[发明专利]生物聚合物组合物及其作为粉末涂料的用途

说明书

本发明涉及一种具有由生物聚合物组合物制成的涂层的包装材料。另外，本发明涉及一种通过使用上述组合物为包装材料提供阻隔性能的方法。特别是，本发明涉及用包括由可生物降解的聚酯和硅氧烷前驱体的反应产物形成的生物聚合物的组合物涂覆多孔材料。

技术领域

本发明涉及一种生物聚合物组合物，该组合物适合用作多孔基质的涂料，从而形成包装材料。本发明还涉及一种通过涂层为包装材料提供阻隔性能的方法。

背景技术

许多应用都需要阻隔性能，尤其是在包装应用中，如在用于食品、化妆品、药品等的包装材料中。适当的阻隔性能保护包装内的产品免受光线、氧气和水分的影响，防止污染。此外，通过阻隔性能，能防止产品不希望地浸出到包装外部。

由纸张或纸板制成的食品包装材料通常具有聚合物涂层以提高其阻隔性能来保护产品。最典型地，该涂层由化石基热塑性塑料(如聚乙烯)制成。虽然聚乙烯具有许多理想的性能，如柔韧性和热密封性，但它具有不可生物降解或不可堆肥的缺点。

生物聚合物的使用是替代这些塑料涂料的一种有吸引力的选择，因此已开发出可生物降解的多层层压膜用作不同包装材料的涂覆层。这些材料，如金属(例如铝或马口铁)、玻璃、聚合物(例如PP、PE、PET或PVDC)以及具有汽化的薄的金属或氧化物的膜或其组合的聚合物，通常被用作这些结构的组分。这些已知的多层膜可以是生物基的或部分生物基的，并且它们可以是可生物降解的或不可生物降解的。虽然可再生资源的利用和生物降解性可以解决一些问题；然而，层压工艺会产生大量废料，使其成为一种不太可持续的方法。另外，由于能够识别和分离使用过的聚合物等级很重要，因此从循环利用的角度来看，多层结构是非常有问题的。而且，包装材料涂层的阻隔性能仍有改进的空间。

已经尝试寻找层压膜的替代方法。所采用的涂层方法之一是粉末涂层，在粉末涂层方法中，涂层材料呈固体、细颗粒(粉末)的形式，从而不需要溶剂将涂层材料承载在待涂层的基质上。这种工艺释放的挥发性有机化合物(VOCs)较少。通常，粉末涂层材料是热固性或热塑性粉末，通过使用各种粉末涂层技术将其施加到基质上，然后固化涂料，并且冷却产品使涂料变硬。

还有一些专利提出了能够在金属或玻璃基质上形成薄的防水涂层的粉末涂料组合物。公开物US6274672提出了一种含有功能性聚硅氧烷的粉末涂料组合物。该粉末涂料组合物包括含有反应性官能团的聚合物、固化剂和有机聚硅氧烷的固体颗粒成膜混合物。公开物US5227435公开了一种制备有机硅改性聚酯树脂的方法和包含该机硅改性聚酯树脂的粉末涂料组合物。该方法包括有机硅化合物与醇类缩合，在酯化催化剂存在的情况下，将制备的树脂与酸性化合物反应，最后将由此制备的树脂与偏苯三酸酐反应，从而得到具有低熔体粘度、低软化点和优良的贮存稳定性的聚酯树脂。

与金属和玻璃相比，聚合物的优点包括聚合物重量轻并且所需材料量少。而且，尤其是由于生态问题，生物基可循环利用的聚合物的重要性显著增加。然而，由于聚合物的结构和对气体和水分的渗透性，聚合物不能满足一些如在高湿度和高温条件下的应用中所需的非常高的阻隔性能要求。对于生物基可循环利用的聚合物来说尤其如此。

发明内容

本发明旨在解决现有技术的至少部分问题。

本发明的目的是生产具有生物聚合物涂料组合物的新型包装材料，这种包装材料尤其适用于食品、化妆品等的包装。

因此，根据第一方面，本发明涉及一种涂料组合物，尤其是一种粉末涂料组合物，其包括由可生物降解的聚酯和硅氧烷前驱体的反应产物形成的生物聚合物。

根据第二方面，本发明涉及一种包装材料，其包括已涂覆有上述生物聚合物组合物的多孔基质。

根据第三方面，本发明涉及一种通过用上述生物聚合物组合物涂覆多孔基质来生产包装材料的方法。