CN114302937A - 水基屏障粘合剂 - Google Patents

水基屏障粘合剂 Download PDF

Info

Publication number
CN114302937A
CN114302937A CN202080059780.0A CN202080059780A CN114302937A CN 114302937 A CN114302937 A CN 114302937A CN 202080059780 A CN202080059780 A CN 202080059780A CN 114302937 A CN114302937 A CN 114302937A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
barrier adhesive
based barrier
adhesive
polyurethane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080059780.0A
Other languages
English (en)
Inventor
基贾尼特·内拉农
普萨迪·桑迪
奥拉泰·蓬桑托恩他威
查特查埃·加伦马尼罗伊
瓦差里·奇瓦斯里伦格隆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thai Polyethylene Co Ltd
Original Assignee
Thai Polyethylene Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thai Polyethylene Co Ltd filed Critical Thai Polyethylene Co Ltd
Publication of CN114302937A publication Critical patent/CN114302937A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J175/00—Adhesives based on polyureas or polyurethanes; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J175/04—Polyurethanes
    • C09J175/06—Polyurethanes from polyesters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/10—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of paper or cardboard
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/16—Layered products comprising a layer of synthetic resin specially treated, e.g. irradiated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B29/00—Layered products comprising a layer of paper or cardboard
    • B32B29/002—Layered products comprising a layer of paper or cardboard as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B29/005—Layered products comprising a layer of paper or cardboard as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material next to another layer of paper or cardboard layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04—Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J129/00—Adhesives based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal, or ketal radical; Adhesives based on hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J129/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
    • C09J129/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J175/00—Adhesives based on polyureas or polyurethanes; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J175/04—Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00—Adhesives in the form of films or foils
    • C09J7/30—Adhesives in the form of films or foils characterised by the adhesive composition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/02—2 layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/10—Coating on the layer surface on synthetic resin layer or on natural or synthetic rubber layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/12—Coating on the layer surface on paper layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/20—Inorganic coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/514—Oriented
    • B32B2307/518—Oriented bi-axially
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/546—Flexural strength; Flexion stiffness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/726—Permeability to liquids, absorption
    • B32B2307/7265—Non-permeable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/728—Hydrophilic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/732—Dimensional properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2439/00—Containers; Receptacles
    • B32B2439/70—Food packaging
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2170/00—Compositions for adhesives
    • C08G2170/80—Compositions for aqueous adhesives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2301/00—Additional features of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2301/30—Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the chemical, physicochemical or physical properties of the adhesive or the carrier
    • C09J2301/312—Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the chemical, physicochemical or physical properties of the adhesive or the carrier parameters being the characterizing feature
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2301/00—Additional features of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2301/40—Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the presence of essential components
    • C09J2301/414—Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the presence of essential components presence of a copolymer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2423/00—Presence of polyolefin
    • C09J2423/04—Presence of homo or copolymers of ethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2429/00—Presence of polyvinyl alcohol
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2431/00—Presence of polyvinyl acetate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2475/00—Presence of polyurethane

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Wrappers (AREA)
  • Adhesive Tapes (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

本发明涉及水基屏障粘合剂，包含：聚氨酯；至少一种水溶性聚合物，其中水溶性聚合物包含至少一个羟基；和水；包含该水基屏障粘合剂的屏障膜；用于制备该水基屏障粘合剂的方法；及其在食品包装中的用途。

