掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

用于纸涂料的可回收组合物

文献发布时间:2023-06-19 18:27:32



本公开内容的领域

本发明涉及一种可在包装期间提供防潮性的组合物。此外,本发明涉及一种涂覆有可回收和可再制浆的组合物的基材。

发明背景

在包装工业中,基于纸、卡纸板或纸板的包装材料通常具有涂层,以提高水蒸气和食品风味的不透性。通常将聚乙烯膜和蜡涂料用于层压纸或涂覆纸,并且广泛用于包装应用,以保护纸产品免受湿气影响并提供防水性。涂蜡纸产品,特别是涂蜡瓦楞纸板容器,数年来一直用于运输和储存新鲜易腐食品。所述容器用碎冰包装,以在运输和储存期间保持食品凉爽,而蜡赋予容器防水和防潮性能。

通常,在从源头到杂货店的供应链中,在瓦楞纸箱上使用石蜡使其具有疏水性,并在机械上抵抗环境条件。一旦将石蜡施加到瓦楞纸箱上,瓦楞纸箱就不可再制浆,也不可回收,必须在一般的城市废弃物流中丢弃。类似地,含有聚乙烯膜的包装的回收也很有限,并且昂贵,因为重新制浆需要特殊设备。

最近报道了许多涂蜡或浸蜡纸板容器。在现有技术中,用于涂覆瓦楞纸箱的包含蜡或石蜡的涂料组合物是已知的,并在例如以下参考文献中进行了描述。

U.S.3,892,613A公开了一种制备浸蜡单面瓦楞纸板的方法,其包括在形成瓦楞纸板之前,对瓦楞介质的第一面进行水分调节,并用蜡浸渍瓦楞介质的第二面的步骤。

U.S.3,874,905A公开了一种涂覆瓦楞纸板衬里的方法。在原纸上涂覆丁苯橡胶胶乳,干燥并固化。在橡胶涂层上施加较厚的石蜡涂层,以形成具有防水性的涂蜡纸产品。

U.S.4,017,016A公开了一种瓦楞纸板,由其形成容器的类型优选为涂蜡或涂油的,以增加保水能力,并在较长时间经历水时保持容器的强度。

U.S.4,126,225A公开了一种家禽容器,其由沿接缝粘合的蜡饱和纸板材料的单个坯料形成,其中纸板用蜡饱和,以使容器防水。

U.S.5,539,035A公开了一种用于涂覆纸产品的蜡组合物,其中该蜡组合物包含蜡基和聚合物添加剂。蜡基包含石蜡和脂肪酸。聚合物添加剂是可溶于蜡基或可与蜡基混溶的聚合物无定形物质。

US 5,763,100A公开了一种纸料,其包括在至少一个表面上涂覆有水基乳液涂料的基材。水基乳液涂料包含20-90%干重的丙烯酸系-苯乙烯共聚物和5-70%干重的蜡,所述蜡选自石蜡、微晶蜡、聚乙烯蜡和所述蜡中两种或更多种的混合物。

现有技术中公开的方法和组合物具有局限性。尽管包含石蜡或聚乙烯的包装材料在提供防水和防潮性方面表现良好,但从环境影响的角度来看是不可接受的。现有技术中描述的涂料组合物和涂蜡容器是不回收的或不可回收的。如果将包装堆肥,则聚乙烯膜和大多数蜡涂层都不会降解,并且在处理时会产生问题。鉴于每年都会使用大量涂蜡容器,因此非常希望回收这些容器,而不是将其丢弃为废物。回收涂蜡容器有几个固有问题。首先,蜡的目的是赋予容器防水和防潮性,该性能直接干扰了可回收容器所需的溶解性和/或降解能力的必要性能。其次,在除去蜡涂层时,蜡残留物可能残留在纸纤维上或污染纸纤维。这种残留物会削弱回收纸页的强度,因为其会阻止或减少纸页中可以实现的固有粘合量。第三,由于通常用于涂蜡容器的许多蜡的高熔点和此类涂料组合物,为了除去涂层,必须修改工业标准再制浆条件,以使用更高的再制浆温度。这可能导致能源成本增加,从而降低回收的盈利能力。

因此,需要一种可以涂覆在纸产品上的改良组合物,以使纸产品在实验部分中的测试方法所述的标准再制浆条件下可回收,同时提供所需的防水性、抗粘连性和粘度。

因此,本发明的目的是提供一种用于涂覆纸和纸产品的组合物,其赋予必要的抗粘连性、防水性和粘度,但不会损害纸和纸产品的可回收性和可再制浆性。

发明概述

令人惊讶地发现,上述目的通过提供一种组合物实现,所述组合物包含:(i)至少一种通过使至少一种具有2-12个羟基的化合物与至少一种C

因此,在一个方面中,本发明涉及一种组合物,其包含:

(i)至少一种通过使至少一种具有2-12个羟基的化合物与至少一种C

(ii)至少一种玻璃化转变温度为-54℃至10℃的第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物,根据ASTM D 7426(2013)通过差示扫描量热法测量。

在另一方面中,本发明涉及一种制备本文所公开的组合物的方法。

在又一方面中,本发明涉及一种包含本文所公开的组合物的涂料。

在再一方面中,本发明涉及一种在至少一个表面上涂覆有本文所公开的涂料的基材。

在另一方面中,本发明涉及一种纸料,其包括涂覆有本文所公开的涂料的基材。

发明详述

本发明不受本申请中描述的实施方案的限制。可以在不背离其主旨和范围的情况下进行修改和变更,这对于本领域技术人员来说是显而易见的。除了本文列举的方法、配制剂和装置以外,本领域技术人员可由从前文描述知悉本公开内容范围内的功能上等同的方法、配制剂和装置。该修改和变更旨落入所附权利要求的范围内。本公开内容仅受所附权利要求以及该权利要求享有的全部等同范围的限制。应当理解的是,本公开内容并不限于方法、试剂、化合物或组合物,它们当然可能会有所不同。还应理解的是,本文所用的术语仅用于描述实施方案的目的,并非旨在进行限制。

本文所用的术语“包含”与“包括”或“含有”同义,并且是包容性或开放式的,不排除额外的未描述成员、要素或方法步骤。应理解的是,本文所用的术语“包括”涵盖术语“由…组成”。

此外,说明书和权利要求中的术语“第一”、“第二”、“第三”或“(a)”、“(b)”、“(c)”、“(d)”等用于区分类似的要素,而不一定用于描述顺序或时间顺序。应当理解,如此使用的术语在适当的情况下是可互换的,并且本文所述的本发明实施方案能够以本文所描述或说明的顺序以外的其他顺序操作。在术语“第一”、“第二”、“第三”或“(A)”、“(B)”和“(C)”或“(a)”、“(b)”、“(c)”、“(d)”、“i”、“ii”等涉及方法步骤或用途或分析方法的情况下,在步骤之间没有时间或时间间隔的相关性,即,所述步骤可同时进行或者在该步骤之间可存在数秒、数分钟、数小时、数天、数周、数月或者甚至数年的时间间隔,除非在上文或下文所述的本申请中另外指明。

就本发明而言,本文公开的所有范围还涵盖任何和所有可能的子范围及其子范围的组合。说明书通篇中定义的范围也包括端值,即1-10的范围意味着1和10都包含在该范围中。为免生疑问,申请人有权根据适用法律获得任何等同方案。任何列出的范围都可以容易地识别为充分描述并能够将同一范围分解为至少相等的一半、三分之一、四分之一、五分之一、十分之一等。作为非限制性实例,本文所述的各范围可以容易地分解为下三分之一,中三分之一和上三分之一等。如本领域技术人员所理解的那样,所有措辞,如“至多”、“至少”、“大于”、“小于”等,都包括所述的数字,并且指代可随后如上所述分解为子范围的范围。最后,如本领域技术人员理解的那样,范围包括每个个体成员。因此,例如,具有1-3个单元的组是指具有1个、2个或3个单元的组。类似地,具有1-5个单元的组是指具有1、2、3、4或5个单元的组,等等。

除非本文另有说明或上下文明确矛盾,否则在描述本文所述的材料和方法的上下文中(尤其是在随后权利要求的上下文中)使用的术语“一个”、“一种”、“所述”和类似指称应解释为涵盖单数和复数。

本说明书通篇中使用的术语“约”用于描述和解释小波动。例如,术语“约”是指小于或等于±5%,例如小于或等于±2%、小于或等于±1%、小于或等于±0.5%、小于或等于±0.2%、小于或等于±0.1%或小于或等于±0.05%。本文的所有数值均由术语“约”修饰,无论是否明确指出。由术语“约”修饰的值当然包括该具体值。例如,“约5.0”或“约5”必须包括5.0或5。

在以下段落中,对主题的不同方面进行了更详细的定义。如此定义的每个方面可与任何其他一个或多个方面相结合,除非明确指出相反。任何被表示为优选或有利的特征可以与任何其他被表示为优选或有利的一个或多个特征相结合。

本说明书通篇提及“一个实施方案”或“实施方案”意味着就该实施方案描述的特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施方案中。因此,在本说明书通篇的各处出现的短语“在一个实施方案中”或“在实施方案中”并不一定都指代同一实施方案,而是可以指代同一实施方案。此外,特征、结构或特性可以在一个或多个实施方案中以任何合适的方式组合,这对于本发明技术人员来说是显而易见的。此外,尽管本文所述的一些实施方案包括一些特征,而不包括其他实施方案中包括的其他特征,但不同实施方案的特征组合意欲在主题范围内,并形成不同的实施方案,如本领域的人所理解的那样。例如,在所附权利要求中,所要求的实施方案中的任何一个都可以用于任何组合中。

尽管本文所公开的实施方案是参考实施方案描述的,但应理解的是,这些实施方案仅仅是对本发明的原理和应用的说明。对于本领域技术人员显而易见的是,在不背离本发明的主旨和范围的情况下,可以对本发明的方法和装置进行各种修改和变更。因此,本发明旨在涵盖所附权利要求及其等同范围内的修改和变更,并且上述实施方案是为了说明而非限制的目的提出的。本文所述的所有专利和公开文献均通过引用并入本文中,以用于所指出的其具体教导,除非特别提供了其他引入声明。

除非本文另有说明或上下文另外明确矛盾,否则本文所述的所有方法都可以以任何合适的顺序执行。使用本文提供的任何和所有实例或实例性语言(例如,“例如”)只是为了更好地说明该材料和方法,而不限制范围,除非另有声明。

就本发明而言,本文所用的术语“水性”或“水基”是指除有机溶剂以外,存在大量水作为主要的连续介质或100%的水含量。在连续水相中存在溶解的聚合物,它们产生以聚合物和水作为连续介质的均匀溶液,或者呈聚合物在水中的分散乳液的形式,从而产生以水作为连续介质的非均匀溶液。

