专利名称：快速膜形成水基屏障涂层的制作方法
技术领域：
本发明涉及新颖的组合物，其用于在非常快速的固化速度且无需热能的情况下形 成连续且粘性的膜，所述膜提供抗水性、抗脂性和抗油性、疏水性、抗水蒸汽性，所述膜将用 作蜡代替物处理和用于软包装的外涂层。本发明还涉及从这种涂层材料形成的包装、容器 (container)、食品包装、容器(receptacle)等。本发明也涉及用于制备这些的方法。本发 明还涉及表面处理，其中所述表面例如是金属、织物、木材、水泥以及相关的建筑产品。
背景技术：
必须除去应用于含水纸张和纸板的水基屏障涂层，以形成连续膜。连续膜的质量 和无缺点对实现最理想的屏障性能非常重要。干燥过程通常能除去水。通常干燥过程是热量过程(传导、对流、辐射)，其中向液 体提供热量以使水蒸发。干燥条件是影响涂层性能的最重要的因素之一。质量问题例如气泡、水泡、针孔或 裂缝可能在不适当的干燥条件下产生。生产条件必须适应机器的种类、所使用的涂层和涂层量。干燥的成本占加工成本的主要部分，并且随着能源成本增加，干燥效率变得越来
越重要。因此，考虑到能源环境和石油资源时，能够用水基屏障涂层涂覆纸张，无需热量或 干燥机，但仍具有高速的涂覆速度将是有益的。
发明内容
本发明力求提供一种组合物，其含有聚合物组合物，使得迅速形成干膜。本发明还力求提供将抗水蒸汽性、抗油性和抗脂性赋予一种材料的方法。进一步，本发明力求提供形成涂层或膜的组合物的用途。更进一步，本发明力求提供含有膜涂层的基质材料。本发明的一方面涉及一种组合物，当其与一种聚合物组合物混合时，能够用于形 成一种连续和粘性的膜。该膜的特征在于，它提供抗水、抗脂和抗油性、提供水蒸汽屏障，并 且可以用作蜡代替物处理和用于软包装和其他基质上的外涂层。该膜在非常快的固化速度 形成，且不需要热能。本发明的另一方面涉及以下物质的用途i)肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸的一种或 几种盐；和ii)金属离子的C9-C18脂肪酸络合物，所述金属离子具有至少为3的氧化态。所述盐和脂肪酸络合物可以单独加入上述聚合物组合物，或作为分散体部分加入 上述聚合物组合物。因此，本发明的另一方面涉及催化组合物，其含有i)肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸 的一种或几种金属盐；和ii)金属离子的C9-C18脂肪酸络合物，所述金属离子具有至少为3 的氧化态。
本发明的另一个方面涉及用于形成膜的水基聚合物组合物，其含有i)肉豆蔻酸、 棕榈酸和硬脂酸的一种或几种二元盐；ii)金属离子的C9-CliJg肪酸络合物，所述金属离子 具有至少为3的氧化态；和iii)聚合物组合物，其含有聚合物、共聚物或聚合物或共聚物的 混合物。本发明的另一个方面涉及一种预混合组合物，其含有以下任意两种i)肉豆蔻 酸、棕榈酸和硬脂酸的一种或几种二元盐；ii)金属离子的C9-C18脂肪酸络合物，所述金属 离子具有至少为3的氧化态；和iii)聚合物组合物，其含有聚合物、共聚物或聚合物或共聚 物的混合物。本发明的又一方面涉及基质，其含有用本发明的聚合物组合物形成的膜涂覆的表本发明还涉及纤维素基表面，其含有本发明的聚合物膜形成组合物形成的膜。本 发明还涉及金属表面，其含有本发明的聚合物膜形成组合物形成的膜。本发明还涉及织物， 其含有本发明的聚合物膜形成组合物形成的膜。本发明还涉及玻璃，其含有本发明的聚合 物膜形成组合物形成的膜。本发明还涉及用于涂覆表面的方法，包括使用水基聚合物组合物而不使用热能或 微波能。本发明的一个具体实施方式