Description

水基屏障粘合剂
技术领域
本发明涉及水基屏障粘合剂(adhesive，粘结剂，胶黏剂)；用于制备其的方法；及其用途。
背景技术
屏障膜在食品包装应用中对于保存和延长食品的保质期是重要的。各个屏障膜可以是单层的或多层的。屏障的性能在很大程度上取决于氧气透过率和水蒸气透过率。膜材料和结构设计取决于特定应用和产品类型所需的屏障性能。
WO 2019/060026 A1公开了包括具有气体和水分屏障特性的粘合剂层的层压膜结构。所公开的层压膜结构包括用粘合剂组合物粘结在一起的膜，该粘合剂组合物具有屏障特性，例如控制氧气和/或水蒸气透过率。然而，这些层压膜的氧气透过率对于各种应用而言过高。
US 2016/0040035 A1公开了一种水性涂覆剂，该水性涂覆剂包含(A)水性聚氨酯树脂，该水性聚氨酯树脂包含具有酸基团的聚氨酯树脂和多胺化合物，(B)水溶性聚合物，以及(C)无机层状矿物作为主要成分，其中水性聚氨酯树脂(A)、水溶性聚合物(B)和无机层状矿物(C)在水性涂覆剂的总固体含量中所占据的固体配制比在以下所示的近似范围内。水性聚氨酯树脂(A)：5至60质量％、水溶性树脂(B)：25至80质量％、无机层状化合物(C)：8至20质量％。然而，这些材料显示出对于各种应用而言过高的氧气透过率。
然而，现有技术已知的材料存在屏障性能、长期粘附强度(粘附稳定性)、产品保质期以及再循环能力不足的问题。
因此，仍然需要具有改善特性的屏障膜和用于制备该屏障膜的组合物，特别是用于食品包装应用的屏障膜和组合物。
因此，本发明的目的是提供克服现有技术的缺点(特别是关于其氧气透过率和水蒸气透过率)的屏障膜。
发明内容
通过包含以下的水基屏障粘合剂实现了该目的：聚氨酯；至少一种水溶性聚合物，其中该水溶性聚合物包含至少一个羟基；和水。
“水基屏障粘合剂”涂覆组合物在本文中可以被称为用于涂覆基底以提供粘合和/或屏障特性的涂覆组合物。涂覆组合物(水基屏障粘合剂)可以包含聚氨酯和一种或多种水溶性聚合物。
如本文所使用的术语“屏障粘合剂”总体上应涵盖任何屏障涂层并且不仅限于粘合剂。
本发明提供了可以用作粘合剂和/或用作屏障的涂覆组合物(水基屏障粘合剂)。该涂覆组合物是水性组合物。也就是说，其可以以水溶液的形式施加到基底上并且随后干燥以形成粘附到该基底的表面上并且同时充当屏障的层。该层可以包含水或大量水。
涂覆组合物可以用于形成屏障膜，优选层压膜。可以将涂覆组合物涂覆到基底上，并且然后可选地用层压层覆盖以形成层压膜，使得涂覆组合物设置在基底与层压层之间。
水基屏障粘合剂包含聚氨酯；一种或多种水溶性聚合物，其中该一种或多种水溶性聚合物包含–OH(羟基)基团；和水。
该组合物可以进一步包含可选的一种或多种添加剂，优选选自包括消泡剂(deforming agent)、分散剂、增粘剂、表面活性剂、增塑剂、润湿剂、增稠剂、杀生物剂、抗氧化剂、交联剂、硬化剂、和粘合促进剂等或它们的混合物。该组合物可以包含至少一种添加剂，其量相对于水基屏障粘合剂的总重量为0.1至10wt％。
相对于水基屏障粘合剂的总重量，水基屏障粘合剂可以包含1至30wt％、优选1至20wt％、更优选1至10wt％、甚至更优选2至8wt％、最优选3至6wt％的量的聚氨酯。
相对于水基屏障粘合剂的总重量，水基屏障粘合剂可以包含5至60wt％、优选5至40wt％、优选5至30wt％、优选5至20wt％、优选5至15wt％、优选7至12wt％的至少一种水溶性聚合物。
相对于水基屏障粘合剂的总重量，水基屏障粘合剂可以包含40至94wt％、优选50至94wt％、优选70至94wt％、优选80至95wt％、优选85至95wt％、优选80至90wt％的量的水。
水基屏障粘合剂可以由聚氨酯、至少一种水溶性聚合物和水组成。水基屏障粘合剂的所有组分的量总计达100wt％。在整个公开中，“包含”可以优选地是“由……组成”。
聚氨酯和至少一种水溶性聚合物可以以5:1至1:30、优选2:1至1:20、优选1:1至1:10、优选1:1至1:5、优选1:1至1:3的重量比包含在水基屏障粘合剂中。
