分散性膜制造技术

用于未硫化橡胶的混配成分、或未硫化橡胶的捆包可包装在填料增强膜或袋中，该膜或袋由维卡软化点低于９０℃且熔点低于１００℃的乙烯－α－烯烃共聚物制成，且可选加入第二乙烯共聚物以提高第一乙烯共聚物的加工性。该第二乙烯共聚物比第一乙烯共聚物包含更多的长支链。增强填料选自滑石，尤其是具有高纵横比的滑石、二氧化硅、或其它矿物填料、或炭黑，增强填料具有增强膜强度的效果。对于维卡软化点低的膜来说，该膜具有较高的１％正割模量和较高的Ｅｌｍｅｎｄｏｒｆ撕裂强度。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于制备橡胶混合用混配袋和橡胶捆包用聚合物膜；而且延伸到用于包装或盛装用于加入大多数聚合物/添加剂混合物中的各种成分的聚合物膜，其中所述混合物需要较低的加工温度，且聚合物膜、基于该聚合物膜的袋或外包装必须在该温度下分散到混合物中。在橡胶产品的生产中，弹性体和添加剂(通常为各种混配成分)在混合器中结合，形成基本上均匀的混合物(或橡胶混配物)，然后将其成型为所需的成品形状。这种成型的混合物可随后固化或交联。从橡胶生产的经济学角度出发，制造商为了保持竞争力，需要更快地进行混合和固化。迅速固化通常意味着低温混合，而这又限制了混合温度，因为混合温度不应超过固化剂的活化温度。这种趋势促成了橡胶捆包和/或混配袋的应用，其中采用在较低温度下熔化或软化的膜，这样有助于膜在橡胶/添加剂混合物中迅速分散。混配袋可用于盛装各种添加剂，其中包括，但不限于各种固化剂，如硫、以及主和助促进剂；增强填料和非增强填料；增塑剂，如油和蜡；增粘剂；尤其是用作偶联剂以及热、臭氧、紫外线稳定剂的特种化学添加剂；等。如果需要携带用于加入混合工艺中的袋装混配成分，且所述工艺要求袋易于分散，那么其它聚合物的混合和/或混配操作就类似于弹性体的混合。相对使用“铲子”进行的直接加入方式，采用预称重成分有许多优点1)改进保管性工作，2)改进工业卫生，3)控制损耗，4)精确和一致地改进质量，5)降低劳动成本。实际上，可在很早以前、或刚好在加入混合器之前进行称量/测量。它可以是相对简单的手工操作或更加精细自动化的成型-灌装-封口步骤。在任何情况下，最终要测量适于直接加入混合器中的包装或袋装物质的量。聚乙烯膜以其通常较低的成本、被成型、灌装和封口的能力、以及韧性而用于混配成分袋和/或橡胶捆包。非常清楚，聚乙烯明显存在各种局限，因此限制了其应用。低密度聚乙烯的较高的熔融温度和维卡软化点将它限制在较高的混合温度。具有较低熔点和维卡软化点的乙烯共聚物例如，有乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)共聚物或其它的乙烯-极性共聚单体低熔点共聚物。最近，还已使用和/或讨论了金属茂催化的低或甚低密度聚乙烯(通常为m-聚乙烯)及其混合物。还已使用添加剂，如低熔点蜡以降低这些温度。但随着对更低温度的不断需要，这些方法也遇到各种局限。这里以及US 5500260中已经提出与使用聚乙烯和/或EVA共聚物膜作为捆包和混配袋有关的各种问题，对于美国专利实践来说，将其作为参考并入本专利技术。该专利尤其提出，膜的维卡软化点必须低至82℃以下(也在US 5145747中公开)，这样膜才能在弹性体混合物中适当分散。现在需要得到即使在较低温度下也能适当分散的膜，尤其对于某些橡胶混合物来说，需要一种其熔点低至或低于75℃(且维卡软化点低至或低于55℃)的膜。日益要求维卡软化点甚至更低，其中某些工业目前要求维卡软化点低至48℃。但是，随着聚乙烯基膜的维卡软化点和熔点的降低，基于兼具这种熔点/维卡软化点的聚乙烯或聚丙烯混合物的膜一般会发生强度性能下降，而且往往会剧烈下降，产生与处理、运输、和储存未用膜和袋有关的各种实际问题，并在灌装后使用膜和袋时出现各种问题。维卡软化点如此之低，如55℃的膜变得非常柔软、易延伸、且发粘，而且通常耐撕性低，这些都使得其难以在包装或袋的制备操作中进行加工，或进一步用于下游灌装、储存和使用过程。为了弥补这些低强度性能，在某种程度上必须小心使用膜和/或袋以防损坏，或者必须使用更厚的膜以弥补这种低强度。这两种弥补方式在商业上都是不切实际的。厚度大不但不经济，而且会向橡胶混合物中加入更多的需要分散的膜。使用防结块剂和润滑剂(通常为芝麻酰胺)以克服粘性，尤其润滑剂会使袋光滑，特别可光滑到足以减缓由这种低熔点或软化点聚乙烯生成的膜的粘性。