CN115298250A - 混杂可膨胀组合物及其用途 - Google Patents

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Abstract

公开了提供改善的膨胀性和蓬松性的混杂可膨胀组合物。该混杂可膨胀组合物在为基材提供隔绝性和/或缓冲性方面特别有用。

Description

混杂可膨胀组合物及其用途
技术领域
本发明涉及提供改善的膨胀性和蓬松性(loft property)的混杂可膨胀组合物。特别地，本发明包括组合物以及制备所述组合物的方法，所述组合物用于为基材提供隔绝性(insulation)和/或缓冲性(cushioning)。
背景技术
可生物降解和/或可堆肥的包装和容器很受欢迎。一种这样的包装包括基于纤维素的基材，所述基材源自可以再循环、堆肥化和/或生物降解的可再生材料。该包装通过将两个纤维素基材接合而制成，在两个纤维素基材之间插入有多个气隙。这些可选包装的一些缺点包括对于塑料包装而言的低隔绝性和较差结构完整性。当包装被触摸和弯曲时，气隙受到压缩，并且隔绝性在那些经压缩的区域中被破坏。各种技术描述于US 9,580,629、US8,747,603、US 9,273,230、US 9,657,200、US 2014/0087109、US 2017/0130399、US 2017/0130058、US 2016/0263876和WO2019/018523中。一些技术通过包括额外的基材或较厚的基材或者通过加强气隙隔绝来改善结构完整性。此类增加物提高了碳足迹(carbonfootprint)或者提高了总体包装的成本。在本领域中需要有效的隔绝性和结构完整性以生产环境和经济上合理的包装和容器。
发明内容
本发明涉及提供改善的膨胀性和蓬松性的混杂可膨胀组合物。
在本发明的第一实施方案中，提供具有改善的隔绝性和缓冲性的混杂可膨胀组合物，所述混杂可膨胀组合物包含：粘结剂体系，所述粘结剂体系是(i)Tg范围为约-40℃至约60℃的乳液聚合物粘结剂与(ii)淀粉或糊精的混合物；多个预膨胀或可膨胀微球体；以及水溶性盐。
本发明的另一个实施方案提供混杂可膨胀组合物，其特征在于具有闭孔结构和开孔结构，其由混杂可膨胀组合物制备，所述混杂可膨胀组合物包含：约30至约80重量％的混杂粘结剂体系混合物；约1至约15重量％的多个微球体；约0.1至约5重量％的水溶性盐；以及不超过约5重量％的添加剂。
本发明的又一个实施方案提供形成混杂可膨胀材料的方法，所述方法包括以下步骤：制备混杂可膨胀组合物，所述混杂可膨胀组合物包含(i)约30至约80重量％的粘结剂混合物体系，所述粘结剂混合物体系是(i)Tg范围为约-40℃至约60℃的乳液聚合物粘结剂与(ii)淀粉或糊精的混合物；(ii)约1至约15重量％的多个微球体；(iii)约0.1至约5重量％的水溶性盐；以及(vi)不超过约5重量％的添加剂；将所述混杂可膨胀组合物施加至基材上；使所述混杂可膨胀组合物经受快速加热；以及冷却所述混杂可膨胀组合物以使所述混杂可膨胀材料凝固。
附图说明
图1A是未膨胀样品3的侧视相片。
图2B是膨胀的样品3的侧视相片。
图2是样品3回弹性测试的力(g)与凹陷(mm)的关系曲线图。
图3是样品3的各回弹性测试的峰值力。
图4A是具有20％微球体的膨胀的比较样品的俯视相片。
图4B是膨胀的样品3的俯视相片。
图5A是具有20％微球体的膨胀的比较样品的侧视相片。
图5B是膨胀的样品3的侧视相片。
具体实施方式