聚氨酯可以是固体，相对于聚氨酯的总重量，该固体包含5wt％至50wt％的水。聚氨酯可以是在水中为分散体的聚氨酯(水性分散体；聚氨酯分散体)。优选地，相对于分散体总重量，聚氨酯分散体具有20至50wt％、优选25至40wt％、优选30至35wt％的固体含量。换言之，聚氨酯可以相对于固体的总重量为20至50wt％、优选25至40wt％并且优选30至35wt％的量作为固体存在于水中。
聚氨酯可以是脂肪族聚氨酯，优选获自(A)聚醚多元醇、聚酯多元醇及其组合；和(B)脂肪族二异氰酸酯，优选六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、五亚甲基二异氰酸酯(PDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、亚甲基双(4-环己基异氰酸酯)(HMDI)、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯(TMDI)及其组合。
聚氨酯可以包含脂肪族聚醚氨基甲酸酯(polyether urethane，聚醚聚氨酯)和/或脂肪族聚酯氨基甲酸酯(polyester urethane，聚酯聚氨酯)。优选地，聚氨酯包含聚醚氨基甲酸酯作为主要成分和脂肪族聚酯氨基甲酸酯作为次要成分。脂肪族聚醚氨基甲酸酯和脂肪族聚酯氨基甲酸酯的比率可以在1:1至5:1、优选1.2:1至3:1、更优选1.5:1至2:1的范围内。
脂肪族聚氨酯优选地具有约30,000至80,000g/mol的数均分子量(Mn)，和/或约40,000至90,000g/mol的重均分子量(Mw)，和/或约45,000至95,000g/mol的Z均分子量(Mz)。聚氨酯优选具有约1至3、优选1至2、更优选1至1.25范围内的多分散指数。
聚氨酯分散体可以具有在1至300mPas、优选20至500mPas、优选30至500mPas、优选30至200mPas、更优选50至200mPas范围内的溶液粘度。
平均粒度(＝水分散体中聚氨酯颗粒的粒径)在10nm至500nm、优选20至250nm、优选50至200nm、优选100nm至200nm的范围内。
水溶性聚合物可以选自由以下组成的组：聚乙烯醇、聚(乙烯乙烯醇)、聚乙酸乙烯酯、聚(乙烯乙酸乙烯酯)、乙酸纤维素以及它们的混合物。
相对于水溶性聚合物中可水解基团的总数，水溶性聚合物可以具有70至100％的水解度。
水溶性聚合物可以具有500至50,000g/mol、优选20,000至40,000g/mol的重均分子量。
水基屏障粘合剂可以进一步包含水溶性溶剂。相对于水基屏障粘合剂的总重量，水基屏障粘合剂可以包含0.1至50wt％、优选0.1至30wt％、更优选10至20wt％的水溶性溶剂。水溶性溶剂可以选自由以下组成的组：甲醇、乙醇、丙醇、丁醇及其混合物。
该目的还通过屏障膜实现，该屏障膜包括基底和至少涂覆在该基底的表面上的屏障粘合剂层，其中，屏障粘合剂包含如本文所定义的水基屏障粘合剂。根据一个实施方式，提供了屏障膜，包括基底和至少涂覆在基底的表面上的屏障粘合剂层，其中该屏障粘合剂由如所定义的水基屏障粘合剂组成。根据一个实施方式，提供了屏障膜，包括基底和至少涂覆在该基底的表面上的屏障粘合剂层，其中该屏障粘合剂层通过将水基屏障粘合剂涂覆在基底上可获得。将水基屏障粘合剂涂覆在基底的表面上以形成粘附到表面的屏障层。可以通过在基底的表面(分别为在前述涂覆中获得的涂覆层)上涂覆水基屏障粘合剂一次或多次来获得屏障粘合剂层。
涂覆在基底上的屏障粘合剂层具有0.1至10μm(例如1至10μm、1至5μm、1至2μm)的厚度。
水基屏障粘合剂可以以0.1至5g/m2、优选1至3g/m2、更优选1.5至2.5g/m2的量涂覆在表面上。
该屏障膜可以进一步包括邻近该屏障粘合剂层的层压层(laminate layer)，其中屏障粘合剂层设置在层压层与基底之间。
基底可以是聚合物，例如聚烯烃、PET、尼龙或纸基基底。优选地，该基底是聚烯烃，例如基于聚乙烯和聚丙烯的基底。基底可以是纵向取向或双轴取向的聚烯烃。该基底可以涂覆有金属氧化物层，例如铝氧化物或硅氧化物。该基底可以在施加该屏障粘合剂或涂层之前用电晕处理以增强该基底的亲水性。该基底可以包括聚乙烯、聚丙烯或纸，优选地由聚乙烯、聚丙烯或纸组成。