提供了一种涂层薄片材料，其是容易生物降解的，并 且是可循环的和再生的，基于所使用组分的种类。本发明提供涂层薄片材料，例如纤维素基 材料，包括牛皮纸，其是抗脂和油渗透的，而且也是抗水气渗透的。因此，本发明的具体实施 方式涉及用于食品、冷冻食品的容器和包装，如可烘容器、食品包装纸、容器和贮藏容器。本发明的另一个方面是提供一种上述组合物i)和iii)，用于形成本发明的膜涂 层。优选实施方式的详述本发明涉及水基无蜡涂层，其在非常快的速度且不需要引入热量的情况下形成 膜。其提供优异的抗水性(不剥落)、抗脂和抗油性以及良好的屏障水蒸气的性质。功能性涂层的成功通常依赖于具有均勻的涂层。对屏障性能而言，连续膜和无缺 点尤其重要。涂层中形成膜包括从液态到固态的变化。这是由于水的蒸发和分散体颗粒的 并合而完成的。聚合物起初以分离的球存在，所述分离的球通过连续水相分离。水通过蒸 发和渗入多孔的基质除去。随着浓度增加，聚合物颗粒一起移动并靠近。在这种特殊的情 况下，水由基质快速吸收，球或颗粒被迫靠近接触。最后，球变得紧靠因而致密，它们之间的间距产生毛细作用力。由于密堆积的出 现，水的毛细作用力将球或颗粒拉到一起形成连续且粘性的膜。膜形成的解除取决于聚合物的玻璃转变温度(通常被称为Tg)、粒径、配方组成和 干燥过程中的所达温度。本发明涉及一种完全不同的方法，其中盐例如硬脂酸钙影响膜形成的速率。通过 降低最小膜形成温度，盐例如硬脂酸钙用作结合剂。盐例如硬脂酸钙也用作乳化剂并减少 混合物的表面张力；这使得涂层彻底润湿表面，且存在于涂层中的水通过渗透入多孔纸基 质而迅速除去。金属离子例如铬的脂肪酸络合物的存在提高膜形成的速率，同时有助于得到更好的膜性质，包括抗释放性、疏水性、抗水性、抗水蒸汽性、抗脂和抗油性。因此，本发明的水基屏障涂层迅速形成连续且粘性的无缺点的膜，而不需要热量。 这种新颖的水基屏障涂层组合物的快速凝固干燥膜形成概念使得屏障涂层技术得以延伸 应用至热源不足或缺乏的非常规设备，例如施胶压榨涂布机、喷雾涂布机、幕帘式涂布机和 弹性凸版(flexo)。术语催化组合物在本发明中指以下成分的预混合物i)肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂 酸的一种或几种盐；和ii)金属离子的C9-C18脂肪酸络合物，所述金属离子具有至少为3的 氧化态。术语聚合物膜形成组合物在本发明中指一种组合物，包含i)肉豆蔻酸、棕榈酸和 硬脂酸的一种或几种盐；ii)金属离子的C9-C18脂肪酸络合物，所述金属离子具有至少为3 的氧化态；和iii)聚合物组合物，其含有聚合物、共聚物或聚合物或共聚物的混合物。已经发现，将本发明的聚合物的膜形成组合物曝露于空气将导致组合物形成膜， 例如在其表面形成膜。因此，本发明的一方面涉及预混合物，其含有不超过以下两种i)肉 豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸的一种或几种盐；ii)金属离子的C9-C18脂肪酸络合物，所述金属 离子具有至少为3的氧化态；和iii)聚合物组合物，其含有聚合物、共聚物或聚合物或共聚 物的混合物。肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸的一种或几种盐通常是这些酸的二元金属盐，其可以 选自，例如，硬脂酸钠、硬脂酸钾、硬脂酸钙、硬脂酸锌；肉豆蔻酸钠、肉豆蔻酸钾、肉豆蔻酸 钙或肉豆蔻酸锌；棕榈酸钠、棕榈酸钾、棕榈酸钙和棕榈酸锌。所述盐可以是乳剂、分散体形 式，或处于无溶剂状态。在合适的实施方式中，肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸的一种或几种盐是硬脂酸的金 属盐，即金属硬脂酸盐。更典型地，金属硬脂酸盐是硬脂酸的二元金属盐，例如硬脂酸钠、硬 脂酸钙、硬脂酸锂或硬脂酸锌。硬脂酸钙或硬脂酸锌分散体以Devflo 50LPH、Devflo 50C和Devf lo40RZl商标商 业销售。商业的硬脂酸盐分散体或者乳剂，例如来自BASF或Rohm&Haas的那些也很适合。金属离子的C9-C18脂肪酸络合物，所述金属离子具有至少为3的氧化态，是催化组 合物和聚合物的膜形成组合物的优选组分。已经发现脂肪酸的Quilon ""金属络合物特别 合适。其他合适的释放涂层材料包括，例如，铁(+3)-脂肪酸络合物和钛(+4)-脂肪酸络合 物。用脂肪酸的三价金属络合物，例如上述的那些已经获得了很好的结果。因此，金属离子 的C9-C18脂肪酸络合物，所述金属离子具有至少为3的氧化态，可以选自下组=Werner络合 物、C9-C18脂肪酸的三价金属络合物、C9-C18脂肪酸的四价金属络合物，例如铬-C9-C18脂肪 酸络合物、铁(+3)-C9-C18脂肪酸络合物或钛(+4)-C9-C18脂肪酸络合物。不愿受特殊理论束缚，金属离子的C9-C18脂肪酸络合物，所述金属离子具有至少为 3的氧化态，在某些实施方式中可以是以下结构
