用于柔性层压的粘合剂组合物制造技术

本发明专利技术涉及用于柔性层压、特别是用于食品包装的粘合剂组合物，其包含基于植物油的多元醇和NCO封端的化合物，以及生产该基于植物油的多元醇的方法。此外，本发明专利技术涉及本发明专利技术的粘合剂组合物在柔性层压中的用途以及包含本发明专利技术的粘合剂组合物的物品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于柔性层压的粘合剂组合物
本专利技术涉及用于柔性层压、特别是用于食品包装的粘合剂组合物，其包含基于植物油的多元醇和NCO封端的化合物，以及生产该基于植物油的多元醇的方法。此外，本专利技术涉及本专利技术的粘合剂组合物在柔性层压中的用途以及包含本专利技术的粘合剂组合物的物品。
技术介绍
鉴于对资源稀缺性的认识不断提高，一直在努力用从对环境具有较小影响的可再生来源获得的材料代替传统的石油基材料。然而，除了确定可在工业规模上获得的合适材料之外，替换常规使用的材料还导致在大多数情况下较差的不同产品性质和性能。尽管在许多
中已经确定了合适的材料，但是仍然存在替代石油基材料仍是挑战的应用，特别是在必须考虑额外的安全性和监管措施的应用中，例如在产品可能与食品或药品接触的情况下，例如在食品包装行业中。聚氨酯粘合剂已经用于食品包装的生产中，并且已知与所有必要的安全要求兼容，如例如在EUNo.10/2011中概述的欧洲食品接触法规以及21CFR175.105和21CFR182.1073中概述的美国食品接触法规中所列出的那样。因此，期望提供基于可再生材料并且满足所引用的安全法规要求的聚氨酯。满足所述目的的一种方法是使用从可再生资源如植物油获得的多元醇作为用于生产期望的聚氨酯的起始材料。由不饱和植物油生产的多元醇，所谓的生物多元醇或生物基多元醇，被广泛用于聚氨酯配方中，特别是用于生产硬质和软质泡沫。这种类型的生物基多元醇在制造用于柔性层压的聚氨酯粘合剂中的使用仍然非常有限，这主要是由于聚合物性质，例如高粘度、高官能度和低稳定性。食品包装生产中用于柔性层压的聚氨酯粘合剂可分类为无溶剂粘合剂和溶剂型粘合剂。在无溶剂粘合剂的情况下，一个非常艰巨的挑战是在所用多元醇与所用其他原料的低粘度、合适的反应性和相容性之间实现正确的平衡。对于溶剂型粘合剂，低的游离异氰酸酯值和较高的分子量是工业规模的粘合剂生产中遇到的主要挑战。US6,433,121公开了一种使用包括环氧化和羟基化的连续两步法直接由植物油或动物油制备基于天然油的多元醇的方法。所公开的方法包括将过氧酸添加到天然油中，其中所述过氧酸和所述天然油反应形成环氧化天然油；并且不经中间纯化而直接将所述环氧化天然油添加到醇、水和催化量的氟硼酸的混合物中，其中水含量为所有组分的约10重量％至30重量％，并且其中所述环氧化天然油与所述混合物反应以形成基于天然油的多元醇。所述方法进一步包括洗涤和中和步骤，以避免所用催化剂对最终多元醇的任何不利影响。US2010/0190951提供了一种制备大豆基低聚多元醇或取代的低聚多元醇以及包含该低聚多元醇或取代的低聚多元醇的氨基甲酸酯生物弹性体的方法。US2006/0041157涉及一种制备不饱和改性基于植物油的多元醇的方法，该方法包括使包含环氧化植物油和开环剂的混合物反应以形成低聚改性的基于植物油的多元醇，其中所述改性的基于植物油的多元醇包含至少约20％的低聚物，并且具有在25℃下小于约8Pas的粘度。WO2011/109720涉及在柔性包装工业中使用的两组分层压聚氨酯粘合剂，该粘合剂显示出减少量的挥发性或可迁移物质。不含溶剂的两组分聚氨酯粘合剂包含第一组分，其包含其量为20至40重量％的第一基于植物油的多元醇A、其量为0.5至5重量％的第二基于植物油的多元醇B和其量为60至74重量％的聚异氰酸酯C；和第二组分，其包含其量为87至99重量％的量的第一基于植物油的多元醇A和其量为0.5至5重量％的多元醇E。尽管描述了使用基于植物油的多元醇，但是未指明如何获得那些基于植物油的多元醇。WO2006/012344涉及一种制备低聚改性的基于植物油的多元醇的方法，该方法包括使包含环氧化植物油和开环剂的混合物反应以形成低聚改性的基于植物油的多元醇，其中所述低聚改性的基于植物油的多元醇包含至少约20％的低聚物，并且具有在25℃下小于8Pas的粘度。根据所述方法，将环氧化植物油与石油化学基多元醇共混，并使用氟硼酸。所引用的现有技术参考文献表明，尽管在现有技术中已知许多用于生产生物基多元醇的方法，但是它们所有的共同点在于它们使用诸如氟硼酸或芳族磺酸的材料，这没有在上面引用的相应法规中列出。然而，使用任何未列出的组分如单体或添加剂会产生具有总体上良好的机械和光学性能，但不适合用于生产食品包装的生物基多元醇。此外，即使多元醇本身是植物基产品，生产过程中使用的其他材料也来自汽油基来源，从而降低了最终产品中可再生材料的含量。结果，仍然需要基于较高百分比的可再生材料的粘合剂组合物，该粘合剂组合物适合用于生产食品包装中，避免使用未在法规中列出的任何材料和化合物，例如在EUNo.10/2011中的法规以及21CFR175.105和21CFR182.1073中概述的美国食品接触法规。因此，本专利技术的目的是提供符合关于食品包装提出的官方安全要求的这种粘合剂组合物。令人惊讶地发现，通过包含特定的基于植物油的多元醇和NCO封端的化合物的粘合剂组合物解决了上述目的。
技术实现思路
因此，本专利技术的第一主题是用于柔性层压的粘合剂组合物，其包含a)基于植物油的多元醇；b)NCO封端的化合物；其特征在于所述基于植物油的多元醇是由包含以下物质的反应(A)获得的：i)不饱和环氧化植物油；ii)醇；iii)有机酸；及iv)无机酸。具体实施方式如本文所用，不饱和环氧化植物油是指通过处理天然存在的油以修饰分子的化学结构以便环氧化存在于植物油中的一些但不是全部双键而制备的非天然存在的植物油。令人惊讶地发现，如上所述的粘合剂组合物不仅在平均粘合强度和最大密封强度方面显示出优异的粘合性质，而且还符合EUNo.10/2011中所列出的官方食品接触法规以及21CFR175.105和21CFR182.1073中所概述的的美国食品接触法规。此外，令人惊讶地发现，本专利技术的粘合剂组合物可用于无溶剂和溶剂型体系中。本专利技术的粘合剂组合物特别设计为代替包含大部分石油基组分的常用组合物。因此，在本专利技术的一个优选的实施方案中，基于植物油的多元醇衍生自可再生来源和/或基于无溶剂反应混合物(A)的总重量，反应混合物(A)中可再生材料的含量大于90重量％，优选大于95重量％，特别是大于98重量％。在本专利技术的上下文中，衍生自“可再生来源”的化合物是指不是源自石油基来源而是从可再生来源获得的化合物，该可再生来源是通过自然繁殖如木材来补充的。因此，衍生自可再生来源的基于植物油的多元醇是指仅由可再生来源生产而不存在任何石油衍生组分的多元醇。尽管可以根据需要调节反应混合物(A)中存在的组分的含量和比率，但是在反应混合物(A)的组分含量保持在一定限度内的情况下，观察到关于稍后的粘合剂组合物的产品性能的最佳结果。在一个优选的实施方案中，基于无溶剂反应混合物的总重量，反应混合物(A)中不饱和环氧化植物油的含量为25至95重量％，优选为30至95重量％。不饱和环氧化植物油优选衍生自天然油，特别是选自由大豆油、玉米油、向日葵油、亚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于柔性层压的粘合剂组合物，其包含/na)基于植物油的多元醇；及/nb)NCO封端的化合物；/n其特征在于，所述基于植物油的多元醇是从包含以下物质的反应混合物(A)获得的：/ni)不饱和环氧化植物油；/nii)醇；/niii)有机酸；及/niv)无机酸。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181130 EP 18209384.91.用于柔性层压的粘合剂组合物，其包含
a)基于植物油的多元醇；及
b)NCO封端的化合物；
其特征在于，所述基于植物油的多元醇是从包含以下物质的反应混合物(A)获得的：
i)不饱和环氧化植物油；
ii)醇；
iii)有机酸；及
iv)无机酸。