层压层可以包括基于聚乙烯、聚丙烯或纸的，优选地由其组成。
该目的还通过生产如本文所定义的水基屏障粘合剂的方法实现，该方法包括：提供包含至少一种水溶性聚合物的水溶液；以及将该水溶液与聚氨酯混合。
提供水溶液可包括将水溶性聚合物溶解在水中。水溶性聚合物在水中的溶解可以在50℃至150℃范围内的温度下进行。水溶性聚合物可以以相对于水溶液的总量为1wt％至30wt％的量溶解在水中。该方法可以进一步包括在将一种或多种水溶性聚合物溶解在水中之后使该水溶液的温度冷却下来。
在该方法中使用的水溶性聚合物可以选自由以下组成的组：聚乙烯醇、聚(乙烯乙烯醇)、聚乙酸乙烯酯、聚(乙烯乙酸乙烯酯)、乙酸纤维素以及它们的混合物。在该方法中使用的水溶性聚合物可以具有相对于在水溶性聚合物中的可水解基团的总数为70至100％的水解度。在该方法中使用的水溶性聚合物可以具有500至50,000g/mol、优选20,000至40,000g/mol的重均分子量。
水基屏障粘合剂可以进一步包含水溶性溶剂。相对于水基屏障粘合剂的总重量，水基屏障粘合剂可以包含0.1至50wt％、优选0.1至30wt％、更优选10至20wt％的水溶性溶剂。水溶性溶剂可以选自由以下组成的组：甲醇、乙醇、丙醇、丁醇及其混合物。
在本发明的方法中，将水溶液与聚氨酯混合可以包括在至少5分钟的持续时间内将聚氨酯添加到水溶液中。
向水溶液中添加聚氨酯可以在25℃至40℃范围内的温度下进行。
聚氨酯与水溶性聚合物的重量比可以是5:1至1:30。
最后，该目的是通过水基屏障粘合剂作为食品包装中的屏障粘合剂层的用途实现的。
有益效果
本发明人惊奇地发现，根据本公开的水基屏障粘合剂可以用作屏障粘合剂，特别是在食品包装中，并且在此方面有助于改善屏障特性，特别是关于氧气透过率(OTR)和水蒸气透过率(WVTR)。
本发明人进一步发现，上述优点屏障特性与良好的膜外观和粘合特性相结合。
另一个优点是本发明的水基屏障粘合剂将改善的屏障性能与再循环能力相结合。
最近，作为可回收利用的趋势，存在开发用于包装(特别是软包装)的单材料的尝试，例如，用于包装的多层膜，具有至少约70％的单材料(即可再循环组分)，优选至少90％的单材料(即可再循环组分)，这取决于总膜厚度的设计和不可再循环组分的涂覆重量或涂覆厚度。本发明的水基屏障粘合剂允许制备具有良好屏障特性的包含>95％的单材料(即可再循环组分)的层压膜。
具体实施方式
材料
聚氨酯分散体(PUD)具有32至35wt％的固体含量。聚氨酯由重均分子量为约40,000至90,000g/mol的脂肪族聚醚氨基甲酸酯和脂肪族聚酯氨基甲酸酯组成。在下述实施例中使用的各材料以商品名NeoRezTM购自DSM Coating Resins和以商品名LOCTITETM购自Henkel Company。
聚乙烯醇(PVA)具有20,000至40,000g/mol的重均分子量和96的水解度。在以下实施例中使用的各材料是以商品名FujiFilm WakoTM从FUJIFILM Wako Pure ChemicalCorporation、以商品名PovalTM和ExevalTM从Kuraray Company、以商品名GOHSENOL从Mitsubishi Chemical Corporation和以商品名DENKA POVAL从DENKA Company购买的。
聚(丙烯酸)(PAA)具有300,000至500,000道尔顿的粘均分子量(Mv)、100至3,000cP的布氏粘度以及100至110摄氏度的玻璃化转变温度。在以下实施例中使用的各材料购自Sigma Aldrich公司。
测量方法
粒度
粒度(＝粒径)和比表面积是通过Zetasizer Nanoseries型号S4700(MalvernInstrument，UK)测量的，其中样品在去离子水中以约0.001至0.003wt％的浓度稀释，分散剂折射率为1.33和颗粒折射率为1.56。
粘度
溶液粘度是通过布氏粘度计在25℃下用针NO.18测量的，扭矩值大于90％并且速度为14-30rpm。
分子量
数均分子量(Mn)、重均分子量(Mw)和Z均分子量(Mz)是通过凝胶渗透色谱法(GPC)(使用THF系统、流速1.00mL/min、注射值100μL、检测器温度35℃、柱温度35℃、以及样品浓度1.999、4.001、5.999mg/mL)评估的。