除非另有定义，否则本文使用的所有技术术语和科学术语都具有与本领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。如发生矛盾，将以本文件(包括定义)为准。在下文中描述了优选的方法和材料，尽管与本文所述的那些类似或等同的方法和材料可以用于实施或测试本公开。本文所提及的所有出版物、专利申请、专利和其他参考文献均通过引用整体并入。本文所公开的材料、方法和实例仅是说明性的，而不意欲为限制性的。
如本文所用，术语“包含”可以包括实施方案“由……组成”和“基本上由……组成”。如本文所用，术语“包含”、“包括”、“具有(having和has)”、“可以”、“含有”及其变体旨在是开放式过渡短语、术语、或词语，其需要存在指定的成分/步骤并且允许存在其他成分/步骤。然而，这样的描述也应当被解释为将组合物或方法描述为“由列举的成分/步骤组成”和“基本上由列举的成分/步骤组成”，这允许仅存在指定的成分/步骤连同可能由其产生的任何杂质，并且排除其他成分/步骤。
本文中的数值(特别是在其涉及聚合物或聚合物组合物时)反映出可以含有不同特征的各个聚合物的组合物的平均值。此外，除非指出相反，否则数值应当被理解为包括当减少至相同有效数字位数时相同的数值、以及与所陈述值相差小于本申请中所描述的用于测定该值的类型的常规测量技术的实验误差的数值。
本文公开的所有范围包括所叙述的端点并且可独立地组合(例如，“2至10”的范围包括端点2和10、以及所有中间值)。本文公开的范围的端点和任何值不限于精确的范围或值；它们足够地不精确，以包括接近这些范围和/或值的值。如本文所用，可以应用近似的语言来修饰任何定量表示，该定量表示可以变化而不导致与其相关的基本功能的变化。因此，在一些情况下，由一个或多个术语(如“约”)修饰的值可以不限于指定的精确值。至少在一些情况下，近似的语言可以对应于用于测量该值的仪器的精确性。修饰语“约”也应当被认为公开了由两个端点的绝对值限定的范围。例如，表述“约2至约4”也公开了“2至4”的范围。术语“约”可以是指加上或减去所指出的数字的10％。例如，“约10％”可以表示9％至11％的范围，并且“约1”可以意指0.9-1.1。“约”的其他含义(如四舍五入)可以从上下文中显而易见，因此例如“约1”也可以意指0.5至1.4。
本发明提供混杂可膨胀组合物，并且一旦膨胀就提供其所适用的隔绝特性和结构完整性。本文所述的混杂可膨胀组合物可以用于可再循环、可堆肥或可生物降解的基材。与需要塑料气泡裹包材料(plastic bubble wrap)来提供缓冲性和隔绝性的常规包装相比，本文所述的混杂可膨胀组合物需要较少的合成材料。最终结果是花费更少且更有环保意识的产品。可用于本文的混杂可膨胀组合物包括供消费者使用的纸制品，如用于包装、容器、信封、盒等的纸制品。
本发明所基于的发现是用于制备基于开孔泡沫和闭孔泡沫的混杂体系的隔绝防护性产品的混杂可膨胀组合物。当开孔泡沫和闭孔泡沫的组合一起形成时，其以较少的碳足迹为产品提供结构完整性和防护隔绝特性。此外，混杂泡沫允许产品使用较薄(较低基重)的基材，从而甚至进一步减少了碳足迹。
在第一实施方案中，混杂可膨胀组合物包含：粘结剂体系，所述粘结剂体系是(i)Tg范围为约-40℃至约60℃的乳液聚合物粘结剂与(ii)淀粉或糊精的混合物；多个预膨胀或可膨胀微球体；以及水溶性盐。组合物还可以包含一种或多种消泡剂、增塑剂、防腐剂、表面活性剂、流变改性剂、填料、颜料、染料、稳定剂、聚乙烯醇、湿润剂、及其混合物。可以根据需要使用不会对组合物和组合物的隔绝特性产生不利影响的其他材料。
(i)Tg范围为约-40℃至约60℃的乳液聚合物粘结剂与(ii)淀粉或糊精的各种组合可以用于形成该粘结剂混合物；然而，粘结剂必须具有在25℃和0.1s-1下测量的大于10Pas的剪切粘度以及在25℃和100s-1下用Brookfield测量的约小于2Pas的粘度。该粘度范围允许混杂可膨胀组合物提供更好的储存期和涂布性能。