其中M是金属离子的金属，R'是溶剂，所述金属络合物分散或乳化在其中，且X是卤素，例如氯。合适地，金属离子是铬，例如五羟(十四烷酸)二铬、氢氧化十四烷酸氯化铬和氧 氧化十八烷酸铬酸。这些通常被称为QuilonTMC或C-9，QUilonTMM和QUilonTMS。其他合适 的金属离子的C9-C18脂肪酸络合物是QUilonTML、Quilon L-ll和QUilonTMH，包括以上任何 的混合物。因此，Quilon络合物可以是Quilon C,Quilon L,Quilon M、QuilonH或Quilon S, 以提供特殊性能。脂肪酸的Quilon 金属络合物是脂肪酸的Werner铬络合物。本发明的合适的实 施方式包括，例如金属离子的C9-C18脂肪酸络合物，所述金属离子具有至少为3的氧化态， Werner络合物，例如Werner铬络合物。已经发现具有至少为3的氧化稳态的金属离子的C11-C18脂肪酸络合物，例如铬，是 合适的。金属离子的C9-C18脂肪酸络合物，所述金属离子具有至少为3的氧化态，可以是分 散体、悬浮液、乳剂或合适溶剂中的溶液形式。该溶剂可以是水、醇、水可混溶的有机溶剂、 醇可混溶的有机溶剂，及其组合。合适的醇包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、戊醇、己醇、 庚醇和环己醇。合适的水或醇可混溶的有机溶剂包括乙腈、乙酸乙酯、戊烷、己烷、庚烷和石 油醚。本发明的一个重要的方面涉及将肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸的一种或几种盐；和 金属离子的C9-C18脂肪酸络合物，所述金属离子具有至少为3的氧化态，用于制备表面上的 膜。这些组分可以单独加入，或作为混合物加入，例如以分散体、悬浮液、乳剂或溶液形式力口 入。本发明的一个重要方面涉及肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸的一种或几种盐；和金属 离子的C9-C18脂肪酸络合物(所述金属离子具有至少为3的氧化态)的水基混合物。本发 明的催化组分可以是分散体、悬浮液、乳剂或溶液形式。本发明的一个优点是本发明的催化 组分可以是水基的，并在表面上提供快速的膜形成。术语水基混合物指一种分散体、悬浮 液、乳剂或溶液，其中至少30% (ν/ν)的溶剂是水，例如至少40%，更优选至少50%的溶剂 是水。在肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸的一种或几种盐；和金属离子WC9-C18脂肪酸络合 物(所述金属离子具有至少为3的氧化态)的水基混合物的非常合适的实施方式中，肉豆 蔻酸、棕榈酸和硬脂酸的一种或几种盐选自硬脂酸钙或硬脂酸锌。在肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸的一种或几种盐；和金属离子WC9-C18脂肪酸络合
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CN 101970561 A
说 明 书4/11页物(所述金属离子具有至少为3的氧化态)的水基混合物的其他非常合适的实施方式中， 金属离子的C9-C18脂肪酸络合物是铬-C9-C18脂肪酸络合物，例如含有QUilonTMC化学组合 物的络合物。在非常合适的实施方式中，本发明的催化组合物包含硬脂酸钙和QuilonTMC。i)肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸的一种或几种盐和ii)金属离子的C9-C18脂肪酸络 合物在本发明水基催化组合物中的比例将随着聚合物组合物(催化组合物将最终与之混 合)的性质以及将被涂覆的表面的性质而改变。