[发明专利]非水性高阻隔涂布液及其涂层

说明书

技术领域

本发明涉及一种高阻隔涂布液，具体而言，涉及一种能够形成耐受高温蒸煮、尤其是水蒸煮的高阻隔涂层的非水性高阻隔涂布液，以及由该非水性高阻隔涂布液获得的高阻隔涂层。此外，本发明还涉及包括该高阻隔涂层的制品，例如食品或非食品包装材料。

背景技术

虽然塑料容器已广泛地用于包装食品和非食品材料，但通常塑料对气体(如氧和二氧化碳)或潮气的阻隔性能不好。包装食品时更要求对氧、二氧化碳等气体有阻隔性。环境中的氧引起食品氧化，会造成褐变、酸败、变味和异味、产生霉菌等，有时会对健康造成危害。

尤其是近年来，随着UHT等高温蒸煮的灭菌技术的广泛使用，需要包装材料在保持高阻隔性能的同时能够耐受高温蒸煮、尤其是水蒸煮。尽管已经采用二氧化硅真空蒸镀、铝塑复合包装以及尼龙薄膜用于该目的，但是，二氧化硅镀层耐挠曲性能差，使其在皱折之后气体阻隔性能显著下降；铝塑复合包装中铝层具有屏蔽作用，使其无法适用于微波炉加热并且无法进行磁性检验等成品检验；此外，尼龙的气体阻隔性能较差，无法满足工业中日益严格的气体阻隔要求。

人们已进行了许多努力试图采用某些聚合物来提高包装制品的阻隔性能。其中代表性的聚合物包括聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇和乙烯-乙烯醇共聚物。但是，这些材料的加工存在困难。其中，聚偏二氯乙烯的塑化温度与分解温度十分接近，加工困难而且无法回收，同时聚偏二氯乙烯在焚烧处理时产生二恶英而导致空气污染。聚乙烯醇的分解温度较低，160℃开始醚化并在200℃开始分解，因而难以塑化加工。当采用流延法制备聚乙烯醇涂层时，其需要专用涂布设备而且生产周期长、效率低、并且质量不稳定，同时由于较大量的增塑剂和其它改性剂的使用，其气体阻隔性能降低。当采用水性改性聚乙烯醇涂布液时，尽管改善了涂布性能并能够达到一般包装要求，但是由于聚乙烯醇多羟基而导致的吸水和水溶解性质，使其在水性体系中无法实现致密交联并且与基材的粘附力不高，因而无法经受高温水的直接蒸煮。乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)是聚乙烯醇的改进材料，但其氧气和其它气体的阻隔性能同样容易受湿度影响，而且采用水性涂布液时存在与聚乙烯醇相同的缺点。

因此，本领域仍然需要提供一种容易加工、能够经受高温蒸煮、同时保持优异气体阻隔性能的高阻隔涂层及其涂布液。

发明内容

本发明人经过长期的深入研究，发现根据本发明的涂布液能够克服现有涂布液的上述缺点。由本发明涂布液得到的涂层具有优异的高气体阻隔性、低水蒸气透过率、并且在高相对湿度下其阻隔性变化很小。

根据本发明的一个方面，提供了一种耐高温蒸煮、尤其是耐水直接蒸煮，同时在不同湿度下保持优异的气体阻隔性能的涂层。所述高阻隔涂层由下述涂布液获得，其包含：

阻隔性树脂；

交联剂；和

非水性有机溶剂。

除非另有规定，在本文使用的表示成分、反应条件等的所有数值或表达被认为在所有情况下可以用词语“大约”来修饰。

在本申请中公开了许多数值范围。因为这些范围是连续的，所以它们包括了在最小值和最大值之间的每一个值。除了具体实施例以外，在没有另外明确规定的情况下，在本申请中指定的各种数值范围是近似值。

适用于本发明高阻隔涂布液的阻隔性树脂包括，但不限于聚乙烯醇类树脂，例如聚乙烯醇、聚乙烯-聚乙烯醇共混物、乙烯-乙烯醇共聚物、聚丙烯-聚乙烯醇共混物、聚酰胺-聚乙烯醇混合物、及其混合物。此处使用的术语“聚乙烯醇型聚合物”包括聚乙烯醇、其与其他单体和/或聚合物的共聚物和共混物，以及上述聚合物的改性产物。此处使用的术语“聚合物”包括均聚物、共聚物，并包括预聚物和低聚物。

在本发明的高阻隔性涂布液中，可以使用促进聚乙烯醇类树脂交联的交联剂。可以使用任何本领域已知的适用于此目的的交联剂。但是，优选的交联剂包括，但不限于(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸、氨基树脂、水溶性氨基树脂、三聚氰胺甲醛树脂、三聚氰胺树脂及其衍生物、脲醛树脂及其衍生物、聚乙烯亚胺、硼酸以及硼砂。上述交联剂可以单独使用，也可以以两种或更多种结合使用。