乳液聚合物可以包括任何期望的聚合物组分，所述聚合物组分包括乙酸乙烯酯乙烯分散体、聚乙酸乙烯酯、聚乙酸乙烯酯聚乙烯醇、糊精稳定化的聚乙酸乙烯酯、聚乙酸乙烯酯共聚物、乙酸乙烯酯乙烯共聚物、乙烯基丙烯酸类、苯乙烯丙烯酸类、丙烯酸类、苯乙烯丁基橡胶、聚氨酯、淀粉、及其混合物。特别优选的乳液聚合物组分是乙酸乙烯酯乙烯分散体、聚乙酸乙烯酯和淀粉。优选地，乳液聚合物通过亲水性保护胶体来稳定化。乳液聚合物的Tg范围为约-40℃至约60℃；优选地约-40℃至约0℃；并且最优选地约-35℃至约-5℃。
基于混杂可膨胀组合物的总重量，淀粉或糊精组分可以为约5至约30重量％。
通常，糊精通过在酸的存在下在低于150℃的温度下加热淀粉、典型地在温和水解条件下加热30-40％悬浮液(79-120℃，处于0.2-2％H2SO4或HCl中3-8小时)来制备。根据2006年公布的默克索引(Merck Index)(糊精Monograph No.2953)，白糊精的溶解度范围为5％至90％。与黄糊精或英国胶(British gum)相比，白糊精具有更低的水溶解度和粘度。用于混杂可膨胀组合物的优选白糊精的溶解度范围为约25％至约75％。
淀粉可以是天然淀粉和/或改性淀粉。天然淀粉可以选自玉米、马铃薯、稻、木薯、或任何其他淀粉来源。改性淀粉通过特定淀粉的化学改性、物理改性或酶改性来制备。
在混杂可膨胀组合物中，微球体可以是预膨胀或可膨胀微球体。预膨胀微球体完全膨胀，并且不需要经受进一步膨胀。可用于本发明的混杂可膨胀微球体应当能够在热和/或辐射能量(包括例如微波、红外、射频和/或超声能量)的存在下在尺寸方面膨胀。可用于本发明的微球体包括例如具有天然壳、半合成壳或合成壳和烃核的可热膨胀聚合物微球体。优选的可膨胀微球体包括烃核和聚丙烯腈和/或聚丙烯酸酯壳(如以商品名
Figure BDA0003846539420000051
出售的那些)以及其他类似的微球体(如以商品名
Figure BDA0003846539420000052
出售的那些)。混杂可膨胀微球体可以具有任何未膨胀的尺寸，包括约10微米至约30微米的直径。在热的存在下，本发明的混杂可膨胀微球体的直径能够增加约3倍至约10倍。也就是说，混杂可膨胀微球体的直径可以膨胀起始直径的约300％至起始直径的约1000％，并且最期望地，混杂可膨胀微球体的直径可以膨胀起始直径的约350％至起始直径的约600％。在膨胀后，微球体提供闭孔泡沫结构，以在混杂可膨胀组合物中提供蓬松性。
混杂可膨胀微球体具有它们开始膨胀时的特定温度和它们达到最大膨胀时的第二温度。不同类别的微球体具有不同的膨胀温度(Texp)和最大膨胀温度(Tmax)。例如，一种特别有用的微球体具有约80℃的Texp和约120℃的Tmax，而另一种可用的微球体具有约135℃的Texp和约200℃的Tmax。虽然可以在本发明中使用任何特定类别的微球体，但是在配制和加工时微球体的Texp和Tmax应当被予以考虑。期望地，这些微球体开始膨胀时的温度(Texp)为约80℃至约135℃。期望地，微球体达到最大膨胀时的温度(Tmax)为约120℃至约200℃。尽管特定微球体及其各自的Texp和Tmax的选择对本发明并非关键，但加工温度可以根据这些温度而改变。
混杂可膨胀组合物中的水溶性盐选自氯化钠、氯化钾、硝酸钠、硝酸钾、硫酸钾、硫酸铵、及其混合物。不受任何特定理论的束缚，盐允许组合物中的水更快地升温并且缩短组合物膨胀所需的时间。当添加时，基于组合物的总重量，可以使用约0.1至约5重量％、优选地约0.5至3重量％。
