具备改进的粘合强度的阻气涂料制造技术

为了保持其中利用粘合剂将包含粘土分散体及ＰＶＡ和／或ＥＶＡ的聚合物溶液或分散体的阻气涂料布置在两片柔性塑料膜之间的复合物的充足的粘合强度，必须将所述粘土分散体和所述聚合物溶液或分散体保持分离，直到将它们加以应用之前不久。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及阻气涂料，特别是具有阻塞氧气通道的能力的阻气涂料，所述阻气涂料可以用来涂布需要避免或限制暴露于氧气的多种材料，特别是用于食品和药品的包装， 并赋予它们以阻气性。 长期以来，已将合成塑料材料用于需要保护不受搬运和水分影响的食品和其它材 料的包装。然而，近年来，另外已意识到许多食品和其它敏感材料受益于被保护不受大气中 的氧气影响。很各种多层层压结构已经开发出来，以提供阻隔性能和其它适合于包装目的 的特性。这些层压材料可以是塑料、金属或者纤维素基材的任何组合，并且可以包含一个或 多个涂层或粘合剂层。含有在其上淀积有金属或者无机化合物如硅氧化物的聚合物膜的层 压材料，已经发现具备良好的全面阻隔性能，并且被广泛应用。然而，它们在高温下一概可 能会失去其防止氧气进入的能力，比如当为了杀菌或烹饪而蒸馏包装的材料时。此外，这些 种类的层压材料的无机层非常脆，当层压材料弯曲时，无机层可能会破裂或断裂，从而导致 失去阻气性。 如例如美国专利6599622、欧洲专利0590263、日本专利01313536A2、日本专利2007-136984、欧洲专利0479031或美国专利4818782所述，近年来，已经使用了含有分散的粘土，特别是纳米粒子，以及亲水聚合物如聚乙烯醇(PVA)或乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)的阻气涂料。如果如在该现有技术中描述将这些阻气涂料用作表面涂层，那么没有问题。然而，我们发现，对于多种用途而言，希望涂层具有覆盖物以及基材，并且如果阻气涂层以这种方式夹在层压材料的两片膜之间，那么膜和涂层之间的粘合强度便成为问题。 我们惊奇地发现，如果将用于阻气涂料的粘土与聚合物的混合物制备出来并静置一段时间，这段时间可以低达24小时，并且如果然后将该混合物用于夹在两片以上膜之间，从而构成经粘贴而成的层压材料的一部分，那么与其中新近制备阻气涂料混合物的相同组件相比，粘合强度将会令人惊恐地恶化。对于这种情况没有显而易见的解释，我们对此也无法解释，但这是具有重大商业结果的重大发现。 这种类型涂料组合物通常由制造商在适当的液体溶剂或分散剂中制备，并原样出 售给使用者，使用者然后根据需要涂布适当的包装材料。显然，在事情的正常发展中，这种 预制的涂料组合物在使用之前将被保存大大超过24小时。因此，对于其中一点粘合强度很 重要的任何应用，所得的涂料材料将是无用的。 因而，根据本专利技术，我们发现，为了保持其中利用粘合剂将阻气涂料布置在两片柔 性塑料膜之间的复合物的充足的粘合强度，必须将所述粘土分散体和所述聚合物溶液或分 散体保持分离，直到将它们加以应用之前不久。 因而， 一方面，本专利技术在于阻气膜的制备方法，所述方法包括将PVA和/或EVOH的 溶液或分散体与粘土的水性分散体混合，然后在完成混合的24小时内，实施以下步骤 1.用所得的混合物涂布第一柔性聚合物膜； 2.将粘合剂涂层施用至所述第一膜的一个或两个涂布面，或者施用至第二柔性聚 合物膜；和 3.将第一膜和第二膜粘贴在一起，在实现粘合剂的完全固化后，两片膜之间的粘合强度为至少1. 0N/15mm，优选为至少1. 5N/15mm。 优选以两组份组合物(two pack composition)的形式向客户供应所述材料， 一组份包含PVA和/或EVOH的溶液或分散体，另一组份包含粘土的水性分散体。 粘合剂完全固化所需要的时间将会随着粘合剂的本性而变化，并且将是本领域技术人员公知的。例如，就常规的异氰酸酯基粘合剂而言，在室温下完全固化可能需要长达10天，就脂族异氰酸酯双组分型而言，在5(TC下完全固化可能需要长达10天。 如果所述粘合剂只施用至第二膜，那么步骤1和步骤2可以任何顺序实施。在任何情况下，步骤3都在步骤1和步骤2之后实施。 对于本专利技术中使用的PVA或EV0H的本性没有特殊限制，只要它们能在水介质中 形成溶液或分散体。