[发明专利]粘结剂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及粘结剂组合物，具体地，但不排他地，打算用于包装应用中。

发明背景

含有乙烯基酯聚合物的含水分散体已经广泛用于粘结剂和涂料领域。例如含有乙酸乙烯酯聚合物的稳定化的含水聚合物分散体已经作为粘结剂，用于纸包装和加工，木制品，乙烯基层压体，织造和非织造织物，膜，金属箔和金属化膜，和柔性微孔材料例如聚氨酯泡沫或者海绵状橡胶。该粘结剂经常是由使用乳液聚合合成的聚合物来制备的。在蒸发或者除去含水介质时，该组合物在室温固化或者硬化来形成膜，其理想的特征在于高强度和耐热和耐湿性。乙酸乙烯酯聚合物含水乳液组合物的一些例子可以在美国专利No.5571860，6803403和6762239中找到。

添加剂例如增塑剂可以与乙烯基酯聚合物粘结剂组合物一起使用，例如来提供较低的玻璃化转变温度，较低的最小成膜温度和较高的粘度。用于包装应用中的典型的增塑剂包括苯甲酸酯，例如Benzoflex^TM 2088，一种二乙二醇二苯甲酸酯，二丙二醇二苯甲酸酯和三乙二醇二苯甲酸酯的共混物。为了实现用于包装粘结剂中所需的柔性、结合强度和最小成膜温度的适当平衡，这些增塑剂通常的存在浓度是乙烯基酯聚合物的5-20重量％。但是，特别是当在这样的高水平使用时，苯甲酸酯增塑剂增加了不期望的化合物从粘结剂层中潜在地迁出和进入结合材料(或者包装的材料本身)中。所以，这样的增塑剂用于食品接触材料是受限制的，并且使用被批准为食品添加剂的替代品如三醋酸甘油酯来代替。但是归因于再循环，原本不打算用于食品包装工业的再生纸和纸板将危险的作用物(substrate)，例如来自粘结剂的增塑剂，或者来自印刷油墨的矿物油，带回到纸和包装市场，并且潜在地与食品接触。因此，邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)已经日益从全部的纸和加工粘结剂中被排除，无论它们是否用于直接食品接触。为了甚至进一步降低经由纸和纸板再循环的风险，因此需要高效增塑剂，其允许与标准增塑剂相比，明显降低粘结剂配制剂中增塑剂的用量。

令人惊讶地，现在已经发现通过使用含有多元醇和具有3-20个碳原子的直链或者支化的脂肪族单羧酸的酯的增塑剂，例如己酸酯增塑剂，与使用DIBP和苯甲酸酯增塑剂的类似粘结剂相比，可以将聚乙烯酯包装粘结剂中的所述增塑剂水平降低至少40％。以这些降低的负载量，在标准的粘结剂配制剂中，所需的性能保持在相同或者改进的水平。

发明内容

在本发明的一方面，提供的是一种粘结剂组合物，其包含聚合物的含水分散体，该聚合物是由包含具有至多20个碳原子的羧酸的至少一种乙烯基酯的单体组合物来生产的；和增塑剂，该增塑剂包含多元醇和具有3-20个碳原子的脂肪族单羧酸的酯。进一步提供的是将该粘结剂组合物用作包装粘结剂。

在一种实施方案中，该多元醇选自乙二醇，1，2-丙二醇及其低聚物。该多元醇可以选自二-、三-和四-乙二醇，二丙二醇，三丙二醇和四乙二醇。

在一种实施方案中，该增塑剂包含多元醇和选自下面的脂肪族羧酸的酯：丙酸、正丁酸、异丁酸、正戊酸、2-甲基丁酸、3-甲基丁酸、2-甲基-戊酸、正己酸、2-乙基丁酸、正庚酸、2-甲基己酸、环己烷羧酸、2-乙基己酸、正壬酸、2-甲基辛酸、异壬酸、3，5，5-三甲基己酸、2-丙基庚酸、2-甲基十一烷酸、异十一烷羧酸、三环癸烷羧酸和异十三烷羧酸。该增塑剂可以包含多元醇和取代的或者未取代的己酸的酯。该增塑剂可以包含一种或多种的三乙二醇二-2-乙基己酸酯，四乙二醇二正庚酸酯，三乙二醇二-2-乙基丁酸酯，三乙二醇二正庚酸酯和四乙二醇二-2-乙基己酸酯。

在一种实施方案中，该粘结剂组合物包含聚合物的至多10重量％的增塑剂，例如聚合物的3-7重量％的增塑剂。

通常，该聚合物分散体是通过乳液聚合生产的，通常在稳定剂例如聚乙烯醇稳定剂存在下生产。

在一种实施方案中，该至少一种乙烯基酯选自甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、异丁酸乙烯酯、戊酸乙烯酯、2-乙基己酸乙烯酯、异辛酸乙烯酯、壬酸乙烯酯、癸酸乙烯酯、新戊酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯及其混合物。该聚合物可以包含乙烯基酯共聚物，例如乙烯基酯-乙烯共聚物，和更具体地，乙酸乙烯酯-乙烯共聚物，任选与一种或多种辅助共聚单体在一起。

具体实施方式