组合物还可以包含一种或多种消泡剂、增塑剂、防腐剂、表面活性剂、流变改性剂、填料、颜料、染料、稳定剂、聚乙烯醇、湿润剂、及其混合物。基于混杂可膨胀组合物的总重量，可以添加不超过5重量％的添加剂，所述添加剂包括消泡剂、增塑剂、防腐剂、表面活性剂、流变改性剂、填料、颜料、染料、稳定剂、聚乙烯醇或湿润剂。
在另一个实施方案中，混杂可膨胀组合物包含：
a.约30至约80重量％的粘结剂体系；
b.约1至约15重量％的微球体；
c.约0.1至约5重量％的水溶性盐；以及
d.不超过约5重量％的添加剂。
取决于粘结剂体系，混杂可膨胀组合物在润湿时对基材具有粘性。此外，混杂可膨胀组合物在膨胀后维持对基材的粘性。虽然强粘合性不是必要的，但长时间保留在基材上以提供隔绝性和缓冲性是期望的。技术人员可以修改粘合性水平，以增加或减小对特定基材的粘性。
还提供形成混杂可膨胀材料的方法。在该方法中，形成混杂可膨胀材料包括以下步骤：
a.制备如上所述的混杂可膨胀组合物；
b.将所述混杂可膨胀组合物施加至基材上；
c.使所述混杂可膨胀组合物经受快速加热；
d.冷却所述混杂可膨胀组合物。
组合物可以紧接在形成之前制备，或者其可以预先制备并储存直至需要。
混杂可膨胀组合物可以以任何期望的布局施加至基材上，所述布局包括一系列点、条纹、波纹、棋盘状图案(checkerboard pattern)、具有基本上平坦的底部的任何一般多面体形状、及其组合。此外，混杂可膨胀组合物可以以一系列圆柱体施加至第一表面。此外，如果需要，则混杂可膨胀组合物可以施加至整个基材。任选地，可以将第二基材施加至混杂可膨胀组合物的顶部表面，从而形成如下夹层配置：第一基材-可膨胀组合物-第二基材。在另一个实施方案中，可以利用多个基材来形成多层制品，以提供增强的隔绝性和缓冲性。对于具有多于两个基材的制品，可以将混杂可膨胀组合物以与前一个基材偏离的图案(各基材上的图案的布局与下方和上方的布局偏离)施加，以为制品提供强度。基材可以是纤维素基材、木材或熔点大于约100℃的塑料膜。特别优选的基材是纤维板、粗纸板(chipboard)、瓦楞纸板(corrugated board)、瓦楞纸芯层(corrugated medium)、固体漂白纸板(solid bleached board)、固体漂白亚硫酸盐纸板(solid bleached sulphiteboard)、固体未漂纸板(solid unbleached board)、漂白浆挂面粗纸板(white linedchipboard)、牛皮纸、牛皮纸板、封面纸板(binder board)、涂布纸。可替代地，基材可以是定向聚丙烯膜、赛璐玢(CELLOPHAN)、聚酯膜、聚丙烯膜、聚乙烯膜、金属化膜、可堆肥聚合物膜、可生物降解聚合物膜、或生物基膜。此外，基材可以是基本上平面的或非平面的，例如通常存在于瓦楞基材中的纸芯层。
混杂可膨胀组合物发泡需要快速加热，包括微波、红外、射频和/或超声能量加热。快速加热提供来自可膨胀组合物中的粘结剂的开孔结构。最大加热温度不应当比混杂可膨胀微球体(如果用于组合物中)的Tmax高大于约30℉。比Tmax高出远大于约30℉的温度将使微球体破裂。
混杂可膨胀组合物在发泡后的特征为具有闭孔结构和开孔结构。闭孔结构来自微球体，而开孔结构由粘结剂体系产生。乳液聚合物粘结剂与淀粉或糊精的粘结剂混合物提供这些开孔结构。虽然不受任何特定理论的束缚，但与由微球体产生的空间结合且进一步与来自乳液聚合物的回弹性结合的淀粉或糊精的快速加热允许组合物产生混杂可膨胀体系的较高蓬松性或膨胀性。闭孔结构和开孔结构两者的组合提供较高膨胀性的协同效应。虽然较高的微球体负载可以提供类似的膨胀性，但当粘结剂聚合物无法填充膨胀的球体之间的间隙时，发生负载受限。此外，这样的体系变得太脆弱，并且无法提供防护性隔绝(垫料)和缓冲。没有任何微球体的体系无法提供显著的蓬松性。此外，这种特定的协同发泡体系提供回弹性，并且即使在施加压力时也维持闭孔结构和开孔结构。
