用于放置在堆叠玻璃板之间的衬物颗粒的制作方法

本发明涉及尤其在制造、储存和运输过程中用于放置在相邻的通常堆叠的玻璃板之间的衬物颗粒，以及包含这种颗粒的衬物组合物。

背景技术：

1、玻璃衬物(interleavant)在堆叠玻璃板之间提供间隔，从而有助于防止相邻玻璃板之间的磨损接触、毛细管粘附和碱腐蚀。

2、常用的玻璃衬物通常包含不可生物降解的微塑料，例如ldpe(低密度聚乙烯)和pmma(聚甲基丙烯酸甲酯)。特别是，与其他类型的玻璃衬物相比，pmma的使用具有许多优点，例如可负担性、衬物粉末与玻璃的粘附性以及易于用水去除。pmma衬物的一个关键特性是接受静电荷，从而提供有利的粘附力。此外，pmma可以通过悬浮聚合生产，其中最终的聚合物颗粒已经具有适合直接用作玻璃衬物的尺寸–大约50至150μm。

3、然而，已知不可生物降解的微塑料会在环境中积聚并可能危害水生生物和动物。

4、2019年1月，欧盟委员会提议对欧盟/欧洲经济区市场上的产品中微塑料的国际使用进行广泛限制，以避免或减少其释放到环境中。该提案旨在将排放到环境中的微塑料量减少至少70％，从而在提出后的20年内阻止50万吨微塑料的释放。

5、天然可生物降解材料，如纸张、木粉、天然织物、椰子壳粉和淀粉也已被用作玻璃衬物。这些天然材料与不可生物降解的玻璃衬物的性能不相匹配。特别地，这些天然材料、尤其是在湿润时的效果较差，这在潮湿或湿润的环境中可能会出现问题。天然可生物降解玻璃衬物的其他缺点可能包括玷污玻璃板、玻璃板的磨损活性、可压缩性、亲水性(这可能导致毛细吸水和随后的不希望的将玻璃板粘在一起)以及衬物粉末无法保持粘附在玻璃板上。

6、可生物降解的聚合物如聚(乳酸)(pla)和聚(丁二酸丁二醇酯)(pbs)通常通过在溶剂体系中的缩聚反应或通过发酵来生产。除去溶剂后的产物聚合物物质通常以粒料的形式挤出。玻璃衬物的粒度通常在50至150μm范围内。研磨此类粒料以获得合适的粒度会导致颗粒的粒度分布较差且棱角性较高，从而使其不适合作为衬物。

7、因此，需要提供替代的玻璃衬物，这种玻璃衬物可生物降解或部分可生物降解、环境可持续、与当前不可生物降解的玻璃衬物(如pmma)的性能和生产简易性相匹配或基本匹配，和/或释放很少或不释放微塑料进入环境。

技术实现思路

1、根据本发明的第一方面，提供了如所要求保护的用于放置在相邻的堆叠玻璃板之间的衬物颗粒。

2、根据本发明的第二方面，提供了如所要求保护的提供间隔开的玻璃板堆叠的方法。

3、根据本发明的第三方面，提供了如所要求保护的衬物颗粒的用途。

4、根据本发明的第四方面，提供了如所要求保护的玻璃板堆叠。

5、根据第五方面，提供了如所要求保护的衬物组合物。

技术特征：

1.一种用于放置在相邻堆叠玻璃板之间的衬物颗粒，所述衬物颗粒包含具有外涂层的无机芯，所述外涂层由可生物降解和/或水溶性聚合物或成膜材料形成，其中所述无机芯在高达至少100℃时为固体，具有至少3mpa的抗压强度并且在25℃下具有小于7.5g/cm3的体积质量密度。

2.根据权利要求1所述的衬物颗粒，其中所述聚合物或成膜材料选自聚合物或松香。

3.根据权利要求1或2所述的衬物颗粒，其中所述聚合物或成膜材料选自：-

4.根据前述权利要求中任一项所述的衬物颗粒，其中所述聚合物或成膜材料选自聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基丁酸酯、聚丙烯酸、松香或纤维素。

5.根据权利要求4所述的衬物颗粒，其中所述外涂层的聚合物或成膜材料是松香或纤维素。

6.根据权利要求5所述的衬物颗粒，其中所述外涂层的聚合物或成膜材料是松香。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的衬物颗粒，其中所述聚合物或成膜材料是松香并且其中所述无机芯是碳酸钙。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的衬物颗粒或衬物颗粒组合物，其中所述涂层是粉末涂层。

