粘合劑組合物的制作方法
【專利說明】粘合劑組合物
相關(guān)專利申請的交叉引用
[0001]本申請要求2013年5月28日提交的歐洲專利申請N0.13002747.7的權(quán)益，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及減少或消除用于淀粉基粘合劑的硼的方法，涉及無硼或少硼淀粉基粘合劑組合物以及用于該粘合劑組合物中的添加劑，并且涉及它們在瓦楞紙板的制備中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0003]淀粉基粘合劑組合物廣泛用于工業(yè)中。它們用于例如制備瓦楞紙板和層壓板，用于組裝紙袋和紙板箱，用于紙箱密封、書籍裝訂、管卷繞和瓶貼標(biāo)，以及用作壁紙粘合劑、信封粘合劑和學(xué)校專用膠水的基質(zhì)。
[0004]典型的淀粉基粘合劑由一種或多種淀粉(所述淀粉可以是天然的和/或改性的)和水，以及諸如硼砂和苛性鈉的添加劑構(gòu)成。硼砂是硼酸的鹽。它用于增加粘合劑的粘度并賦予其所需的結(jié)構(gòu)。它還可增加粘合劑的濕粘性，并改善其成膜特性和保水特性。出于這些原因，長期以來硼砂都被視為淀粉基粘合劑的重要組分。
[0005]然而，自2008年以來，包括硼酸在內(nèi)的多種硼基化合物被歸類為生殖毒性化合物。在2010年6月，這些化合物被列入高度關(guān)注物質(zhì)(SVHC)候選列表。SVHC候選列表是關(guān)于化學(xué)品注冊、評估、許可和限制的歐盟法規(guī)(REACH)的組成部分。根據(jù)這些法規(guī)，當(dāng)組合物含有量為0.1重量％或以上的歸類為SVHC的化合物時必須上報(例如，使用材料安全數(shù)據(jù)表)。另外，存在這樣的風(fēng)險:在某些應(yīng)用中使用這些化合物(諸如用于制備粘合劑)可能很快需要特別許可。
[0006]因此，明確需要開發(fā)硼砂的替代品，這種替代品將允許制備少硼或甚至無硼的粘合劑，尤其是當(dāng)粘合劑旨在與食品包裝材料一起使用時。本發(fā)明提供了這樣的替代品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了包含一種或多種聚磷酸鹽和/或一種或多種水性膠體的淀粉基粘合劑組合物。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了使用一種或多種聚磷酸鹽和/或一種或多種水性膠體替代粘合劑組合物中的硼砂。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了用于制備粘合劑組合物的方法，該方法包括將一種或多種聚磷酸鹽和/或一種或多種水性膠體與至少一種淀粉或與至少一種淀粉的漿液混合。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了用如上文所定義的粘合劑組合物制備的或根據(jù)上述方法制備的紙制品。
【附圖說明】
[0011 ] 圖1示出了粘合劑A (標(biāo)準(zhǔn)預(yù)混合粘合劑，含硼砂)、B (本發(fā)明的預(yù)混合粘合劑，不含硼砂)和E (本發(fā)明的預(yù)混合粘合劑，不含硼砂)的RVA(快速粘度分析儀)曲線。
[0012]圖2示出了粘合劑C(標(biāo)準(zhǔn)Stein-Hall粘合劑，含硼砂)和D (本發(fā)明的Stein-Hall粘合劑，不含硼砂)的標(biāo)準(zhǔn)n_Brabender (粘度儀E)曲線。
【具體實施方式】
[0013]本發(fā)明提供了用于包含聚磷酸鹽和/或水性膠體的淀粉基粘合劑組合物的添加劑。除非上下文明確指出，否則如本文所用的術(shù)語“一個”將意指“至少一個”。
添加劑
[0014]如本文所用，術(shù)語“添加劑”是指加入另一種組合物以改變或改善其質(zhì)量和/或功能的任何干燥或含水組合物。在這種情況下，添加劑旨在用于粘合劑組合物(諸如瓦楞成型粘合劑)中以替代硼砂或其他硼基化合物。
聚磷酸鹽