当混杂可膨胀材料冷却时，闭孔结构和开孔结构凝固。在该冷却阶段期间，可以通过向基材上施加压力来标准化基材高度。这将在整个基材上提供一致的膨胀材料高度。
已经发现，本发明的混杂可膨胀组合物能够提供包装和容器中所需的必要防护性隔绝和缓冲。粘合剂和涂料可以施加至基材上，以形成期望的包装和容器。粘合剂可以连续地或非连续地施加在基材的边缘处，以密封包装和容器。在另一个实施方案中，粘合剂可以选择性地施加在非边缘部分上，以将基材保持在一起。包装和容器可以形成为信封、小袋、袋、盒、纸盒、箱、盖、裹包材料、蛤壳式物品(clamshell)、杯、食品容器等。
在一个实施方案中，形成了混杂可膨胀组合物以非连续图案散布在两个基材之间的包装。例如，粘合剂可以施加至一个基材的边缘以将两个基材保持在一起以形成平面制品。然后，可以用相同或不同的粘合剂将第二单个平面制品粘合至3/4侧上以形成小袋。可替代地，单个平面制品可以在一个接缝处折叠，并且其他两个边缘可以用相同或不同的粘合剂密封在一起以形成小袋。还设想了压敏粘合带可以附接在最后剩余的边缘处以密封包装。在一个实施方案中，最后的边缘可以形成为袋盖，其中压敏粘合剂施加在袋盖上。压敏粘合剂可以具有衬垫覆盖件，并且该衬垫覆盖件可以在稍后的时间点移除以封闭和密封袋盖。含有混杂可膨胀材料的平面制品可以是利用粘合剂形成制品(包括信封、袋、盒、纸箱、箱、盖、裹包材料、蛤壳式物品、杯和食品容器)的基础。可替代地，这些制品可以首先成形，然后混杂可膨胀组合物和粘合剂可以被采用并膨胀以形成期望的制品。
以上所提及的粘合剂也可以由可再生或可堆肥、或可生物降解材料制成，以进一步减少碳足迹。设想了热熔性粘合剂和水性粘合剂两者，因为它们可以与混杂可膨胀组合物同时加工。当混杂可膨胀组合物在快速加热期间膨胀时，热熔性粘合剂和水性粘合剂凝固并且使基材粘结在一起。
由于家用微波炉中的加热不一致性，一些膨胀的泡沫可能不对称。“膨胀的夹层”的高度可以被测量，并且用作膨胀程度的指导。然而，单独的高度不能单独地用于判断混杂组合物的膨胀程度，并且其他因素(如固体百分比、粘度、膨胀比、泡沫损失和泡沫回弹性)用于评价发泡的材料。
泡沫回弹性是泡沫及其在反复压缩后的恢复能力的四因素评价。四个因素是初始压缩力、初始泡沫高度、泡沫高度损失(凹陷)和力下降的斜率。因此，回弹性并非代表单个量化的数量，而是用于确定最具回弹性的膨胀泡沫和期望值的四方面方法。泡沫高度是可膨胀组合物快速加热和干燥后的初始高度。高的初始泡沫高度是期望的。初始力是发泡的材料对压缩的抵抗力。初始力越高，发泡材料抵抗压缩就越强。泡沫损失是反复压缩循环后初始泡沫高度的降低。低的泡沫损失是期望的，因为这表示从反复压缩循环中的较好恢复。斜率由对5次循环回弹性测试中压缩峰值力下降的半对数拟合获得。较低的斜率表明泡沫将从反复压缩中恢复。
因素 优选 更优选 更优选
泡沫高度(mm) ＞3.5 ＞4 ＞5，在50mg点状物质量的情况下
初始力(g) ＞100 ＞150 ＞200，以成为相当强的
泡沫损失(mm) ＜0.8 ＜0.7 ＜0.6，以维持厚度
斜率，绝对值 ＜100 ＜80 ＜50，以具有较好的恢复性
通过分析以下实施例可以更好地理解本发明，所述实施例是非限制性的并且仅旨在帮助解释本发明。
实施例
实施例1-样品的形成
以下样品通过在室温下在容器中按以下顺序合并组分并且用顶置桨式混合器以约300rpm混合来制备：水、盐、微球体、粘结剂体系(按最低粘度至最高粘度的顺序)、然后是添加剂。各样品的组分示于表1中。
表1.