9.根据前述权利要求中任一项所述的衬物颗粒，其中基于所述外涂层的总重量，所述聚合物或成膜材料的量为25％至100％，通常为75％至100％。

10.根据前述权利要求中任一项所述的衬物颗粒，其中所述衬物颗粒具有通过光散射测定的≤400μm的平均粒度。

11.根据权利要求10所述的衬物颗粒，其中所述衬物颗粒具有通过光散射测定的25μm至200μm、通常50μm至150μm的平均粒度。

12.根据前述权利要求中任一项所述的衬物颗粒，其中所述无机芯具有通过光散射测定的≤400μm的平均粒度。

13.根据权利要求12所述的衬物颗粒，其中所述无机芯具有通过光散射测定的10μm至199μm、通常30μm至149μm的平均粒度。

14.根据前述权利要求中任一项所述的衬物颗粒，其中所述外涂层具有0.1μm至50μm、通常0.2μm至30μm、更通常0.5μm至20μm的平均未压缩厚度。

15.根据前述权利要求中任一项所述的衬物颗粒，其中所述聚合物具有2,500da至750,000da、通常20,000da至200,000da范围内的重均分子量(mw)。

16.根据前述权利要求中任一项所述的衬物颗粒，其中所述水溶性材料在ph 7和20℃下具有≥2g/l的水溶解度。

17.根据前述权利要求中任一项所述的衬物颗粒，其中所述外涂层的莫氏硬度标度中的硬度<7。

18.根据前述权利要求中任一项所述的衬物颗粒，其中所述无机芯的莫氏硬度标度中的莫氏硬度为3至8，通常为4至7。

19.根据前述权利要求中任一项所述的衬物颗粒，其中使用差示扫描量热法(dsc)或热机械分析(tma)测量，所述无机芯的玻璃化转变温度(tg)大于150℃，例如大于200℃。

20.根据前述权利要求中任一项所述的衬物颗粒，其中使用众所周知的技术如差示扫描量热仪(dsc)、热机械分析(tma)或环球法(astm e28)测量，所述外涂层的玻璃化转变温度(tg)或软化点为50℃至200℃，例如60℃至150℃。

21.根据前述权利要求中任一项所述的衬物颗粒，其中所述聚合物或成膜材料不是松香并且与所述松香共混以形成聚合物/松香共混物。

22.根据权利要求21所述的衬物颗粒，其中所述松香的量为0.1％至8％，通常为0.5％至6％。

23.根据前述权利要求中任一项所述的衬物颗粒，其中所述无机芯是玻璃、硅胶、陶瓷、金属盐或矿物材料，通常为硅胶或玻璃芯，通常为玻璃芯。

24.根据权利要求23所述的衬物颗粒，其中所述无机芯是选自硅酸盐、优选硼硅酸盐、铝硅酸盐、钠钙硅酸盐或钠钙硼硅酸盐的玻璃芯。

25.根据权利要求1至23中任一项所述的衬物颗粒，其中所述无机芯是选自以下的金属盐或准金属化合物：金属碳酸盐(如碳酸钙)、硫酸盐(如硫酸钙或硫酸钡)、硼酸盐(如硼酸钙或硼酸钠)、氧化物(如二氧化锆、二氧化钛或氧化铁)、氮化物(如氮化硅)、氮氧化物(如氮氧硅石或钙钛矿)、碳化物(如碳化硅)、钛酸盐(如钛酸钙)和亚氯酸盐(如页硅酸盐)。

26.根据权利要求25所述的衬物颗粒，其中所述金属或准金属选自钙、钠、钛、锆、钡、铁、铝、镁、硅或铜。

27.根据权利要求1至23中任一项所述的衬物颗粒，其中所述无机芯是选自铁氧体、珍珠岩、磷灰石、羟基磷灰石、高岭石、蒙脱石-蒙皂石和伊利石的矿物。

28.根据前述权利要求中任一项所述的衬物颗粒，其中所述无机芯选自玻璃、硅胶、碳酸钙或硫酸钙中的一种或多种。

29.根据前述权利要求中任一项所述的衬物颗粒，其中所述无机芯为衬物颗粒的50％w/w至99.9％w/w，通常为60％w/w99.8％w/w，甚至更通常为70％w/w至99％w/w。

30.根据前述权利要求中任一项所述的衬物颗粒，其中所述外涂层的量为衬物颗粒的0.1％w/w至40％w/w，通常为衬物颗粒的0.2％w/w至30％w/w，甚至更通常为衬物颗粒的0.5％w/w至25％w/w。

31.根据前述权利要求中任一项所述的衬物颗粒，其中所述外涂层包含添加剂。

32.根据权利要求31所述的衬物颗粒，其中所述添加剂选自酸官能改性剂、成膜剂、稀释剂、颗粒填料、加工助剂、润滑剂、增塑剂、用于增加熔体强度的试剂、用于增加耐磨性的试剂、疏水剂和偶联剂中的一种或多种。

