粘合剂组合物的制作方法
【专利说明】粘合剂组合物
相关专利申请的交叉引用
[0001]本申请要求2013年5月28日提交的欧洲专利申请N0.13002747.7的权益，其公开内容以引用方式并入本文。
技术领域
[0002]本发明涉及减少或消除用于淀粉基粘合剂的硼的方法，涉及无硼或少硼淀粉基粘合剂组合物以及用于该粘合剂组合物中的添加剂，并且涉及它们在瓦楞纸板的制备中的应用。
【背景技术】
[0003]淀粉基粘合剂组合物广泛用于工业中。它们用于例如制备瓦楞纸板和层压板，用于组装纸袋和纸板箱，用于纸箱密封、书籍装订、管卷绕和瓶贴标，以及用作壁纸粘合剂、信封粘合剂和学校专用胶水的基质。
[0004]典型的淀粉基粘合剂由一种或多种淀粉(所述淀粉可以是天然的和/或改性的)和水，以及诸如硼砂和苛性钠的添加剂构成。硼砂是硼酸的盐。它用于增加粘合剂的粘度并赋予其所需的结构。它还可增加粘合剂的湿粘性，并改善其成膜特性和保水特性。出于这些原因，长期以来硼砂都被视为淀粉基粘合剂的重要组分。
[0005]然而，自2008年以来，包括硼酸在内的多种硼基化合物被归类为生殖毒性化合物。在2010年6月，这些化合物被列入高度关注物质(SVHC)候选列表。SVHC候选列表是关于化学品注册、评估、许可和限制的欧盟法规(REACH)的组成部分。根据这些法规，当组合物含有量为0.1重量％或以上的归类为SVHC的化合物时必须上报(例如，使用材料安全数据表)。另外，存在这样的风险:在某些应用中使用这些化合物(诸如用于制备粘合剂)可能很快需要特别许可。
[0006]因此，明确需要开发硼砂的替代品，这种替代品将允许制备少硼或甚至无硼的粘合剂，尤其是当粘合剂旨在与食品包装材料一起使用时。本发明提供了这样的替代品。
【发明内容】
[0007]根据本发明的一个方面，提供了包含一种或多种聚磷酸盐和/或一种或多种水性胶体的淀粉基粘合剂组合物。
[0008]根据本发明的另一个方面，提供了使用一种或多种聚磷酸盐和/或一种或多种水性胶体替代粘合剂组合物中的硼砂。
[0009]根据本发明的又一个方面，提供了用于制备粘合剂组合物的方法，该方法包括将一种或多种聚磷酸盐和/或一种或多种水性胶体与至少一种淀粉或与至少一种淀粉的浆液混合。
[0010]根据本发明的又一个方面，提供了用如上文所定义的粘合剂组合物制备的或根据上述方法制备的纸制品。
【附图说明】
[0011 ] 图1示出了粘合剂A (标准预混合粘合剂，含硼砂)、B (本发明的预混合粘合剂，不含硼砂)和E (本发明的预混合粘合剂，不含硼砂)的RVA(快速粘度分析仪)曲线。
[0012]图2示出了粘合剂C(标准Stein-Hall粘合剂，含硼砂)和D (本发明的Stein-Hall粘合剂，不含硼砂)的标准n_Brabender (粘度仪E)曲线。
【具体实施方式】
[0013]本发明提供了用于包含聚磷酸盐和/或水性胶体的淀粉基粘合剂组合物的添加剂。除非上下文明确指出，否则如本文所用的术语“一个”将意指“至少一个”。
添加剂
[0014]如本文所用，术语“添加剂”是指加入另一种组合物以改变或改善其质量和/或功能的任何干燥或含水组合物。在这种情况下，添加剂旨在用于粘合剂组合物(诸如瓦楞成型粘合剂)中以替代硼砂或其他硼基化合物。
聚磷酸盐
[0015]本发明的添加剂组合物包含一种或多种聚磷酸盐。聚磷酸盐是由通过共有氧原子连接在一起的四面体P04(磷酸盐)结构单元形成的聚合氧阴离子的盐或酯。它可以具有直链结构或环状环结构。适用于本发明的聚磷酸盐的例子包括聚磷酸钾、聚磷酸钠以及它们的混合物。优选地，聚磷酸盐将选自聚磷酸钠。更优选地，聚磷酸盐将选自三偏磷酸钠(STMP)、三聚磷酸钠(STPP)以及它们的混合物。在一个方面，添加剂将包含STMP和STPP的混合物。
