專利名稱：包含聚酯和脂肪酸金屬鹽的水性涂料組合物的制作方法
包含聚酯和脂肪酸金屬鹽的水性涂料組合物本發(fā)明涉及一種包含水溶性或水分散性聚酯樹脂和脂肪酸金屬鹽的水性涂料組合物，已用所述涂料組合物涂覆的基材以及所述涂料組合物作為用于紙張、卡紙板、紙板等的涂料的用途。水性涂料通常用于提供紙張、卡紙板或紙板，用作食品包裝材料，具有防水、防水蒸氣、防油脂和防油性。在該類水性涂料中存在的典型聚合物包括改性苯乙烯-丁二烯類、 丙烯酸酯類和甲基丙烯酸酯類、聚乙酸乙烯酯、聚烯烴以及尤其是疏水性聚酯樹脂。US20040005341和WO 01/14426描述了用于紙張和紙板，包括紙包裝材料如在食品包裝紙、食品容器、食品貯器等中使用的紙包裝材料的涂料組合物，其包含聚乙烯醇和脂肪酸三聚氰胺蠟。當需要防粘著性時，可在造紙工藝過程中將濕部添加劑如可由AkzoNobel 市購的EvCote PWR-25加入纖維中。EP O 960 021描述了包含由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)制備的疏水性聚酯樹脂的水性涂料組合物的優(yōu)異防水和防油性能。從環(huán)境角度看，該類水性涂料組合物的選擇也是有利的，因為廢對苯二甲酸酯聚合物如瓶、片材和紡織廢料可用于制備這些樹脂并且涂料對被涂覆材料的堆肥性(compostability)沒有不利影響。涂覆紙張、卡紙板或紙板例如用于包裝香腸、魚肉、披薩、熱狗、漢堡包、法式油炸馬鈴薯片和其他食品。更具體而言，在快餐業(yè)中，所有種類的肉餡、雞肉和魚肉三明治在折疊紙盒、微槽瓦楞容器或軟包裝中包裝。在作成之后，包裝三明治可以短期儲存直到進行銷售。在儲存過程中，三明治小圓面包會與紙盒壁粘著。當從容器中取出三明治時，小圓面包與紙盒粘著的部分被剝掉，留下不好看的外觀。當蒸汽加熱三明治時，該效果特別明顯。當面團以紙制形式如脆皮松餅和蛋糕焙烤時，該效果在面包房中也能看到。因此，需要用于紙張、卡紙板和紙板的水性涂料組合物，其具有良好的防粘著性且同時具有良好的防油脂性。根據(jù)本發(fā)明，提供包含特定水分散性和疏水性的聚酯樹脂和脂肪酸金屬鹽的水性涂料組合物。所述水分散性和疏水性的聚酯包含30-70重量％對苯二甲酸酯聚合物，5-40 重量％具有至少兩個羥基的羥基官能化合物，1-20重量％具有至少兩個羧基的羧基官能化合物和10-60重量％選自C6-Cm直鏈或支化脂肪酸或其甘油三酯的疏水性化合物的反應(yīng)產(chǎn)物，其中羥基官能化合物以1-3倍疏水結(jié)構(gòu)部分的當量存在。水分散性和疏水性的樹脂在本發(fā)明水性涂料組合物中以10-50重量％的量存在(基于水性涂料組合物中全部固體含量)。脂肪酸金屬鹽在水性涂料組合物中以50-90重量％的量存在(基于水性涂料組合物中全部固體含量)。此外，堿以相當于70-130%樹脂酸值的量存在。發(fā)現(xiàn)當施用于適合食品包裝的基材(例如紙張、卡紙板或紙板)時，被涂覆基材顯示出良好的防粘著性，即食品可以容易地由該基材取出，保持其原有外觀。食品沒有涂料或包裝材料的氣味。此外，被涂覆基材顯示出良好的防油脂性。本發(fā)明涂料為不希望的硅防粘劑和碳氟防油脂處理的合適替代。本發(fā)明涂料組合物的另一優(yōu)點為這些配制劑不含有通常用于固化聚酯樹脂的不希望的三聚氰胺組分。此外，該涂料組合物具有良好的W. V. T.R.(透濕率，有時也以透潮率M.V.T.R.表示)。
根據(jù)本發(fā)明使用的水分散性和疏水性的聚酯組合物已知(例如由EP960021)使由其處理的基材具有理想的抗水和抗油性而不會不利地影響基材的其他理想性能如柔軟手感(或感覺)。本發(fā)明水分散性樹脂可以通過用于制備聚酯的原始或再循環(huán)PET或多酸-多醇(多官能酸或醇)以及脂族酸或氫化或非氫化動物或植物甘油三酯的縮聚而合成。水分散性樹脂優(yōu)選由廢對苯二甲酸酯聚合物，包括瓶、片材、紡織廢料等制備。廢對苯二甲酸酯塑料可以由再循環(huán)者購買并且包括但不限于以“PET石(PET rock)”表示的材料。廢對苯二甲酸酯可通過下式單元表示
權(quán)利要求
