[发明专利]聚合电解质复合物作为增塑剂阻挡层的用途

说明书

本发明描述了聚合电解质复合物(特别是由阴离子聚合物和阳离子聚合物形成的聚合电解质复合物)作为增塑剂阻挡层的用途，还涉及增塑基底和其制备，其中所述增塑基底已涂覆有至少一层包含至少一种聚合电解质复合物的涂层。

聚合物薄膜或其他由有机聚合物制备的材料通常含有已知作为增塑剂的物质，以使材料具有所需的柔性。增塑剂是特殊的具有低蒸汽压的惰性液体或固体有机物质，在此类物质中主要是这样的材料：其具有酯的特性，并且可与高聚合物质发生物理相互作用并与其形成均一体系，而不经历任何化学反应，并且优选(但不总是)通过其溶剂化和溶胀能力进行。增塑剂向由其制备的结构或涂层提供某种需要的物理特性，例如凝固点降低、形状改变能力提高、弹性水平提高或硬度降低。它们被分类为塑料添加剂。它们被引入到材料(例如引入到柔性PVC中)以改进其加工性、柔性和延展性。通常已知的增塑剂的实例为邻苯二甲酸酯、偏苯三酸与(主要是)线性C₆-C₁₁醇的酯，或其他二羧酸二酯。

当使用增塑的塑料时引起的并且通常是不想要的一种具体特性是增塑剂迁移的能力；其来自于涉及扩散、蒸汽压和对流的过程，并且在塑料与其他液体或固体物质相接触时特别明显。然后增塑剂渗入到其他物质(这些物质主要是其它塑料)中。后一种物质被溶剂化或腐蚀，或发生溶胀现象，并且该材料甚至可粘附于其所接触的物质的表面上。迁移速率随着温度而快速升高。在粘合剂应用中，增塑剂向粘合剂层的迁移可导致不想要的粘附降低，特别是在较高温度下。增塑剂迁移也是食品包装的生理学安全性的一个影响因素。

汽车工业使用增塑剂含量最高达50重量％(特别是邻苯二甲酸酯)的PVC薄膜用于ABS基底(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物)的工业层压。用于此目的的粘合剂的实例为基于聚酯的聚氨酯分散体，其被喷涂于基底上并干燥，并在用于实际粘合过程的挤压中热活化。需要使用之前已涂覆有粘合剂的薄膜，因为这大大地简化了层压操作。但是，当这类薄膜储存时，增塑剂可迁移到PVC薄膜之外而进入粘合剂层，造成对随后胶合的严重损害。因此需要抑制增塑剂从一种含增塑剂的材料至其表面或进入相邻的层和材料中的迁移。因此本发明的一个目的是抑制增塑剂从增塑材料至其表面或进入相邻的层和材料中的迁移。

已发现聚合电解质复合物作为增塑剂阻挡层具有很高的效力。因此本发明提供了聚合电解质复合物作为增塑剂阻挡层的用途。所述聚合电解质复合物具体地由至少一种阴离子聚合物和至少一种阳离子聚合物形成。

本发明还提供了一种增塑基底，其表面至少在某种程度上已涂覆有至少一个含有至少一种聚合电解质复合物的涂层。用聚合电解质复合物制备的涂层具有增塑剂阻挡层的特性。

术语“增塑剂阻挡层(plasticizer barrier)”的含义是，与未涂覆的基底相比，基底表面对增塑剂的渗透的抗性已增加。

本发明还提供了一种用增塑剂阻挡层制造增塑产品的方法，其中

(i)提供一个由包含增塑剂的材料制成的基底，和

(ii)为该基底全部或某种程度上提供一层或多层包含至少一种聚合电解质复合物的涂层。

在该方法的一个实施方案中，用聚合电解质复合物涂覆的方法可使用包含至少一种先前制备的聚合电解质复合物的组合物。该包含至少一种先前制备的聚合电解质复合物的组合物优选为一种可由水包水(water-in-water)乳液聚合制备的水性分散体。

在该方法的另一个实施方案中，用聚合电解质复合物涂覆的方法可将聚合电解质复合物的形成延迟直至材料位于基底上。在一个用于此的可能的方法中，该基底具有第一涂层和与第一涂层直接接触的第二涂层，其中所述涂层之一包含至少一种阴离子聚合物而另一涂层包含至少一种阳离子聚合物，并且由阴离子聚合物和由阳离子聚合物制成的聚合电解质复合物的形成被延迟直至材料位于基底上。这两种涂层组合物在一次操作中可同时或紧邻着连续地施用，其中该涂层组合物之一包含所述阴离子聚合物而另一涂层组合物包含所述阳离子聚合物。

聚合电解质为离子聚合物。聚合电解质复合物为带相反电荷的离子聚合物的反应产物。聚合电解质复合物通常具有确定的化学计量组成，而这意味着在这些复合物中阴离子和阳离子基团的当量比例为1，或在1附近。但是，聚合电解质复合物也可以是主要为阴离子带电的复合物或主要为阳离子带电的复合物。在本发明中也可以是，除了这些聚合电解质复合物之外，还存在过量的一种阴离子或一种阳离子聚合物，即，以游离形式，而不是复合形式。