[0016]要使用的聚磷酸盐的量将根据粘合剂组合物的干物质总重量计算。在这种情况下，基于粘合剂组合物的总干重计，粘合剂组合物将优选地包含最多至2重量％的一种或多种聚磷酸盐。更优选地，粘合剂组合物将包含0.05至2重量％、更优选地0.05至1.5重量%、更优选地0.05至1重量%、更优选地0.05至0.5重量%、更优选地0.05至0.25重量％的一种或多种聚磷酸盐。
[0017]除一种或多种聚磷酸盐之外或作为替代，本发明的粘合剂组合物可包含一种或多种水性胶体。
水性胶体
[0018]如本文所用，术语“水性胶体”将指能够在水中形成胶状分散体的任何化合物，通常为亲水性聚合物。举例来讲，合适的水性胶体的例子包括黄原胶、结冷胶、瓜耳胶、阿拉伯树胶、刺槐豆胶、琼脂、角叉菜胶和果胶。优选地，所述一种或多种水性胶体将选自黄原胶、刺槐豆胶以及它们的混合物。
[0019]要使用的水性胶体的量将根据粘合剂组合物的干物质总重量计算。在这种情况下，基于粘合剂组合物的总干重计，粘合剂组合物将优选地包含最多至2重量％的一种或多种水性胶体。更优选地，粘合剂组合物将包含0.05至2重量％、更优选地0.1至1.5重量％、更优选地0.5至1.5重量％的一种或多种水性胶体。
[0020]当一起使用时，基于粘合剂组合物的干重计，所述一种或多种水性胶体和一种或多种聚磷酸盐将优选地占不超过3重量％，更优选地不超过2重量％。在任何情况下，粘合剂组合物将优选地包含足以使得无需使用硼砂的量的一种或多种聚磷酸盐和/或一种或多种水性胶体。
搬
[0021]有利的是，本发明的组合物还可包含填料。填料可选自任何可获得的来源，但出于环境和经济原因，将优选地选自矿物基填料，诸如碳酸钙、氢氧化铝、颜料、粘土、高岭土以及它们的混合物。优选地，填料将是碳酸钙。基于粘合剂组合物的总干重计，填料可以最多至25重量％的量包含在其中。优选地，填料将以最多至20%、更优选地最多至15%、更优选地最多至10%的量包含在其中。例如，基于总干重计，组合物可包含1至10重量％、优选地2至7重量％的填料。在本发明的一个方面，粘合剂组合物将包含大约5重量％的碳酸钙。
[0022]因此，在本发明的多个方面，添加剂可包含聚磷酸盐或水性胶体、聚磷酸盐和水性胶体、聚磷酸盐和填料、水性胶体和填料、或者聚磷酸盐、水性胶体和填料。例如，添加剂可包含STMP、刺槐豆胶和碳酸钙。
任选的添加剂
[0023]本发明的添加剂和/或粘合剂组合物还可包含一种或多种另外的任选成分。举例来讲，这些成分可包括消泡剂、湿强剂、颜料、防腐剂或杀生物剂以及合成或天然增稠剂。优选地，粘合剂组合物将包含碱。合适的碱的例子包括碳酸钠、氢氧化钙、氢氧化钠以及它们的混合物(例如，碳酸钠和氢氧化钙的混合物)。优选地，碱将是氢氧化钠。基于干重计，组合物将优选地包含0.1至10重量％的碱。更优选地，组合物将包含0.2至7重量％、更优选地0.5至5重量％、更优选地0.5至3重量％的碱。添加剂组合物还可包含淀粉。淀粉可例如用于通过增加总体积使添加剂更易于给料。
粘合剂
[0024]如本文所用，术语“粘合剂组合物”可指干燥粘合剂组合物和含水粘合剂组合物两者。干燥组合物(例如，预混合型或“一袋式混合”型)将包含制备功能性粘合剂所需的一些或全部干燥成分，但将不包含足以使干燥成分溶解、分散或悬浮的量的水(或其他液体)。含水组合物将包含制备功能性粘合剂(即能够导致预定基材的两个表面之间粘合的粘合剂)