氧气透过率
在23℃的温度和0％相对湿度(％RH)下使用氧气透过率分析仪(
Figure BDA0003516460810000091
2/21MT)根据ASTM D3985测量氧气透过率(OTR)(cc/m2/天)。
水蒸气透过率
水蒸气透过率(WVTR)(g/m2/天)是使用水蒸气渗透分析仪(Systech Illinois，7002)根据ASTM F1249在38℃和90％RH下测量的。
胶带初始粘性
根据ASTM F 2296通过胶带试验测定初始粘性。简言之，将透明胶带放置在涂覆的膜上。在确保胶带与涂覆的膜之间的良好接触之后，用手快速移除胶带。然后，目视检查移除的胶带和涂覆的膜。
粘附强度
使用万能试验机(UTM)在100N的外加负荷和254mm/min的剥离速度下测量粘附强度(N/15mm)。样品宽度恒定地固定在15mm。
膜外观
目视观察膜外观并且还在扫描电子显微镜(SEM)下分析。
水基屏障粘合剂的制备
比较例1
PVA溶液是通过在90至95℃的温度下将PVA溶解在水中制备的。然后，在环境气氛下将其冷却至环境温度，搅拌速度为约300至800rpm，持续约1至2小时。
比较例2
PAA溶液是通过在90至95℃的温度下将PAA溶解在水中制备的。然后，在环境气氛下将其冷却至环境温度，搅拌速度为约300至800rpm，持续约1至2小时。
比较例3
将在比较例1和2中制备的PVA溶液和PAA溶液以表1中示出的部分比率混合。
实施例4、5、6和7
PVA溶液是通过在90至95℃的温度下将PVA溶解在水或水-甲醇混合中制备的。然后，在环境气氛下将其冷却至环境温度，搅拌速度为约300至800rpm，持续约1至2小时。
将PUD缓慢添加到PVA中持续约10至30min，然后保持连续搅拌3至5小时直到获得均匀的PUD-PVA溶液。
PVA与PUD的比率作为部分比率在表1中示出。
膜制备
样品1a至7a
使用多功能涂覆机(VCML，RK Printcoat Instruments)，在小于3.0gsm的涂覆重量或约1至2μm的厚度下，用如上所述制备的屏障粘合剂涂覆在约20μm的厚度下可商购的双轴取向聚丙烯(BOPP)。
通过分别使用比较样品1、2、3、4、5、6和7制备比较样品1a、2a、3a、4a、5a、6a和7a。
样品5b、5c和5d
然后，将样品5a与厚度为40μm的流延聚丙烯(cPP)膜、厚度为80μm的线性低密度聚乙烯(LLDPE)或厚度为20 80μm的BOPP膜层压。粘合剂固化是通过将层压膜在50℃的温度下保持至少24h完成的。
从表1可以看出，样品4至7显示了比所有比较例1至3更好的OTR值。此外，当PVA含量相对于PU含量的减少而增加时，OTR值趋于明显增加，如样品4和5中所示。然而，PVA含量增加太多导致屏障粘合剂或涂层在该涂覆的膜基底上的初始粘性和粘附强度降低，如样品5和6所示。此外，样品7中示出了半水基屏障粘合剂的粘合剂组成和屏障膜性能，与我们的原始水基屏障粘合剂相比，样品7被设计为改善粘合剂溶液在层压或涂覆过程期间的干燥性能和屏障膜上的残余载体溶剂，同时保持屏障特性。
Figure BDA0003516460810000121
*BOPP(20um)和CPP(40um)的膜参照物在OTR中具有≥2,000cc/m2/天的值并且在WVTR中具有8至11g/m2/天的值，**MF是材料损坏/膜(基底)撕裂，这意味着其可以在该涂覆的膜上达到最大粘附力，AF是粘附失败/分层，这意味着该粘合剂或涂层的粘附力在该涂覆的膜基底上不具有足够的粘附强度并且作为粘附功能其需要进行改善。
表2：具有不同膜结构的层压膜的特性示于表2中。
Figure BDA0003516460810000131
***MF是材料损害/膜撕裂，AF是粘附失败/分层
表2示出层压膜样品5b、5c和5d提供了优异的OTR和WVTR值。此外，这些结构包括大于90％的聚烯烃，该聚烯烃提供了再循环能力并且使材料适合于包装，尤其是食品包装。
在前面的描述和从属权利要求中公开的特征单独和其任意组合对于实现独立权利要求中做出的本公开的方面(以它们的各种形式)可能都是重要的。