这类聚合物具有高比例的可与金属硅酸盐中的盐基形成氢键的自 由羟基，因而充当硅酸盐的分散剂。这类聚合物的例子在美国专利6599622或欧洲专利 00590263B1中有所描述，其公开内容通过引用纳入本文中。 所使用的粘土优选是纳米粒子。此外，优选将部分粘土材料在分散过程中被插层 或者片状剥落。对本专利技术中所使用的粘土的类型没有限制，只要它可在水介质中充分分散， 并且在分散过程中可以被插层或者片状剥落。在片状剥落形式中，粘土的长径比(即单个 粘土"片"的长度与厚度之比)对得到的阻氧层的等级有影响。长径比越大，通过干涂层和 层压材料的氧气扩散速率将降低得越多。优选使用长径比为20 10000的粘土矿物。特别 优选的是长径比大于100的粘土矿物优选。适当的粘土的例子包括高岭石、蒙脱石、凹凸棒 石(at即ulgite)、伊利石、膨润土、埃洛石、高岭土、云母、硅藻土和漂白土、煅烧的硅酸铝、 水合硅酸铝、硅酸铝镁、硅酸钠和硅酸镁。适当材料的商业例子为Cloisite Na+(得自南方 粘土公司(Southern Clay)) 、Bentone ND(海名斯公司(Elementis))。其中，优选粘土，特 别是蒙脱石粘土，最优选纳米粒子粘土。 涂料组合物以粘土和聚合物在适当溶剂中的溶液或分散体的形式施用。溶剂优选 为水性，更优选为任选含有少量的混溶性助溶剂如醇(例如乙醇、正丙醇或异丙醇)或酮 (如丙酮)的水。如果存在助溶剂，那么该助溶剂可以达到全部组合物的75% (w/w)。然 而，优选助溶剂的含量低于全部组合物的50%，更优选低于全部组合物的50%。优选的助 溶剂是醇，优选是正丙醇、乙醇或异丙醇。 根据需要，除了 PVA和/或EV0H以外，涂料组合物中也可以包含其它聚合物或树 脂，条件是这些共存树脂(co-resins)本身在最终组合物中是相容的。这类聚合物和树脂 的例子包括丙烯酸树脂溶液(solutionacrylics)、丙烯酸树脂乳液、聚酯、醇酸树脂、磺基 聚酯、聚氨酯、乙酸乙烯酯乳液、聚(乙烯基縮丁醛)、聚(乙烯基吡咯烷酮)、聚(乙撑亚 胺)、聚酰胺、多糖、蛋白质、环氧树脂等。这些组合物中也可以包含溶胶凝胶前体，例如原硅 酸四乙酯的水解产物。 涂料组合物中的总固体含量优选为0. 5 15%，更优选为相对低的2 8% (w/ w)，以延迟或防止由弱静电荷固定就位的结构的累积所导致的涂料胶凝的过早开始。 涂料应当按照双组份的形式提供给客户，第一部分包含分散的粘土，另一部分包 含PVA和/或EV0H的水溶液以及任选的其它可溶的和分散的树脂。 涂料组合物中聚合物的量(PVA、EV0H及任选的聚合物和树脂的总量)优选为包括 聚合物和粘土的总固体量的40 95%，更优选为50 90%。换言之，粘土与聚合物之比优选为i.5 : i i : 19，更优选为i : i到i : 9。溶液中粘土和聚合物的浓度取决于 它们的溶解度/分散性，以及涂层施用的方式(凹版印刷、胶印、幕涂、辊涂、浸涂、喷涂等)， 所使用的溶剂量优选为得到足够的流动性来充分涂布基材所需的最小量。 一般而言，粘土将以1. 0 15重量％在水或水+助溶剂的溶液/分散体的形式(在其添加至含PV0H/EV0H的成分之前)使用，并且这将支配剩余成分的含量。 包含粘土、聚合物溶液或分散体和溶剂的本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻气材料的制备方法，所述方法包括将ＰＶＡ和／或ＥＶＯＨ的溶液或分散体与粘土的水性分散体混合，然后在完成混合的２４小时内，实施以下步骤：ａ．用所得的混合物涂布第一柔性聚合物膜；ｂ．将粘合剂涂层施用至所述第一膜的一个或两个涂布面，或者施用至第二柔性聚合物膜；和ｃ．将第一膜和第二膜粘贴在一起，在所述粘合剂完全固化之后，两片膜之间的粘合强度为至少１．０Ｎ／１５ｍｍ，更优选大于１．５Ｎ／１５ｍｍ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：德里克罗纳德伊尔斯利，阿萨德阿斯拉姆坎，迈克尔威廉莱昂纳德，格雷厄姆特雷弗斯特里特，
申请(专利权)人：太阳化学有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]