[0015]本發(fā)明的添加劑組合物包含一種或多種聚磷酸鹽。聚磷酸鹽是由通過共有氧原子連接在一起的四面體P04(磷酸鹽)結(jié)構(gòu)單元形成的聚合氧陰離子的鹽或酯。它可以具有直鏈結(jié)構(gòu)或環(huán)狀環(huán)結(jié)構(gòu)。適用于本發(fā)明的聚磷酸鹽的例子包括聚磷酸鉀、聚磷酸鈉以及它們的混合物。優(yōu)選地，聚磷酸鹽將選自聚磷酸鈉。更優(yōu)選地，聚磷酸鹽將選自三偏磷酸鈉(STMP)、三聚磷酸鈉(STPP)以及它們的混合物。在一個方面，添加劑將包含STMP和STPP的混合物。
[0016]要使用的聚磷酸鹽的量將根據(jù)粘合劑組合物的干物質(zhì)總重量計算。在這種情況下，基于粘合劑組合物的總干重計，粘合劑組合物將優(yōu)選地包含最多至2重量％的一種或多種聚磷酸鹽。更優(yōu)選地，粘合劑組合物將包含0.05至2重量％、更優(yōu)選地0.05至1.5重量%、更優(yōu)選地0.05至1重量%、更優(yōu)選地0.05至0.5重量%、更優(yōu)選地0.05至0.25重量％的一種或多種聚磷酸鹽。
[0017]除一種或多種聚磷酸鹽之外或作為替代，本發(fā)明的粘合劑組合物可包含一種或多種水性膠體。
水性膠體
[0018]如本文所用，術(shù)語“水性膠體”將指能夠在水中形成膠狀分散體的任何化合物，通常為親水性聚合物。舉例來講，合適的水性膠體的例子包括黃原膠、結(jié)冷膠、瓜耳膠、阿拉伯樹膠、刺槐豆膠、瓊脂、角叉菜膠和果膠。優(yōu)選地，所述一種或多種水性膠體將選自黃原膠、刺槐豆膠以及它們的混合物。
[0019]要使用的水性膠體的量將根據(jù)粘合劑組合物的干物質(zhì)總重量計算。在這種情況下，基于粘合劑組合物的總干重計，粘合劑組合物將優(yōu)選地包含最多至2重量％的一種或多種水性膠體。更優(yōu)選地，粘合劑組合物將包含0.05至2重量％、更優(yōu)選地0.1至1.5重量％、更優(yōu)選地0.5至1.5重量％的一種或多種水性膠體。
[0020]當(dāng)一起使用時，基于粘合劑組合物的干重計，所述一種或多種水性膠體和一種或多種聚磷酸鹽將優(yōu)選地占不超過3重量％，更優(yōu)選地不超過2重量％。在任何情況下，粘合劑組合物將優(yōu)選地包含足以使得無需使用硼砂的量的一種或多種聚磷酸鹽和/或一種或多種水性膠體。
搬
[0021]有利的是，本發(fā)明的組合物還可包含填料。填料可選自任何可獲得的來源，但出于環(huán)境和經(jīng)濟原因，將優(yōu)選地選自礦物基填料，諸如碳酸鈣、氫氧化鋁、顏料、粘土、高嶺土以及它們的混合物。優(yōu)選地，填料將是碳酸鈣。基于粘合劑組合物的總干重計，填料可以最多至25重量％的量包含在其中。優(yōu)選地，填料將以最多至20%、更優(yōu)選地最多至15%、更優(yōu)選地最多至10%的量包含在其中。例如，基于總干重計，組合物可包含1至10重量％、優(yōu)選地2至7重量％的填料。在本發(fā)明的一個方面，粘合劑組合物將包含大約5重量％的碳酸鈣。
[0022]因此，在本發(fā)明的多個方面，添加劑可包含聚磷酸鹽或水性膠體、聚磷酸鹽和水性膠體、聚磷酸鹽和填料、水性膠體和填料、或者聚磷酸鹽、水性膠體和填料。例如，添加劑可包含STMP、刺槐豆膠和碳酸鈣。
任選的添加劑
[0023]本發(fā)明的添加劑和/或粘合劑組合物還可包含一種或多種另外的任選成分。舉例來講，這些成分可包括消泡劑、濕強劑、顏料、防腐劑或殺生物劑以及合成或天然增稠劑。優(yōu)選地，粘合劑組合物將包含堿。合適的堿的例子包括碳酸鈉、氫氧化鈣、氫氧化鈉以及它們的混合物(例如，碳酸鈉和氫氧化鈣的混合物)。優(yōu)選地，堿將是氫氧化鈉?；诟芍赜?，組合物將優(yōu)選地包含0.1至10重量％的堿。更優(yōu)選地，組合物將包含0.2至7重量％、更優(yōu)選地0.5至5重量％、更優(yōu)選地0.5至3重量％的堿。添加劑組合物還可包含淀粉。淀粉可例如用于通過增加總體積使添加劑更易于給料。
粘合劑
[0024]如本文所用，術(shù)語“粘合劑組合物”可指干燥粘合劑組合物和含水粘合劑組合物兩者。干燥組合物(例如，預(yù)混合型或“一袋式混合”型)將包含制備功能性粘合劑所需的一些或全部干燥成分，但將不包含足以使干燥成分溶解、分散或懸浮的量的水(或其他液體)。含水組合物將包含制備功能性粘合劑(即能夠?qū)е骂A(yù)定基材的兩個表面之間粘合的粘合劑)