Claims (15)

1.一种水基屏障粘合剂，包含：
聚氨酯；
至少一种水溶性聚合物，其中所述水溶性聚合物包含至少一个羟基；和
水。
2.根据权利要求1所述的水基屏障粘合剂，其中，相对于所述水基屏障粘合剂的总重量，所述水基屏障粘合剂包含1至30wt的量的所述聚氨酯。
3.根据权利要求1或2所述的水基屏障粘合剂，其中，相对于所述水基屏障粘合剂的总重量，所述水基屏障粘合剂包含5至60wt％的量的所述至少一种水溶性聚合物。
4.根据前述权利要求中任一项所述的水基屏障粘合剂，进一步包含至少一种添加剂，优选所述添加剂的量相对于所述水基屏障粘合剂的总重量为0.1至10wt％。
5.根据前述权利要求中任一项所述的水基屏障粘合剂，其中，所述聚氨酯和所述至少一种水溶性聚合物以5:1至1:30的重量比包含在所述水基屏障粘合剂中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的水基屏障粘合剂，其中，所述聚氨酯包括聚醚氨基甲酸酯和脂肪族聚酯氨基甲酸酯。
7.根据前述权利要求中任一项所述的水基屏障粘合剂，其中，所述水溶性聚合物选自由以下组成的组：聚乙烯醇、聚(乙烯乙烯醇)、聚乙酸乙烯酯、聚(乙烯乙酸乙烯酯)、乙酸纤维素以及它们的混合物。
8.根据前述权利要求中任一项所述的水基屏障粘合剂，其中，所述水基屏障粘合剂还包含水溶性溶剂。
9.一种屏障膜，包括基底和至少涂覆在所述基底的表面上的屏障粘合剂层，其中所述屏障粘合剂层包含根据前述权利要求中任一项所述的水基屏障粘合剂。
10.根据权利要求9所述的屏障膜，其中，涂覆在所述基底上的所述屏障粘合剂层具有0.1至10μm的厚度。
11.根据权利要求9或10所述的屏障膜，其中，所述水基屏障粘合剂以0.1至5g/m2的量涂覆在所述表面上。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的屏障膜，进一步包括邻近所述屏障粘合剂层的层压层，其中所述屏障粘合剂层设置在所述层压层与所述基底之间。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的屏障膜，其中，所述基底和/或所述层压层包括聚乙烯、聚丙烯或纸。
14.一种生产根据权利要求1至8中任一项所述的水基屏障粘合剂的方法，所述方法包括：
-提供包含所述至少一种水溶性聚合物的水溶液；以及
-将所述水溶液与所述聚氨酯混合。
15.水基屏障粘合剂在包装、优选食品包装中作为屏障粘合剂层的用途。
CN202080059780.0A 2019-09-03 2020-09-03 水基屏障粘合剂 Pending CN114302937A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SG10201908115Y 2019-09-03
SG10201908115Y 2019-09-03
PCT/EP2020/074526 WO2021043860A1 (en) 2019-09-03 2020-09-03 Water-based barrier adhesive

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114302937A true CN114302937A (zh) 2022-04-08

Family

ID=72381075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080059780.0A Pending CN114302937A (zh) 2019-09-03 2020-09-03 水基屏障粘合剂

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220275261A1 (zh)
EP (1) EP4025424B1 (zh)
JP (1) JP2022547454A (zh)
CN (1) CN114302937A (zh)
ES (1) ES2967900T3 (zh)
WO (1) WO2021043860A1 (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11323300A (ja) * 1998-05-13 1999-11-26 Nippon Polyurethane Ind Co Ltd 水性接着剤用ポリウレタン系エマルジョン及びそれを用いた水性接着剤
JP2000263725A (ja) * 1999-03-12 2000-09-26 Dainippon Printing Co Ltd 積層材およびそれを使用した包装用容器
KR20110075617A (ko) * 2009-12-28 2011-07-06 주식회사 효성 고기체차단성과 내수성을 갖는 폴리비닐알콜 적층 필름 및 이의 제조방법
CN102388074A (zh) * 2009-04-14 2012-03-21 巴斯夫欧洲公司 由聚酯二醇、聚醚二醇和硅烷化合物制成的聚氨酯胶粘剂用于生产覆膜家具的用途
CN103555105A (zh) * 2013-10-24 2014-02-05 上海维凯化学品有限公司 环保型防复制全息转移涂料组合物及其制备方法
CN103589135A (zh) * 2013-10-17 2014-02-19 常州大学 聚乙烯醇改性水性聚氨酯的制备方法
CN105378008A (zh) * 2013-04-25 2016-03-02 凸版印刷株式会社 水系涂覆剂及阻气性膜
CN105682923A (zh) * 2013-10-15 2016-06-15 陶氏环球技术有限责任公司 制备具有降低的透氧性的层压制品的方法
CN109749539A (zh) * 2019-01-24 2019-05-14 上海海洋大学 一种高阻隔功能性pva涂布液及其制备方法和应用