本说明书通篇提及的术语“共聚物”意指共聚物包含可通过自由基聚合获得的嵌段或无规共聚物。

在单体或重复单元中使用(甲基)表示任选的甲基。

就本发明而言,术语丙烯酸化物或(甲基)丙烯酸化物是指丙烯酸或甲基丙烯酸、丙烯酸或甲基丙烯酸的酯、盐、酰胺以及丙烯酸或甲基丙烯酸的其他合适衍生物及其混合物。合适(甲基)丙烯酸系单体的示意性实例包括但不限于以下甲基丙烯酸酯:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丁酯(BMA)、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸异戊酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟丙酯,甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸N,N-二乙氨基乙酯、甲基丙烯酸叔丁氨基乙酯、甲基丙烯酸2-磺乙酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、甲基丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸-2-正丁氧基乙酯、甲基丙烯酸2-氯乙酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸2-乙基丁酯、甲基丙烯酸肉桂基酯、甲基丙烯酸异丁烯基酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸酯环戊酯、甲基丙烯酸2-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸糠基酯、甲基丙烯酸六氟异丙酯、甲基丙烯酸甲代烯丙酯、甲基丙烯酸3-甲氧基丁酯、甲基丙烯酸2-甲氧基丁酯、甲基丙烯酸2-硝基-2-甲氧基丙酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯、甲基丙烯酸2-苯基乙酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸炔丙酯、甲基丙烯酸酯四氢糠基酯和甲基丙烯酸四氢吡喃酯。合适的丙烯酸酯的实例包括但不限于丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸酯正丁酯(BA)、丙烯酸正癸酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2-羟丙酯、丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、丙烯酸N,N-二乙氨基乙酯、丙烯酸叔丁氨基乙酯、丙烯酸2-磺乙酯、丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸苄基酯、丙烯酸烯丙酯、丙烯酸2-正丁氧基乙酯、丙烯酸2-氯乙酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸2-乙基丁酯、丙烯酸肉桂基酯、丙烯酸异丁烯基酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸环戊酯、丙烯酸2-乙氧基乙基、丙烯酸糠基酯、丙烯酸六氟异丙酯、丙烯酸甲代烯丙酯、丙烯酸3-甲氧基丁酯、丙烯酸2-甲氧基丁基、丙烯酸2-硝基-2-甲基丙酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、丙烯酸2-苯基乙酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸炔丙酯、丙烯酸四氢糠基酯和丙烯酸四氢吡喃酯。

本文中所用的术语“阻水”或“防水性”是指纸或纸产品对水或水性液体的抗性增加。

本文所公开的术语“抗粘连性”是指涂料在施加到两个表面上时在接触时或施加压力时不粘附或粘附自身的能力。

本文所用的术语“纸基”基材或“纸板”基材或者“纸产品”是指可以手动或机械折叠的任何类型的纤维素纤维基产品。本发明涵盖由单层或多层构成的纸和纸产品,例如纸层压板、瓦楞纸。

本文中可互换使用的术语“再纸浆”、“可再制浆”或“可再制浆性”是指涂覆的纸或纸板基材进行重新润湿和纤维化操作以随后形成纸页的能力。

本文中可互换使用的术语“回收”或“可回收”或“可回收性”是指用过的经处理纸和纸板加工成新纸和纸板的能力。

本文所用的术语“涂覆”是指应用于纸的任何表面处理。就本发明而言,本发明的涂料可以通过任何常规涂覆和表面施胶技术施加到纸或纸板上。该技术包括但不限于施胶压榨、槽、堰辊和喷涂器。

就本发明而言,“玻璃化转变温度”或“Tg”是指使用Fox方程计算的聚合物或共聚物的估计Tg。Fox方程可用于估计聚合物或共聚物的玻璃化转变温度,例如如L.H.Sperling,“Introduction to Physical Polymer Science”,第2版,John Wiley&Sons,纽约,第357页(1992)和T.G.Fox,Bull.Am.Phys.Soc,1,123(1956)所述,二者均通过引用并入本文。例如,由单体a、b、…和i衍生的共聚物的理论玻璃化转变温度可以根据以下方程计算得出,其中w

本发明所用的术语“重量%”是相对于组合物的总重量的。此外,如下文所述,各组分中所有化合物的重量%之和总计为100重量%。

就本发明而言,质均或重均(Mw)和数均(Mn)分子量通过使用高效液相色谱泵和折射率检测器的凝胶渗透色谱法在40℃下测定。所用洗脱液为四氢呋喃,洗脱速率为1ml/分钟。借助聚苯乙烯标样进行校准。

上述测量技术是本领域技术人员所熟知的,因此不限制本发明。

本发明的一个方面是实施方案1,其涉及一种组合物,所述组合物包含:(i)至少一种通过使至少一种具有2-12个羟基的化合物与至少一种C

(ii)至少一种玻璃化转变温度为-54℃至10℃的第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物,根据ASTM D 7426(2013)通过差示扫描量热法测量。

在本发明的实施方案中,实施方案1中的组合物的特征在于,具有在90-150℃的温度下为100-2000cP的熔体粘度,根据ASTM 2196-18方法测定。

在本发明的另一实施方案中,实施方案1中的组合物的特征在于,所述组合物具有在90-130℃的温度下为100-2000cP的熔体粘度,根据方法ASTM 2196-18测定。

在本发明的实施方案中,实施方案1中的组合物的特征在于,具有600-25,000g/mol的重均分子量,根据ISO 13885-1(2008)通过凝胶渗透色谱法测量。在本发明的另一实施方案中,实施方案1中的组合物的特征在于,具有600-8000g/mol的重均分子量,根据ISO13885-1(2008)通过凝胶渗透色谱法测量。

在本发明的实施方案中,实施方案1的组合物中的所述至少一种酯具有50-90℃的熔点,根据ASTM D3418-15测定。在本发明另一实施方案中,实施方案1的组合物中的所述至少一种酯具有50-85℃的熔点,在另一实施方案中,其为50-80℃或50-75℃或50-70℃或50-65℃,在每种情况下根据ASTM D3418-15测定。

在本发明的实施方案中,实施方案1的组合物中的所述至少一种酯具有600-3000g/mol的重均分子量,根据ISO 13885-1(2008)通过凝胶渗透色谱法测量。在本发明的另一实施方案中,实施方案1的组合物中的所述至少一种酯具有650-3000g/mol,在另一实施方案中为700-3000g/mol或750-3000g/mol或800-3000g/mol或850-3000g/mol或900-3000g/mol或1000-3000g/mol或650-2500g/mol或650-2000g/mol的重均分子量,在每种情况下根据ISO 13885-1(2008)通过凝胶渗透色谱法测量。

在本发明的实施方案中,实施方案1的组合物中的所述至少一种酯具有5-30mgKOH/g的酸值,根据ASTM D1980-87测定。在本发明另一实施方案中,实施方案1的组合物的所述至少一种酯具有5-25mg KOH/g,在另一实施方案中,5-20mg KOH/g或10-30mg KOH/g的酸值,在每种情况下根据ASTM D1980-87测定。

在本发明的实施方案中,实施方案1的组合物中的所述至少一种酯选自季戊四醇四硬脂酸酯、季戊四醇油酸酯、季戊四醇四山萮酸酯、季戊四醇四异棕榈酸酯、三硬脂酸甘油酯、赤藓糖醇二硬脂酸酯、山梨糖醇硬脂酸酯和二季戊四醇硬脂酸酯。在本发明的另一实施方案中,实施方案1的组合物中的酯选自季戊四醇四硬脂酸酯、季戊四醇油酸酯、季戊四醇四山萮酸酯、季戊四醇四异棕榈酸酯和二季戊四醇硬脂酸酯。在本发明的另一实施方案中,实施方案1的组合物中的酯是季戊四醇四硬脂酸酯。

在本发明的实施方案中,实施方案1的组合物中的所述至少一种酯以20-70重量%的量存在,基于涂料组合物的总重量。在本发明的另一实施方案中,实施方案1的组合物中的所述至少一种酯以20-65重量%,在另一实施方案中,25-70重量%或28-69重量%或30-70重量%或35-70重量%或40-70重量%或45-70重量%或50-70重量%或25-65重量%的量存在,在每种情况下基于涂料组合物的总重量。

在本发明的实施方案中,实施方案1中的所述至少一种具有2-12个羟基的化合物选自乙二醇、甘油、赤藓糖醇、季戊四醇、内消旋赤藓糖醇、1,2,6-己三醇、山梨糖醇、三羟甲基丙烷、1,2,4-丁三醇、三羟甲基乙烷、阿糖醇、木糖醇、甘露糖醇、二季戊四醇、单糖、二糖和多糖。

在本发明的实施方案中,实施方案1中的所述至少一种具有2-12个羟基的化合物选自单糖,所述单糖选自核糖、核酮糖、阿拉伯糖、木糖、来苏糖、葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖和山梨糖。

在本发明的实施方案中,实施方案1中的所述至少一种具有2-12个羟基的化合物选自多糖,所述多糖选自糊精和麦芽糊精。

在本发明的实施方案中,实施方案1中的所述至少一种具有2-12个羟基的化合物选自二糖,所述二糖选自麦芽糖、乳糖和蔗糖。

在本发明的实施方案中,实施方案1中的所述至少一种具有2-12个羟基的化合物具有2-4个羟基。

在本发明的实施方案中,实施方案1中的所述至少一种具有2-12个羟基的化合物选自乙二醇、甘油、赤藓糖醇、季戊四醇、内消旋赤藓糖醇、1,2,6-己三醇和三羟甲基丙烷。

在本发明的实施方案中,实施方案1中的所述至少一种具有2-12个羟基的化合物具有2个羟基。

在本发明的实施方案中,实施方案1中的所述至少一种具有2-12个羟基的化合物具有2个羟基,其选自乙二醇、丙二醇、丁二醇、1,5-戊二醇和1,6-己二醇。

在本发明的实施方案中,实施方案1中的所述至少一种具有2-12个羟基的化合物是乙二醇。

在本发明的另一实施方案中,实施方案1中的所述至少一种具有2-12个羟基的化合物具有3或4个羟基。

在本发明的又一实施方案中,实施方案1中的所述至少一种具有2-12个羟基的化合物具有3或4个羟基,其选自甘油、赤藓糖醇、季戊四醇、内消旋赤藓糖醇、1,2,6-己三醇和三羟甲基丙烷。

在本发明的实施方案中,实施方案1中的所述至少一种具有2-12个羟基的化合物具有4个羟基。在本发明的实施方案中,实施方案1中的所述至少一种具有2-12个羟基的化合物具有4个羟基,其选自季戊四醇、核糖、核酮糖、阿拉伯糖、木糖、赤藓糖醇和内消旋赤藓糖醇。在本发明的实施方案中,实施方案1中的所述至少一种具有2-12个羟基的化合物具有4个羟基,其选自季戊四醇、赤藓糖醇和内消旋赤藓糖醇。在本发明的实施方案中,实施方案1中的所述至少一种具有2-12个羟基的化合物具有4个羟基,其为季戊四醇。

在本发明的实施方案中,实施方案1中的所述至少一种具有2-12个羟基的化合物具有90-3000g/mol的重均分子量,根据ISO 13885-1(2008)通过凝胶渗透色谱法测量。在本发明的另一实施方案中,实施方案1中的所述至少一种具有2-12个羟基的化合物具有90-2500g/mol的的重均分子量,根据ISO13885-1(2008)通过凝胶渗透色谱法测量。

在本发明的实施方案中,实施方案1中的所述至少一种C

在本发明的实施方案中,实施方案1的组合物中的所述至少一种酯可以通过现有技术已知的酯化的一般反应方法获得。在本发明的实施方案中,实施方案1的组合物中的所述至少一种酯的酯化度为60-100%。在本发明的另一实施方案中,实施方案1的组合物中的所述至少一种酯的酯化度为80-95%。在本发明的又一实施方案中,实施方案1的组合物中的所述至少一种酯的酯化度为88-95%。在本发明的另一实施方案中,实施方案1中的所述至少一种酯可以通过在催化剂存在下使至少一种具有2-12个羟基的化合物与至少一种C

在本发明的实施方案中,实施方案1中的所述至少一种第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物以20-60重量%的量存在,基于涂料组合物的总重量。在本发明的另一实施方案中,实施方案1中的所述至少一种第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物以25-60重量%,在另一实施方案中,30-60重量%或20-55重量%或在20-50重量%或在35-60重量%或40-60重量%或25-55重量%或30-55重量%或25-50重量%或25-45重量%的量存在,在每种情况下基于涂料组合物的总重量。

在本发明的实施方案中,实施方案1中的所述至少一种第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物具有-35℃至5℃的玻璃化转变温度,根据ASTM D7426(2013)通过差示扫描量热法测量。在本发明的另一实施方案中,实施方案1中的所述至少一种第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物具有-30℃至5℃,在另一实施方案中,-25℃至5℃或-20℃至5℃或-15℃至5℃或-30℃至0℃或-30℃至-5℃或-25℃至-5℃或-25℃至-10℃的玻璃化转变温度,在每种情况下根据ASTMD 7426(2013)通过差示扫描量热法测量。

