[发明专利]可生物分解的复合箔

说明书

本发明涉及聚氨酯水分散体粘合剂用于制备可生物分解的复合箔的用途。本发明还涉及制备复合箔的方法并且涉及通过所述方法制备的复合箔。

柔性包装材料通常由通过合适的粘合剂彼此粘合的复合箔组成，其中至少一个彼此粘合的箔为聚合物箔。对可降解的复合箔包装材料有高需求，其中术语可降解材料还应理解为包括在生物条件下分解的材料即可分解的或可堆肥的材料。

主要的难题在于提供具有必要的功能和稳定性，但是当遭遇生物活性环境的刺激时将以最快速度和最大程度降解或分解的材料。降解方法过程的引发可以为在聚合物主链内的特定位置上微生物降解、水解降解或氧化降解。所有的降解产品应当表现出最大的安全性和最低的毒性并且不能在自然环境中积累，这是指降解产品应当进行完全的且最终的微生物降解。用于箔粘合的粘合剂还对生物分解性有作用。粘合剂首先旨在提供稳定的粘合，但是其次还促进降解性即箔复合物的分解。同时实现对这些根本上矛盾的需求并进行优化是相当困难的。

WO 96/35733公开了包括片状结构的可降解且可堆肥的模塑体。其通过使用具有脲基的聚氨酯的水分散体制备。聚氨酯由二异氰酸酯组分、二醇组分、二氨基磺酸酯形式的二胺组分和任选地亲水聚醚醇构成。

生物可分解性的一些方面仍不令人满意。本发明的目的在于提供用于可降解的和可分解的复合箔——特别是用于柔性包装材料——的其他材料，其中所述复合箔可以被制备为具有最大便利性和粘合剂特性的最好品质，并且同时还具有最好的生物分解性品质。

已经发现该目的可以通过使用下述聚氨酯粘合剂分散体而实现。本发明提供聚氨酯水分散体粘合剂用于制备可生物分解的复合箔的用途，其中使用聚氨酯分散体粘合剂将至少一个第一基底粘合至至少一个第二基底，其中至少一个基底为可生物分解的聚合物箔，并且其中至少60重量%聚氨酯由以下物质构成：

(a)二异氰酸酯，

(b)聚酯二醇，和

(c)至少一种选自二羟基羧酸和二氨基羧酸的二官能羧酸。

本发明还提供制备复合箔的方法，所述方法包括提供基于本发明使用的聚氨酯的聚氨酯水分散体粘合剂，并且使用该聚氨酯水分散体粘合剂使至少两个基底彼此粘合，其中至少一个基底为可生物分解的聚合物箔。本发明还提供通过本发明方法制备的复合箔。

为了本发明的应用，如果例如最长12周的好氧堆肥后发现，受试材料原干重的最高10%以筛分粒级>2mm存在，则该材料具有生物分解性，其中测试根据标准EN 13432(2000)进行。

本发明使用的粘合剂基本由至少一种在水中分散的聚氨酯作为聚合物粘合剂、以及任选加入的物质例如填料、增稠剂、消泡剂等组成。聚合物粘合剂优选采取水中或由水和水溶性有机溶剂制备的混合物中的分散体形式，所述水溶性有机溶剂的沸点优选低于150℃（1巴）。特别优选水作为单一溶剂。水或其他溶剂不包括于涉及粘合剂组成的重量数据的计算中。

聚氨酯分散体粘合剂优选为可生物降解的。为了本发明的应用，如果根据标准ISO 14855(2005)测定，例如20天后以CO₂形式释放的气态碳与使用的材料的总碳含量的比例至少为30%，优选至少60%或至少80%，则该材料是可生物分解的。

聚氨酯优选主要由多异氰酸酯特别是二异氰酸酯、以及反应物聚酯二醇以及二官能羧酸构成。优选聚氨酯由至少40重量%，特别是至少60重量%，并且非常特别是至少80重量%的二异氰酸酯、聚酯二醇和二官能羧酸构成。

聚氨酯可以为非晶态的或半晶态的。如果聚氨酯为半晶态的，其熔点优选低于80℃。为此，优选聚氨酯包括多于10重量%，多于50重量%或至少80重量%的量的聚酯二醇，基于聚氨酯计。

全部聚氨酯优选由以下物质构成：

a)二异氰酸酯

b)二醇，其中，

b₁)10至100mol%为摩尔质量为500至5000g/mol的聚酯二醇，基于二醇(b)的总量计，

b₂)0至90mol%摩尔质量为60至500g/mol，基于二醇(b)的总量计，

c)至少一种二官能羧酸，其选自二羟基羧酸和二氨基羧酸，

d)任选的不同于单体(a)至单体(c)并且具有反应性基团的其他多官能化合物，其中所述反应性基团为醇羟基、伯氨基或仲氨基、或异氰酸酯基团，以及

e)任选的不同于单体(a)至单体(d)并且具有反应性基团的单官能化合物，所述反应性基团为醇羟基、伯氨基或仲氨基或异氰酸酯基团。