特征，但还没有证明PET适合于包装某些食品，如酱油、和一些饮料如啤酒和葡萄酒，这是因为它们进行由氧化现象引起的生物化学本性的改性所致。为了限制上述缺点的出现，采用合适保护的油漆产品，设法限制氧气扩散到由PET制造的容器内部。此外，存在涂布由PET制造的容器的已知体系，所述体系采用多层多聚偶合的材料和等离子体涂布的技术。然而，目前可商购的用于涂布的油漆体系存在某些技术局限，如需要利用大量溶剂和对油漆生产线来说繁重，从环境角度看，使得它们远-->没有竞争性。此外，已发现目前用于外涂布PET的油漆体系需要使用低罐储寿命和低聚合速度的生物组分产品。广义上讲，本专利技术的一个目的因此在于显著防止或限制已有技术呈现的缺点出现。本专利技术的另一目的在于提供具有气体阻挡性能的多涂层体系，它对工作环境无毒。本专利技术进一步的目的在于提供具有气体阻挡性能的多涂层体系，它适合于由PET制造的包装食品和盛装饮料的容器的外保护。鉴于上述目的和根据随后的内容更清楚地出现的另外的目的，根据本专利技术的第一方面，提供根据所附权利要求的具有气体阻挡性能的多涂层体系。根据本专利技术的一个方面，提供可通过紫外光辐射交联的具有气体阻挡性能的多涂层体系，所述多涂层体系包括：(I)通过曝光于紫外光辐射下能进行光交联的溶液；(II)通过曝光于紫外光辐射下能进行光交联的组合物。根据本专利技术的一个实施方案，所述可光交联的溶液(I)是含聚乙烯醇、对紫外光辐射感光的物质、酸化组分和整理剂的水-醇(hydro-alcoholic)溶液。可光交联的溶液中的聚乙烯醇(PVOH)可具有不同的水解度，例如部分水解度，水解-皂化程度，用mol％表示，为81至92比较有利或要么具有完全水解度用mol％表示，97至99的水解-皂化程度比较有利。在本专利技术的框架内，优选使用完全水解度的聚乙烯醇，所述聚乙烯醇有利地具有下述特征：-用mol％表示的水解(皂化)度为98.4±0.4；-用mg KOH/g表示的酯值(根据标准DIN 53401)为20±5；-摩尔重量(MW)为60000至63000g/mol。上述类型的醇例如是由CLARIANT生产的产品MOWIOL10-98。优选将聚乙烯醇以2％至15％的百分用量加入到去离子水中，其中-->优选溶液含有3％-5％是根据本专利技术的用途给予最佳粘度的聚乙烯醇。作为在可光交联的溶液(I)内的光敏物质，尽管可使用一旦曝光于紫外光下进行交联的任何物质，但有利地上述物质应当在它的分子内包括至少一个醛官能团和至少一个碳碳双键(C＝C)。优选使用4-[2-(4-甲酰基苯基)乙烯基]-1-甲基吡啶鎓甲基硫酸盐(经验式C16H17NO5S，CAS号74401-04-0)，如由Materiali Sensibili s.r.l.生产的SBQ，它具有下述特征：-物理状态：黄色粉末；和-在250至400nm之间的光谱敏感度。有利地，基于聚乙烯醇的干燥质量，以0.5％至20％的百分数，和优选以10％至16％的百分数添加可进行光交联的上述物质，这是因为这代表阻挡特征和价格的良好折衷。交联溶液的酸化组分可由酸，优选由无机类型的酸组成，更优选由磷酸，例如80％磷酸组成。将这一酸化组分以0.6％至0.8％的百分数引入到交联溶液中。所述水醇交联溶液的整理剂是适合于改进基质润湿性特征的物质，和有利地包括正甲基吡咯烷酮、异丙醇，及其混合物，有利地以0.5wt％至1.5wt％的用量掺入到溶液中。为了轻微提高对基质的粘着特征和所述可光交联溶液(I)的抗湿性，可任选结合乙酰丙酮合钛(例如由DuPont生产的商购产品TYZORAA95)。上述产品是钛的螯合物，其中具有作为螯合剂的乙酰丙酮化物，和各种烷氧化物基团。乙酰丙酮合钛的上述络合物与存在于聚乙烯醇(PVOH)分子内的OH官能团反应。可在室温下，在数小时内，或要么在较高温度下(例如在80℃下数秒)发生交联反应。为了使用上述络合物和能使其增溶，首先需要增溶它们并使它们在水溶液中稳定，如下所述：-->在轻轻搅拌下，向10重量份乙酰丙酮合钛中添加20份冰醋酸，然后添加70重量份软化水。乙酰丙酮合钛溶液的实例：TYZORAA95：              10份冰醋酸：                   20份轻轻混合5分钟软化水：                   70份基于聚乙烯醇(PVOH)的干燥质量，待使用的百分数范围从最小5％的乙酰丙酮合钛到最大60％。可加入到可光交联溶液(I)中以提高耐水性的一些特征的其它任选添加剂是DIAZO COMPOUNDS；若采用250-400nm之间波长的紫外光辐射激活的话，这些盐会起作用。