Figure BDA0003846539420000101
实施例2-样品的性能特性
对于每个样品，测量固体百分比、粘度、膨胀比、斜率、初始力、泡沫高度、泡沫损失和回弹性测试循环并且列于表2中。
表2
Figure BDA0003846539420000111
固体百分比通过在分析天平上的预称重盘中称取约1.0ml的样品、然后将其放置在130℃烘箱中30分钟来测量。在干燥后对样品重新称重，计算固体百分比，并且报告在表2中。
样品的剪切粘度是在25℃下在具有2.5cm直径平行板的ARES-流体流变仪上测量的。将一滴样品放置在几何结构(geometry)上并且将间隙设定为约0.2mm，使得液体样品刚好填充在板之间。从0.01s-1至1000s-1执行剪切速率扫描，从数据集中获取在0.1s-1和100s-1下的两个数据点并且报告在表2中。
泡沫高度是样品在其已经膨胀后的高度。将已知质量的可膨胀样品(通常为20至100毫克)以半球形点状物/滴状物的形式放置在薄玻璃盖玻片上，并且直接放置在1kW家用微波炉中靠近环形轨道上方边缘处的转盘上。然后，将其以全功率加热10秒。半球形点状物膨胀成对称的“菌盖(mushroom cap)”或者非常接近它。新近膨胀的泡沫在膨胀后将仍然含有湿气，因此让其干燥或凝固。然后，在具有已知宽度的参考的情况下对干泡沫的侧视图进行拍摄，并且用图像分析软件(ImageJ或Fiji)将轮廓数字化，以能够确定泡沫的高度和体积。
图1是样品3的侧视图。图1A是未膨胀的湿样品1，并且图1B是膨胀且经干燥的样品1。
膨胀比是膨胀的干泡沫的体积除以液体样品的体积。如上所述，20至100毫克的样品量被用于采用微波炉形成高度为约4至8mm的膨胀的泡沫点状物。由于样品的湿密度是已知的，因此计算湿体积，并由此获得膨胀比。可替代地，对湿滴状物的侧面轮廓进行拍摄，并且数字化以算出湿体积。
为了测量初始力、泡沫损失和斜率，进行五次回弹性测试循环。这些测量采用平行台板设置在质构分析仪(型号TA.XPlus)上进行。用质构分析仪软件编写专用程序，并且由计算机自动进行测试。首先将顶板/探针定位在底板上方10mm处。然后，将具有纸-膨胀样品-纸配置的夹层样品(如上所述用上述微波炉膨胀)放置在板之间。然后朝向夹层缓慢地移动顶板，直至测力传感器感测到10克力。此时，顶板停止，并且由程序记录其位置，因此夹层厚度(初始泡沫高度)被记录。然后，将顶板远离夹层的顶表面后退1mm。接着，程序执行循环压缩测试5次。探针压缩速度为2mm/s，并且压缩距离为3mm。由于探针开始距离1mm，因此在夹层上执行的实际压缩为2mm。对于整个时间，记录力、距离和时间，并且计算机程序记录每个循环的峰值压缩力。将第一次压缩循环的峰值力记录为初始力。在第五次循环时，测量泡沫的高度，计算初始高度与最终高度之间的差值，并且报告为泡沫损失。通常，峰值力随着每次循环而下降，并且夹层的厚度也随后下降。绘制曲线图，以示出每次测试循环的力(g)与凹陷(mm)的关系曲线。这示出于针对样品3的图2中。
为了确定斜率，将每次测试循环的峰值力针对循环数绘图，并且用半对数递减函数拟合。提取斜率(绝对值)用于分析，并且这示出于图3中。
图4是用配备有40mm micro-Nikkor DX镜头的DSLR Nikon相机近距离拍摄的已经撕开的膨胀的样品的俯视图。图4A的被拍摄样品用70％聚乙烯醇、20％微球体、1％盐、2％水和7％添加剂制成。图4B是样品3。即使仅有4％的微球体，这两种样品仍含有相似的气隙含量。
图5是图4的同一样品的侧视图。从侧视图可见，即使样品3仅具有4％的微球体，两个图片仍显示出相似的空隙。另外，与图5A相比，图5B中存在更多的可见开孔结构。
泡沫高度随着淀粉/糊精(比较样品B)以及乳液聚合物(比较样品C)中微球体的添加而增加。然而，当两者作为粘结剂体系混合时(样品1-5)，泡沫高度变得显著增加。重要的是，当两者作为粘结剂体系混合时，泡沫损失变得较少。组合的粘结剂体系的使用还提供较低的斜率和较好的回弹性。

Claims (20)

