专利名称：用来制备多孔乙烯-乙酸乙烯酯涂层的组合物的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及用来制备多孔乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)涂层的改进的组合物。
背景技术：
人们经常通过使医疗器具的包装接触环氧乙烷蒸气，从而使医疗器具无菌。所述包装包封在涂覆了聚合物的纸或无纺织物材料之内，这些材料在保存期内保持包装的完整 性，防止细菌和其它固体污染物的污染。用于该目的的基材包括纺粘的聚烯烃材料和特级 医用纸。孔隙率是聚合物涂层的关键的性质，所述涂层的气体渗透速率必须足以在灭菌过 程中有效地使环氧乙烷蒸气透过。EVA涂层经常用于此目的，通过加入固体不溶性树脂的颗 粒在涂层中产生孔隙，从而在干燥的涂层中形成空穴。树脂的粒度、干燥条件、增粘剂以及 其它因素的变化可能会使得难以通过使用固体不溶性树脂获得具有始终均一的孔隙率的 涂层。例如，美国专利第6，764，566号揭示了具有通过加入固体不溶性树脂而制备的多孔 涂层的无纺织物材料。但是，该参考文献没有揭示在不使用这些材料的情况下，得到始终均 一的孔隙率的方法。本发明所解决的问题是找到一种替代的组合物，用于在不使用固体不溶性树脂的 情况下制备多孔EVA涂层。
发明内容
本发明涉及一种用来制备乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)涂层的水性组合物。该组合物 包含(a)乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；(b)碳酸铵；(c)碱金属或碱土金属的碳酸氢盐，以及 (d)有机酸；其中，所述水性组合物的pH值为8-10。本发明还涉及一种通过以下方式制备乙烯_乙酸乙烯酯涂层的方法用所述水性 组合物涂覆基材，制得涂覆过的基材，然后使所述涂覆过的基材干燥。
具体实施例方式除非另外说明，否则，所有的百分数都是重量百分数(重量％)，所有的温度单位 都是。C。“有机酸”是一种包含碳和氢的酸性化合物，即其在25°C测得的PKa < 6，或者小于 5。所述的所有的pH值都是在25°C测量的。较佳的是，本发明所用的有机酸是羧酸。在本发明的一个实施方式中，所述有机 酸是C2-C6单羧酸、二羧酸或三羧酸。在此方法中可以使用一种以上的有机酸。有机酸可 以包含一个或多个羟基。特别优选的有机酸包括乙酸、苹果酸、富马酸、山梨酸、柠檬酸、乳 酸、酒石酸、丙二酸和草酸。在本发明的一些实施方式中，在本发明中使用的碱金属或碱土 金属的碳酸氢盐是碱金属的碳酸氢盐或其组合。在本发明的一些实施方式中，在本发明中 使用的碱金属或碱土金属的碳酸氢盐选自碳酸氢锂、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢镁、碳酸 氢钙、以及它们的组合；或者碳酸氢钠或碳酸氢钾；或者碳酸氢钠。可以存在一种以上的碱 金属或碱土金属的碳酸氢盐。在本发明的一些实施方式中，所述有机酸与碱金属或碱土金属的碳酸氢盐的总量为所述水性组合物固体总量的3-5重量％，或者3. 5-5重量％，或者 3. 8-4. 8重量％。在本发明的一些实施方式中，所述碱金属或碱土金属的碳酸氢盐与有机酸 的相对量之比为1-3重量份碱金属碳酸氢盐0. 5-1. 5重量份的有机酸。在本发明的一些 实施方式中，所述有机酸与碱金属或碱土金属的碳酸氢盐的总量为所述水性组合物总重量 的0. 8-1. 35重量％，或者0. 9-1. 35重量％，或者1. 03-1.3重量％。在本发明的一些实施 方式中，所述水性组合物的PH值至少为8.2，或者至少为8.4，或者至少为8.6，或者至少为 8.8，或者至少为8.9 ；在一些实施方式中，所述pH值不大于9.8，或者不大于9.6，或者不大 于9.4，或者不大于9.3。在本发明的方法中，将有机酸和碱金属或碱土金属的碳酸氢盐以固体的形式加入 PH值为8-10、或者8. 5-9. 5的水性EVA分散体中。所述酸和碳酸氢盐可以以任意的顺序分 别加入，或者可以同时加入；它们可以混合在一起，然后再加入。在本发明的一些实施方式 中，通过将碳酸铵和氨加入EVA的初始水分散体中，制得pH值为8-10的水性EVA分散体。 加入初始水性EVA分散体的其它组分包括水、颜料(例如二氧化钛)、填料、表面活性剂和消 泡添加剂。