[发明专利]制备具有降低的透氧性的层压制品的方法

说明书

相关申请案的交叉参考

本专利申请要求于2013年10月15日提交的美国临时专利申请序列号61/891,182 的权益，所述申请以全文引用的方式并入本文中。

本发明涉及层压粘合剂配方以及以此制备的层压制品。更具体地说，它涉及呈现增 强的阻隔氧的特性的聚合膜层压制品。

聚合材料(尤其是聚合薄膜)广泛用于包装目的，在食品行业和药品行业中得到大 量应用。在这些和其它用途中，可能非常不希望经包装的产品曝露于氧和/或其它气体， 其中此类曝露随时间推移导致产品降解。不利的是，许多聚合物膜本身对氧相对可渗透。 一种已探究的提高氧阻隔特性的方法已使用此类聚合物材料的多层，其中所述层用粘合 剂粘结在一起以形成层压制品。

多种层压粘合剂是本领域中已知的。此类粘合剂通常表征为溶剂基或无溶剂。在一 些情况下，溶剂基粘合剂是水性的。举例来说，聚偏二氯乙烯(PVDC)配方通常是水 基的。不利的是，在这些配方中的一些中，溶剂自身或在溶剂去除后剩余的粘合剂可表 示工作场所和/或环境危险。此外，溶剂去除表示附加的能量消耗。

另一种可用于阻隔应用的配方为乙烯乙烯醇(EVOH)，其可用作水性配方或(替代 性地)与聚合物膜共挤。每种路线具有优点和缺点。水性配方可用于粘合具有低熔融温 度的聚合物膜，因为EVOH具有高熔融温度(高于150℃)，该温度将使许多聚合物膜 熔融或变形。然而，然后必须耗尽能量以去除水。相比而言，当层压制品将暴露于高湿 度时，共挤出可为有用的，由于此类条件趋于大大提高EVOH的氧气透过率。然而，共 挤出路线导致相对复杂的结构。

无溶剂配方以陈(Chen)等人的美国专利6,589,384B2为代表。该专利公开了一种 具有阻隔特性的无溶剂层压聚氨酯粘合剂。该粘合剂基于直链脂族，优选已与直链羧酸 反应的C3-C6二醇。所得粘合剂形成结晶粘合剂层，其然后固化以赋予某些改进的阻隔 特性。

然后，可以看出，在本领域中仍存在对提供具有所需水平的氧阻隔能力的聚合物膜 层压制品的新型并且有效、方便的粘合剂的需要，其理想地相对便宜并且优选不提出工 作场所和/或环境挑战。

因此，并且在一方面，本发明提供一种制备层压制品的方法，其包含(a)通过以 下步骤制备粘合剂混合物：(i)提供单个物质的多异氰酸酯(A)作为A-组分；(ii)还 提供羟基封端的聚酯(B)，其由单个物质的具有末端羟基基团并且碳原子为2个至10 个的直链脂族二醇和单个物质的直链二羧酸形成，所述聚酯数均分子量为300至5000， 并且熔点为80℃或低于80℃，以(A)和载体溶剂的重量计，羟基封端的聚酯(B)以 至少20重量％的量以基本上可混溶固体的形式并入载体溶剂中以形成B-组分；(b)(i) 将A-组分与B-组分以NCO/OH比率为1至2混合以形成粘合剂混合物(I)，或(ii)使 A组分中的全部或一部分与B-组分中的一部分以NCO/OH比率为2至8反应以形成预 聚物(C)，并且然后将B-组分的其余部分和A-组分的任何其余部分与预聚物(C)混合 以形成NCO/OH比率为1至2的粘合剂混合物(II)；(c)将粘合剂混合物(I)和粘合 剂混合物(II)中的至少一种的层涂覆至第一聚合物膜；在将所述层涂覆至第一聚合物 膜之前紧接着制备粘合剂混合物(I)或粘合剂混合物(II)；(d)将第二聚合物膜接近 所述层安置，并且末端安置到第一聚合物膜，使得所述层在第一聚合物膜和第二聚合物 膜之间；以及(e)使粘合剂混合物(I)或粘合剂混合物(II)在50℃或高于50℃下充 分反应，并且然后在条件下固化，使得在固化完成前形成结晶聚酯域；从而形成层压制 品。

在另一方面，本发明提供根据上述方法制备的层压制品。

本发明提供一种层压制品及其制备方法，具体地说所述方法包括将赋予层压制品对 氧改进的阻隔特性的聚氨酯粘合剂层合并。此类改进的阻隔性能可至少部分归因于粘合 剂层在起始聚酯多元醇与多异氰酸酯反应后但是在固化完成之前形成结晶聚酯域，并且 然后在固化之后保持结晶聚酯域的事实。粘合剂层的配方还通过溶剂基设备提供特别方 便的应用，其溶剂基本质相较于某些其它无溶剂配方出人意料地还提高其阻隔特性，如 在下文实例和比较实例中的另外说明。