在本发明的实施方案中,实施方案1中的所述至少一种第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物具有1000-25,000g/mol的重均分子量,根据ISO 13885-1(2008)通过凝胶渗透色谱法测量。在本发明的另一实施方案中,实施方案1中的所述至少一种第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物具有2000-25,000g/mol,在另一实施方案中,2000-20,000g/mol或3000-20,000g/mol或3000-15,000g/mol或4000-15,000g/mol或5000-15,000g/mol的重均分子量,在每种情况下根据ISO 13885-1(2008)通过凝胶渗透色谱法测量。

在本发明的实施方案中,实施方案1中的所述至少一种第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物通过聚合至少一种(甲基)丙烯酸系单体和至少一种苯乙烯类单体而获得,所述(甲基)丙烯酸系单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、羟基乙烯基醚、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸正癸酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2-羟丙酯、丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、丙烯酸N,N-二乙氨基乙酯、丙烯酸叔丁氨基乙酯、丙烯酸2-磺乙酯,丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸苄基酯、丙烯酸烯丙酯、丙烯酸2-正丁氧基乙酯、丙烯酸2-氯乙酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸2-乙基丁酯、丙烯酸肉桂基酯、丙烯酸异丁烯基酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸环戊酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸糠基酯、丙烯酸六氟异丙酯、丙烯酸甲代烯丙酯、甲基丙烯酸2-正丁氧基乙酯,甲基丙烯酸2-氯乙酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸2-乙基丁酯、甲基丙烯酸肉桂基酯、甲基丙烯酸异丁烯基酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环戊酯、甲基丙烯酸2-乙氧基乙基、甲基丙烯酸糠基酯、甲基丙烯酸六氟异丙酯、甲基丙烯酸甲代烯丙酯、甲基丙烯酸3-甲氧基丁酯、甲基丙烯酸2-甲氧基丁酯、甲基丙烯酸2-硝基-2-甲基丙酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯、甲基丙烯酸-2-苯基乙酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸炔丙酯、甲基丙烯酸四氢糠基酯、甲基丙烯酸四氢吡喃酯、丙烯酸羟烷基酯和甲基丙烯酸羟烷基酯、丙烯酸及其盐、丙烯腈、丙烯酰胺、氯丙烯酸甲酯、2-氰基丙烯酸甲酯、N-乙基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、丙烯醛、甲基丙烯酸及其盐、甲基丙烯腈、甲基丙烯酰胺、N-甲基甲基丙烯酰胺、N-乙基甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基甲基丙烯酰胺、N-苯基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯醛或其混合物。

示例性的(甲基)丙烯酸系单体包括但不限于丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯,丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正庚酯、(甲基)丙烯酸2-甲基庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸正壬酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸正癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸月桂基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、巴豆酸烷基酯、乙酸乙烯酯、马来酸二正丁酯、马来酸二正辛酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸四氢糠基酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基酯、(甲基)丙烯酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-丙基庚酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、己内酯(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苄基酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、甲基聚二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基甲基酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯及其组合。

合适的苯乙烯类单体选自苯乙烯、1,3-二甲基苯乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯、α-甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、α-丁基苯乙烯、4-正丁基苯乙烯、4-正癸基苯乙烯及其混合物。

在本发明的另一实施方案中,实施方案1中的所述至少一种第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物通过聚合至少一种(甲基)丙烯酸系单体和至少一种苯乙烯类单体而获得,所述(甲基)丙烯酸系单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、羟基乙烯基醚、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-正丁氧基乙酯、丙烯酸2-氯乙酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸2-乙基丁酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸2-氯乙酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁基、甲基丙烯酸2-乙基丁酯或其混合物。

在本发明的另一实施方案中,实施方案1中的所述至少一种第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物通过聚合至少一种(甲基)丙烯酸系单体和至少一种苯乙烯类单体而获得,所述(甲基)丙烯酸系单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯或其混合物。

在本发明的另一实施方案中,实施方案1中的所述至少一种第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物通过聚合至少一种(甲基)丙烯酸系单体和至少一种苯乙烯类单体而获得,所述(甲基)丙烯酸系单体选自丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯或其混合物。

在本发明的实施方案中,实施方案1中的所述至少一种第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物通过聚合至少一种(甲基)丙烯酸系单体和至少一种苯乙烯类单体的聚合而获得,其中所述至少一种(甲基)丙烯酸系单体以聚合形式以10-70重量%的量存在,基于至少一种第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物的总重量。在本发明的另一实施方案中,实施方案1中的所述至少一种第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物通过聚合至少一种(甲基)丙烯酸系单体和至少一种苯乙烯类单体的聚合而获得,其中所述至少一种(甲基)丙烯酸酯类单体以聚合形以15-65重量%,在另一实施方案中,15-60重量%或15-55重量%或10-60重量%或10-55重量%或10-50重量%或15-50重量%或10-45重量%或15-45重量%或10-40重量%或15-40重量%的量存在,在每种情况下基于至少一种第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物的总重量。

在本发明的实施方案中,实施方案1中的所述至少一种第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物通过聚合至少一种(甲基)丙烯酸系单体和至少一种苯乙烯类单体而获得,其中所述至少一种苯乙烯类单体以聚合形式以20-65重量%是量存在,基于至少一种第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物的总重量。在本发明的另一实施方案中,实施方案1中的所述至少一种第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物通过聚合至少一种(甲基)丙烯酸系单体和至少一种苯乙烯类单体而获得,其中所述至少一种苯乙烯类单体以聚合形式以25-65重量%,在另一实施方案中,20-60重量%或25-60重量%或25-55重量%或20-55重量%或20-50重量%或25-50重量%或30-65重量%或30-60重量%或35-55重量%的量存在,在每种情况下基于至少一种第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物的总重量。

在本发明的实施方案中,实施方案1中的组合物进一步包含第二苯乙烯-丙烯酸系共聚物。

在本发明的另一实施方案中,实施方案1中的组合物进一步包含第二苯乙烯-丙烯酸系共聚物,其中第二苯乙烯-丙烯酸系共聚物具有60-150℃的玻璃化转变温度,根据ASTMD 7426(2013)通过差示扫描量热法测量。在本发明的另一实施方案中,实施方案1中的组合物进一步包含第二苯乙烯-丙烯酸系共聚物,其具有60-145℃,在另一实施方案中,62-140℃或64-130℃或65-145℃或65-145℃或68-140℃或65-120℃或60-140℃或65℃-140℃或70-150℃或70-145℃或70-140℃或75-140℃或75-135℃或80-150℃或80-145℃或80-140℃或60-135℃或60-130℃或60-125℃或60-120℃或60-115℃或60-110℃或60-100℃或60-95℃的玻璃化转变温度,在每种情况下根据ASTM D 7426(2013)通过差示扫描量热法测量。

在本发明的实施方案中,实施方案1中的组合物进一步包含聚合形式的第二苯乙烯-丙烯酸系共聚物,其以10-40重量%的量存在,基于涂料组合物的总重量。在本发明的另一实施方案中,实施方案1中的组合物进一步包含聚合形式的第二苯乙烯-丙烯酸系共聚物,其以10-35重量%,在另一实施方案中,10-30重量%或10-25重量%或15-40重量%或15-35重量%或15-30重量%或20-40重量%的量存在,在每种情况下基于涂料组合物的总重量。

在本发明的实施方案中,实施方案1中的组合物进一步包含第二苯乙烯-丙烯酸系共聚物,其具有1000-15,000g/mol的重均分子量,根据ISO13885-1(2008)通过凝胶渗透色谱法测量。在本发明的实施方案中,实施方案1中的组合物进一步包含第二苯乙烯-丙烯酸系共聚物,其具有1000-10,000g/mol,在另一实施方案中,2000-15,000g/mol或3000-15,000g/mol或4000-15,000g/mol或5000-15,000g/mol或5000-10,000g/mol或6000-15,000g/mol或7000-15,000g/mol或8000-15,000g/mol的重均分子量,在每种情况下根据ISO13885-1(2008)通过凝胶渗透色谱法测量。

在本发明的实施方案中,实施方案1中的组合物进一步包含第二苯乙烯-丙烯酸系共聚物,其通过聚合至少一种(甲基)丙烯酸系单体和至少一种苯乙烯类单体而获得,所述(甲基)丙烯酸系单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、羟基乙烯基醚、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸正癸酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2-羟丙酯、丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、丙烯酸N,N-二乙氨基乙酯、丙烯酸叔丁氨基乙酯、丙烯酸2-磺乙酯,丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸苄基酯、丙烯酸烯丙酯、丙烯酸2-正丁氧基乙酯、丙烯酸2-氯乙酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸2-乙基丁酯、丙烯酸肉桂基酯、丙烯酸异丁烯基酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸环戊酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸糠基酯、丙烯酸六氟异丙酯、丙烯酸甲代烯丙酯、甲基丙烯酸2-正丁氧基乙酯,甲基丙烯酸2-氯乙酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸2-乙基丁酯、甲基丙烯酸肉桂基酯、甲基丙烯酸异丁烯基酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环戊酯、甲基丙烯酸2-乙氧基乙基、甲基丙烯酸糠基酯、甲基丙烯酸六氟异丙酯、甲基丙烯酸甲代烯丙酯、甲基丙烯酸3-甲氧基丁酯、甲基丙烯酸2-甲氧基丁酯、甲基丙烯酸2-硝基-2-甲基丙酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯、甲基丙烯酸-2-苯基乙酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸炔丙酯、甲基丙烯酸四氢糠基酯、甲基丙烯酸四氢吡喃酯、丙烯酸羟烷基酯和甲基丙烯酸羟烷基酯、丙烯酸及其盐、丙烯腈、丙烯酰胺、氯丙烯酸甲酯、2-氰基丙烯酸甲酯、N-乙基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、丙烯醛、甲基丙烯酸及其盐、甲基丙烯腈、甲基丙烯酰胺、N-甲基甲基丙烯酰胺、N-乙基甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基甲基丙烯酰胺、N-苯基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯醛或其混合物。

示例性的(甲基)丙烯酸系单体包括但不限于丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯,丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正庚酯、(甲基)丙烯酸2-甲基庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸正壬酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸正癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸月桂基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、巴豆酸烷基酯、乙酸乙烯酯、马来酸二正丁酯、马来酸二正辛酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸四氢糠基酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基酯、(甲基)丙烯酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-丙基庚酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、己内酯(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苄基酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、甲基聚二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基甲基酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯及其组合。

合适的苯乙烯类单体选自苯乙烯、1,3-二甲基苯乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯、α-甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、α-丁基苯乙烯、4-正丁基苯乙烯、4-正癸基苯乙烯及其混合物。

在本发明的另一实施方案中,实施方案1中的组合物进一步包含第二苯乙烯-丙烯酸系共聚物,其通过聚合至少一种(甲基)丙烯酸系单体和至少一种苯乙烯类单体而获得,所述(甲基)丙烯酸系单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、羟基乙烯基醚、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-正丁氧基乙酯、丙烯酸2-氯乙酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸2-乙基丁酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸2-氯乙酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁基、甲基丙烯酸酯2-乙基丁酯或其混合物。

在本发明的另一实施方案中,实施方案1中的组合物进一步包含第二苯乙烯-丙烯酸系共聚物,其通过聚合至少一种(甲基)丙烯酸系单体和至少一种苯乙烯类单体而获得,所述(甲基)丙烯酸系单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯或其混合物。

在本发明的另一实施方案中,实施方案1中的组合物进一步包含第二苯乙烯-丙烯酸系共聚物,其通过聚合至少一种(甲基)丙烯酸系单体和至少一种苯乙烯类单体而获得,所述(甲基)丙烯酸系单体选自甲基甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯或其混合物。