2.根据权利要求1所述的粘合剂组合物，其特征在于，所述基于植物油的多元醇衍生自可再生来源，和/或基于所述无溶剂反应混合物(A)的总重量，反应(A)中可再生材料的含量大于90重量％，优选大于95重量％，特别是大于98重量％。


3.根据前述权利要求之一所述的粘合剂组合物，其特征在于，反应混合物(A)包含以下物质：
i)25至95重量％、优选30至95重量％的不饱和环氧化植物油；
ii)2至20重量％、优选5至15重量％的醇；
iii)0.5至7重量％、优选1至5重量％的有机酸；及
iv)0.5至7重量％、优选1至5重量％的无机酸，
其中重量百分比是基于所述无溶剂反应混合物(A)的总重量。


4.根据前述权利要求之一所述的粘合剂组合物，其特征在于，所述反应混合物基本上不含催化剂，特别是氟硼酸。


5.根据前述权利要求之一所述的粘合剂组合物，其特征在于，所述反应混合物A符合EUNo.10/2011中所列的食品安全法规以及21CFR175.105和21CFR182.1073中概述的美国食品接触法规。


6.根据前述权利要求之一所述的粘合剂组合物，其特征在于，所述不饱和环氧化植物油衍生自选自以下组中的植物油：大豆油、玉米油、向日葵油、亚麻籽油、橄榄油、芥花油、芝麻油、棉籽油、棕榈油、菜籽油、桐油或这些油的任何共混物。


7.根据前述权利要求之一所述的粘合剂组合物，其特征在于，基于所述植物油中双键的数量，所述不饱和环氧化植物油具有0.05至10％、...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·R·费尔南德斯，C·E·蓬泰尔，
申请(专利权)人：汉高股份有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE