CN101142290B - 用于将铝箔和聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜密封到聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯容器上的热封组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及热封体系，其由烯烃聚合物或烯烃共聚物A、甲基丙烯酸酯共聚物B和上述组分的接枝聚合物AB、聚酯C和任选的聚合物D或任选的聚合物混合物DA以及溶剂或溶剂混合物L组成。所述热封体系的特征是高的热稳定性、良好的阻隔性能和对于各种塑料和铝箔或PET薄膜具有短的密封时间。
Description
技术领域
在食品和片剂包装领域中，一段时间以来除了使用聚苯乙烯(PS)和聚氯乙烯(PVC)以外，还开始使用聚丙烯(PP)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。没有预处理的聚丙烯对涂料领域是非常苛刻的塑料，因为经常出现粘附强度问题。虽然这种问题在对聚丙烯热封时呈现稍有不同的情况(PP在这种情况下不是被涂覆，而是被″粘合″)，但是它们同样存在。因此，不能使用在聚苯乙烯或PVC的密封方面证明有用的聚(甲基)丙烯酸酯树脂，例如 P 24或 
N 80，因为使用这些产品不能实现密封接缝的强度。 
P24是甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯的共聚物并由 
GmbH&Co.KG销售。 
N80是丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸乙酯共聚物并且同样由 
GmbH&Co.KG销售。
采用 
PM 555(制造商： 
GmbH&Co.KG)，一种基于在乙酸丁酯/甲乙酮中的聚烯烃/聚(甲基)丙烯酸酯的特定的含溶剂的粘结剂体系，成功开发一种特别适合将铝箔密封到聚丙烯上的粘结剂。但此外，采用 PM 555也可能实现对聚苯乙烯和PVC进行同样有效地密封。为了实现铝粘附，必须采用PVC共聚物如 
VMCH对 
PM 555进行打底，但是以相应的组合形式它也可以作为单层体系来使用。 VMCH是一种含酸的PVC聚合物(销售商：Union Carbide)。
最后开发了 
4150-E(制造商： 
GmbH&Co.KG)以改进用于铝箔和塑料膜的已知的热封组合物，以致代替迄今常用的由乙酸丁酯和甲乙酮构成的含溶剂的粘结剂体系，有可能使用没有列于HAPS列表(有害的空气污染物)中的溶剂体系。
背景技术
目前，在食品包装中，由木材或由无机材料如金属、玻璃、陶瓷制成的贮器和容器在许多情况下已由塑料产品替代。在当贮器或容器用于接收或保存食品时，在每种情况下要求都特别高。
无论是脱水、冷冻还是消毒，食品保存的一个决定性的观点是要完全防止微生物的生长。多数情况下，这意味着容器必须是气密性密封的。此外，在塑料容器的情况下，必须考虑机械稳定性、水含量的控制以及气氛和光的影响。(参见Ullmann′s Encyclopedia ofIndustrial Chemistry(乌尔曼工业化学大全)，第25版，第A11卷，523-560；583-618 VCH 1988；那里还详细论述了适用的标准)。
在食品技术中，特别是在乳制品如酸奶杯方面，广泛使用用密封漆涂覆的铝盖以实现塑料贮器的封闭。
此类铝盖多数是一种三层的层压体，其外层经常是由(双轴取向的)聚对苯二甲酸乙二醇酯(O-PET)、双轴取向的聚丙烯(OPP)或聚酰胺(O-PA)组成或由纤维素组成。相反，可热封的内层一般由聚乙烯、乙烯共聚物或聚丙烯组成(US-A 4753708；G.Stehle，NeueVerpackung(新型包装)，9/91，第94-101页)。然而，越来越多的经济上和生态上的原因，特别是在铝的制备方面需要高能量消耗的原因引起了讨论，反对使用铝例如用于食品包装。因此，也使用带有可密封漆的塑料薄膜来代替铝。在此，这种密封漆与所使用的塑料相匹配。作为用于可密封薄膜的、具有良好机械强度和良好阻隔性能的较廉价的材料，硬PVC起到了非常巨大的作用，其中使用的密封漆层通常是丙烯酸类树脂，其粘附强度和熔点可通过添加剂有利地加以改进。PET薄膜日益显现重要性。通常使用聚乙酸乙烯酯或聚乙烯/聚乙酸乙烯酯，或聚酯漆密封PET薄膜。然而，这些体系已经开发特定用于密封PET载体材料并且对密封在复合薄膜上的铝箔或铝涂层仅具有有限的适用性。至今，还没有公开当适当地配制时既适合于密封铝箔又适合于密封PET薄膜或薄膜/箔涂层的热封粘结剂。