通常，i)肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸的一种 或几种盐和ii)金属离子的C9-C18脂肪酸络合物在本发明水基催化组合物中的比例在大约 5 1到20 1，例如大约7 1到20 1，例如大约5 1到15 1，更优选大约7 1 到15 1的范围内。在本发明非常合适的实施方式中，本发明催化组合物包含硬脂酸钙和Qui lonTMC， 其重量比为5 1到15 1，例如大约7 1到15 1。在一个实施方式中，硬脂酸钙和 Quilon C以17到1. 5的比例混合。本发明的催化组合物可以包含i)肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸的一种或几种盐和 ii)金属离子的C9-C1Jg肪酸络合物的无溶剂组合。或者，本发明的催化组合物可以包含i) 肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸的一种或几种盐和ii)金属离子的C9-C1Jg肪酸络合物的组合， 所述金属离子分散、溶解或悬浮在金属离子的C9-C18脂肪酸络合物分散或悬浮的溶剂中。再 或者，本发明的催化组合物包含i)肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸的一种或几种盐和ii)金属 离子的C9-C18脂肪酸络合物的组合，所述金属离子可以分散、溶解或悬浮在水中或水性混合 物中，这种水性混合物通常含有水和一种或多种溶剂，每一种i)肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂 酸的一种或几种盐和ii)金属离子的C9-C18脂肪酸络合物分散、溶解或悬浮在其中。本发明的一个实施方式包含i)硬脂酸钙或硬脂酸锌和ii)铬-C9-C18脂肪酸络合 物例如QuilonTMC，和水，所述组分以15-20比1-2比1-2，例如17比1. 5比1. 5的比例存 在。本发明的催化组合物与iii)含有聚合物、共聚物或聚合物或共聚物的混合物的 聚合物组合物混合，以形成聚合物的膜形成组合物。因此，本发明的另一方面涉及聚合物 的膜形成组合物，其包含i)肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸的一种或几种盐；ii)金属离子的 C9-C18脂肪酸络合物，所述金属离子具有至少为3的氧化态；和iii)聚合物组合物，其含有 聚合物、共聚物或聚合物或共聚物的混合物。在一个典型的实施方式中，该聚合物的膜形成 组合物是水基聚合物膜形成组合物。在一个非常典型的实施方式中，该水基聚合物膜形成 组合物包含硬脂酸钙或硬脂酸锌、铬-C9-C18脂肪酸络合物例如QuilonTMC、水和聚合物组合 物，所述聚合物组合物含有聚合物、共聚物或聚合物或共聚物的混合物。该聚合物、共聚物或聚合物或共聚物的混合物通常是水可分散的聚合物或共聚 物，且是膜形成聚合物或共聚物。在优选的实施方式中，水可分散的膜形成聚合物或共聚物 的玻璃转变温度为约-60到105°C，并且适当地选择以形成非阻滞膜。可以用作抗屏障涂层组合物中的水汽的交联聚合物的聚合物包括但不限于 聚(二烯)的聚合物和共聚物，例如聚(丁二烯)、聚(异戊二烯)和聚(ι-亚戊烯) (Ι-penetenylene)；-聚(丙烯酸脂类)例如聚(丙烯酸苄酯)、聚(丙烯酸丁酯)、聚(丙烯酸2-氰基 丁基酯)、聚(丙烯酸2-乙氧基乙基酯)、聚(丙烯酸乙酯)、聚(丙烯酸2-乙基己基酯)、聚(丙烯酸氟基甲基酯)、聚(丙烯酸5，5，6，6，7，7，7_七氟基-3-氧庚基酯)、聚(丙烯酸 七氟基-2-丙基酯)、聚(丙烯酸庚基酯)、聚(丙烯酸己基酯)、聚(丙烯酸异冰片基酯)、 聚(丙烯酸异丙基酯)、聚(丙烯酸3-甲氧丁基酯)、聚(丙烯酸甲酯)、聚(丙烯酸壬基 酯)、聚(丙烯酸辛基酯)、聚(丙烯酸丙基酯)和聚(丙烯酸P-甲苯基酯)；-聚丙烯酸乙烯基酯、氟烃和氟聚合物；-聚(丙烯酰胺)例如聚(丙烯酰胺)、聚(N-丁基丙烯酰胺)、聚(N，N- 二丁基 丙烯酰胺)、聚(N-十二烷基丙烯酰胺)和聚(吗啉基丙烯酰胺)；-聚(甲基丙烯酸)和聚(异丁烯酸酯)例如各种形式例如不规则、全同立构、间 规立构和地层变位的聚(异丁烯酸苯甲基酯)、聚(异丁烯酸辛基酯)、聚(甲基丙烯酸丁 