在本发明的另一实施方案中,实施方案1中的组合物进一步包含第二苯乙烯-丙烯酸系共聚物,其通过聚合至少一种(甲基)丙烯酸系单体和至少一种苯乙烯类单体而获得,其中所述至少一种(甲基)丙烯酸系单体以聚合形式以10-60重量%的量存在,基于至少一种第二苯乙烯-丙烯酸系共聚物的总重量。在本发明的又一实施方案中,实施方案1中的组合物进一步包含第二苯乙烯-丙烯酸系共聚物,其通过聚合至少一种(甲基)丙烯酸系单体和至少一种苯乙烯类单体而获得,其中所述至少一种(甲基)丙烯酸系单体以聚合形式以15-60重量%,在另一实施方案中,15-55重量%或15-50重量%或10-65重量%或10-60重量%或10-55重量%或15-60重量%或15-55重量%或15-50重量%或15-45重量%或10-50重量%或10-45重量%的量存在,在每种情况下基于至少一种第二苯乙烯-丙烯酸系共聚物的总重量。

在本发明的另一实施方案中,实施方案1中的组合物进一步包含第二苯乙烯-丙烯酸系共聚物,其通过聚合至少一种(甲基)丙烯酸系单体和至少一种苯乙烯类单体而获得,其中所述至少一种苯乙烯类单体以20-85重量%的量存在,基于至少一种第二苯乙烯-丙烯酸系共聚物的总重量。在本发明的又一实施方案中,实施方案1中的组合物进一步包含第二苯乙烯-丙烯酸系共聚物,其通过聚合至少一种(甲基)丙烯酸系单体和至少一种苯乙烯类单体而获得,其中所述至少一种苯乙烯类单体以25-85重量%,在另一实施方案中,30-85重量%或35-85重量%或40-85重量%或45-85重量%或50-85重量%的量存在,在每种情况下基于至少一种第二苯乙烯-丙烯酸系共聚物的总重量。

在本发明的实施方案中,实施方案1中的组合物进一步包含至少一种流变改性剂。

在本发明的另一实施方案中,实施方案1中的组合物进一步包含至少一种流变改性剂,其中所述至少一种流变改性剂选自改性高密度聚乙烯、茂金属聚乙烯蜡和改性氢化蓖麻油。在本发明的又一实施方案中,实施方案1中的组合物进一步包含至少一种流变改性剂,其中所述至少一种流变改性剂选自改性高密度聚乙烯和茂金属聚乙烯蜡。

在本发明的另一实施方案中,实施方案1中的组合物进一步包含至少一种流变改性剂,其中所述至少一种流变改性剂以0.5-4.0重量%的量存在,基于涂料组合物的总重量。在本发明的又一实施方案中,实施方案1中的组合物进一步包含至少一种流变改性剂,其中所述至少一种流变性剂以0.5-3.5重量%,在另一实施方案中,0.6-4.0重量%或0.7-4.0重量%或0.8-4.0重量%、0.9-4.0重量%或0.5-3.0重量%或1.0-4.0重量%、1.0-3.5重量%或1.0-3.0重量%的量存在,在每种情况下基于涂料组合物的总重量。

在本发明的另一实施方案中,实施方案1中的组合物进一步包含至少一种抗粘连剂。

在本发明的另一实施方案中,实施方案1中的组合物进一步包含至少一种抗粘连剂,其中所述至少一种抗粘连剂选自滑石、氧化铝粉、二氧化硅和脂肪酰胺。在本发明的又一实施方案中,实施方案1中的组合物进一步包含至少一种抗粘连剂,其中所述至少一种抗粘连剂选自脂肪酰胺。

在本发明的另一实施方案中,实施方案1中的组合物进一步包含至少一种抗粘连剂,其中所述至少一种抗粘连剂以0.5-3重量%的量存在,基于涂料组合物的总重量。在本发明的又一实施方案中,实施方案1中的组合物进一步包含至少一种抗粘连剂,其中所述至少一种抗粘连剂以0.5-2.5重量%,在另一实施方案中,1.0-3.0重量%或0.6-3.0重量%或0.7-3.0重量%或0.8-3.0重量%或0.9-3.0重量%或0.5-2.0重量%或1.0-2.5重量%的量存在,在每种情况下基于涂料组合物的总重量。

本发明的另一方面是实施方案2,其涉及一种制备根据实施方案1的组合物的方法,其至少包括以下步骤:

(i)将至少一种酯和至少一种第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物混合以形成混合物;

(ii)将所述混合物加热至90-140℃的温度;

其中所述至少一种酯通过使至少一种具有2-12个羟基的化合物与至少一种C

在本发明的实施方案中,实施方案2中的方法可间歇、半连续或连续进行。

在本发明的实施方案中,在实施方案2中的方法中,混合物的加热在100-140℃的温度下进行。

在本发明的另一实施方案中,实施方案2的方法中的所述至少一种酯选自季戊四醇四硬脂酸酯、季戊四醇油酸酯、季戊四醇四山萮酸酯、季戊四醇四异棕榈酸酯、三硬脂酸甘油酯、赤藓糖醇二硬脂酸酯、山梨糖醇硬脂酸酯和二季戊四醇硬脂酸酯。在本发明的又一实施方案中,实施方案2中的至少一种第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物具有-54℃至10℃的玻璃化转变温度,根据ASTM D 7426(2013)通过差示扫描量热法测量。

在本发明的实施方案中,实施方案2中的所述至少一种具有2-12个羟基的化合物选自乙二醇、甘油、赤藓糖醇、季戊四醇、内消旋赤藓糖醇、1,2,6-己三醇、山梨糖醇、三羟甲基丙烷、1,2,4-丁三醇、三羟甲基乙烷、阿糖醇、木糖醇、甘露糖醇、二季戊四醇、单糖、二糖和多糖。

在本发明的实施方案中,实施方案2中的所述至少一种C

本发明的另一方面是实施方案3,其涉及一种涂料,其包含根据实施方案1的组合物。

本发明的另一方面是实施方案4,其涉及一种基材,其在至少一个表面上涂覆有根据实施方案3的涂料。

本文所公开的组合物可与任何基材一起使用,以赋予防水性或防潮性、抗粘连性和粘度。在本发明的实施方案中,实施方案4的基材可以是基于纤维素的基材,例如纸、纸板或卡纸板。基于纤维素的基材可包括纸杯,包括例如纸杯,用于干燥食品的纸袋,例如咖啡、茶、汤粉、调味粉;用于液体,例如化妆品、清洁剂、饮料;管层压体;纸运载袋和用于冰淇淋、糖果(如巧克力条和牛奶条)的纸层压体和共挤出物,纸胶带;卡纸板杯(如纸杯)、酸奶罐、蛋奶酥杯;餐盘或肉盘;缠绕卡纸板容器(如罐、桶),外包装用湿强度纸箱(如酒瓶、食品);涂覆卡纸板的水果箱;快餐盘;夹钳外壳;饮料纸箱和用于液体的纸箱,如洗涤剂和清洁剂、冷冻食品纸箱、冰包装(如冰杯、锥形冰淇淋薄片的包装材料);纸质标签;或者花盆和植物盆。

在本发明的实施方案中,实施方案4的涂覆基材可以在该基材的一个或多个表面上涂覆。就本发明而言,基材还指纸杯或纸袋。纸杯可具有内表面、外表面、底部和侧部。水性组合物可位于纸杯的第一表面和/或第二表面上。第一表面可包括侧部的内表面和/或底部的内表面中的一个或多个。在一些实施方案中,只有一部分,例如10%或更大、20%或更大、30%或更大、40%或更大、50%或更大、60%或更大、70%或更大、80%或更大、90%或更大,或全部内表面被涂覆。在本发明的实施方案中,整个内表面都被涂覆。在本发明的实施方案中,第二表面包括侧部的外表面和/或底部的外表面中的一个或多个。在本发明的另一实施方案中,只有一部分,例如10%或更大、20%或更大、30%或更大、40%或更大、50%或更大、60%或更大、70%或更大、80%或更大、90%或更大,或全部外表面都被涂覆。在本发明的又一实施方案中,整个外表面都被涂覆。

在本发明的实施方案中,实施方案4的基材在该基材整体上都提供有涂层,例如,由纤维素纤维形成的纸幅。在本发明的又一实施方案中,涂层可为基材的4-50重量%,例如5-50重量%、5-45重量%、5-40重量%、5-35重量%、5-30重量%、5-25重量%,在每种情况下基于基材的重量。

在本发明的实施方案中,实施方案4的基材选自涂覆纸、未涂覆纸和纸板。

本发明的又一方面是实施方案5,其涉及一种纸料,其包括涂覆有根据实施方案3的涂料的基材。

在本发明的实施方案中,涂覆有根据实施方案3的涂料的基材具有20-50g的涂层重量。在本发明的另一实施方案中,涂覆有根据实施方案3的涂料的基材具有20-45g,在另一实施方案中,20-40g或25-50g、30-50g的涂层重量。

此外,根据本文所述实施方案4的涂覆基材可表现出最小的粘连倾向,即,在切割/成型成成品纸产品之前,当缠绕在纸卷上时,涂覆表面与另一涂覆表面的粘附,或涂覆表面与挤出涂覆纸的未涂覆表面的粘附。抗粘连性可使用ASTM D4946-89所述的I.C.粘连测试仪测试。就本发明而言,足够的抗粘连性是指根据本发明实施例中所述的评级体系评级为3或更高。就本发明而言,通过肉眼评估基材损坏的存在。就本发明而言,“无基材损伤”是指肉眼观察到的无基材损伤。

在本发明的另一实施方案中,根据实施方案4的涂覆基材在20lbf(89N)和50℃下4小时具有3或更大的抗粘连性,根据实验部分中公开的方法测定。在本发明的另一实施方案中,根据实施方案4涂覆的基材在20lbf(89N)和50℃下4小时具有4或更大的抗粘连性,根据实验部分中公开的方法测定。

包含根据实施方案4的涂层的基材的防液态水和水蒸气性可使用TAPPI T 441(2001)所述的Cobb方法测试。在本发明的实施方案中,根据本文所述的实施方案4涂覆的基材通过该测试方法中所述的防水性测试。吸水性可为纸张或纸板各种特性的函数,包括但不限于施胶和孔隙率。

在本发明的实施方案中,根据实施方案4涂覆的基材可表现出根据TAPPI T 441测定的小于10的Cobb值。

包含根据实施方案4的涂层的基材的滑动角可使用TAPPI T 815所述的滑动角测定方法测试。滑动角测试使用4lb滑板和机动轨道来确定两个涂层表面将以何种角度彼此滑动。在本发明的实施方案中,根据实施方案4涂覆的基材可表现出根据TAPPI T 815测定的20-30度的滑动角值。

在本发明的实施方案中,根据实施方案4涂覆的基材的可再制浆性测试的纤维得率为95-99%,根据实例中公开的方法测定。

在本发明的实施方案中,实施方案1中的组合物或包含实施方案3的组合物的涂层作为涂层提供,从而提供抗粘连性和防水性。在本发明的另一实施方案中,根据实施方案4涂覆的基材表现出改进的性能,例如抗粘连性、防水性和熔体粘度。就本发明而言,基材包括但不限于纸和纸产品。

在本发明的另一实施方案中,涂覆有根据实施方案3的涂层或根据实施方案1的组合物的基材是可再制浆的。

在本发明的另一实施方案中,涂覆有根据实施方案3的涂层或根据实施方案1的组合物的基材是可回收和可再制浆的。

就本发明而言,所述涂料可以通过本领域已知的任何合适的涂覆技术施加至基材如纸的表面,包括喷涂、辊涂、刷涂、使用幕式淋涂机、狭缝涂布机、辊涂机或铺展。根据特定应用的需要,涂层可以以单层施加,或以多层连续涂覆(例如,两个或三个涂层)。通常,涂层可以在环境条件下干燥。

