[发明专利]水性聚氨酯分散体用于复合膜层压的用途

说明书

本发明涉及水性聚氨酯分散体用于复合箔层压的用途，其中所述聚氨酯衍生自无定型聚酯多元醇。本发明还涉及一种制备所述复合箔的方法，以及通过该方法制备的复合箔。

两种或更多种由不同材料制成的箔的粘合体或层压体兼具这些材料的特性。因此，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，其中彼此粘合的箔中的至少一个为聚合物箔。已知为层压粘合剂的材料通常用于箔的彼此粘合。这包括例如已溶解于有机溶剂且借助于多异氰酸酯化合物与带有羟基基团的聚醚或聚酯反应或将多异氰酸酯暴露于水中进行交联的粘合剂体系。然而，使用这类有机溶剂作为层压粘合剂在技术上是复杂的，这是因为由所述溶剂造成的火灾风险需要使用防爆涂层体系。此外，还具有以下风险：在复合层压体系中残留的溶剂会通过香味污染和异味污染而损害待包装的内含物。

涉及用于复合箔层压的粘合剂的现有技术包括例如EP0615988、DE102005006235或EP0884336中所述的水性聚氨酯分散体。包含在这些分散体中的聚氨酯通常是由聚醚二醇形成的聚氨酯，即例如由环氧乙烷、环氧丙烷或环氧丁烷聚合而获得的二元聚醚醇形成的聚氨酯。为了获得更高强度的箔复合材料，这些体系可与交联剂结合使用。在这些双组分体系中，在使用前不久混入交联剂，可增强该箔复合材料。与基于有机溶剂的体系不同，尽管使用了交联剂，迄今公开的含水体系仍不足以用于制备暴露于尤其是高应力下的复合箔。需要可经受高应力的箔复合材料，尤其是用于已知的食品包装的甑馏应用(retort application)中。此处，对其中含有包装内含物的整个箔复合材料进行高压灭菌处理，以对箔包装中所含的食品进行杀菌或烹调。在该过程中将箔复合材料暴露于高热应力和高化学应力下。常规的条件是在120℃下加热45分钟或在130℃下加热30分钟。用于此目的的复合膜通常由以下箔材料组成：铝箔、印刷的聚酯箔、未经印刷的聚酯箔、印刷的聚酰胺箔、未经印刷的聚酰胺箔、聚丙烯箔。由铝箔和聚酯箔构成的复合材料产生特定的技术问题，这是因为在所述条件下难以实现对金属箔的良好粘合。使箔复合材料经受高应力的另一个用途是已知的“热填充”。此处，在85至90℃的温度下将热食品插入至由复合箔构成的包装中。前述基于水性聚氨酯分散体的层压粘合剂尚不能完全满足此类用途。

本发明的目的在于开发一种水性粘合剂，其不含有机溶剂，并且可用作制备可经受高应力的复合箔、尤其是用于甑馏应用和热填充应用的层压粘合剂。

现已发现，该目的可通过使用下文所述的聚氨酯粘合剂分散体来实现。本发明提供了水性聚氨酯分散体用于复合箔层压的用途，其中至少20重量％的聚氨酯衍生自至少一种无定型聚酯多元醇。

本发明还提供一种制备复合箔的方法，其包括提供一种更具体地描述于下文的水性聚氨酯分散体，将该聚氨酯分散体施用至塑性箔或金属箔，以及粘合至一种或更多种其他的塑性箔和/或金属箔，得到复合箔。本发明还提供通过本发明的方法制备的复合箔。

本发明中待使用的粘合剂基本上由至少一种作为聚合物粘合剂的分散于水中的聚氨酯，以及任选地添加剂，例如填料、增稠剂、消泡剂等组成。所述聚合物粘合剂优选采用在水中的分散体或在水与水溶性有机溶剂(沸点优选低于150℃(1巴))的混合物中的分散体的形式。特别优选以水作为唯一的溶剂。在涉及粘合剂组合物重量数据计算中，水或其它溶剂的重量不计算在内。

无定型固体是在其构成单元中不具有晶格排列的那些，因此是非晶态的。本发明的无定型聚酯尤其是熔点不在-30℃至+60℃温度范围内的那些聚酯。

优选的是，所述聚氨酯包含多于10重量％、或多于25重量％、尤其是至少35重量％的量的无定型聚酯二醇，基于所述聚氨酯计。

所述聚氨酯优选整体上衍生自以下物质：

a)至少一种摩尔质量大于500至4000g/mol的无定形聚酯二醇，

b)至少一种与无定形聚酯二醇a)不同且摩尔质量大于500至4000g/mol的其他大分子二醇(macrodiol)，

c)至少一种有机二异氰酸酯或至少一种有机异氰酸酯化合物的混合物，所述混合物的算术平均NCO官能度为1.9至2.3，优选甲苯2,4-二异氰酸酯，

d)至少一种选自以下的化合物：还包含至少一个离子基团或至少一个可转化为离子基团的基团的一元至三元醇、二氨基羧酸和二氨基磺酸，

e)任选地至少一种平均摩尔质量为62至500g/mol的二元醇，和

f)任选地与单体(a)至(e)不同且带有活性基团的其他多官能化合物，其中所述活性基团包含醇羟基、伯氨基或仲氨基、或异氰酸酯基，和