酯)、聚(异丁烯酸2-氯乙烷基酯)、聚(异丁烯酸2-氰乙基酯)、聚(异丁烯酸十二烷基 酯)、聚(异丁烯酸2-乙基己基酯)、聚(甲基丙烯酸乙酯)、聚(异丁烯酸1，1，1_三氟 醚-2-丙基酯)、聚(异丁烯酸己基酯)、聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)、聚(异丁烯酸2-羟 基丙基酯)、聚(异丁烯酸异丙基酯)、聚(甲基丙烯酸)、聚(异丁烯酸甲酯)；和聚(异丁 烯酸丙基酯)；-聚(甲基丙烯酰胺)例如聚(4-羧基苯基甲基丙烯酰胺)；-其他alpha-和beta-取代的聚(丙烯酸酯)和聚(甲基丙烯酸酯)例如聚(氯 丙烯酸丁基酯)、聚(乙氧基羰基甲基丙烯酸乙基酯)、聚(氟化丙烯酸甲基酯)和聚(苯 基丙烯酸甲基酯)；-聚(乙烯醚)例如聚(丁氧基乙烯)、聚(乙氧基乙烯)、聚(乙基硫代乙烯)，-(十二烷基氟基丁氧基乙烯)、聚聚(2，2，2-三氟基乙氧基三氟基乙烯)、聚(己 基氧乙烯)、聚(甲氧基乙烯)和聚(2-甲氧基丙烯)；-聚(卤乙烯)和聚(乙烯基腈)例如聚(丙烯腈)、聚(1，1-二氯乙烯)、聚(三 氟氯乙烯)、聚(1，1-二氯_2-氟乙烯)、聚(1，1_ 二氟乙烯)、聚(甲基丙烯腈)、聚(氯乙 烯)和聚(偏二氯乙烯)；-聚(乙烯基酯)例如聚(醋酸乙烯酯)、聚(苯甲酰基氧乙烯)、聚(4-丁酰氧苯 甲酰基氧乙烯)、聚(4-乙基苯甲酰基氧乙烯)、聚[(三氟乙酰氧基)乙烯]、聚[(七氟丁 酰氧基)乙烯]、聚(甲酰基氧乙烯)、聚[(2-甲氧基苯甲酰基氧)乙烯]、聚(特戊酰基氧 乙烯)和聚(丙酰氧基乙烯)；聚(苯乙烯)例如，聚(4-乙酰基苯乙烯)、聚[3-(4_联苯基)苯乙烯]、聚 (4-[(2_ 丁氧基乙氧基)甲基]苯乙烯)、聚(4-丁氧基甲基苯乙烯)、聚(4-丁氧基苯乙 烯)、聚(4-丁基苯乙烯)、聚(4-氯-2-甲基苯乙烯)、聚(2-氯苯乙烯)、聚(2，4-二氯苯 乙烯)、聚(2-乙氧基甲基苯乙烯)、聚(4-乙氧基苯乙烯)、聚(3-乙基苯乙烯)、聚(4-氟 基苯乙烯)、聚(全氟基苯乙烯)、聚(4-己基苯乙烯)、聚[4-(2_羟基乙氧基甲基)苯乙 烯]、聚[4-(1-羟基-1-甲基丙基)苯乙烯]、聚(2-甲氧基甲基苯乙烯)、聚(2-甲氧基苯 乙烯)、聚(alpha-甲基苯乙烯)、聚(2-甲基苯乙烯)、聚(4-甲氧基苯乙烯)、聚(4_辛酰 基苯乙烯)、聚(4-苯氧基苯乙烯)、聚(4-苯基苯乙烯)、聚(4-丙氧基苯乙烯)和聚(苯 乙烯)；-聚(氧化物)例如聚(环氧乙烷)、聚(四氢呋喃)、聚(环氧丙烷)、聚(氧丁 二烯)、聚[氧氯甲基)乙烯]、聚(氧-2-羟基三亚甲基氧-1，4-亚苯基亚甲基-1，4-亚苯基)、聚(氧-2，6_ 二甲氧基-1，4-亚苯基)和聚(氧-1，3-亚苯基)；-聚(碳酸盐)例如双酚A的聚碳酸酯和聚[氧羰基氧-4，6-二甲基]-1，2-亚苯 基亚甲基-3，5-二甲基-1，2-亚苯基]；-聚(酯)例如聚(对苯二甲酸乙二酯)、聚[(1，2_二乙氧基羰基)乙烯]，-聚[(1，2_二甲氧基羰基)乙烯]、聚(氧-2-亚丁烯基氧基癸二酰)、聚[二 (环氧乙烷)氧己二酰]、聚(氧乙烯氧羰基-1，4-环己烯基羰基)、聚(氧乙烯氧基异酞 酰)、聚[二(环氧乙烷)氧乙二酰]、聚[二(环氧乙烷)氧琥珀酰]、聚(氧乙烯氧对苯 二酰)、聚(氧-1，4-亚苯基异亚丙基-1，4-亚苯基氧癸二酰)和聚(氧-1，3-亚苯基氧基 异酞酰)；-聚(酐)例如聚(氧羰基-1，4-亚苯基亚甲基-1，4-亚苯基烯羰基)和聚(氧 异酞酰)；-聚(尿烷)例如聚(氧羰基亚氨基六亚甲基亚氨基羰基氧十亚甲基)、聚(氧 乙烯氧羰基亚氨基六亚甲基亚氨基羰基)、聚(氧乙烯氧羰基亚氨基-1，4-亚苯基三亚甲 基-1，4-亚苯基亚氨基羰基)、聚(氧十二亚甲基氧羰基亚氨基十亚甲基亚氨基羰基)和聚 (氧四亚甲基氧羰基亚氨基-1，4-亚苯基亚甲基-1，4-亚苯基亚氨基羰基)；-聚(硅氧烷)例如，聚(聚二甲基硅氧烷)、聚[氧(甲基)苯基亚甲硅基]和 聚(氧二苯基亚甲硅基-1，3-亚苯基)；-聚(砜)和聚(磺酰胺)例如聚[氧羰基二(氧-1，4-亚苯基)磺酰-1，4-亚 