上述第一和第二苯乙烯-丙烯酸系共聚物可通过连续高温本体聚合技术制备。例如,苯乙烯-丙烯酸系共聚物可通过连续聚合方法制成,该方法包括向反应器中加入包括乙烯基单体的混合物和聚合引发剂。然后,将反应器保持在150-300℃的温度下达足以使单体低聚的时间。然后分离含有乙烯基不饱和度的苯乙烯-丙烯酸系共聚物,然后氢化以形成具有非显著量的烯烃不饱和度的苯乙烯-丙烯酸系共聚物。本文所用的“非显著量的烯烃不饱和度”意指苯乙烯-丙烯酸系低聚物在树脂中基本上不含烯烃不饱和度,可能少量的情况除外。在一些实施方案中,非显著量的烯烃不饱和度通过IR或NMR光谱技术测量。在一个实施方案中,聚合温度范围为150-180℃,这包括温度为180-220℃、220-280℃和250-300℃的实施方案。

在一些实施方案中,氢化包括使苯乙烯-丙烯酸系共聚物与氢气和氢化催化剂接触。

在一些实施方案中,氢化催化剂包括已知可使不饱和分子氢化的那些。例如,该类催化剂可包括钯、铂、镍、铑、铱等的那些。在一些实施方案中,氢化催化剂包括钯、铂或镍。在一些该类实施方案中,氢化催化剂可为碳负载的钯、碳负载的铂或阮内镍。

该方法中使用的合适乙烯基单体包括但不限于单链烯基芳族单体、(甲基)丙烯酸系单体、乙烯类单体、丙烯酸羟烷基酯、甲基丙烯酸羟烷基酯和乙烯类单体。在一些实施方案中,乙烯基单体为苯乙烯类单体,例如苯乙烯或甲基苯乙烯,或(甲基)丙烯酸系单体或其混合物。在一些实施方案中,乙烯基单体包括40-65重量%的单链烯基芳族单体;和35-60重量%的(甲基)的丙烯酸系单体。在一些实施方案中,(甲基)丙烯酸系单体包括但不限于丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯或丙烯酸。在一些实施方案中,(甲基)丙烯酸系单体包括(甲基)丙烯酸缩水甘油酯。在一些实施方案中,单链烯基芳族单体包括苯乙烯。在其他实施方案中,单链烯基芳族单体包括苯乙烯,丙烯酸系单体包括(甲基)丙烯酸缩水甘油酯。在一些该类其他实施方案中,乙烯基单体包括40-65重量%的苯乙烯和35-60重量%的(甲基)丙烯酸缩水甘油酯。

根据该方法,可在反应器中装入聚合引发剂。适于实施本技术的方法的引发剂可在一级反应中热分解为自由基。合适的引发剂包括在高于或等于90℃的温度下自由基分解过程中半衰期为1小时的引发剂,进一步包括在温度高于或等于100℃下自由基分解过程中半衰期为10小时的引发剂。也可使用温度低于100℃时半衰期为10小时的其他引发剂。例如,但不限于,聚合引发剂可包括但不限于2,2'-偶氮二-(2,4-二甲基戊腈);2,2'-偶氮二异丁腈(AIBN);2,2'-偶氮二-(2-甲基丁腈);1,1'-偶氮二-(环己烷-1-甲腈);过苯甲酸叔丁酯;过氧化2-乙基己基碳酸叔戊酯;1,1-二-(叔戊基过氧基)环己烷,过氧化月桂基;过氧化琥珀酸;或过氧化苯甲酰。在一些实施方案中,聚合引发剂包括2,2'-偶氮二-(2,4-二甲基戊腈);2,2'-偶氮二异丁腈(AIBN);或2,2'-偶氮二-(2-甲基丁腈)。在其他实施方案中,聚合引发剂包括过氧化月桂基;过氧化琥珀酸;或过氧化苯甲酰。所用的聚合引发剂的量取决于反应条件,并且可以相应地调节。然而,在一些实施方案中,基于乙烯基单体的重量,聚合引发剂的量为0-5重量%,而在其他实施方案中,该量为2-5重量%。

可将反应溶剂与单体一起供入反应器中,或者单独进料。溶剂可以是本领域已知的任何溶剂,包括在本文所述的聚合方法的温度下不与乙烯基单体上的环氧官能团反应的那些。该方法的合适反应溶剂包括但不限于二甲苯、甲苯、乙苯、Aromatic-100、Aromatic-150、Aromatic-200、丙酮、甲基乙基酮、甲基戊基酮、甲基异丁基酮、N-甲基吡咯烷酮、异丙醇或异链烷烃。考虑到反应器条件和单体进料,溶剂以所需量存在。在一个实施方案中,一种或多种溶剂以20-80重量%、30-75重量%和35-70重量%的量存在,基于单体的总重量。

苯乙烯-丙烯酸系共聚物通过连续本体聚合方法制备,例如如美国专利4,414,370、4,529,787、4,546,160和6,984,694所述,各自通过引用并入本文。本说明书中提及的所有出版物、专利申请、已发布的专利和其他文献通过引用并入本文,如同每个单独的出版物、专利申请、已发布的专利或其他文献被明确和单独地指明通过引用将其整体并入本文中一样。通过引用并入的文本中包含的定义如果与本公开内容中的定义相矛盾,则不包括在内。

本发明的实施方案

下文列出了本发明的示意性实施方案,但不限制本发明。特别地,本发明还包括由引用以及因此下文所述的组合产生的那些实施方案。更特别地,在下文中提及一系列实施方案的情况下,例如,表述“根据实施方案1-4中任一项所述的方法”应理解为该范围内的任何实施方案的组合都明确地对本领域技术人员公开,这意味着该表述应视为“根据实施方案1、2、3和4中任一项所述的方法”的同义词:

实施方案I:一种组合物,其包含:

(i)至少一种通过使至少一种具有2-12个羟基的化合物与至少一种C

(ii)至少一种玻璃化转变温度为-54℃至10℃的第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物,根据ASTM D 7426(2013)通过差示扫描量热法测量。

实施方案II:根据实施方案I所述的组合物,其中所述至少一种酯具有50-90℃的熔点,根据ASTM D3418-15测定。

实施方案III:根据实施方案II所述的组合物,其中所述至少一种酯具有50-75℃的熔点,根据ASTM D3418-15测定。

实施方案IV:根据实施方案I所述的组合物,其中所述至少一种具有2-12个羟基的化合物选自乙二醇、甘油、赤藓糖醇、季戊四醇、内消旋赤藓糖醇、1,2,6-己三醇、山梨糖醇、三羟甲基丙烷、1,2,4-丁三醇、三羟甲基乙烷、阿糖醇、木糖醇、甘露糖醇、二季戊四醇、单糖、二糖和多糖。

实施方案V:根据实施方案IV所述的组合物,其中所述单糖选自核糖、核酮糖、阿拉伯糖、木糖、来苏糖、葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖和山梨糖。

实施方案VI:根据实施方案IV所述的组合物,其中所述多糖选自糊精和麦芽糊精。

实施方案VII:根据实施方案IV所述的组合物,其中所述二糖选自麦芽糖、乳糖和蔗糖。

实施方案VIII:根据实施方案I所述的组合物,其中所述至少一种化合物具有2-4个羟基。

实施方案IX:根据实施方案VIII所述的组合物,其中具有2-4个羟基的所述至少一种化合物选自乙二醇、甘油、赤藓糖醇、季戊四醇、内消旋赤藓糖醇、1,2,6-己三醇和三羟甲基丙烷。

实施方案X:根据实施方案I所述的组合物,其中所述至少一种化合物具有2个羟基。

实施方案XI:根据实施方案X所述的组合物,其中具有2个羟基的所述至少一种化合物选自乙二醇、丙二醇、丁二醇、1,5-戊二醇和1,6-己二醇。

实施方案XII:根据实施方案X所述的组合物,其中具有2个羟基的所述至少一种化合物是乙二醇。

实施方案XIII:根据实施方案I所述的组合物,其中所述至少一种化合物具有3或4个羟基。

实施方案XIV:根据实施方案XIII所述的组合物,其中具有3个或4个羟基的所述至少一种化合物选自甘油、赤藓糖醇、季戊四醇、内消旋赤藓糖醇、1,2,6-己三醇和三羟甲基丙烷。

实施方案XV:根据实施方案I所述的组合物,其中所述至少一种化合物具有4个羟基。

实施方案XVI:根据实施方案XV所述的组合物,其中具有4个羟基的所述至少一种化合物选自季戊四醇、核糖、核酮糖、阿拉伯糖、木糖、赤藓糖醇和内消旋赤藓糖醇。

实施方案XVII:根据实施方案I所述的组合物,其中所述至少一种酯选自季戊四醇四硬脂酸酯、季戊四醇油酸酯、季戊四醇四山萮酸酯、季戊四醇四异棕榈酸酯、三硬脂酸甘油酯、赤藓糖醇二硬脂酸酯、山梨糖醇硬脂酸酯和二季戊四醇硬脂酸酯。

实施方案XVIII:根据实施方案I所述的组合物,其中所述至少一种C

实施方案XIX:根据实施方案I至XVIII中任一项所述的组合物,其中所述至少一种酯以20-70重量%的量存在,基于涂料组合物的总重量。

实施方案XX:根据实施方案I所述的组合物,其中所述至少一种第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物以20-60重量%的量存在,基于涂料组合物的总重量。

实施方案XXI:根据实施方案I所述的组合物,其中所述至少一种第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物具有-35℃至5℃的玻璃化转变温度,根据ASTM D7426(2013)通过差示扫描量热法测量。

实施方案XXII:根据实施方案I所述的组合物,其中所述至少一种第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物具有1000-25,000g/mol的重均分子量,根据ISO13885-1(2008)通过凝胶渗透色谱法测量。

实施方案XXIII:根据实施方案I所述的组合物,其中所述至少一种第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物通过聚合至少一种(甲基)丙烯酸系单体和至少一种苯乙烯类单体而获得,所述(甲基)丙烯酸系单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、羟基乙烯基醚、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸正癸酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2-羟丙酯、丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、丙烯酸N,N-二乙氨基乙酯、丙烯酸叔丁氨基乙酯、丙烯酸2-磺乙酯,丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸苄基酯、丙烯酸烯丙酯、丙烯酸2-正丁氧基乙酯、丙烯酸2-氯乙酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸2-乙基丁酯、丙烯酸肉桂基酯、丙烯酸异丁烯基酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸环戊酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸糠基酯、丙烯酸六氟异丙酯、丙烯酸甲代烯丙酯、甲基丙烯酸2-正丁氧基乙酯,甲基丙烯酸2-氯乙酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸2-乙基丁酯、甲基丙烯酸肉桂基酯、甲基丙烯酸异丁烯基酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环戊酯、甲基丙烯酸2-乙氧基乙基、甲基丙烯酸糠基酯、甲基丙烯酸六氟异丙酯、甲基丙烯酸甲代烯丙酯、甲基丙烯酸3-甲氧基丁酯、甲基丙烯酸2-甲氧基丁酯、甲基丙烯酸2-硝基-2-甲基丙酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯、甲基丙烯酸-2-苯基乙酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸炔丙酯、甲基丙烯酸四氢糠基酯、甲基丙烯酸四氢吡喃酯、丙烯酸羟烷基酯和甲基丙烯酸羟烷基酯、丙烯酸及其盐、丙烯腈、丙烯酰胺、氯丙烯酸甲酯、2-氰基丙烯酸甲酯、N-乙基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、丙烯醛、甲基丙烯酸及其盐、甲基丙烯腈、甲基丙烯酰胺、N-甲基甲基丙烯酰胺、N-乙基甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基甲基丙烯酰胺、N-苯基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯醛或其混合物。

实施方案XXIV:根据实施方案XXIII所述的组合物,其中所述至少一种苯乙烯类单体选自苯乙烯、1,3-二甲基苯乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯、α-甲基苯乙烯,间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、α-丁基苯乙烯、4-正丁基苯乙烯和4-正癸基苯乙烯及其组合。

实施方案XXV:根据实施方案XXIII所述的组合物,其中所述至少一种(甲基)丙烯酸系单体以聚合形式以10-70重量%的量存在,基于至少一种第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物的总重量。