1.混杂可膨胀组合物，所述混杂可膨胀组合物包含：
a.粘结剂体系，所述粘结剂体系包含(i)Tg范围为约-40℃至约60℃的乳液聚合物粘结剂与(ii)淀粉或糊精的混合物；
c.多个预膨胀或可膨胀微球体；以及
d.水溶性盐。
2.如权利要求1所述的混杂可膨胀组合物，其中所述乳液聚合物选自乙烯乙酸乙烯酯、乙酸乙烯酯乙烯分散体、聚乙酸乙烯酯、聚乙酸乙烯酯聚乙烯醇、糊精稳定化的聚乙酸乙烯酯、聚乙酸乙烯酯共聚物、乙酸乙烯酯-乙烯共聚物、乙烯基丙烯酸类、苯乙烯丙烯酸类、丙烯酸类、苯乙烯丁基橡胶、聚氨酯、及其混合物。
3.如权利要求1所述的混杂可膨胀组合物，其中所述淀粉是天然淀粉或改性淀粉。
4.如权利要求1所述的混杂可膨胀组合物，其中所述糊精的水溶解度范围为约25％至约75％。
5.如权利要求1所述的混杂可膨胀组合物，其中所述微球体具有由天然聚合物、半合成聚合物或合成聚合物制备的壳。
6.如权利要求5所述的混杂可膨胀组合物，其中所述微球体是具有烃核以及聚丙烯腈和/或聚丙烯酸酯壳的可膨胀微球体。
7.如权利要求5所述的混杂可膨胀组合物，其中所述微球体的起始可膨胀温度为约80℃至约120℃。
8.如权利要求1所述的混杂可膨胀组合物，其中所述水溶性盐选自氯化钠、氯化钾、硝酸钠、硝酸钾、硫酸钾、硫酸铵、及其混合物。
9.如权利要求1所述的混杂可膨胀组合物，所述混杂可膨胀组合物还包含消泡剂、增塑剂、防腐剂、表面活性剂、流变改性剂、填料、颜料、染料、稳定剂、聚乙烯醇、湿润剂、及其混合物。
10.如权利要求1所述的混杂可膨胀组合物，所述混杂可膨胀组合物包含：
a.约30至约80重量％的所述粘结剂体系；
b.约1至约15重量％的所述微球体；
c.约0.1至约5重量％的所述水溶性盐；
d.不超过约5重量％的添加剂。
11.如权利要求1所述的混杂可膨胀组合物，其中所述粘结剂体系具有用流变仪在25℃和0.1s-1下测量的大于约20000cps的剪切粘度以及用流变仪在25℃和100s-1下测量的小于约2000cps的粘度。
12.由混杂可膨胀组合物制备的混杂可膨胀材料，所述混杂可膨胀组合物包含：
a.约30至约80重量％的粘结剂体系；
b.约1至约15重量％的多个微球体；
c.约0.1至约5重量％的水溶性盐；以及
d.不超过约5重量％的添加剂；
其中所述混杂可膨胀材料的特征在于具有闭孔结构和开孔结构。
13.制品，所述制品包含如权利要求1所述的混杂可膨胀组合物和至少一个基材。
14.如权利要求13所述的制品，其中所述基材是纤维素基材、木材或熔点大于约100℃的塑料膜。
15.如权利要求14所述的制品，其中所述纤维素基材是纤维板、瓦楞纸板、固体漂白纸板、牛皮纸或涂布纸。
16.如权利要求13所述的制品，所述制品为杯、食品容器、箱、纸盒、袋、盒、盖、包装、信封、裹包材料或蛤壳式物品。
17.形成混杂可膨胀材料的方法，所述方法包括以下步骤：
a.制备混杂可膨胀组合物，所述混杂可膨胀组合物包含：
(i)约30至约80重量％的粘结剂体系，所述粘结剂体系是(1)Tg范围为约-40℃至约60℃的乳液聚合物粘结剂与(2)淀粉或糊精的混合物；
(ii)约1至约15重量％的多个微球体；
(iv)约0.1至约5重量％的水溶性盐；以及
(v)不超过约5重量％的添加剂；
b.将所述混杂可膨胀组合物施加至基材上；
c.使所述混杂可膨胀组合物经受快速加热；
d.冷却所述混杂可膨胀组合物；
由此形成所述混杂可膨胀材料。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述步骤b以选自以下的布局来施加：点、条纹、波纹、棋盘状图案、具有基本上平坦的基底的任何一般多面体形状、圆柱体、及其组合。
19.如权利要求17所述的方法，其中所述步骤c用微波、红外、射频和/或超声能量来进行。
20.如权利要求17所述的方法，其中所述步骤d在压力下进行，以向所述混杂可膨胀材料提供特定的高度。
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