苯基氧-1，4-亚苯基]、聚[氧-1，4-亚苯基亚磺酰-1，4-亚苯基氧-1，4-亚苯基羰基-1， 4-亚苯基)、聚(氧-1，4-亚苯基磺酰-1，4-亚苯基)和聚(磺酰-1，3-亚环已基)；-聚(酰胺)例如尼龙-6、尼龙-6，6、尼龙-3、尼龙_4，6、尼龙_5，6、尼龙_6，3、尼 龙_6，2、尼龙-6，12和尼龙-12 ；-聚(亚胺)例如聚(乙酰基亚氨基乙烯)和聚(戊酰基亚氨基乙烯)；-聚(苯并咪唑)例如聚(2，6-苯并咪唑二基-6，2-苯并咪唑二基辛亚甲基)；_碳水化合物，例如三乙酸直链淀粉、三乙酸纤维素、三癸酸纤维素、乙基纤维素和 甲基纤维素；-及其聚合物混合物和共聚物，例如聚(丙烯腈-共_苯乙烯)和聚(e-己内酯)， 或聚(甲基丙烯酸乙酯)或聚(异丁烯酸甲酯)。-聚(丙烯腈-共-偏二氯乙烯)和聚(对酞酸六亚甲基酯)；-聚(烯丙醇-共_苯乙烯)和聚(己二酸丁烯酯)，或聚(癸二酸丁烯酯)；聚 (η-异丁烯酸戊基酯)和聚(氯乙烯)；-双酚A型聚碳酸酯和聚(e_己内酯)，或聚(己二酸乙烯酯)，或聚(对苯二甲酸 乙二酯)，或酚醛清漆树脂；-聚(丁二烯)和聚(异戊二烯)；-聚(丁二烯_共-苯乙烯)和氢化松香甘油酯；-聚(丙烯酸丁酯)和聚(氯化乙烯)，或聚(氯乙烯)；-聚(丙烯酸丁酯-共-异丁烯酸甲酯)和聚(氯乙烯)；-聚(甲基丙烯酸丁酯)和聚(氯乙烯)；-聚(对酞酸丁烯酯)和聚(对苯二甲酸乙二酯)，或聚(醋酸乙烯酯-共-偏二氯乙烯)；-聚(e_己内酯)和聚(氯苯乙烯)，或聚(醋酸乙烯酯-共-偏二氯乙烯)；-醋酸纤维素和聚(偏二氯乙烯-共-苯乙烯)；-醋酸纤维素_丁酸盐和聚(乙烯-共-醋酸乙烯酯)；-聚(氯化乙烯)和聚(异丁烯酸甲酯)；-聚(氯化氯乙烯)和聚(η-甲基丙烯酸丁酯)，或聚(异丁烯酸乙基酯)，或聚 (戊内醌)；-聚(氯丁二烯)和聚(乙烯-共-丙烯酸甲酯)；-聚(2，6_二甲基-1，4-亚苯基氧化物)和聚(a-甲基苯乙烯-共-苯乙烯苯乙 烯)，或聚(苯乙烯)；-聚(丙烯酸乙酯)和聚(氯乙烯-共-偏二氯乙烯)，或聚(氯乙烯)；-聚(甲基丙烯酸乙酯)和聚(氯乙烯)；-聚(环氧乙烷)和聚(异丁烯酸甲酯)；-聚(苯乙烯)和聚(乙烯基甲基醚)；和-聚(戊内醌)和聚(醋酸乙烯酯-共-偏二氯乙烯)。水分散膜形成通常选自下组-苯乙烯丁二烯共聚物，通常在分散体中；-改性苯乙烯丁二烯共聚物，通常在分散体内；_苯乙烯/丙烯酸酯共聚物，通常在分散体内；_羧化的聚苯乙烯，通常在分散体内；_丙烯酸/聚丙烯聚合物，通常在乳剂内；-聚醋酸乙烯酯；-聚聚乙烯基醇，_聚乙酸乙烯酯_乙烯，-聚乙烯丙烯酸；_大豆蛋白质聚合物；-Corn Zein(蛋白质)或淀粉，通常在分散体内；_聚烯烃分散体如改性丙烯基分散体；-松香酯分散体，和_聚偏氯乙烯。本发明涉及新颖的组合物，其用于形成连续且粘性的膜，所述膜在非常快速的固 化速度且无需热能的情况下提供抗水性、抗脂和抗油性、抗水蒸汽性，所述膜将用作蜡代替 物处理和用于软包装的外涂层。从工业、商业、工厂制造业和经济学立场来看，不需要施加 热能具有显著的优点。在不存在蜡的情况下，提供连续且粘性并具有抗水性、抗脂性和抗油 性、抗水蒸汽渗透性的膜的能力具有显著的环境影响，以及对于石油基产品的易变成本的 经济利益。术语没有热能，或需要施加热能指本发明的膜形成过程中不需要加热器、烘箱或 其他直接加热装置。该过程在无直接加热的情况下发生。除非另有说明，该膜成形过程在 大约0到50°C的温度下，优选大约10到45°C，例如15到40°C，更优选在15到35°C的室温下发生。催化组合物使得水基聚合物组合物在不引入热量的情况下以第一速率形成膜。催 化组合物使得水基聚合物组合物在不引入热量的情况下形成膜，从将该组合物涂覆到表面 开始，该膜在小于1分钟内形成。催化组合物使得水基聚合物组合物在不引入热量且不使 用蜡的情况下形成膜。术语无蜡组合物、没有蜡、不含蜡是指一种聚合物组合物和生成的 膜，其含有小于0.1 %的蜡，典型地含有0 %的蜡。本发明的膜形成聚合物组合物可以任选含有增粘剂树脂，例如氢化松香的甘油酯 水分散体。本发明的膜形成聚合物组合物可以任选含有选自下组的填充剂涂布粘土、高岭 土、云母、滑石或混合物，硅酸盐、硅酸钙、碳酸钙、氢氧化铝及其混合物。