DE-A 3531036中描述了可通过共挤出制备的塑料薄膜，其由抗冲聚苯乙烯、嵌段共聚物和润滑剂组成的可密封层组成。
但是，EP-A 0406681正当地指出了在代替铝箔而使用可热封塑料薄膜方面的问题。明显觉察到是限制性的是，一般情况下得到显著较窄的加工宽容度。多数得到的加工范围非常窄，为10-20℃，该范围必须保持相当恒定以保证无干扰生产和被密封包装物的无瑕疵的使用。在用于同时装填杯子的带有多个空腔的装填设备的情况下，这一前提条件并不总是得到满足。EP-A 0406681本身设定的目的是，改进可根据DE-A 3531036的共挤出方法制备的聚苯乙烯基薄膜，尤其使得提高加工宽容度和加工可靠性。另外，意于在带有多个装填空腔的装填设备上保证无瑕疵的生产。在实践中，这导致使用较高的密封温度，并相应地要求塑料薄膜的质量。根据EP-A 0406681，通过按照共挤出方法或通过层压制备的可密封塑料薄膜满足了这些要求，该薄膜由两个层A和C和非必要的层B以及非必要的各一层粘附促进剂D构成，该D层用于接合层A、非必要的B和C中的每两个，由1-50％的由可热封的抗冲聚苯乙烯构成的层A，最多至95％载体层B和1-99％高熔点塑料层C组成，其中A和非必要的B和C的厚度或重量的总和在每种情况下为100。
DE 10150898( 
)涉及热封体系，由如下组分组成：烯烃聚合物或烯烃共聚物A、甲基丙烯酸酯共聚物B和由上述组分构成的接枝聚合物AX，以及溶剂或溶剂混合物。该热封体系的突出之处在于高的热稳定性和短的密封时间。
WO 2005/037548(Showa Denko Plastic Products Co.，Ltd.)描述了用于包装的易打开封闭物。
该密封薄膜由两个层组成：
-密封层和
-底漆。
该密封层由以下物质组成：
A)乙烯与(甲基)丙烯酸烷基酯或乙烯基酯的共聚物和
B)聚酯树脂。
该底漆由所述密封层的组分A和聚烯烃(C)组成。
该体系的缺点在于需要打底漆以及以下事实：在该底漆中，使用较高值的(甲基)丙烯酸烷基酯，其不能对该密封层的性能有任何贡献。
另外，聚酯树脂(B)具有相当高的熔点，其自然使这些层的制备更困难。
另一个缺点是涂层的良好性能通过两次涂覆有机物质而获得。
发明内容
目的
本发明目的是开发热封漆粘结剂，它在具有聚酯的配制剂中适合于不但将铝箔而且将PET薄膜，或不但将铝涂覆的薄膜而且将PET-涂覆的薄膜封接到所使用的整个杯子材料，如聚苯乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯上。此外，对于这两种薄膜/箔材料，所述密封物都应该具有密封性能和阻隔性能，所述性能如果不好于则至少与相对于铝箔已常规确立的热封体系(例如 
PM 555)相当。另外，在没有添加聚酯的配制剂中，这一粘结剂应该显示与常规确立的体系相比至少等效的对铝箔的密封性能。
另一个目的是在密封之后立即达到高的粘附强度，即使在较高的温度下仍如此(高耐热性)，因为这样实现了薄膜的密封和食品包装机方面的短的循环时间。
另一个目的是改善已知的用于铝箔和塑料薄膜的热封组合物，以致于可以使用没有列在HAPS列表中的溶剂体系代替目前为止常用的由乙酸丁酯和甲乙酮构成的溶剂基粘结剂体系。另一个目标是在将铝箔或塑料薄膜热封中应用的常用循环时间内，实现足够高的封接强度。最后，通过将所述溶剂体系转换，应在对于铝和(在合适的配制剂中)对于PET薄膜的密封性能方面都获得进一步改进。
此外，目的是开发热封组合物，其在这种热封组合物的涂覆后进 行的印刷操作中保持稳定。现有技术中的粘结剂可能在短的印刷时间后导致在印刷机的输送辊上的沉积，以致于不再可能可靠地输送待印刷的薄膜。印刷机必须停止，部分拆卸，并清洗。为此要求的装配和清洗时间有时与机器运转时间不成比例。用本发明的粘结剂可以实现长时间内无故障印刷。
解决方案
所述目的由以下物质的成膜分散体达到：至少三种不同的聚合物类型A、B、AB、C和D或DA，和溶剂或溶剂体系L，其中
因此，本发明提供如下内容：