在本发明的一些实施方式中，以初始水性EVA分散体的总重量为基准计，所述初 始水性EVA分散体包含25-40重量％的聚合物固体，或者27-35重量％。在本发明的一些 实施方式中，所述EVA聚合物包含18-40重量％的乙酸乙烯酯单体的聚合残基以及60-82 重量％的乙烯单体的聚合残基；或者22-32重量％的乙酸乙烯酯残基和68-78重量％的乙 烯残基。在本发明的一些实施方式中，所述EVA聚合物的熔体指数(MI)为0.5-400，或者 为0.5-8。在本发明的一些实施方式中，所述水性EVA分散体的平均粒度为1-3微米。在所 述EVA分散体中可以包含其它组分，例如增粘剂树脂和防结块添加剂。在本发明的一些实 施方式中，用作增粘剂的松香占初始水性EVA分散体的总重量的4-15重量％，或者6-10重 量％。在本发明的一些实施方式中，用作增粘剂的松香占初始水性EVA分散体的固体总重 量的8-30重量％，或者15-25重量％。在本发明的一些实施方式中，所述水性组合物包含10-30重量％的聚合物固体， 或者15-25重量％。在本发明的一些实施方式中，以所述水性组合物的总重量为基准计，所 述水性组合物包含0. 3-1. 5重量％的碳酸铵，或者至少0. 5重量％，或者至少0. 6重量％ ； 在一些实施方式中，所述组合物包含不大于1. 3重量％，或者不大于1. 1重量％的碳酸铵。 在本发明的一些实施方式中，所述初始水性EVA分散体占所述水性组合物的35-60重量％， 或者45-55重量％。在本发明的一些实施方式中，将氨以氨水或氨气的形式加入所述初始水性EVA分 散体中，优选以氨水的形式加入。在本发明的一些实施方式中，将所述初始水性EVA分散 体的PH值调节到至少8. 5，或者至少8. 7，或者至少8. 9，或者至少9。在一些实施方式中， 将所述初始水性EVA分散体的pH值调节到不大于9. 7，或者不大于9. 5。在本发明的一些 实施方式中，加入氨以及加入碱金属或碱土金属的碳酸氢盐和有机酸的操作大致在环境温 度，即10-35°C，或者15-30°C下进行。通过任何本领域已知的标准技术将水性组合物施涂在基材上。优选的技术包括 例如气刀刮涂，凹版涂布和辊涂。涂层的厚度优选为2-10磅/令(3. 3-16. 7克/米2)，或 者为4-8磅/令(6. 7-13. 4克/米2)。在本发明的一些实施方式中，大致在环境温度，即 10-35 °C，或者15-30 0C下将水性组合物涂覆在基材上。在本发明的一些实施方式中，所述基材是无纺织物或纸(例如牛皮纸)。在本发明的一些实施方式中，所述基材的厚度为3-12 密耳(0. 076-0. 305毫米)。在本发明的一些实施方式中，所述基材是纺粘的聚烯烃，其一个 例子是医用级TYVEK织物(纺粘的聚乙烯，购自杜邦公司(DuPontCorp.))。在本发明的一些实施方式中，涂覆过的基材在75-200°C，或者85_140°C的干燥温 度下进行干燥。在一些实施方式中，涂覆过的基材在干燥烘箱中进行干燥，干燥温度是烘箱 温度。在基材为纺粘的聚烯烃的本发明实施方式中，优选干燥温度为90-14(TC，95-13(TC 和110-125°C。在基材为纸的本发明实施方式中，优选干燥温度为85-200°C，95-16(TC和 100-140°C。在本发明的一些实施方式中，涂覆过的基材在强制空气对流烘箱中干燥。在本 发明的一些实施方式中，干燥时间为10秒至10分钟，或者为15秒至5分钟，或者为20秒 至3分钟。实施例实施例1 水性EVA涂料组合物的制备初始的水性EVA分散体如下表所述。 NVM =非挥发性材料；PBW =重量份数；PHR =每一百份的份数；酸值的单位为毫 克KOH/克；VA =乙酸乙烯酯；E =乙烯最终的水性组合物如下表所述。将上述初始EVA分散体与下面列出的组分混合， 但氨、碳酸氢钠和柠檬酸除外。加入氨至PH值为9-9. 5，然后加入碳酸氢钠和柠檬酸，之后 PH值约为9。制备了 pH值为8. 9-9. 2的组合物样品，这些样品均表现出良好的储存稳定性。
TAMOL 1254 分散剂购自罗门哈斯公司(Rohm and Haas Co.) ；SURFYN0L-440
