[发明专利]用来制备具有改进的性能的生物聚合物纳米颗粒生物胶乳组合物的方法以及基于该方法的组合物

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年12月3日提交的美国临时专利申请61/119,602的优先权，将其全部内容结合入本文作参考。

关于联邦资助研究的声明

无

发明领域

本发明涉及制备新颖的生物聚合物偶联物(也称作“生物胶乳^TM偶联物”)以及基于该偶联物的组合物的方法，所述基于该偶联物的组合物是通过与至少一种添加剂共挤出制得的，获得新的生物胶乳偶联物组合物，其具有改进的性能，可以用于涂覆的纸张和纸板上，以及用于其它的应用。

发明背景

美国专利第6,755,915号(对应于WO 00/40617)描述了一种制备淀粉颗粒的方法，该方法包括a)制备第一相，其包括将淀粉细粒分散在水中，b)制备所述第一相在第二非水液相中的分散体或乳液，c)使得位于第一相中的淀粉交联，以及d)分离由此形成的淀粉颗粒。在该发明的一个方面，可以将水包油乳液翻转为油包水乳液。

美国专利第6,677,386号(对应于WO 00/69916)描述了一种制备生物聚合物纳米颗粒的方法，所述生物聚合物纳米颗粒的一种形式是淀粉纳米颗粒。在此方法中，使用剪切力使得所述生物聚合物增塑，在加工过程中加入交联剂。在加工之后，所述生物聚合物纳米颗粒可以分散在水性介质中。所述方法的一种形式能够制得特征为平均粒度小于400纳米的淀粉纳米颗粒。所述纳米颗粒可以用作基质材料，所述基质材料可以是成膜材料、增稠剂、流变改性剂、粘合剂或粘合添加剂(增粘剂)。所述纳米颗粒或者其分散体也可利用其阻隔性，作为载体，作为脂肪替代品，或者作为减轻皮肤病的药物。所述纳米颗粒或其分散体的其它应用的例子是用于造纸和包装工业，用于农业和园艺。所述纳米颗粒还可以在药物中用作赋形剂或载体，它们可以与缓释药物之类的活性物质络合或共价结合。所述纳米颗粒还可加工成较高密度的泡沫材料。

美国专利第6,667,386号所述的纳米颗粒的其它应用可以参见以下文献：(i)美国专利第7,160,420号，其描述了使用淀粉纳米颗粒作为造纸纸浆中的湿部添加剂，或者作为表面上胶剂施用于纸张表面；(ii)美国专利第6,825,252号，其描述了将淀粉纳米颗粒用于着色纸张涂料组合物中的粘结剂；(iii)美国专利第6,921,430号，其描述了将淀粉纳米颗粒用于环保型粘合剂；以及(iv)美国专利申请公开第2004/0241382号，其描述了将淀粉纳米颗粒用于生产瓦楞纸所用的粘合剂中。这些专利和申请的内容，以及本文所提到的所有其它出版物都全文参考结合入本文。

美国专利第6,667,386号中的发明涉及一种制备生物聚合物纳米颗粒的方法，所述纳米颗粒的一种形式是淀粉纳米颗粒，其特征是平均粒度小于400纳米。该方法并未预期、考虑或提供任何像本发明这样的添加提高性能的添加剂的动机，也没有预期通过制备新颖的生物胶乳偶联物可能获得的性能优势。这一点从专利第6,667,386号的第一句(以及该专利剩余的部分)很明确地表达出来，其措辞为：″本发明涉及制备纳米颗粒的方法，也即是说，制备主要由淀粉之类的生物聚合物组成的颗粒。本发明还涉及可通过该方法制得的纳米颗粒。”

因此，可以看到通过美国专利第6,667,386号的方法制备的纳米颗粒具有很多的用途。PCT国际专利申请公开第WO 2008/022127A2号描述了一种用来制备生物聚合物纳米颗粒的方法，用来制备较大量的生物聚合物纳米颗粒的改进的方法，具体来说是制备淀粉纳米颗粒。

近来，Bloembergen等人在题为“使用生物基纳米颗粒的纸张粘结剂的性能，淀粉基生物胶乳可以在造纸中代替石油基胶乳粘结剂(Paper binder performance with biobased nanoparticles，A starch-based biolatex can replace petroleum-based latex binders in papermaking)”(Paper 360°Magazine，2008年9月)的技术文献中描述了将美国专利第6,667,836号的生物聚合物纳米颗粒基生物胶乳粘结剂用于涂覆的纸张和纸板。该生物胶乳粘结剂为用于涂覆的纸张和纸板制造工艺中使用的石油基粘结剂提供了高性能的替代品，而且每磅的成本更低。羧化苯乙烯丁二烯(SB胶乳)和苯乙烯丙烯酸酯(SA胶乳)是涂覆的纸张和纸板制造领域中主要使用的石化基粘结剂。