实施方案XXVI:根据实施方案XXIII所述的组合物,其中所述至少一种苯乙烯类单体以聚合形式以20-65重量%的量存在,基于至少一种第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物的总重量。

实施方案XXVII:根据实施方案I所述的组合物,进一步包含玻璃化转变温度为60-150℃的至少一种第二苯乙烯-丙烯酸系共聚物,根据ASTM D7426(2013)通过差示扫描量热法测量。

实施方案XXVIII:根据实施方案XXVII所述的组合物,其中所述至少一种第二苯乙烯-丙烯酸系共聚物以10-40重量%的量存在,基于涂料组合物的总重量。

实施方案XXIX:根据实施方案XXVII所述的组合物,其中所述至少一种第二苯乙烯-丙烯酸系共聚物具有60-100℃的玻璃化转变温度,根据ASTM D 7426(20130)通过差示扫描量热法测量。

实施方案XXX:根据实施方案XXVII所述的组合物,其中所述至少一种第二苯乙烯-丙烯酸系共聚物具有1000-15,000g/mol的重均分子量,根据ISO 13885-1(2008)通过凝胶渗透色谱法测量。

实施方案XXXI:根据实施方案XXVII所述的组合物,其中所述至少一种第二苯乙烯-丙烯酸系共聚物通过聚合至少一种(甲基)丙烯酸系单体和至少一种苯乙烯类单体而获得,所述(甲基)丙烯酸系单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、羟基乙烯基醚、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸正癸酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2-羟丙酯、丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、丙烯酸N,N-二乙氨基乙酯、丙烯酸叔丁氨基乙酯、丙烯酸2-磺乙酯,丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸苄基酯、丙烯酸烯丙酯、丙烯酸2-正丁氧基乙酯、丙烯酸2-氯乙酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸2-乙基丁酯、丙烯酸肉桂基酯、丙烯酸异丁烯基酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸环戊酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸糠基酯、丙烯酸六氟异丙酯、丙烯酸甲代烯丙酯、甲基丙烯酸2-正丁氧基乙酯,甲基丙烯酸2-氯乙酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸2-乙基丁酯、甲基丙烯酸肉桂基酯、甲基丙烯酸异丁烯基酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环戊酯、甲基丙烯酸2-乙氧基乙基、甲基丙烯酸糠基酯、甲基丙烯酸六氟异丙酯、甲基丙烯酸甲代烯丙酯、甲基丙烯酸3-甲氧基丁酯、甲基丙烯酸2-甲氧基丁酯、甲基丙烯酸2-硝基-2-甲基丙酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯、甲基丙烯酸-2-苯基乙酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸炔丙酯、甲基丙烯酸四氢糠基酯、甲基丙烯酸四氢吡喃酯、丙烯酸羟烷基酯和甲基丙烯酸羟烷基酯、丙烯酸及其盐、丙烯腈、丙烯酰胺、氯丙烯酸甲酯、2-氰基丙烯酸甲酯、N-乙基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、丙烯醛、甲基丙烯酸及其盐、甲基丙烯腈、甲基丙烯酰胺、N-甲基甲基丙烯酰胺、N-乙基甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基甲基丙烯酰胺、N-苯基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯醛或其混合物。

实施方案XXXII:根据实施方案XXXI所述的组合物,其中所述至少一种苯乙烯类单体选自苯乙烯、1,3-二甲基苯乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯、α-甲基苯乙烯,间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、α-丁基苯乙烯、4-正丁基苯乙烯和4-正癸基苯乙烯及其组合。

实施方案XXXIII:根据实施方案XXXI所述的组合物,其中所述至少一种(甲基)丙烯酸系单体以聚合形式以10-60重量%的量存在,基于至少一种第二苯乙烯-丙烯酸系共聚物的总重量。

实施方案XXXIV:根据实施方案XXXI所述的组合物,其中所述至少一种苯乙烯类单体以聚合形式以20-85重量%的量存在,基于至少一种第二苯乙烯-丙烯酸系共聚物的总重量。

实施方案XXXV:根据实施方案I至XXXIV中任一项所述的组合物,进一步包含至少一种流变改性剂。

实施方案XXXVI:根据实施方案XXXV所述的组合物,其中所述至少一种流变改性剂选自改性高密度聚乙烯、茂金属聚乙烯蜡和改性氢化蓖麻油。

实施方案XXXVII:根据实施方案XXXV或XXXVI所述的组合物,其中所述至少一种流变改性剂以0.5-4.0重量%的量存在,基于涂料组合物的总重量。

实施方案XXXVIII:根据实施方案I至XXXV中任一项所述的组合物,进一步包含至少一种抗粘连剂。

实施方案XXXIX:根据实施方案XXXVIII所述的组合物,其中所述至少一种抗粘连剂选自滑石、氧化铝粉、二氧化硅和脂肪酰胺。

实施方案XL:根据实施方案XXXVIII或XXXIX所述的组合物,其中所述至少一种抗粘连剂以0.5-3重量%的量存在,基于涂料组合物的总重量。

实施方案XLI:根据实施方案I所述的组合物,其中所述组合物的熔体粘度在90-130℃的温度下为100-2000cP,根据方法ASTM 2196-18测定。

实施方案XLII:一种制备根据实施方案I至XLI中任一项所述的组合物的方法,其至少包括以下步骤:

(i)将至少一种酯和至少一种第一苯乙烯-丙烯酸系共聚物混合以形成混合物;

(ii)将所述混合物加热至90-140℃的温度;

其中所述至少一种酯通过使至少一种具有2-12个羟基的化合物与至少一种C

实施方案XLIII:一种涂料,其包含根据实施方案I至XLI中任一项所述的组合物。

实施方案XLIV:一种基材,其在至少一个表面上涂覆有根据实施方案XLIII所述的涂料。

实施方案XLV:根据实施方案XLIV所述的基材,其中所述基材选自涂覆的纸、未涂覆的纸和纸板。

实施方案XLVI:纸料,其包含涂覆有根据实施方案XLIII所述的涂料的基材。

尽管已经根据其具体实施方案描述了本发明,但对于本领域的技术人员来说,某些修改和等同方案是显而易见的,并且意欲包含在本发明的范围内。

本发明涉及以下优点中的至少一个:

(i)本发明提供了一种组合物,该组合物在涂覆基材时是可回收和可再制

浆的。

(ii)本发明的组合物提供了改善的抗粘连性、防水性和熔体粘度。

(iii)包含本发明组合物的涂料可以按照测试方法中所述的标准操作再制浆

程序从基材上除去。

(iv)生产的再生纸具有良好的物理强度。

(v)本发明提供了一种组合物,其在涂覆基材时是可再制浆的。

实施例

通过下文实施例更全面地阐述本发明的各方面,所述实施例是为了阐述本发明的某些方面而提出的,不应解释为对本发明的限制。

酯的合成:

季戊四醇四硬脂酸酯的制备:向清洁、干燥的反应器中添加脂肪酸馏分(纯脂肪酸或混合脂肪酸(即C

第一和第二苯乙烯-丙烯酸系共聚物的合成:使用配备顶置式搅拌器和加热套的连续搅拌釜反应器合成苯乙烯-丙烯酸系共聚物。将单体进料连续泵送至反应器,以保持12-15分钟的停留时间。使所得聚合物通过在升高的温度(200-280℃)下运行的闪蒸罐,并进行真空处理,以除去残余单体和溶剂。经汽提的树脂捕集在收集容器中,而馏出物在水冷式冷凝器中冷凝并收集在馏出物容器中。

组合物混合物的制备:在实验室规模下,通过具有磁力搅拌棒的热板或具有顶置式搅拌器的敞口玻璃器皿(以用于需要较高温度的材料)来制备组合物混合物。在至多3周的热老化方法中,目测混合物的相容性。取决于组合物,混合物通常保持在120℃或130℃下,并使用加热和冷却至室温的循环。

配制剂1:

将季戊四醇蜡(69重量%)和“液体”(低Tg)苯乙烯-丙烯酸系共聚物组分(29.6重量%,Mw=17000Da,Tg=-21℃)加热至~120℃以便于处理苯乙烯-丙烯酸系共聚物,而蜡可以在高于其熔点的任何温度下处理。将蜡和苯乙烯-丙烯酸系共聚物称量到120mL玻璃罐中,并通常将其置于足够长以容纳罐的烘箱中,使组分达到所需的混合温度,从而使热板只需在混合期间保持样品温度。在混合工艺期间添加氧化聚乙烯蜡(1.5重量%),以确保良好混合。然后将样品转移到热板上,并使用磁力搅拌棒混合至少15分钟或直至没有可见固体。设置温度以保持样品高于最高熔点组分的熔点,并在此期间添加任何其他添加剂。基于样品组成调节RPM,以提供一致的搅拌,通常达到涡流或漩涡效果。使用温度计来跟踪样品温度,因为必须将热板设置为高于所需的混合温度,以将样品保持在该混合温度下。

配制剂2:

将“液体”苯乙烯-丙烯酸系共聚物组分(56重量%,Mw=6600Da,Tg=-10℃)加热至~120℃,并称重至120mL罐中。然后将较高Tg的“固体”苯乙烯-丙烯酸系共聚物称重至罐中(24重量%,Mw=5900Da,Tg=69℃),并将样品置于烘箱中,以减少玻璃器皿在混合期间所需的初始加热。“固体”苯乙烯-丙烯酸系共聚物需要的热量比热板能提供的热量多,因此将罐转移到敞口的玻璃器皿中,并使用顶置式搅拌器进行混合。将苯乙烯-丙烯酸系共聚物混合15分钟或足够长的时间,以使混合物变得透明和均匀。在整个混合期间的不同时间用温度计测量温度,使用该设备时未发现温度缓慢变化。目标是样品温度大约是“固体”苯乙烯-丙烯酸系共聚物Tg的两倍,同时证明~700的RPM足以进行混合。对苯乙烯-丙烯酸系共聚物相容性进行过夜测试,将样品保存在~130℃的烘箱中。搅拌样品,如果苯乙烯-丙烯酸系共聚物在视觉上是均匀的,则以20重量%称量季戊四醇蜡,并将样品放回处于苯乙烯-丙烯酸系共聚物混合温度/RPM下的玻璃器皿中,再混合15分钟。混合物通常呈现白色或灰白色,并且变得不透明。再次在~130℃下过夜测试相容性,以目视检查分离或不均匀性。

流变添加剂:

为了提高施加条件下的粘度,试验了各种添加剂,其中最成功的添加剂是熔融温度较高(高于120℃)的氧化蜡。这些添加剂在混合工艺中添加,通常熔融到样品中,而不是试图作为固体分散。

抗粘连添加剂:

为了改善50℃下的粘连,试验了各种市售产品,添加方式与流变改性添加剂相同。

中和作用:

为了在将样品保持在升高的温度下时尽量减少丁基化合物的生成,必须中和季戊四醇四硬脂酸酯蜡中的甲磺酸催化剂。初步测试表明,未中和的蜡对于在蜡和苯乙烯-丙烯酸系共聚物之间建立稳定性是必要的,如果在与苯乙烯-丙烯酸系共聚物混合之前对蜡进行中和,则可能发生相分离。在实验室中,对于40g样品(~27g蜡),加入2g中和剂碳酸氢钠。这相当于117摩尔当量的碳酸钠:酸催化剂。为了确保中和效果,并使其易于观察,进行了极端过量的试验。中和程序是根据标准程序将蜡和苯乙烯-丙烯酸系共聚物混合15分钟,然后添加中和剂,然后在添加后继续混合至少15分钟。然后将混合物倒入25μm的过滤器中,并准备进行进一步加工或添加材料。在停止搅拌后,碳酸氢钠立即沉到底部,因此混合物通过过滤器倾析,以完全避免过滤大部分碳酸氢钠的需要。

表1:酯的组成:季戊四醇四硬脂酸酯

其中:

季戊四醇获自Perstorp;

硬脂酸获自Vantage Speciality Chemicals;

甲磺酸获自BASF Corporation。

表2:季戊四醇衍生物的表征

其中:

季戊四醇获自Perstorp;

H

MSA获自Sigma Aldrich;

C16/C18脂肪酸获自Vantage Speciality Chemicals;

C22脂肪酸获自Alfa Assar;

C18脂肪酸获自Vantage Speciality Chemicals。

表3:苯乙烯-丙烯酸系共聚物组成

其中:

BA为丙烯酸丁酯,获自Sigma Aldrich;

2-EHA为丙烯酸2-乙基己酯,获自Sigma Aldrich;

STY为苯乙烯,获自Sigma Aldrich;

MMA为甲基丙烯酸甲酯,获自Sigma Aldrich。

表4:组合物混合物

酯的组成细节可由表2获得,苯乙烯-丙烯酸系共聚物的组成细节可由

表3获得。

其中:

AquaPoly 250为聚乙烯蜡,获自Micro Powders,Inc.;

AquaPoly 215为聚乙烯蜡,获自Micro Powders,Inc.。

Crodamide VRX为油酰胺,获自Croda Polymer Additives;

Loxiol G 59为脂肪酸酯,获自Emery Olechemicals GmbH。

溶解性:

组合物混合物的溶解性取决于混合物在冷冻和再熔融后是否形成明显的层。不混溶液体混合物形成可见层,而可接受的混合物在再熔融后保持均匀。发现本发明的组合物混合物在再熔融后保持均匀。

混合物的涂覆:

实验室涂覆使用ChemInstruments热熔涂覆机且使用衬纸作为基材进行。加热的涂棒和加热的储液罐大坝均设置为65.6℃,间隙设置为303μm。温度由控制单元设置,间隙使用测隙规测量。样品组成和温度将影响所施加的涂层重量。将样品保持在130℃的烘箱中,直至准备好施加。当从烘箱中取出时,使用温度计搅拌样品并测量温度,当样品冷却至110℃时,将其倒入涂覆机的储液罐中,并将基材拉过间隙。样品通常在5秒内冷却为固体,冷却后可立即放置一边。在刮涂结束时,储液罐中会发生凝固,在进行额外测试之前,将该材料清理干净。目标涂层重量为20-50gm。

涂层表征:

涂层重量可能会随着刮涂时长而变化,因此在进行任何测试或表征之前,必须计算样品的涂层重量。将涂覆的样品放置在25℃和50%相对湿度的CTH室中至少4小时,以平衡达到一致的含水量。使用切纸机,将刮涂样品切割成5”×4”矩形,该矩形应去除可能存在涂层不一致的任何涂层边缘,并留下完全涂覆的纸页。一张5”×4”的衬纸基材平均重2.2154g,样品标准偏差为0.0245g,由此可以计算出任何涂覆样品上的涂层量。

粘连测试:

在20lbf和50℃下进行4小时的粘连测试。将具有所需涂层重量的涂覆样品切割成1英寸宽×约4英寸长的条带。将这些样品堆叠在一起,使两个涂覆面接触,第三个涂覆面紧靠其他两片中任何一片的未涂覆面。对每个样品进行两次测试,将这些三片的堆叠物本身堆叠并放置在粘连测试仪中。基于其校准表将弹簧拧紧至所需压力,并将整个组件置于所需温度的烘箱中。该测试测量涂覆基材在标准温度、压力和时间下的粘性和损坏程度。取决于纸张的均匀性,涂覆纸料卷的内部压力可为至多60psi。当在热带条件(30℃和95%相对湿度)下储存或运输时,涂覆纸层可能会粘在一起,在最坏的情况下,纸或涂层可能会严重受损。将样品切割成1×3英寸,在粘连测试装置中,将两张纸以涂层对纸张(面对背,F-B)或涂层对涂层(面对面,F-F)的方式层叠。然后在层顶部放置弹簧,对样品施加一定量的压力。将整个装置放置在能够在50℃潮湿条件下保持24小时的烘箱中。当粘连测试完成后,取出样品,并监测样品的粘性和损坏情况。

表5:粘连测试

其中对比实施例1*是获自The International Group Inc.的石蜡组合物。石蜡组合物的熔点温度为64-68℃,根据ASTM D87测量,粘度为5-6.6cSt,在100℃下根据ASTMD445测量。

粘连评级体系:

Cobb测试:

Cobb测试是TAPPI T 441(2001)描述(通过引用将其全部并入本文)的TAPPI程序,用于量化吸水性。该方法测定了在标准化条件下,纸、纸板和瓦楞纤维板在规定时间内吸收的液态水或湿蒸汽的量。材料的Cobb值是指1m

取决于所用配制剂的粘性和组成,样品可能会粘在测试环上。在这些情况下,无法确定吸水率的量化值,必须在Cobb测试夹具施加较小压力的情况下重复该测试。尽管样品上没有出现水损坏的现象并不罕见,但仍应对样品进行定性评估。

表6:Cobb测试

其中对比实施例1*是获自The International Group Inc.的石蜡组合物。石蜡组合物的熔点温度为64-68℃,根据ASTM D87测量,粘度为5-6.6cSt,在100℃下根据ASTMD445测量。

滑动角:

滑动角是TAPPI T 815描述(通过引用将其全部并入本文)的TAPPI程序。滑动角测试使用4lb的滑板和机动轨道来确定两个涂层表面以何种角度彼此滑动。将一个样品切割成两块2”×7”的片,并使用划线模板对其中一片进行划线并沿划线折叠。将划线和折叠的样品从前方、下方、后方包裹滑板,涂层朝外。将未划线的样品放置在轨道上的夹具中,涂层朝上。轨道处于水平位置,滑板就位,轨道上升,直至滑板向前滑动,切断电机。测量并记录轨道的角度,并用相同的样品重复该过程。

发现随着涂层磨损,滑动角在几次运行中会增加。为了保持测试可重复,每对样品仅运行两次,完成三组样品。

表7:滑动角测试

其中对比实施例1*是获自The International Group Inc.的石蜡组合物。石蜡组合物的熔点温度为64-68℃,根据ASTM D87测量,粘度为5-6.6cSt,在100℃下根据ASTMD445测量。

可回收性:

可回收性测试使用衬纸作为基材在单面实验室涂覆样品上进行。在测试前,计算涂层重量。基于该可回收性方法中使用的设备,总共使用25g纸来产生足够的纸浆,以生成符合所需规格的回收纸张。

工业回收通常使用80%的清洁纸浆和20%的回收纸浆,因此在该方法中,25g中的80%是未涂覆的衬纸或纸板。此外,根据西密歇根大学的纸张回收实验室,再制浆阶段在加热罐中进行,保持温度为135°F(57.2℃),因此在该程序中,再制浆步骤使用了温自来水。

实验室回收程序基于一系列TAPPI测试标准,这些标准是作为独立的方法编写的,用于确定纸张纤维在经过完全回收方法的各步骤时的各种性能,最初并不是设计用来模拟整个回收方法的。

可再制浆性:

将样品切割成1.25”×4”的条带,并添加到具有专门设计的桨式叶片的WaringCB15混合机中。该桨叶设计用来击打纸张,使纤维脱落,而不是使纤维断裂。添加1,500mL温水,并在“低”设置下混合样品4分钟。该步骤的产物通常是直径为1cm的饱和纸浆束,但尺寸差异较大。在该步骤之后,偶尔会有纸板碎片保持片状,一些直径近5cm,这可能是由于纸板进料密度不稳定或者碎片在混合步骤早期被桨叶卡住的结果。将该碎片简单地添加到粉碎机中,就像在下一工艺步骤中那样。将混合产物转移到符合TAPPI T-205规格的粉碎机中,再加入500mL温水以冲洗混合机。粉碎机设计用来进一步分离纸纤维,而不改变其结构性质。现在将2,000mL水和纸浆在该粉碎机上运转15,000转,产物是更小的纤维束。

储备溶液的过滤和稀释:

使来自粉碎机的纤维浆料在循环水流下通过Somerville筛20分钟。该过滤单元是底部具有筛的小箱,然后供入细网筛。当箱装满水时,它开始摇晃,这导致纤维筛过筛网,进入细网筛。通过第一道筛但被网筛捕集纤维视为“良桨”,而未通过第一筛或通过网筛的纤维被认为是“筛渣”

Somerville实验室在水通过网筛后将其再泵送以进行再循环,典型的单元具有恒定的淡水供给。这样做的目的是避免用不切实际量的清水“清洗”纸纤维。

材料被视为“可回收的”标准之一是,在该步骤中,按干重计算,纤维回收率为初始未制浆进料的80%。本发明实施例或根据本发明制备的组合物在该方法中在纤维回收方面未显示出任何问题。

成型手工纸:

纸页成形器是正方形的、顶部敞口的箱,带有供水装置,侧面铰接。箱底部是细网筛,其通向排水管,铰链允许打开箱以露出筛。

添加一定量的储备溶液(由溶液的纸浆浓度计算),获得4g手工纸。供水用于将箱的剩余部分填充至距离顶部约1英寸。这使得纤维变稀,并在箱中自由移动。

小心搅拌手工纸页成形器中的稀释溶液,以尽可能随机地诱导纤维取向。这通过抹刀或类似工具平稳但不稳定的运动完成的。在搅拌时,必须改变方向和高度/深度,以提供随机取向。剧烈混合可能导致纤维飞溅和损失,在一个方向上不断搅拌会导致纤维取向过多,因此必须避免二者。

当充分搅拌时,通过垂直提起抹刀而轻轻移除抹刀,再次以避免任何飞溅,并尽量减少纤维粘在工具上。立即将纸页成形器排空,从而导致纤维在筛顶部成层,形成纸浆垫或纸页。将箱的侧面打开,以露出该纸页,并放置两张吸墨纸,光滑/精细的一面朝向纸页。使伏辊在吸墨纸上滚动四次,一次向前,一次向后,然后重复。这会压缩纸页,使吸墨纸从纤维纸中吸收大量水分。从一个角落开始,可以小心地将纤维纸页从网上剥离,将吸墨纸的外部纸页丢弃,而内部纸页将纤维固定在其上。

将一张新的吸墨纸放在纤维纸页的暴露面上,光滑/精细的一面朝向纤维。可将该样品置于压榨机中。重要的是要识别并注意形成的手工纸的哪一面与纸页成形器的网筛接触,即纸页的网面。由于其是在与筛物理接触的情况下形成的,因此该筛面比吸墨纸反面更光滑,所有表面测试都在成型纸页的筛面上进行。

当从储备溶液中移出时,样品具有颗粒物。这些颗粒物一旦形成,就倾向于沉积在形成的纸页表面,并在纸页干燥时融化成黑点。实验室中使用的纸页成形器是筛网中的小缺陷,这导致靠近角落的区域纸浆无法沉降。这可以用来帮助确定纸页取向。

压榨和干燥:

在测试前,对成形器上制备的纸页进行压榨,以获得适当的纤维基体强度。将两张吸墨纸的下层和上层放置在压榨机的底座上,然后在两张吸墨纸之间放置纤维纸页。在下一样品之前,使用两张额外的吸墨纸作为间隔物,重复该模式,直至样品堆顶部有两张吸墨纸。将盖子放在压榨机上并固定住。

压榨机具有约33in

手工纸测试:

将手工纸垂直安装并隔开,以允许表面暴露,然后在23℃和50%相对湿度的CTH室内放置至少4小时,以平衡达到一致的含水量。所有表面测试均在纸页的网面进行。TAPPI文件“Voluntary Standard for Repulping and Recycling Corrugated FiberboardTreated to Improve Its Performance in the Presence of Water and Water Vapor”列出了数种测试方法和性能要求,必须满足这些要求才能认为样品是可回收的。

检查:

对纸页的外观进行目视检查,检查内容为污点,即纸页表面上可以看到的回收方法中被纤维捕集的任何类型的杂质。对于所制备的样品,最常见的污点类型是蜡点,其来自纸页成形步骤,是疏水的黑点。为了满足行业标准,根据“Voluntary Standard”文件,由可回收性测试样品制成的手工纸外观与由对照组制成的手工纸外观没有实质性差异,斑点计数为≤15个计数,或不超过对照组的计数的30%,面积≥0.4mm

表8:可回收性

将可回收样品制成手工纸,其中具有80%的对照纸浆(未经处理的瓦楞纸)和20%的处理纸浆[T-205],测试滑动角[T-815]

其中对比实施例1*是未经处理的瓦楞纸。

表9:可再制浆性

其中:

对比实施例1*是石蜡组合物;

**混合机和粉碎机内部的蜡膜堆积。

纤维得率或良桨的%由以下方程计算:

其中通过率>85%。

吸水率:

水滴测试或吸水率用于测量回收纸页吸水的难易程度,其中假设高吸水率对应于纤维保留的低涂层水平。基于“Voluntary Standard”,由可回收性测试样品制成的手工纸的水滴渗透不得超过对照组手工纸水滴渗透200秒以上。测试在23℃和50%RH的CTH中进行。将纸页放置在环形支架上,以便在不移动纸页的情况下观察纸页的反面。将一滴去离子水滴到纸页上并计时,直至纸页表面上没有水滴的积水为止。如果没有污点或表面缺陷,则只需注意纸页的测试区域。

水滴渗透测定:

根据Voluntary Standard TAPPI T 831,将涂覆样品放置在机架或环上,以便观察下面(未涂覆)。将可输送20滴/cm

表10:水滴渗透

其中对比实施例1*是未经处理的瓦楞纸。

短跨压缩测定(STFI):

根据Voluntary Standard TAPPI T 826,在压缩测试仪中,将15mm(0.59”)宽的试样夹在相距0.7mm(0.028”)的两个夹具之间。压缩测试仪深度应为30mm(1.18”),具有高摩擦表面,例如喷砂表面。夹具应以2300±500N(517±112lb)的恒定夹紧力牢牢夹住试样的整个宽度。固定颚板应位于试样的同一侧,可活动颚板的夹紧面应位于同一平面内并与固定颚板平行。夹具相互挤压,直至发生压缩失效。导致失效的最大力以kN/m(或lb/in)为单位进行测量,并报告为至少五次测试的平均值。如果根据TAPP T410测量定量,则可将这报告为指数值(STFI值/定量[以g/m

表11:短跨压缩测定

其中对比实施例1*是未经处理的瓦楞纸。

耐破度测定:

根据Voluntary Standard TAPPI T 403,将试样夹在Bourdon规中,在所有点重叠试样。施加规定值的静水压,直至试样破裂,此时记录最大记录值。对至少5个样品重复该过程,平均值以kPa(或lb/in)报告。如果根据TAPP T 410测量了定量,则可将这报告为指数值(耐破值/定量[以g/m

表12:耐破度测定

其中对比实施例1*是未经处理的瓦楞纸。

所附权利要求的组合物和方法的范围不受本文所述的具体组合物和方式的限制,其旨在作为权利要求的数个方面的阐述,功能等效的任何组合物和方法意欲落入权利要求的范围内。除了本文所示出和描述的组合物和方法以外,对组合物和方法的各种修改意欲落入所附权利要求的范围内。此外,尽管仅具体描述了本文所公开的某些代表性组合物和方法步骤,但所述组合物和步骤的其他组合也意欲落入所附权利要求的范围内,即使没有明确叙述。因此,本文可以明确提及或更少提及步骤、要素、组分或成分的组合,然而也包括步骤、要素,组分和成分的其他组合,即使没有明确说明。本文所用的术语“包含”及其变体与术语“包括”及其变体同义使用,并且是开放的非限制性术语。尽管本文中使用术语“包括”和“包含”来描述各种实施方案,但术语“基本上由…组成”和“由…组成”可用于代替“包括”或“包含”,以提供本发明的更具体的实施方案,并且还公开了这些实施方案。除了在实施方案中说明或另有说明外,表示说明书和权利要求中使用的成分量、反应条件等的所有数字至少应理解为根据有效位数和普通舍入法进行解释,而不是试图将等同原则的应用限于权利要求。

结果讨论

对根据本发明(本发明实施例)制备的组合物混合物进行了可回收性和可再制浆性测试,表8和表9中的结果表明,与石蜡组合物相比,在正常操作程序下,本发明实施例能够实现可回收性和可再制浆性。如表9所示,在可再制浆性中,纤维得率为95-99%。

对根据本发明制备的组合物混合物(本发明实施例)进行了粘连测试、Cobb值、滑动角和水滴渗透性测试,表5、6、7和10中的结果表明,除了可回收和可再制浆以外,根据本文公开的组合物制备的本发明实施例提供了改进的防水性和防潮性,涂层附着力和抗粘连性,而基本上不会损坏涂覆有该组合物的基材。

对根据本发明制备的组合物混合物(本发明实施例)进行了短跨压缩和耐破度测试,表11和12中的结果表明,由本文所公开的组合物制备的本发明实施例能够使再生纸具有良好的物理强度。

本文所公开的具有所需特性的组合物中的酯和苯乙烯-丙烯酸系聚合物的选择导致了涂覆基材的可回收性和可再制浆性。此外,组合物中组分的选择也导致了涂覆基材的有利性质,如附着力、抗粘连性、防水性、强度,从而针对针对不同应用独立定制和以此为目的。

测试方法

分子量测定:

分子量根据ISO 13885-1(2008)通过凝胶渗透色谱法测量。凝胶渗透色谱(GPC)使用Waters 2695仪器获得,并使用四氢呋喃(THF)作为流动相和折射率(RI)检测器在40℃下测定聚合物的分子量。使用相对于聚苯乙烯分子量标样校准的洗脱时间,分析所有样品的数均分子量(Mn)、重均分子量和多分散性(PDI)。数均分子量(Mn)是聚合物中所有聚合物链的统计平均分子量,定义如下:

M

其中Mi是链的分子量,N

重均分子量(Mw)定义为:

M

与Mn相比,Mw在确定对分子量平均值的贡献时考虑了链的分子量。链越重,链对Mw的贡献就越大。

较高的平均分子量(Mz)可由以下方程定义:

M

粘度测定:

聚合物的粘度用TA Ares流变仪测定,该流变仪采用40mm锥板几何形状。粘度根据ASTM 2196-18方法测定。粘度测量在2.85s

玻璃化转变温度(Tg)根据ASTM D 7426(2013)通过差示扫描量热法(DSC)测量,使用冷-热-冷法。第1次加热:以10℃/分钟从RT升至150℃,以10℃/分钟从150℃冷却至-50℃;第二次加热:以10℃/分钟从-50℃升至150℃。识别一级和二级转变并报告为由第二次加热循环获得的熔点(T

涂层重量测定:

将涂覆样品置于25℃和50%相对湿度的CTH室中至少4小时,以平衡达到一致的含水量。使用切纸机,将刮涂样品切割成5”×4”(12.7cm×10.2cm)的矩形,留下完全涂覆的纸页。对数张5”×4”的衬纸基材的对照纸页进行称重,并对涂覆样品进行3次重复称重。涂层重量计算为涂覆样品与对照样品的差值。

抗粘连性测定:

粘连测试在20lbf(89N)和50℃下进行4小时。将具有所需涂层重量的涂覆样品切割成1”(2.54cm)宽×约4”(10.2cm)长的条带。将这些样品堆叠在一起,使两个涂覆面接触,第三个涂覆面与其他两片中任何一片的未涂覆面接触。对每个样品进行两次测试,将这三片的堆叠物自身堆叠并放置在粘连测试仪中。基于其校准表将弹簧拧紧至所需压力,并将整个组件置于所需温度的烘箱中。

滑动角测定:

根据Voluntary Standard Technical Association of the Pulp and PaperIndustry(TAPPI)T 815,滑动角测试使用4lb的滑板和机动轨道来确定两个涂层表面以何种角度彼此滑动。将一个样品切割成两块2”×7”(5.1cm×17.8cm)的片,并使用划线模板对其中一块进行划线并沿划线折叠。将划线和折叠的样品从前方、下方、后方包裹滑板,涂层朝外。将未划线的样品放置在轨道上的夹具中,涂层朝上。轨道处于水平位置,滑板就位,轨道上升,直至滑板向前滑动,切断电机。测量并记录轨道的角度。

水滴渗透测定:

根据Voluntary Standard TAPPI T 831,将涂覆样品放置在机架或环上,以便观察下面(未涂覆)。将可输送20滴/cm

可再制浆性测定:

根据Fibre Box Association(FBA)的“Voluntary Standard For Repulping andRecycling Corrugated Fiberboard Treated to Improve Its Performance in thePresence of Water and Water Vapor”,将瓦楞纸板的涂覆样品切割成1.25”(31.8mm)×4”(102mm)的条带。切割足够数量的这些条带,以产生0.055lb(25g)的瓦楞纸板。将这些样品置于1500mL水中(125°F±10°F和pH值7±0.5pH),置于改良Waring混合机和英国粉碎机中,两种设备均预热至125°F(±10°F)。在1加仑Waring混合机(配备有特殊叶片)中低速(15,000rpm)混合4分钟。用500mL热水从混合机中冲洗所有纤维。然后在英国粉碎机(总体积为2000mL)中以3000rpm进行5分钟的疏解。然后在0.010”(0.254mm)开槽平筛上分离制浆的材料,保持1”(2.54cm)的水头20分钟。然后,作为装入纤维量的百分比测量纤维回收率。纤维得率基于总重量必须至少为80%,或基于制浆机的绝干纤维装料为至少85%。在铝称量盘中回收良桨和筛渣,并在221°F(105℃)的实验室烘箱中干燥12小时(±4小时)。称量盘的重量,记录良桨、筛渣的净重,以及良桨和筛渣的总量。然后报告筛渣的百分比,精确至0.1%,计算如下:

可回收性测定:

由再制浆工艺的良桨,根据TAPPI T 205使用以下条件下形成手工纸:将浆料剧烈搅拌(不会引起浆料中纤维分布的变化),并保持在125°F(±10°F)和pH 7(±0.5pH)下。在温度保持在250-275°F下的表面干燥器上,将纸页在限制在7%的含水量下干燥。在测试之前,按照TAPPI标准条件重新调节。测试手工纸的定量(TAPPI T 220)、滑动角(TAPPI T815)、短跨压缩(STFI)(TAPPI-T 826)、耐破度(TAPPI-T 403)和水滴渗透(TAPP-I T 831)。短跨压缩测定(STFI):

根据Voluntary standard TAPPI T 826,在压缩测试仪中,将15mm(0.59”)宽的试样夹在相距0.7mm(0.028”)的两个夹具之间。压缩测试仪深度应为30mm(1.18”),具有高摩擦表面,例如喷砂表面。夹具应以2300±500N(517±112lb)的恒定夹紧力牢牢夹住试样的整个宽度。固定颚板应位于试样的同一侧,活动颚板的夹紧面应位于同一平面内,并与固定颚板平行。夹具相互挤压,直至发生压缩失效。导致失效的最大力以kN/m(或lb/in)为单位进行测量,并报告为至少五次测试的平均值。如果根据TAPP T410测量了定量,则可将这报告为指数值(STFI值/定量[以g/m

耐破度测定:

根据Voluntary Standard TAPPI T 403,将试样夹在Bourdon规中,在所有点重叠试样。施加规定值的静水压,直至试样破裂,此时记录最大记录值。至少对5个样品重复该过程,平均值以kPa(或lb/in)报告。如果根据TAPP T 410测量了定量,则可将其报告为指数值(耐破值/定量[以g/m

相关技术
  • 有机硅防粘涂料组合物和用于具有固化防粘涂料的膜和纸的低剥离力乳液有机硅防粘涂料
  • 利用植物来源的蜡制成的防水纸的可回收组合物以及利用该组合物的粒料
技术分类

06120115572816