水性組合物的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】水性組合物 相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)的交叉引用
[0001] 本申請(qǐng)要求2013年5月21日提交的歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)13002643. 8的權(quán)益，該 專(zhuān)利申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容W引用方式并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明設(shè)及水性淀粉組合物。具體地講，本發(fā)明設(shè)及穩(wěn)定的、粘度降低的高干固體 含量水性淀粉組合物及其例如在涂料組合物制備中的用途。
【背景技術(shù)】
[0003] 淀粉用于造紙工藝的若干不同方面，包括例如內(nèi)部施膠、表面施膠和涂布。在運(yùn)些 應(yīng)用的每一個(gè)中，它扮演多個(gè)重要的角色，如粘結(jié)劑、增稠劑、流變改性劑和強(qiáng)化劑。通常， 淀粉可W干燥粉末形式或水性組合物形式提供。
[0004] 提供水性組合物形式的淀粉具有許多優(yōu)點(diǎn)。具體地講，水性組合物與粉末相比處 理起來(lái)更容易和更安全，制備時(shí)間更短（它們不需要在顧客處進(jìn)行蒸煮），并且更容易與其 他成分混合。淀粉的水性組合物將為分散體的形式或溶液的形式。如果只是將淀粉顆粒料 分散在水中，所得的組合物不會(huì)像顆粒料那樣穩(wěn)定并且隨時(shí)間推移將會(huì)出現(xiàn)沉淀。另一方 面，如果將淀粉溶解，即使只是中等濃度，所得的組合物也會(huì)變成高粘性和凝膠狀。運(yùn)給處 理和使用帶來(lái)挑戰(zhàn)，因?yàn)榻M合物將不再易于抽吸，并且將難W與其他成分混合。
[0005] 為了克服粘度問(wèn)題，已建議使用稀化淀粉（即，例如通過(guò)酸水解獲得的分子量減 小的淀粉）。然而，對(duì)于某些應(yīng)用而言，重要的是保持高淀粉鏈長(zhǎng)度和分子量。因此，提供水 性淀粉組合物的唯一有效方法一直是W極低濃度溶液的形式提供（即，大約5%或更低的 溶液）。運(yùn)繼而產(chǎn)生其他問(wèn)題，因?yàn)樗鼘?dǎo)致過(guò)量用水、更高的包裝、運(yùn)輸和儲(chǔ)存成本，并會(huì)使 用更多的能源（如，用于干燥）。
[0006] W003/080929(國(guó)民淀粉公司（化tionalstarch))公開(kāi)了用于紙涂布的液體淀粉 分散體。該分散體依靠使用與烷基或締基班巧酸酢改性的淀粉混合的陽(yáng)離子蠟質(zhì)淀粉，因 此，制備起來(lái)復(fù)雜并且昂貴。
[0007] EP1514891 (羅蓋特公司（Roquette))公開(kāi)了可生物降解聚合物的水性分散體?？?生物降解聚合物是重度化學(xué)改性的疏水產(chǎn)品，因此它不能溶解且難W分散。運(yùn)樣，將所述聚 合物與內(nèi)部增塑劑（如，改性的甘油）共混，然后在高剪切下與水共混。同樣，該工藝昂貴 且復(fù)雜，并且無(wú)法解決高干固體含量淀粉組合物的制備問(wèn)題。
[0008] W02010/133324(嘉吉公司（Cargill))公開(kāi)了陽(yáng)離子纖維素分散體，其中用水性 膠體和酸性抑使組合物穩(wěn)定并控制粘度。該分散體預(yù)期例如在粘合劑組合物制備中用作 流變改性劑。它們不能用于涂料組合物的制備，因?yàn)樗鼈兊牡鸵謱⑹蛊渑c涂層顏料（如碳 酸巧）不相容。而且，盡管運(yùn)些組合物允許具有遠(yuǎn)高于先前獲得的干物質(zhì)含量，但最終的干 物質(zhì)含量對(duì)于涂料組合物而言仍相對(duì)較低。
[0009] 因此，本領(lǐng)域明確地需要水性組合物的替代類(lèi)型，其將允許更高的淀粉濃度，同時(shí) 保持適當(dāng)?shù)恼扯群头€(wěn)定性，并且將不需要在使用前進(jìn)行蒸煮。本發(fā)明提供了運(yùn)樣的組合物。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了包含水相和冷水可溶性淀粉材料的水性組合 物，其特征在于水相包含至少粘度抑制劑和水性膠體；并且淀粉材料分散在整個(gè)水相中。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了用于制備此類(lèi)水性組合物的方法，其特征在于 該方法包括將粘度抑制劑、水性膠體和冷水可溶性淀粉材料與水混合。