本发明的膜形成聚合物组合物可以任选含有分散剂、增稠剂、消泡剂、滑爽剂、防 滑剂、流变改性剂、颜料、基座材料、交联剂、催化剂、阻燃剂、杀生物剂和润湿剂。可以在膜形成组合物中加入颜料，以赋予涂层基材或板材的表面所需要的外观。 例如，可能需要涂层薄片的食品接触面是白色。如果棕色牛皮纸用作基材片材，当使用屏障 涂层组合物时，可在屏障涂层组合物中加入二氧化钛，以使其呈白色并使片材的食品接触 面呈白色。颜料例如TI-PURE 900，由DuPont生成的二氧化钛颜料，是屏障涂层合适的 颜料。其他的颜料或分散体也可能是合适的，只要它们没有显著降低屏障涂层组合物的性 能。可以应用前在膜形成组合物中加入分散剂以帮助分散并悬浮任何组分，包括填充 剂和颜料颗粒，并使悬浮液稳定。可以使用任何种类的分散剂。例如，为此目的，分散剂如 四焦磷酸钠(“TSPP“)和六偏磷酸钠是合适的。可能需要在屏障涂层组合物或释放涂层 组合物中加入少量精炼纯金属粉末或薄片，例如铝粉或薄片，作为基座材料。快速干燥的膜形成屏障涂层组合物优选含有重量％到总计100%的以下组分-硬脂酸钙、硬脂酸铝或硬脂酸锌分散体5到30%，优选17到27%-金属离子(QuilonL、C或S)的C11-C18脂肪酸络合物0. 5到3%，优选1到3%-聚合物或混合物的分散体25到80%，优选80到50 %-粉末填充剂或浆料分散体0到30%-添加剂0到5%，优选0到3%。本发明的膜形成组合物在无需引入热能的情况下，以溶液、分散体、乳剂、悬浮液 或以无溶剂形式施加于需要膜形成的材料表面。该材料可以是纤维素基的、金属的、织物、 水泥、砂、石或玻璃。纤维素基材料包括各种纸张、卡片、木材，包括纸板、牛皮纸。这些众多 用途中的一些包括使用在冷冻食品、食品包装、烘焙纸、波纹纸板、纸板盒、可消耗和非可消 耗商品的包装材料，例如汉堡包和三明治，例如用于快速食品供应商。也可预期金属表面， 例如锅、壶和焙烤浅盘，各自包含由本发明膜形成组合物制备的膜。也可预期家具和木材基 建筑材料各自包含由本发明膜形成组合物制备的膜。也可预期水泥、户外瓷砖、马路等各自 包含由本发明膜形成组合物制备的膜。使用上述组分ii)，即金属离子的C9-C18脂肪酸络合物是优选的。根据本发明，发 现可接受的膜形成组合物由上述组分i)和iii)提供，特别是当组分i)处于比较高的浓度 时。通常这些组合物将采用20到40%重量的组分i)和80到60%重量的组分iii)以使总和为100%。
具体实施方式
为了说明上述新颖的组合物，提供了以下实施例，来进一步教导本发明的优选实施方式。所述新颖的水基屏障涂层组合物以重量％表示，总计100%。
实施例1
Devflo 50C 18. 0%
Quilon C 2. 0%
Styronal 4606X 80. 0% (一种苯乙烯_ 丁二烯水分散体的商标)
实施例2
Devflo 50C 17. 5%
Quilon C 2. 5%
Styronal 4606X 40. 0%
Acronal S728 40. 0% (--种苯乙烯η-丙烯酸丁酯的水分散体的商标)
实施例3
Devflo 50C 17. 5%
Quilon C 2. 5%
Styronal 4606X 50. 0%
Alsibronz 39 10. 0%
Polyplate P 10. 0%
Polygloss 90 19. 6%
Tamol 850 0. 2% (一种萘磺酸浓缩产品的商标)
Defoamer colloid 963..0. 2%
实施例4
Devflo50LPH 18. 0%
Quilon C 2. 0%
Styronal 4606X 80. 0%
实施例5
Devflo 50LPH 17. 5%
Quilon C 2. 5%
Styronal 4606X 40. 0%
Acronal S728 40. 0%
实施例6
Devflo 50LPH 17. 5%
Quilon C 2. 5%
Styronal 4606X 50. 0%
Alsibronz39 10. 0%
Polyplate P 10. 0%
Polygloss90 19. 6%
Tamol 850 0. 2%
Defoamer colloid963 0. 2%
实施例7.