在可光交联溶液(I)中，尽管可使用一旦曝光于紫外光下会激活的任何重氮化合物，但优选使用在具有甲醛的1∶1溶液中的苯重氮鎓-4-(苯基氨基)氢磷酸盐聚合物，如由Materiali Sensibili s.r.l.生产的例如FSO。这类敏化剂在室温下和在暗处稳定；若使温度达到高于35℃，则它被引发，且开始进行在可光交联溶液(I)中存在的PVOH中的OH的连接工艺。由于该原因，优选在施加之前立即使用它。待使用的百分数，仍称为聚乙烯醇PVOH的固体质量，为0.5％至5％。可通过紫外光辐射进行光交联的组合物(II)可以是“阳离子”类型(A)或要么是“自由基交联丙烯酸”类型(B)。采用可光交联的组合物(II)，其唯一目的是保护可光交联溶液(I)。对于不同类型的应用来说，通过使用多层体系，来决定选择可光交联溶液(II)中两种不同类型的组合物，其中在所述多层体系内要求涂料的不同特征。据估计，紫外光“阳离子”型可光交联溶液(II)呈现出更好的挠性和耐热处理性。-->通过在加热到85℃的水中浸渍油漆过的样品约10分钟，进行模拟试验。进行在涂层上的这种测定，目的是为了模拟适合于热填充容器的操作条件(例如瓶装HEAT-SET果汁用的由PET制造的瓶子)。紫外光“自由基丙烯酸”型可光交联溶液(II)呈现出对用酸化学处理，尤其对过乙酸处理更好的抗性。通过在0.1％的过乙酸溶液中浸渍油漆过的样品约5分钟，进行模拟试验。进行在涂层上的这种测定，目的是为了模拟适合于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能通过紫外光辐射进行交联的具有气体阻挡性能的多涂层体系，所述多涂层体系包括：－通过曝光于紫外光辐射下可进行光交联的溶液（Ⅰ）；－通过曝光于紫外光辐射下可进行光交联的组合物（Ⅱ）；其中所述可光交联的组合物（Ⅱ）包括 可光交联树脂、反应性稀释剂和光引发剂的混合物；其特征在于：所述可光交联的溶液（Ⅰ）包括对紫外光辐射感光的物质，该物质在其分子内包括至少一个醛官能团和至少一个碳碳双键（Ｃ＝Ｃ）。

【技术特征摘要】
IT 2002-4-30 TO2002A0003621.一种能通过紫外光辐射进行交联的具有气体阻挡性能的多涂层体系，所述多涂层体系包括：-通过曝光于紫外光辐射下可进行光交联的溶液(I)；-通过曝光于紫外光辐射下可进行光交联的组合物(II)；其中所述可光交联的组合物(II)包括可光交联树脂、反应性稀释剂和光引发剂的混合物；其特征在于：所述可光交联的溶液(I)包括对紫外光辐射感光的物质，该物质在其分子内包括至少一个醛官能团和至少一个碳碳双键(C＝C)。2.权利要求1的多涂层体系，其特征在于所述对紫外光辐射感光的物质是4-[2-(4-甲酰基苯基)]乙烯基]-1-甲基吡啶鎓甲基硫酸盐。3.权利要求1的多涂层体系，其特征在于所述可光交联的溶液(I)进一步包括：聚乙烯醇、对紫外光辐射感光的物质、酸化物质，和增加润湿性特征的整理剂。4.权利要求1的多涂层体系，其特征在于所述可光交联的溶液(I)进一步包括乙酰丙酮合钛溶液。5.权利要求4的多涂层体系，其特征在于所述乙酰丙酮合钛溶液由具有作为螯合剂的乙酰丙酮化物和各种烷氧基的钛螯合物组成。6.权利要求1的多涂层体系，其特征在于所述可光交联的溶液(I)进一步包括重氮化合物。7.权利要求4的多涂层体系，其特征在于所述重氮化合物由在具有甲醛的1∶1溶液中的苯重氮鎓-4-(苯基氨基)氢磷酸盐聚合物制成。8.权利要求1的多涂层体系，其特征在于所述可光交联的组合物(II)包括可进行光交联的混合物，所述混合物由可通过紫外光辐射交联的至少一种阳离子树脂、至少一种反应性稀释剂和光引发剂组成。9.权利要求1的多涂层体系，其特征在于所述可光交联的组合物(II)包括可进行光交联的混合物，所述混合物由至少一种自由基可交联的丙烯酸树脂的混合物、单体反应性稀释剂和光引发剂的混合物组成。10.权利要求1的多涂层体系，其特征在于所述可光交联的溶液(I)是水醇溶液，在所述水醇溶液中，聚乙烯醇的存在量为2％至15％。11.权利要求3的多涂层体系，其特征在于所述酸化物质是磷酸。12.权利要求3的多涂层体系，其特征在于所述整理剂是正甲基吡咯烷酮、异丙醇或其混合物。13.权利要求8的多涂层体系，其特征在于可通过紫外光辐射交联的阳离子树脂选自双官能团脂环族环氧树脂、多元醇聚酯树脂或其混合物。14.权利要求13的多涂层体系，其特征在于所述双官能团脂环族环氧树...

【专利技术属性】
技术研发人员：G迈隆，R佩斯，
申请(专利权)人：普勒斯特利克有限责任公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]