购自空气产品公司(Air Products Co.) ；NOFOAM购自沙莫洛克化学品公司(ShamrockChemicals) ；R902购自杜邦公司；MISTRONVAPOR购自塞浦路斯化学品公司(Cyprus Chemicals)。实施例2:EVA涂层将实施例1的组合物以及一些比较例的水性组合物涂敷在医用级TYVEK (1073B 类)上。所有的涂层都是在8”X12” (20. 3X30. 5厘米)的TYVEK 片材上用16号迈耶棒以 大约6.0磅/令(10克/米2)(干重)的量施涂的，然后在强制通风的烘箱内，在120°C干燥 1分钟。然后使用Gurley密度计测量各个涂覆的TYVEK 片材上的孔隙率。然后以秒为单 位测定100毫升的空气置换通过涂敷的TYVEK 的结果，所有的孔隙率数值都是对五次读数 取平均值。为了评价与涂敷过的基材的热密封粘合强度，基材在265°C的温度和60psi (513 千帕)压力下在医用托盘上热密封1秒。通过在1英寸(2. 5厘米)宽的密封区域上，以12 英寸/分钟(30. 5厘米/分钟)的速度将粘合处拉开，测定粘合强度。热密封粘合强度在 所规定的范围内。
涂层A是用氨稳定的乙烯、乙酸乙烯酯和甲基丙烯酸的高分子量三元共聚物；涂 层B是用KOH稳定的高分子量和低分子量的EVA共聚物的混合物；涂层C是用KOH稳定的 高分子量EVA与蜡；涂层D是用KOH稳定的高分子量EVA、蜡和增稠剂；涂层E是用氨稳定 的乙烯、乙酸乙烯酯和甲基丙烯酸的低分子量三元共聚物；涂层F是用KOH稳定的高分子量 和低分子量EVA共聚物的混合物很明显，本发明的涂料组合物制得的EVA涂层的孔隙率远大于其它EVA涂层组合 物的孔隙率。实施例3 碱金属碳酸氢盐和有机酸的量的变化如上面实施例1和2所述制备涂层，但是改变碱金属碳酸氢盐和有机酸的量(以 水性组合物的总固体量为基准计)，结果见下表。
权利要求
一种用来制备乙烯-乙酸乙烯酯涂层的水性组合物；所述组合物包含(a)乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；(b)碳酸铵；(c)碱金属或碱土金属的碳酸氢盐，以及(d)有机酸；其中，所述水性组合物的pH值为8-10。
2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述有机酸选自乙酸、苹果酸、富马酸、 山梨酸、柠檬酸、乳酸、酒石酸、丙二酸和草酸。
3.如权利要求2所述的组合物，其特征在于，所述组合物包含1-3重量份的碱金属或碱 土金属碳酸氢盐，以及0. 5-1. 5重量份的有机酸。
4.如权利要求3所述的组合物，其特征在于，所述有机酸与碱金属或碱土金属的碳酸 氢盐的总量为所述组合物中的固体总重量的3-5重量％。
5.如权利要求4所述的组合物，其特征在于，所述碱金属或碱土金属碳酸氢盐是碳酸 氢钠，所述有机酸是柠檬酸。
6.如权利要求5所述的组合物，其特征在于，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物包含18-40 重量％的乙酸乙烯酯单体的聚合残基，以及60-82重量％的乙烯单体的聚合残基。
7.一种用来制备乙烯-乙酸乙烯酯涂层的方法；所述方法包括在基材上涂覆包含以下 组分的组合物以制备涂覆的基材(a)乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；<(b)碳酸铵；(c)碱金属或 碱土金属的碳酸氢盐，以及(d)有机酸；其中，所述水性组合物的pH值为8-10 ；然后使所述 涂覆的基材干燥。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基材是无纺织物或纸，涂覆的基材在 75-200°C的干燥温度下进行干燥。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基材是纺粘的聚烯烃，所述组合物以 2-10磅/令，即3. 3-16. 7克/米2的量涂覆在所述纺粘的聚烯烃上。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述涂覆的基材在90-140°C的烘箱温度下 干燥。
全文摘要
一种用来制备乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)涂层的水性组合物。所述组合物包含乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，碳酸铵，碱金属或碱土金属的碳酸盐，以及有机酸。
文档编号C09D7/12GK101845253SQ201010157050
公开日2010年9月29日 申请日期2010年3月23日 优先权日2009年3月25日
发明者A·菲多斯 申请人:罗门哈斯公司