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了包含此類(lèi)水性組合物和任選地一種或多種合成 粘結(jié)劑的粘結(jié)劑組合物。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了紙涂料組合物，其特征在于它包含此類(lèi)水性組 合物或粘結(jié)劑W及一種或多種顏料。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了紙制品，其特征在于它涂覆有此類(lèi)涂料組合物。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1示出了根據(jù)實(shí)例2制備的預(yù)涂布涂料組合物的ACA高剪切粘度，其中1A代表 預(yù)涂布涂料組合物1 (表2中的PC1)的數(shù)據(jù)，2A代表PC2的數(shù)據(jù)，3A代表PC3的數(shù)據(jù)，5A代 表P巧的數(shù)據(jù)，6A代表PC6的數(shù)據(jù)，8A代表PC8的數(shù)據(jù)（未記錄PC4或PC7的數(shù)據(jù)，因?yàn)樗?們是分別與PC3和PC6相同的組合物）。
[0016] 圖2示出了根據(jù)實(shí)例2制備的頂部涂布涂料組合物的ACA高剪切粘度，其中9A代 表頂部涂布涂料組合物4(表3中的TC4)的數(shù)據(jù)，10A代表TC7的數(shù)據(jù)，11A代表TC1的數(shù) 據(jù)。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 除非另外指明，否則如本文所用，術(shù)語(yǔ)"干物質(zhì)"將是指組合物的非揮發(fā)性組分。因 此，例如，陳述組合物"包含40重量％的干物質(zhì)"應(yīng)當(dāng)理解為意指它包含40%的非揮發(fā)性化 合物。在實(shí)施過(guò)程中，運(yùn)將通常意指組合物包含60%的水。相似地，陳述組合物包含"按干 重計(jì)"10重量％的某種物質(zhì)將意指在全部非揮發(fā)性組分中，10重量％將由所考慮的物質(zhì)組 成。
[0018] 本發(fā)明提供了包含水相和冷水可溶性淀粉材料的水性組合物，其特征在于：水相 包含至少粘度抑制劑和水性膠體；并且淀粉材料分散在整個(gè)水相中。除非上下文另有明確 說(shuō)明，否則如本文所用的術(shù)語(yǔ)"一個(gè)"將意指"至少一個(gè)"。 忡紀(jì)合物
[0019] 如本文所用，術(shù)語(yǔ)"水性組合物"是指基于水的組合物。具體地講，它是指水相中 的物質(zhì)的分散體或懸浮液（在運(yùn)種情況下，是指至少一種淀粉材料的分散體或懸浮液）。該 組合物將優(yōu)選地在正常儲(chǔ)存條件下（如，在大氣壓力和室溫下）為均勻的和穩(wěn)定的，即，它 不會(huì)發(fā)生任何顯著的沉降或分離，并且它不會(huì)表現(xiàn)出任何有害的粘度變化（即，粘度將保 持在下文定義的優(yōu)選范圍內(nèi)）。優(yōu)選地，該組合物將保持穩(wěn)定至少24小時(shí)，更優(yōu)選地至少 48小時(shí)，更優(yōu)選地至少3天，更優(yōu)選地至少一周，更優(yōu)選地至少一個(gè)月。
[0020] 該組合物將優(yōu)選地具有高干固體含量，即，它將優(yōu)選地包含按重量計(jì)至少40 %的 干物質(zhì)。更優(yōu)選地，它將包含按重量計(jì)至少50%，更優(yōu)選地至少60%的干物質(zhì)。例如，該組 合物可包含按重量計(jì)40%至70 %的干物質(zhì)。有利的是，盡管為高干物質(zhì)，但本發(fā)明的組合 物將保持流體狀態(tài)。它將具有將使其適用于例如制備粘膠組合物和/或涂層著色劑的粘 度。具體地講，本發(fā)明的組合物將保持易于抽吸并且易于與其他成分混合。優(yōu)選地，它將具 有小于3000mPas的布氏粘度。根據(jù)制造商的說(shuō)明，使用化ookfieldDV-II+粘度計(jì)在20°C 下用4號(hào)軸W10化pm測(cè)量布氏粘度。更優(yōu)選地，本發(fā)明的組合物將具有500至3000mPas、 更優(yōu)選地600至2000mPas、更優(yōu)選地700至lOOOmPas的布氏粘度。
[0021] 如本文所用，術(shù)語(yǔ)"水相"是指水性組合物中由水W及溶解的或在其中形成膠狀分 散體的任何固體或液體成分組成的部分。具體地講，本發(fā)明組合物的水相將包含至少粘度 抑制劑和水性膠體。 粘麼抑制劑
[0022] 粘度抑制劑是在根據(jù)本發(fā)明使用時(shí)，與不存在粘