33.根据权利要求1至32中任一项所述的衬物颗粒，其中所述外涂层与所述无机芯接触，即没有中间层。

34.根据权利要求33所述的衬物颗粒，其中所述外涂层不接枝或以其他方式通过共价键或离子键与所述芯化学键合。

35.根据权利要求1至34中任一项所述的衬物颗粒，其中所述外涂层不是交联材料。

36.根据前述权利要求中任一项所述的衬物颗粒，其中所述外涂层是可生物降解的材料。

37.根据前述权利要求中任一项所述的衬物颗粒，其中所述外涂层是水溶性材料。

38.根据前述权利要求中任一项所述的衬物颗粒，其中所述外涂层是聚合物。

39.根据前述权利要求中任一项所述的衬物颗粒，其中所述外涂层是成膜的。

40.根据前述权利要求中任一项所述的衬物颗粒，其中所述外涂层是膜。

41.根据前述权利要求中任一项所述的衬物颗粒，其中所述外涂层不含聚硅氧烷，更通常不含硅。

42.一种用作玻璃衬物的组合物，包含权利要求1至41中任一项所述的衬物颗粒。

43.根据权利要求42所述的用作衬物的组合物，还包含酸官能改性剂。

44.根据权利要求42或43所述的用作衬物的组合物，还包含流动改性剂以改善颗粒的流动。

45.根据权利要求42至44中任一项所述的用作衬物的组合物，其中所述酸官能改性剂与所述颗粒干混。

46.根据权利要求1至41中任一项所述的衬物颗粒或根据权利要求42至45中任一项所述的用作衬物的组合物，其中所述酸官能改性剂选自己二酸、硼酸、马来酸、琥珀酸、苹果酸、苯甲酸、癸二酸、脂松香(条件是这是与所述可生物降解或水溶性的聚合物或成膜材料不同的材料)、松香衍生物或聚丙烯酸中的一种或多种，通常，所述酸官能改性剂是己二酸、硼酸或马来酸。

47.根据权利要求42至46中任一项所述的用作衬物的组合物，其中基于所述组合物的总重量，所述酸官能改性剂的量为1％至75％，通常为5％至60％。

48.一种提供间隔开的玻璃板堆叠的方法，所述方法包括：

49.根据权利要求48所述的方法，其中所述间隔开的玻璃板堆叠包括三个或更多个玻璃板，适当地通过对每个后续玻璃板重复步骤(ii)和(iii)来实现。

50.根据权利要求48或49所述的方法，其中所述玻璃板是浮法玻璃、退火玻璃、钢化玻璃、软镀膜玻璃、硬镀膜玻璃或夹层玻璃。

51.根据权利要求48至50中任一项所述的方法，其中通过涂覆、通常随机涂覆至少25mg/m2、通常至少50mg/m2的玻璃板的量，将所述衬物颗粒或组合物设置到所述玻璃板的所述表面上。

52.根据权利要求51所述的方法，其中通过施涂器将所述颗粒或衬物组合物施加到所述玻璃板上，在将所述衬物颗粒喷涂到所述玻璃板上时，所述施涂器使所述衬物颗粒带上足够的静电荷。

53.根据权利要求48至52中任一项所述的方法，其中所述玻璃的厚度为1mm至30mm，通常为2mm至25mm。

54.根据权利要求1至47中任一项所述的衬物颗粒或组合物作为用于使玻璃板间隔开的衬物的用途。

55.根据权利要求54所述的用途，其中所述玻璃板是浮法玻璃、退火玻璃、钢化玻璃、软镀膜玻璃、硬镀膜玻璃或夹层玻璃。

56.根据权利要求54或55所述的用途，其中所述玻璃的厚度为1mm至30mm，通常为2mm至25mm。

57.一种玻璃板堆叠，其中所述玻璃板通过根据权利要求1至47中任一项所述的衬物颗粒或组合物而间隔开。

58.根据权利要求57所述的玻璃板堆叠，其中所述玻璃板是浮法玻璃、退火玻璃、钢化玻璃、软镀膜玻璃、硬镀膜玻璃或夹层玻璃。

59.根据权利要求57或58所述的玻璃板堆叠，其中所述玻璃的厚度为1mm至30mm，通常为2mm至25mm。

技术总结
描述了一种用于放置在相邻堆叠玻璃板之间的衬物颗粒，该衬物颗粒包含具有外涂层的无机芯，外涂层包含可生物降解和/或水溶性聚合物或成膜材料，其中无机芯在高达至少100℃时为固体，具有至少3MPa的抗压强度并且在25℃下具有小于7.5g/cm3的体积质量密度。

技术研发人员：菲利普·安德鲁·斯滕森,迈克尔·斯蒂芬·奇肖姆
受保护的技术使用者：三菱化学英国有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14