第1项.适合于密封不同种基材的可热封的涂料体系，其由以下物质的成膜分散体组成：至少三种不同的聚合物类型A、B、AB、C和非必要的聚合物类型D或DA，和有机溶剂体系L，
其特征在于
聚合物类型A是烯烃聚合物或烯烃共聚物，
其中聚合物类型A的量为15wt％-65wt％，
其中聚合物类型B的量为15wt％-65wt％，
其中聚合物类型AB的量为15wt％-70wt％，
其中聚合物类型C的量为5wt％-50wt％，
其中聚合物类型D的量为0wt％-10wt％，
其中聚合物类型DA的量为0wt％-10wt％，
基于聚合物类型A-D和DA的总质量，
和其中聚合物类型A-D的总和与有机溶剂体系L的质量的质量比为5∶1-1∶5。
第2项.根据第1项的可热封的涂料体系，其特征在于
聚合物类型A的量为20wt％-60wt％，
聚合物类型B的量为20wt％-60wt％，
聚合物类型AB的量为20wt％-65wt％，
聚合物类型C的量为5wt％-30wt％，
聚合物类型D的量为0wt％-5wt％，
聚合物类型DA的量为0wt％-5wt％，
基于聚合物类型A-D和DA的总质量。
第3项.根据第1项的可热封的涂料体系，其特征在于
聚合物类型A的量为25wt％-55wt％，
聚合物类型B的量为25wt％-55wt％，
聚合物类型AB的量为25wt％-55wt％，
聚合物类型C的量为10wt％-25wt％，
聚合物类型D的量为0wt％-5wt％，
聚合物类型DA的量为0wt％-5wt％，
基于聚合物类型A-D和DA的总质量。
第4项.根据第1-3项中任一项的可热封的涂料体系，其特征在于所述溶剂体系是由以下组分组成的溶剂混合物：
L1.)脂族羧酸与脂族醇形成的酯和
L2.)脂族烃，
其中重量比L1.)∶L2.)为1-200，且溶剂体系在标准条件下的沸点最大为105摄氏度。
第5项.根据第4项的可热封的涂料体系，其特征在于所述溶剂体系中的脂族烃由链中含有5-12个碳原子的脂族烃的混合物组成，其中这种链是支化的或未支化的。
第6项.根据第4项的可热封的涂料体系，其特征在于所述溶剂体系中的脂族羧酸与脂族醇形成的酯由链中含有2-4个碳原子的脂族羧酸与链中含有2-4个碳原子的脂族醇形成的酯的混合物组成，并且这种链是支化的或未支化的。
第7项.根据第4项的可热封的涂料体系，其特征在于所述溶剂体系由链中含有5-12个碳原子的脂族烃的混合物，其中这种链是支化的或未支化的，以及链中含有2-4个碳原子的脂族羧酸与链中含有2-4个碳原子的脂族醇形成的酯的混合物组成，其中这种链是支化的或未支化的。
第8项.根据第4项的可热封的涂料体系，其特征在于酯与脂族烃之间的体积比为1-200。
第9项.根据第4项的可热封的涂料体系，其特征在于溶剂体系的沸点温度为70℃-105℃。
第10项.根据第4项的可热封的涂料体系，其特征在于溶剂体系的沸点温度为85℃-100℃。
第11项.根据第10项的可热封的涂料体系，其特征在于所述溶剂体系由乙酸丙酯(40-70vol％)、乙酸乙酯(24-45vol％)和异辛烷(5-15vol％)的混合物组成。
第12项.将可热封基材密封的方法，其特征在于使用根据第1-11项中任一项的可热封的涂料体系。
第13项.根据第12项的方法，其特征在于用所述涂料体系涂覆铝箔或聚酯薄膜并将其密封到选自塑料聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯或聚氯乙烯的塑料上。
第14项.包装体系，其特征在于其用根据第1项的可热封的涂料 体系密封。
第15项.食品包装体系，其特征在于其用根据第1项的可热封的涂料体系密封。
聚合物类型A
根据本发明使用的与A相对应的烯烃聚合物和共聚物本身是已知的。它们主要是由乙烯、丙烯、丁烯或/和其它含有5-20个C原子的α-烯烃构成的聚合物，如已经被推荐用作可热封组合物的那些。分子量一般为10000-300000，优选为50000-150000。待使用的那类烯烃共聚物例如在德国公开文本DE-OS 1644941，DE-OS 1769834，DE-OS 1939037，DE-OS 1963039和DE-OS 2059981中进行了描述。
作为烯烃聚合物，有可能使用例如 
6170(制造商：LanxessAG)。