这种光滑膜难以使用。防结块剂常用于膜工业中，其用量可低至1000ppm(0.1％重量)，高至5％重量。碳酸钙(CaCO3)作为填料在该膜中的应用是已知的。尽管碳酸钙可提高低熔点和/或低维卡软化点膜的某些性能，但仍需进一步改进。在专利PCT/US94/09988中，提出了一种解决这些问题的方法，其中使用可产生更高膜强度的聚乙烯与这些低熔点物质进行混合或共挤。遗憾的是，这些可产生更高膜强度的聚乙烯一般具有较高熔点，因此有损于包含它们的膜的总体分散性。因此，商业上需要一种聚乙烯膜，优选具有较低熔点和较低维卡软化点，且其物理性能(强度)足以满足正常运输和处理而不会明显破裂的聚乙烯膜。在本专利技术的实施方案中，通过用合适的填料增强膜，可消除低熔点聚乙烯膜通常较低的强度，而不会明显影响(升高)其熔点和/或维卡软化点。一般使用填料，如滑石，更优选具有高纵横比的滑石，最优选表面处理过的填料或其混合物。也可使用二氧化硅、炭黑和具有增强效果的其它填料。使用增强填料有几种有益效果。填料或填料混合物可使膜的聚乙烯基质更加坚硬和坚韧，这可由膜的正割模量、耐刺性和耐撕性来度量。通过提高刚性和韧性，可以使用较低厚度的膜，这不仅降低了加入所用弹性体基质的聚乙烯量，而且还降低了需要分散的膜物质的量。增强填料还可改进聚乙烯的流变性能，这样，通过减少能量消耗和提高挤出速率，可使膜挤出工艺更加经济。填料的理想效果取决于增强填料的量及其种类，但理想效果通常出现在填料含量为基于聚乙烯/填料混合物总重的5-50％重量，优选10-30％重量时。填料不同于上述防结块剂，而且其含量都高于上述防结块剂的含量。通过本专利技术的实施方案，已经发现，上述有关已有技术的各种缺点可通过使用由至少一种填料增强低密度聚乙烯树脂制成的膜而最大降度地降低或消除，其中用于制造膜的树脂的维卡软化点可高至90℃，且其密度优选高至0.915g/cm3。此外，该膜(处于软化或熔化态)通常与橡胶混配物相容。能够达到这种相容性的膜的熔点温度一般还使得橡胶在混配时的混合时间缩短，因此提高了生产率。膜的低熔点(低于100℃)基本上可保证膜即使在缩短的混合周期内也可流到橡胶混配混合物。熔化膜有助于分散到橡胶混合物中。由于特定混合物的温度一般是混合时间的函数，较低熔点和/或软化点的膜可在较短时间内进行分散。这些较低熔点和/或软化点的膜可使橡胶制造商缩短混合时间。在本专利技术的一个方面，提供了一种由填料增强乙烯-α-烯烃共聚物制成的聚乙烯膜，其中这种膜具有以下性能a)增强前和成膜前的聚乙烯树脂密度为0.85-0.915g/cm3；b)增强前的聚乙烯熔融指数为0.1-10克/10分钟；c)增强填料的含量为基于聚乙烯填料混合物总重的5-50％重量；d)填料增强膜的熔点不超过100℃；和e)填料增强膜的维卡软化点不超过90℃。在另一实施方案中，可加入第二乙烯共聚物以提高第一乙烯共聚物的熔体加工性。第二乙烯共聚物可以是乙烯与羧酸的烯属不饱和酯的共聚物。第二乙烯共聚物优选为具有足够支化度以提高第一乙烯共聚物的熔融加工性的任何聚合物(一般，但不必为所谓的“高压”聚乙烯)。在该实施方案中，第一乙烯共聚物，即乙烯-α-烯烃共聚物的量为聚乙烯/填料混合物重量中聚乙烯部分的75-99％重量。第二乙烯共聚物的量为基于聚乙烯混合物重量的25-1％重量。“聚乙烯混合物的重量”是指，这种聚乙烯混合物可如上所述随后作为加入填料的基础，因此可随后向上述范围内的聚乙烯混合物中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于批料包装袋的膜，其维卡软化点低于９０℃，熔点低于１００℃，１％正割模量大于１００００ｐｓｉ（ＭＤ）和６０００ｐｓｉ（ＴＤ），且Ｅｌｍｅｎｄｏｒｆ撕裂强度（克／密耳）大于１５０（ＭＤ）和２００（ＴＤ），它包含：ａ）至少第一乙烯－α －烯烃共聚物，所述第一共聚物的密度低于０．９１５ｇ／ｃｍ↑［３］；和ｂ）５－５０％重量的滑石，所述重量百分数基于乙烯－α－烯烃共聚物的总重。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：FM汤普森，
申请(专利权)人：埃克森美孚化学专利公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]