1.一種包含如下組分的水性涂料組合物(a)10-50重量％水分散性和疏水性的聚酯樹脂，所述聚酯樹脂包含30-70重量％對苯二甲酸酯聚合物，5-40重量％具有至少兩個羥基的羥基官能化合物，1-20重量％具有至少兩個羧基的羧基官能化合物和10-60重量％選自C6-Cm直鏈或支化脂肪酸或其甘油三酯的疏水性化合物的反應(yīng)產(chǎn)物，其中羥基官能化合物以1-3倍疏水結(jié)構(gòu)部分的當量存在，(b)50-90重量％脂肪酸金屬鹽，
2.根據(jù)權(quán)利要求1的水性涂料組合物，其中所述聚酯樹脂為包含下式單元的廢對苯二甲酸酯的反應(yīng)產(chǎn)物的水分散性和疏水性的聚酯樹脂其中R為2-10個碳的脂族或脂環(huán)族二醇的殘基或式HO(CxH2xO)nCxH2xOH的氧化二醇的殘基，其中χ為2-4的整數(shù)且η為1-10。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的水性涂料組合物，其中所述脂肪酸選自肉豆蔻酸、硬脂酸、山崳酸、花生四烯酸、棕櫚酸和月桂酸。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的水性涂料組合物，其中所述金屬選自鈣、鎂、鋅、鋁和,告。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的水性涂料組合物，其中滑石或其他帶陽離子電荷的礦物如水滑石以10-45%脂肪酸金屬鹽的量存在。
6.制備根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項的水性涂料組合物的方法，包括以下步驟 在水中制備水分散性和疏水性的聚酯樹脂的膠體溶液或分散體，所述聚酯樹脂包含30-70重量％對苯二甲酸酯聚合物，5-40重量％具有至少兩個羥基的羥基官能化合物， 1-20重量％具有至少兩個羧基的羧基官能化合物和10-60重量％選自C6-Cm直鏈或支化脂肪酸或其甘油三酯的疏水性化合物的反應(yīng)產(chǎn)物，其中羥基官能化合物以1-3倍疏水結(jié)構(gòu)部分的當量存在，堿以相當于70-130%樹脂酸值的量存在，以及加入脂肪酸金屬鹽使得所述水分散性和疏水性的聚酯樹脂以10-50重量％的量存在且脂肪酸金屬鹽以50-90重量％的量存在，其中所述量基于水性涂料組合物中全部固體含量。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的涂料組合物在涂覆選自紙張如包裝紙、細紙或羊皮紙；紙板；整個紙盒；卡紙板和瓦楞卡紙板的食品包裝用基材中的用途。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的用途，其中所述基材選自食品容器、蛤殼、食品貯器、食品托盤和食品包裝紙。
9.用根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項的涂料組合物涂覆的基材，其中所述基材為紙張如包裝紙、細紙或羊皮紙；紙板；整個紙盒；卡紙板或瓦楞紙板。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的涂覆基材，其中所述基材選自食品容器、蛤殼、食品貯器、食品托盤和食品包裝紙。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包含10-50重量％水分散性和疏水性的聚酯樹脂，50-90重量％脂肪酸金屬鹽(所述量基于水性涂料組合物中全部固體含量)和用量為70-130％樹脂中羧酸基團數(shù)的堿的水性涂料組合物。此外，還涉及一種制備所述水性涂料組合物的方法，并且涉及所述水性涂料組合物的用途。
文檔編號C09D5/02GK102449077SQ201080022901
公開日2012年5月9日 申請日期2010年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月2日
發(fā)明者B·舍恩納克, D·E·史密斯, E·舍恩萊特納 申請人:阿克佐 諾貝爾國際涂料股份有限公司