[发明专利]阻隔组合物

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求2015年3月6日提交的美国临时申请No.62/129,300的权益，其全文出于各种目的经此引用并入本文。

公开领域

本公开涉及阻隔组合物，更特别涉及包括共聚物和固体级低聚物的阻隔组合物以及制造和使用所述阻隔组合物的方法。

背景技术

阻隔性质在降低水分、油、脂、香气和在一些情况下细菌的渗透方面是重要的。例如，根据纸内的湿含量，纸和纸基产品会收缩或溶胀并且这样的收缩和溶胀会造成撕裂。持续的趋势是用塑料膜(如聚乙烯和聚丙烯)涂覆纸产品以提供湿气阻隔防护。但是，尽管这些膜提供良好的湿气阻隔性质，但它们限制纸产品的再循环能力。塑料膜不瓦解，需要特殊设备将纸产品与阻隔膜分离。考虑到已知阻隔膜的上述限制，仍然需要在降低水分、油、脂、香气和在一些情况下细菌的渗透方面表现出充分阻隔性质但容易从可再循环基底上分离、降解的阻隔组合物。本文中公开的组合物和方法解决这一需求。

公开概述

公开了一种阻隔组合物，其包含通过使包含乙烯基芳族单体和选自丁二烯、(甲基)丙烯酸烷基酯及其混合物的第二单体的单体聚合形成的共聚物和固体级低聚物。在一些实施方案中，所述乙烯基芳族单体和所述第二单体在所述固体级低聚物存在下聚合。所述阻隔组合物中的固体可包含50重量％或更多的所述共聚物和固体级低聚物。

所述乙烯基芳族单体可包括苯乙烯、烷基苯乙烯或其组合。所述第二单体可包括丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、任选交联单体、或其组合。所述固体级低聚物可衍生自包括选自苯乙烯、烷基苯乙烯、(甲基)丙烯酸或其盐或酯、(甲基)丙烯酸烷氧基酯及其组合的单体的单体。在一些实施方案中，所述阻隔组合物可通过使苯乙烯和丁二烯在所述固体级低聚物存在下聚合形成。在一些实施方案中，所述阻隔组合物可衍生自4重量％-80重量％苯乙烯、4重量％-80重量％丁二烯和10重量％-45重量％固体级低聚物。在另一些实施方案中，所述阻隔组合物可衍生自25重量％-50重量％苯乙烯、30重量％-45重量％丁二烯和20重量％-30重量％固体级低聚物。所述共聚物可共价连接到所述固体级低聚物上。在一些实施方案中，所述共聚物接枝到所述固体级低聚物的表面上。所述阻隔组合物的共聚物可具有至少250,000道尔顿，例如250,000道尔顿至750,000道尔顿的重均分子量。所述阻隔组合物的固体级低聚物可具有20,000道尔顿或更低，例如5,000道尔顿至10,000道尔顿的重均分子量。

所述阻隔组合物可包含添加剂，如颜料。在一些实施方案中，所述颜料是粘土。所述颜料可以为所述阻隔组合物的1重量％-50重量％。在一些实施方案中，所述阻隔组合物基本不含低分子量表面活性剂。

所述阻隔组合物可作为包含所述共聚物和所述固体级低聚物的水分散体提供。在一些实施方案中，所述水分散体具有至少40％的固含量。

在本文中还描述了包含所述阻隔组合物的纸产品。在一些实施方案中，所述阻隔组合物可作为纸上的涂层提供。所述阻隔组合物可以为纸的0.01至2.5重量％。在一些实施方案中，所述阻隔组合物可在纸上具有5克/平方米至30克/平方米的涂布重量。在一些实施方案中，所述纸包含由纤维素纤维形成的纸幅并遍及所述纸幅提供所述阻隔组合物。所述阻隔组合物可以为所述纸幅的5至30重量％。

本文中公开的阻隔组合物可用于为纸提供水、湿气、脂、油和/或氧耐受性。在一些实施方案中，所述纸可表现出25克/平方米或更小的Cobb值。在一些实施方案中，所述纸具有在25℃和50RH％下测量时每24小时35克/平方米或更小的湿气透过率。在一些实施方案中，所述纸可具有在25℃和50RH％下测量时每24小时10克/平方米至25克/平方米的湿气透过率。在一些实施方案中，所述纸具有如通过ASTM WK20008测定的在60℃和60psi下每24小时2或更小的抗粘连性。

在本文中还描述了制造包含所述阻隔组合物的纸产品的方法。所述方法可包括使纤维素纤维与本文所述的任何阻隔组合物接触。在一些实施方案中，使纤维素纤维与阻隔组合物接触可包括用包含所述阻隔组合物的水分散体涂布包含所述纤维素纤维的纸幅。在一些实施方案中，涂布所述纸幅包括在所述纸幅上喷涂包含所述阻隔组合物的水分散体。在一些实施方案中，使所述纤维素纤维与所述阻隔组合物接触可包括将包含所述阻隔组合物的水分散体与包含所述纤维素纤维的水性浆料混合以形成混合物，由所述纤维素纤维和所述阻隔组合物的混合物形成纸幅。