Devflo 40RZ1 18. 0%
Quilon C 2. 0%
Styronal 4606X 80. 0%
除非另有说明，此处所有百分!纹为重量百分
权利要求
i)肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸的一种或几种盐；和ii)金属离子的C9 C18脂肪酸络合物，所述金属离子具有至少为3的氧化态，在形成无蜡涂层或膜中的用途。
2.一种组合物，含有肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸的一种或几种盐；和ii)金属离子的 C9-C18脂肪酸络合物，所述金属离子具有至少为3的氧化态。
3 .根据权利要求2所述的组合物，其为分散体、乳剂、溶液或悬浮液形式。
4.根据权利要求2所述的组合物，其中肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸的一种或几种盐选 自硬脂酸钙或硬脂酸锌。
5.根据权利要求2至4中任一所述的组合物，其中金属离子的C9-C18脂肪酸络合物是 铬-C9-C18脂肪酸络合物。
6.一种组合物，含有a)肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸的一种或几种盐；和b)聚合物组合 物，其含有聚合物、共聚物或聚合物或共聚物的混合物。
7.根据权利要求6所述的组合物，还含有c)金属离子的C9-CliJg肪酸络合物，所述金 属离子具有至少为3的氧化态。
8.根据权利要求6或7的组合物，其为分散体、乳剂、溶液或悬浮液形式。
9.根据权利要求6至8中任一所述的组合物，其中所述聚合物组合物含有聚合物、共聚 物或聚合物或共聚物的混合物，所述聚合物或共聚物选自下组苯乙烯丁二烯共聚物、改性 的苯乙烯丁二烯共聚物、苯乙烯/丙烯酸酯共聚物、羧化的聚苯乙烯、丙烯酸/聚丙烯聚合 物、聚乙酸乙烯酯；聚聚乙烯基醇、聚乙酸乙烯酯-乙烯、聚乙烯丙烯酸、大豆蛋白聚合物； 玉米蛋白(蛋白质)、淀粉、聚烯烃分散体如改性的丙烯基分散体；和聚偏氯乙烯。
10.根据权利要求6所述的组合物，含有20到40%重量的a)和80到60%重量的b)。
11.用于将抗水性、抗水蒸气性、抗油性和抗脂性赋予材料的方法，包括I.混合a)肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸的一种或几种盐；ii)金属离子的C9-C18脂肪酸 络合物，所述金属离子具有至少为3的氧化态；和b)聚合物组合物，其含有聚合物、共聚物 或聚合物或共聚物的混合物，以及 II.在低于50°C的温度下在材料上形成膜。
12.根据权利要求11所述的方法，其中步骤I)还包括混合a)、b)和c)金属离子的 C9-C18脂肪酸络合物，所述金属离子具有至少为3的氧化态。
13.根据权利要求11所述的方法，其中步骤I)，a)含有20到40%重量和b)含有80到60%重量。
14.根据权利要求12所述的方法，其中a)中所述盐是硬脂酸钙，c)中所述金属离子是铬离子。
15.根据权利要求12所述的方法，其中a)和c)的比例为5 1至20 1。
16.用于将抗水性、抗水蒸气性、抗油性和抗脂性赋予材料的方法，包括a.混合i)肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸的一种或几种盐；ii)金属离子的C9-C18脂肪酸 络合物，所述金属离子具有至少为3的氧化态；和iii)聚合物组合物，其含有聚合物、共聚 物或聚合物或共聚物的混合物，以及b.在不引入热能和微波能的情况下形成膜。
17.—种材料，其含有基材，所述基材具有表面，该表面带有膜涂层，所述膜涂层通过用 膜形成组合物涂覆表面形成，所述膜形成组合物包含a)肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸的一种或几种盐；和b)聚合物组合物，其含有聚合物、共聚物或聚合物或共聚物的混合物；并使得 所述膜涂层在低于50°C的温度下形成。
18.根据权利要求17所述的材料，其中所述膜形成组合物还含有c)金属离子的C9-C18 脂肪酸络合物，所述金属离子具有至少为3的氧化态。
19.根据权利要求17所述的材料，其中所述膜形成组合物含有20到40%重量的a)和 80到60%重量的b)。
20.根据权利要求17-19任一所述的材料，其中所述基材选自下组纤维素基资料、金 属基材料、玻璃基材料、织物基材料、水泥材料、木材和建筑产品材料。
全文摘要
本发明涉及一种组合物，当该组合物与聚合物组合物混合时，能形成连续且粘性的膜。该膜的特征在于，其提供抗水性、抗脂性和抗油性，提供水蒸汽屏障，可用作蜡替代处理和软包装以及其他基材的外涂层。该膜在在非常快速的固化速度且无需热能的情况下形成。所述组合物含有i)肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸的一种或几种盐；和ii)金属离子的C9-C18脂肪酸络合物，所述金属离子具有至少为3的氧化态。本发明还提供方法和涂层基材。
文档编号C09D5/38GK101970561SQ200880120165
公开日2011年2月9日 申请日期2008年12月4日 优先权日2007年12月6日
发明者塞尔日·贝鲁贝, 弗朗索瓦·当德诺尔特, 贾迈勒·巴格达德-戴德斯 申请人:雷泰克F3技术有限合伙公司