可特别好地使用的是乙烯-丙烯共聚物；同样可能的是在加入已知的第三组分，例如乙叉基降冰片烯下形成的三元共聚物(参见Macromolecular Reviews，第10卷，1975)，但是还必须考虑它们在老化过程中的交联倾向。其中，分布可以是基本上无规的，但是也可能有利地使用含有乙烯嵌段的序列聚合物。乙烯-丙烯单体的比例在此可在-定限度内变化，该限度可以使用约95％乙烯和约95％丙烯作为上限。
聚合物类型A在本发明混合物中的使用量为15wt％-65wt％，优选20wt％-60wt％，非常尤其优选25wt％-55wt％。
聚合物类型B
按定义由聚丙烯酸酯和/或聚甲基丙烯酸酯序列组成。它们就本身而言例如以相应的均聚物或共聚物的形式可溶解于溶剂体系L中。这种聚合物B中通常多于50wt％，优选80-100wt％由通式I的单体构成，
其中R1代表氢或甲基，R2代表含有1-30个碳原子，优选1-20个碳原子的烷基、脂族或芳族基团。
聚合物B中还可以存在：
通式II的单体
其中R′1代表氢或甲基，
或/和可聚合的酸酐，和/或通式III的单体
其中R″1代表氢或甲基，Z代表非必要经烷基取代的苯基、-COR3基团，下式基团
-OR4基团或氯原子，其中R3和R4代表合有1-20个碳原子的非必要支化的烷基或代表苯基，且n代表0或1，
和/或通式IV的单体
其中R5和R6代表氢或-COOR′7基团，R6代表氢或-CH2COOR″7基团，条件是通式IV的化合物必须含有两个含羧基的基团，其中R7、R′7 和R″7代表氢或含有1-20个碳原子的非必要支化的烷基，或苯基。聚合物B还可以非必要地包含一定比例的通式V的单体
其中R′″1与R1的含义相同，且Bs代表含氮官能团如-CN基、-CONR9R10基团，其中R9和R10彼此独立地代表氢或含有1-20个碳原子的烷基，或其中R9和R10在将氮计算在内时构成一个5元或6元杂环，或其中Bs代表(惰性)杂环基团，尤其是吡啶、吡咯烷、咪唑、卡唑、内酰胺基团或其烷基化的衍生物，或Bs具有-CH2OH的含义，或其中Bs的含义是
-COO-Q-R11
其中Q代表含有2-8个碳原子的非必要经烷基取代的亚烷基，且R11代表-OH，代表-OR′″7或代表基团-NR′9R′10，其中R′″7、R′9和R′10具有与R7、R8和R9相同的含义，例如与氮原子一起，非必要地在计算入另一个杂原子的情况下形成五元至六元杂环。
作为通式I的单体的实例提及甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸异丁酯。通式I的单体也称为标准(甲基)丙烯酸酯。
作为通式II的单体的实例提及丙烯酸或甲基丙烯酸。
通式III或IV的单体的实例尤其可提及苯乙烯、α-甲基苯乙烯、氯乙烯、乙酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、乙烯基甲基酮、乙烯基异丁基醚、乙酸烯丙酯、烯丙基氯、烯丙基异丁基醚、烯丙基甲基酮、马来酸二丁酯、马来酸二月桂酯、衣康酸二丁酯。聚合物B中的通式II-V的单体的比例一般为0-50wt％，优选为0-20wt％，(基于聚合物B的单体)。聚合物B中的通式II和/或V的单体的比例一般不超过20wt％，通常为0wt％-10wt％，优选0wt％-5wt％。
在个别情况下，有利地考虑所需的技术功能，根据比例和组成选择聚合物B。通式II和V的极性单体的比例一般不超过20wt％，优选为0-10wt％(相对于聚合物B的单体)，更优选为0-5wt％。作为通式V的单体可以提及C-和N-乙烯基吡啶以及乙烯基吡咯烷、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基卡唑、乙烯基咪唑及其烷基衍生物，特别是N-乙烯基化合物，同样还有丙烯酸或甲基丙烯酸的羟基和二烷基氨基烷基酯，特别是(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基丙酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯。
聚合物类型B在本发明混合物中的使用量为15wt％-65wt％，优选20wt％-60wt％，非常尤其优选25wt％-55wt％。
在热封体系中，还存在聚合物AB，其代表由B接枝的聚烯烃。
聚合物类型AB
接枝聚合物AB的制备
接枝聚合物AB一般如下制备：借助合适的乳化剂制备组分A的分散体，在对此合适的反应条件下将组分B接枝到这一组分A上。这种乳化剂可以具有与体系AB类似的结构。适合的AB型乳化剂的制备方法本身是已知的。例如，有可能根据转移接枝方法进行(也参见Houben-Weyl，Methoden der Org.Chemie(有机化学方法)，第1411卷，第114页，H.A.J.Battaerd，G.W.Tregear，Polymer Reviews(聚合物综述)，第16卷，Interscience(1967))。
为此，在其通常情况下的沸点高于工艺温度的、在聚合条件下为惰性的合适溶剂中，制备浓度为10-50wt％，优选20-30wt％的OCP溶液。适合的溶剂的实例包括乙酸丁酯、脂族环脂族和芳族烃。按给定的比例向这些OCP溶液中加入通式I的单体和/或非必要的其它单体II-III，在加入一种或多种，优选过氧化物型自由基引发剂的条件下，在60-50℃的温度下，进行聚合通常4-8小时。力争达到尽可能完全的转化。优选使用过酸酯，如过辛酸叔丁酯。根据希望的接枝点数和希望的链段B的分子量来调节引发剂的浓度。一般，基于聚合物，引发剂的浓度为0.2-3wt％。
非必要地，为调节链段B的所需分子量，有可能同时还使用调节剂。适合的调节剂的实例包括硫调节剂，特别是含巯基的调节剂，例如十二烷基硫醇。调节剂的浓度一般为0.1-1.0wt％，基于总聚合物。接枝聚合物AB的另一种制备方法是将OCP的氢过氧化作为第一个步骤。按此方法形成的位于链上的氢过氧基团可以在随后的阶段中引发乙烯基单体的接枝聚合。(参见在上述引文中的H.A.J.Battaerd，G.W.Tregear，Polymer Reviews)。
合适的嵌段聚合物的一种制备方法是，例如阴离子聚合。在这种情况下，例如，可能的操作步骤是，将异戊二烯或丁二烯与合适的阴离子引发剂(例如金属有机化合物)聚合，和使“活性”阴离子链端与例如甲基丙烯酸烷基酯或苯乙烯反应。随后，在其中所存在的官能团不会被攻击的条件下，将这样制备的聚合物氢化。关于制备的细节，可以参见有关的文献，例如Houben-Weyl，Methoden der Org.Chemie，14/1，第fff.页；嵌段共聚物，5D.C.Allport，W.H.Janes，Appl.Sci.Publishers Ltd.，伦敦，1973；接枝共聚物，H.A.J.Battaerd，G.W.Tregear，Polymer Reviews，第16卷(1967)；嵌段与接枝聚合物，W.J.Burlant，A.S.Hoffmann，Reinhold Publishers Corp.，纽约，1960。
聚合物类型AB在本发明混合物中的使用量为15wt％-70wt％，优选20wt％-65wt％，非常尤其优选25wt％-55wt％。
聚合物类型C
作为聚合物类型C，根据本发明使用由Degussa AG以商标 
销售的共聚酯。此外，还可能使用低分子量聚酯类型，以及具有线性或支化烷基的聚酯，所述聚酯还可以被含羟基的烷基取代。作为聚合物类型C，优选使用类型 
LS 415，它是饱和、线性、具有非常高分子量的高弹性化共聚酯。
在 
LS 415的情况下，聚合物类型C的性能如下：
| 参数 | 数值 | 单位 | 测量方法 |
| 粘数 | 75-85 | cm3/g | DIN 53 728 |
| 酸值 | ＜3 | mg/KOH/g | DIN EN ISO 2 114 |
| 羟值 | 5 | mg/KOH/g | DIN 53 240 |
| 分子量 | 25000 | g/mol | 计算的 |
| 玻璃化转变温度 | 12 | ℃ | DSC |
| 软化温度 | 110 | ℃ | ISO 4 625 |
| 在25℃下的密度 | 1.14 | g/cm3 | ISO 1 183 |
对由0.5g聚酯和100g苯酚/邻二氯苯的混合物(50/50w/w)形成的溶液测量粘数。
在 
H 826-05/A的情况下，聚合物类型C的性能如下：
| 参数 | 数值 | 单位 | 测量方法 |
| 粘度(23℃) | 3.0-5.5 | Pas | DIN EN ISO 3 219 |
| 酸值(无溶剂) | ＜3 | mg/KOH/g | DIN EN ISO 2 114 |
| 羟值(无溶剂) | 18-24 | mg/KOH/g | DIN 53 240 |
| 分子量 | 6000 | g/mol | 计算的 |
| 玻璃化转变温度 (无溶剂) | 30 | ℃ | DSC |
| 非挥发性比例 | 55±1 | wt％ | DIN BN ISO 3251 |
| 密度(20℃)(按 供应时的溶液) | 1.08 | g/cm3 | DIN 51 757 |
| 色值(Gardner) | ＞3 | DIN ISO 4 630 | |
| 玻璃化转变温度 (无溶剂) | 30 | ℃ | DSC |
| 闪点 | 58 | ℃ | DIN 53 213 |
它是饱和、线性、具有中等分子量的含羟基聚酯树脂。它以含量为55wt％在由80wt％石脑油(Naphtha)150和20wt％石脑油200组成的溶剂混合物中销售。
在 
L 208的情况下，聚合物类型C的性能如下：
| 参数 | 数值 | 单位 | 测量方法 |
| 粘数 | 65-75 | cm3/g | DIN 53 728 |
| 酸值 | 4-10 | mg/KOH/g | DIN EN ISO 2 114 |
| 羟值 | 3-9 | mg/KOH/g | DIN 53 240 |
| 分子量 | 20000 | g/mol | 计算的 |
| 玻璃化转变温度 | 65 | ℃ | DSC |
| 软化温度 | 155 | ℃ | ISO 4 625 |
| 在20℃下的密度 | 1.25 | g/cm3 | ISO 1 183 |
对由0.5g聚酯和100g苯酚/邻二氯苯的混合物(50/50w/w)形成的溶液测量粘数。它是饱和、支化的高分子量聚酯。
在 
H 820-20的情况下，聚合物类型C的性能如下：
| 参数 | 数值 | 单位 | 测量方法 |
| 粘度(23℃) | 1.5-2.5 | Pas | DIN EN ISO 3 219 |
| 酸值(无溶剂) | ＜3 | mg/KOH/g | DIN EN ISO 2 114 |
| 羟值(无溶剂) | 15-25 | mg/KOH/g | DIN 53 240 |
| 分子量 | 5000 | g/mol | 计算的 |
| 玻璃化转变温度(无溶剂) | 60 | ℃ | DSC |
| 非挥发性比例 | 40±1 | wt％ | DIN EN ISO 3 251 |
| 密度(20℃) (按供应时的溶液) | 1.07 | g/cm3 | ISO 1 183 |
| 色值(Gardner) | ＞3 | DIN ISO 4 630 | |
| 闪点 | 82 | ℃ | DIN 53 213 |
它是饱和、线性、具有中等分子量的含羟基聚酯树脂。它在石脑油200中的溶液(40wt％)中销售。
聚合物类型C在本发明混合物中的使用量为5wt％-50wt％，优选5wt％-30wt％，非常尤其优选10wt％-25wt％，其中所述重量数据基于不合可能的溶剂部分的聚合物计。
聚合物类型D或D
A
为了改进铝粘附，具有聚合物类型D的配制剂是一个选择方案：通过为薄膜打底或将0wt％-10wt％，更好是0wt％-5wt％聚氯乙烯添加到 漆配制剂中可观察到A1粘附的改进。使用例如， 
VMCH(由Union Carbide销售)。
为了降低在加工过程中的可能磨损，可以非必要地添加聚合物类型DA。例如，可以使用 2159(Degussa AG公司)类型的聚酰胺。可以按0wt％-10wt％，更好是0wt％-5wt％的配制比例添加它。
从预备试验可以获知，采用与聚合物组分C一起配制的在由乙酸正丁酯和甲乙酮形成的溶剂体系(例如，与 
PM 555类似)中的上述粘结剂体系的PET粘附仅表现不令人满意的密封强度，不论组分C的浓度如何，所述粘结剂体系由组分A、B、AB和非必要的D和/或DA组成。相反，将该溶剂体系转换成下述的本发明组合物的操作在与聚合物组分C一起的合适配制中产生非常好的热封性能。
溶剂或溶剂体系L
除了聚合物类型A和B，接枝聚合物AB，聚合物类型C和非必要的聚合物类型D或DA以外，本发明的热封体系中还存在溶剂体系。
待用于溶剂体系L的溶剂经选择使得它们满足对塑料和金属的涂覆技术的要求。非必要地在混合物中，使用的溶剂应该是惰性的，并且，总体上，是无疑虑的，其中在760托下沸点尽可能不超过105℃。
适合的溶剂是由脂族羧酸与脂族醇的酯和脂族烃形成的混合物。
适合的脂族羧酸是乙酸、丙炔酸或丁酸。
适合的脂族醇是乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇或2-甲基-2-丙醇。
适合的脂族烃是戊烷、己烷、庚烷、辛烷、异辛烷、壬烷、癸烷、十一烷或十二烷。
脂族烃也可以其异构体混合物形式存在或以彼此的混合物形式存在。也可以使用环烷烃，和取代的环烷烃。
当选择L时，还应注意聚合物组分A和B之间的相容性。在A和B之间不相容的情况下，L可以是对这两种组分而言同样好的溶剂，这时由于不相容性而形成分散体。
在A和B之间相容的情况下，L必须经选择满足，在给定温度下，它代表对于B比对于A更好的溶剂体系，这时由于不同的溶解质量形成分散体。根据本发明，所选择的溶剂L优选是使得烯烃共聚物可以在40-150℃温度范围内溶胀5-300wt％(“溶胀度”)的溶剂。
溶胀度如下定义：1mm厚，2cm长，0.5cm宽的已知重量的OCP薄膜在限定温度下-在90℃下的例证情况下-浸入溶剂中，恒温存放24小时，用镊子将其从溶液中取出，借助滤纸去除粘着的溶胀剂，然后立即称重。相对于初始重量，百分比计的重量增加定义为溶胀的量度。溶胀测量应该在将制备浓OCP分散体的温度下进行。根据本发明，在此温度下溶胀应该为5-300wt％。此标准的可应用性的前提条件是，在上述给定的条件下实现OCP的最大溶胀。
上述溶剂的混合物也适合于载体体系。溶剂或溶剂体系L在本发明的浓缩聚合物分散体中的比例可为例如80wt％，在特别有利的情况下低至20wt％，优选低于70wt％，在实践中通常为55-40wt％。
热封体系的制备
具有聚合物类型A-D的配制剂
备选方案A：
使用合适的乳化剂，如上所述，制备分散体，或在聚合物相容性的合适匹配的情况下制备组分A和C在溶剂体系L中的均匀溶液，并且在合适的反应条件下，将组分B接枝到组分A上。以重量比计，A和B的比例通常为大约1∶5-大约5∶1。A与C的重量比通常为大约1∶2-大约10∶1，优选大约1∶1-大约5∶1。
备选方案B：
使用合适的乳化剂，如上所述，制备分散体，或在聚合物相容性的合适匹配的情况下制备组分A在溶剂体系L中的均匀溶液，并且在合适的反应条件下，将组分B接枝到组分A上。以重量比计，A和B的比例通常为大约1∶5-大约5∶1。随后向所制备的分散体中加入聚合物组分C。A与C的重量比通常为大约1∶2-大约10∶1，更好是大约1∶1-大约5∶1。
与制备方法无关，总的聚合物的量基于总的分散体计为至少10wt％，在此在实践中力求达到40-80wt％，通常情况下为45-60wt％。
按本发明方法获得分散体形式的可热封涂料组合物，其对于加工操作具有足够的稳定性。分散体的稳定性至少为数天，通常情况下为数周至数月。
本发明热封体系的突出之处为良好的粘附强度和热稳定性。它们可以用于密封包装物，尤其是食品包装物。
具体实施方式
实施例
使用的薄膜/箔材料
软铝箔，厚度为40μm
聚丙烯薄膜，由JE 6100粒料(Shell公司)挤出，0.2mm厚
聚酯薄膜： WDW 50
热封溶液的配方
在加工前必须充分地搅拌 
PM 555或4150E，因为在较长时间存放的时候有相分离的可能性。
热封粘结剂在供应形式下(制造商： 
GmbH&Co.KG)具有的固体含量为约45wt％，并为进一步加工而用甲乙酮(MEK)稀释到大约30wt％。为促进在铝箔上的粘附，PVC共聚物经证明是合适的。它们作为底漆施涂或与热封粘结剂结合起来使用。在本发明的发明人的研究中，与 VMCH 95/5结合。在对聚酯薄膜的涂覆中，将 
按90/10和80/20与 
结合。
热封溶液在实验室中的施涂
这种底漆作为10wt％的 
VMCH在乙酸乙酯中的溶液，使用K-Handcoater No.2施涂到铝箔(10cm×20cm)上。这对应于0.5μm-1.5μm的干膜厚度。
用K-Handcoater No.4施涂 热封溶液。在此得到7μm-9μm的干膜厚度。
经涂覆的薄膜/箔在实验室中的干燥
将涂底漆的薄膜/箔在短时间内通空气(5-10分钟)后在180℃下在强制通风烘箱中干燥15秒。
热封和密封接缝强度的测定
密封操作采用Brugger公司的热封机(HSG/ET)进行。
密封条件：
温度：200℃
压力：6巴
时间：1秒
密封面积：10×10mm
为测定密封接缝强度，将样品切割成15mm宽的条状物，并用得自Instron的1195型号，或得自Zwick的1454型号拉伸试验机，在100mm/min速度下将它们拉伸。小心确保，在剥离试验期间，已经彼此分开的箔/薄膜的部分与仍未受到负荷的剩余部分形成90°的角度。
用得自BHS公司的VL-1600实验室杯子密封机将PP杯子密封。
实验结果
溶剂体系的对比
热封性能
对于实施例1和对比例1都适用的是，聚合物的比例大约为45wt％，溶剂的比例大约为55wt％。
EPDM＝Buna EP 6170
PMMA＝聚甲基丙烯酸甲酯
PBMA＝聚甲基丙烯酸丁酯
聚酯＝Dynapol LH 826
Claims (15)
1.适合于密封不同种基材的可热封的涂料体系，其由以下物质的成膜分散体组成：至少三种不同的聚合物类型A、B、AB、C和非必要的聚合物类型D或DA，和有机溶剂体系L，
其特征在于
非必要的一种或多种其它的聚合物类型D或DA，它们与聚合物类型A-C不同，和
其中聚合物类型A的量为15wt％-65wt％，
其中聚合物类型B的量为15wt％-65wt％，
其中聚合物类型AB的量为15wt％-70wt％，
其中聚合物类型C的量为5wt％-50wt％，
其中聚合物类型D的量为0wt％-10wt％，
其中聚合物类型DA的量为0wt％-10wt％，
基于聚合物类型A-D和DA的总质量，
和其中聚合物类型A-D的总和与有机溶剂体系L的质量的质量比为5∶1-1∶5。
2.根据权利要求1的可热封的涂料体系，其特征在于
聚合物类型A的量为20wt％-60wt％，
聚合物类型B的量为20wt％-60wt％，
聚合物类型AB的量为20wt％-65wt％，
聚合物类型C的量为5wt％-30wt％，
聚合物类型D的量为0wt％-5wt％，
聚合物类型DA的量为0wt％-5wt％，
基于聚合物类型A-D和DA的总质量。
3.根据权利要求1的可热封的涂料体系，其特征在于
聚合物类型A的量为25wt％-55wt％，
聚合物类型B的量为25wt％-55wt％，
聚合物类型AB的量为25wt％-55wt％，
聚合物类型C的量为10wt％-25wt％，
聚合物类型D的量为0wt％-5wt％，
聚合物类型DA的量为0wt％-5wt％，
基于聚合物类型A-D和DA的总质量。
4.根据权利要求1-3中任一项的可热封的涂料体系，其特征在于所述溶剂体系是由以下组分组成的溶剂混合物：
L1.)脂族羧酸与脂族醇形成的酯和
L2.)脂族烃，
其中重量比L1.)∶L2.)为1-200，且溶剂体系在标准条件下的沸点最大为105摄氏度。
5.根据权利要求4的可热封的涂料体系，其特征在于所述溶剂体系中的脂族烃由链中含有5-12个碳原子的脂族烃的混合物组成，其中这种链是支化的或未支化的。
6.根据权利要求4的可热封的涂料体系，其特征在于所述溶剂体系中的脂族羧酸与脂族醇形成的酯由链中含有2-4个碳原子的脂族羧酸与链中含有2-4个碳原子的脂族醇形成的酯的混合物组成，并且这种链是支化的或未支化的。
7.根据权利要求4的可热封的涂料体系，其特征在于所述溶剂体系由链中含有5-12个碳原子的脂族烃的混合物，其中这种链是支化的或未支化的，以及链中含有2-4个碳原子的脂族羧酸与链中含有2-4个碳原子的脂族醇形成的酯的混合物组成，其中这种链是支化的或未支化的。
8.根据权利要求4的可热封的涂料体系，其特征在于酯与脂族烃之间的体积比为1-200。
9.根据权利要求4的可热封的涂料体系，其特征在于溶剂体系的沸点温度为70℃-105℃。
10.根据权利要求4的可热封的涂料体系，其特征在于溶剂体系的沸点温度为85℃-100℃。
11.根据权利要求10的可热封的涂料体系，其特征在于所述溶剂体系由40-70vol％乙酸丙酯、24-45vol％乙酸乙酯和5-15vol％异辛烷的混合物组成。
12.将可热封基材密封的方法，其特征在于使用根据权利要求1-11中任一项的可热封的涂料体系。
13.根据权利要求12的方法，其特征在于用所述涂料体系涂覆铝箔或聚酯薄膜并将其密封到选自塑料聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯或聚氯乙烯的塑料上。
14.包装体系，其特征在于其用根据权利要求1的可热封的涂料体系密封。
15.食品包装体系，其特征在于其用根据权利要求1的可热封的涂料体系密封。
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