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003213205A (ja) * 2002-01-28 2003-07-30 Nicca Chemical Co Ltd 水性アンカー剤組成物及びガスバリヤー性積層体
TWI614316B (zh) * 2012-02-28 2018-02-11 凸版印刷股份有限公司 水系塗布劑及氣體障壁性薄膜
WO2014152428A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Curatolo Benedict S Dual curable composition
JP6287064B2 (ja) * 2013-10-28 2018-03-07 凸版印刷株式会社 ガスバリア性フィルム
JP6427947B2 (ja) * 2014-05-15 2018-11-28 凸版印刷株式会社 ガスバリア性包装材料
EP3684611B1 (en) 2017-09-22 2022-05-04 Dow Global Technologies LLC Laminate film structures having barrier adhesive layer
US11504952B2 (en) * 2017-10-04 2022-11-22 Nippon Paper Industries Co., Ltd. Barrier material
CN109082258A (zh) * 2018-06-19 2018-12-25 合肥科天水性科技有限责任公司 一种水性pvc压延底胶及其制备方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11323300A (ja) * 1998-05-13 1999-11-26 Nippon Polyurethane Ind Co Ltd 水性接着剤用ポリウレタン系エマルジョン及びそれを用いた水性接着剤
JP2000263725A (ja) * 1999-03-12 2000-09-26 Dainippon Printing Co Ltd 積層材およびそれを使用した包装用容器
CN102388074A (zh) * 2009-04-14 2012-03-21 巴斯夫欧洲公司 由聚酯二醇、聚醚二醇和硅烷化合物制成的聚氨酯胶粘剂用于生产覆膜家具的用途
KR20110075617A (ko) * 2009-12-28 2011-07-06 주식회사 효성 고기체차단성과 내수성을 갖는 폴리비닐알콜 적층 필름 및 이의 제조방법
CN105378008A (zh) * 2013-04-25 2016-03-02 凸版印刷株式会社 水系涂覆剂及阻气性膜
CN105682923A (zh) * 2013-10-15 2016-06-15 陶氏环球技术有限责任公司 制备具有降低的透氧性的层压制品的方法
CN103589135A (zh) * 2013-10-17 2014-02-19 常州大学 聚乙烯醇改性水性聚氨酯的制备方法
CN103555105A (zh) * 2013-10-24 2014-02-05 上海维凯化学品有限公司 环保型防复制全息转移涂料组合物及其制备方法
CN109749539A (zh) * 2019-01-24 2019-05-14 上海海洋大学 一种高阻隔功能性pva涂布液及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘雷，等: ""聚醚-聚酯型水性聚氨酯胶粘剂的合成"", 《广东化工》, vol. 37, no. 2, pages 185 - 187 *
戴晨伟，等: ""高阻隔聚乙烯醇/水性聚氨酯涂布液的制备及性能研究"", 《安徽职业技术学院学报》, vol. 16, no. 3, pages 1 - 4 *
黄建颖，等: ""聚醚和聚酯型水性聚氨酯胶粘剂的制备及性能比较"", 《胶体与聚合物》, vol. 20, no. 1, pages 7 - 9 *

Also Published As

Publication number Publication date
ES2967900T3 (es) 2024-05-06
EP4025424A1 (en) 2022-07-13
JP2022547454A (ja) 2022-11-14
US20220275261A1 (en) 2022-09-01
WO2021043860A1 (en) 2021-03-11
EP4025424B1 (en) 2023-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101904558B1 (ko) 적층 필름
JP5595931B2 (ja) 酸素バリアコーティング組成物
JP5463228B2 (ja) 剥離剤、離型材および粘着テープ
JP5746188B2 (ja) フィルム状基材の接着法
KR20170121175A (ko) 적층 필름
NZ331408A (en) Solvent free urethane adhesive composition containing a mixture of hydroxy-terminated polyester and diisocyanate
KR102267906B1 (ko) 에탄올 베이스 잉크 조성물을 이용한 포장재 및 이의 제조 방법
WO2017145862A1 (ja) 積層フィルム
JP2016049780A (ja) 積層フィルム
US11198803B2 (en) Aminobenzoate-terminated materials for laminated adhesives
CN110746908B (zh) 一种含有改性聚烯烃的双固化粘合剂组合物
JP6060533B2 (ja) 積層フィルム
WO2012053503A1 (ja) 剥離剤、離型材および粘着テープ
CN101589475A (zh) 太阳能电池背面密封用片和太阳能电池组件
JPWO2019188283A1 (ja) ポリオレフィン系接着剤組成物
CN114302937A (zh) 水基屏障粘合剂
WO2022066319A1 (en) Waterborne adhesive composition
JPS6050149B2 (ja) 接着性の改良されたポリエステルフイルム
WO2018181108A1 (ja) 印刷印字用粘着シート、及び印刷印字用粘着シートの製造方法
CN111712553A (zh) 阻隔性涂料组合物及复合膜
WO2018101335A1 (ja) 両面粘着シート、及び両面粘着シートの製造方法
JP2017100392A (ja) 積層フィルム
JP2023182000A (ja) 水系コート剤、塗膜、および積層体
TW202235279A (zh) 積層薄膜

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination