聚合物共混料及含该共混料的薄膜制造技术

一种聚合物共混料，它含有４０～９９％（重）第一组分和１～６０％（重）第二组分，第一组分含有至少一种分子量分布小于３和／或组成分布宽度指数大于５０％的第一聚合物，第二组分含有至少一种分子量分布大于３和组成分布宽度指数小于５０％的第二聚合物。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可热合的薄膜及其制品。更具体地说，本专利技术涉及一种聚合物共混料，其中一种聚合物有窄的分子量分布和窄的组成分布，而另一种有宽的分子量分布和组成分布。本专利技术的共混料有极好的热合性能和其他物理性能。这些共混料可用热合方法来生产薄膜、袋子、盒子、管子、盘子、盖子、包装材料、容器和其他制品。目前可在市场上购买许多种用热合方法制造的制品。通常，可通过将制品两个分开的部分熔合在一起的方法用于这些制品的封合。例如，可通过以下步骤将两单个的塑料片连接在一起来制造适用于各种机器和玩具的塑料另件将塑料片中的一个或两个加热；将它们压在一起；然后将它们冷却。具体地说，在包装应用中热合是很重要的。用热合制成的包装用于包装中的消费物品的有效的运输，用于消费物品促销的展示，以及用于食品工业，包装用来保持消费物品的新鲜度。最重要的和与热合有关的是，制造商要求极好的加工性能。各种类型聚合物可用来制成包括包装在内的各种制品，这些聚合物可通过热和/或压力作用连接在一起或封合在一起。从使用的角度看，选择这样的聚合物或聚合物的共混料来制作各种制品，它们可通过短时间的热和/或压力的作用易于迅速得到坚固的封合面。往往由相同的聚合物或聚合物的共混料，或通过相同的或不同的聚合物的共挤塑制得整个热合的制品。常常，制成不同材料的不同表面或不同层的制品，有良好热合性能的聚合物仅用于最终需要热合的表面或层。使用这类结构是因为制品例如多层薄膜除热合性能外还应有所需的物理性能和机械性能，如透明性、强度、耐穿刺性和耐撕裂性，以及应易于用高速设备加工。已知许多塑料都具有良好的物理性能和机械性能，但常常不具有良好的热合性能。例如，聚丙烯有良好的强度和透明性，以及耐撕裂性，但是在适合于工业封合机器的温度下不易形成良好的封合。相反，一些有良好热合性能的聚合物又没有适宜的强度或透明性。所以，包装技术已开发了多层制品如多层薄膜，它有一层或多层由相同或不同类型的聚合物共混或共挤塑在一起的聚合物层(它提供良好的机械性能和物理性能)以及另外一层或多层由使制品有良好的热合性能的聚合物形成的聚合物层。例如，用这一方法可生产有提供强度和透明性的聚丙烯的基质层和提供良好热合性能的聚乙烯层的薄膜。除薄膜以外，其他制品也可类似用多种材料制成，所选的每种材料为最终的制品提供一种或多种所需的性能。本专业中已知各种类型的聚乙烯聚合物都有可接受的热合性能。低密度聚乙烯(“LDPE”)通常在高压下用自由基引发剂制备，通常其密度为0.915～0.940g/cm3，LDPE也称为“支链的”聚乙烯，因为从聚合物主链中伸出相当大量长支链。高密度聚乙烯(“HDPE”)的密度通常为0.940～0.960g/cm3。HDPE用配位催化剂如齐格勒-纳塔型催化剂在低压或中压下制备，但有时也在高压下制备。HDPE通常为直链的，没有任何明显的侧链分支。HDPE为基本上结晶聚合物。线型低密度聚乙烯(“LLDPE”)通常以与HDPE相同的方法制备，但加入相当少量α-烯烃共聚单体如丁烯、己烯或辛烯，使直链聚合物产生足够的短支链，使生成的聚合物的密度降到LDPE的密度范围。用于使乙烯和α-烯烃共聚的配位催化剂通常得到有宽组成分布的LLDPE(如下文规定的)，并有相当宽的分子量分布，即Mw/Mn大于约3，其中Mw为重均分子量，而Mn为数均分子量。上述聚乙烯如LLDPE有宽的分子量分布，在许多方面宽分子量分布是不希望的。例如，在本专业中先前已知的LLDPE含有经过取向的相当高分子量的分子，使制造过程的纵向与横向相比产生各向异性。有低共聚单体含量的更高分子量的分子的热合性能也较差。另一方面，含有相当低分子量分子的树脂中，共聚单体必定富集，它有较好的热合性能，但有高的粘连性和粘性。这些低分子量高支链分子还干扰加到树脂中的某些添加剂的特有功能，使可萃取聚合物的百分数增加，同时增加了聚合设备的污染。这些低分子量聚合物分子的相当高的α-烯烃共聚单体含量使这样的聚合物分子通常为无定形的，并渗出到制造另件的表面，因此产生不希望有的粘附表面。以前已知的用于改进生成薄膜一种或多种性能的共挤塑聚乙烯的共混料，或有关它的组分或有关聚乙烯均聚物都因上述缺点而受到损失。例如，为降低结晶度和提高热合性能加入高平均共聚单体含量的共混料组分通常使可萃取物增加，并对其他性能有不利的影响，因此不能发挥共混料的全部优点。所以，需要有一种聚合物共混料有高的热合性同时又保持其他所需的物理性能。本专利技术的聚合物共混料通常含有第一聚合物组分A和第二聚合物组分B。前者有窄的分子量分布和组成分布，而后者有宽的分子量分布和组成分布。在本专利技术的一个实施方案中，组分A可用金属茂催化剂制得，如本专利说明书中规定的，而组分B可用传统的齐格勒-纳塔催化剂制得。在本专利技术的另一实施方案中，组分A占本专利技术聚合物共混料总重的约40至99％(重)，而组分B占本专利技术聚合物共混料总重的约1至约60％(重)。在另一实施方案中，本专利技术聚合物共混料作为薄膜层用于制造制品，特别是用于薄膜层为热合层的可热合制品。当结合附图阅读以下详细的说明后，本专利技术的上述方面、特征以及优点将变得很清楚以及更全面地理解。其中附图说明图1说明代表性的
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LLDPE的宽分子量分布和宽组成分布。图2说明用于本专利技术的例证性共混料组分的窄分子量分布和窄组成分布。图3是由
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的聚乙烯的薄膜和按本专利技术制得的薄膜的热合强度与热合温度的关系曲线图。图4是由
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的聚乙烯制得的薄膜的热合强度和热合温度的关系曲线图。图5是与由
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的聚乙烯制造的薄膜相比，按本专利技术制得的薄膜的热合强度和热合温度的关系曲线图。图6是与
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的聚乙烯相比，按本专利技术制得的薄膜的热合强度和热合温度的关系曲线图。图7是与
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的聚乙烯相比，按本专利技术制得的薄膜的热合强度和热合温度的关系曲线图。图8是与
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的聚乙烯相比，按本专利技术制得的薄膜的热合强度和热合温度的关系图。图8A说明与
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的聚乙烯相比，本专利技术共混料的热合起始温度和稳定温度。图9是本专利技术的热合容器的截面图。图10是本专利技术薄膜或盖或热合部件的截面图。本专利技术涉及金属茂催化制得的聚合物(组分A)和传统的齐格勒-纳塔催化制得的聚合物(组分B)的共混料以及它们的制备方法和应用。本专利技术的聚合物共混料具有极好的性能，使它们特别适合用于聚合物薄膜。这些薄膜特别适合用于需要热合性的应用场合。以前已发现，与用传统的齐格勒-纳塔催化剂制得的聚合物相比，由金属茂催化剂体系得到的聚合物令人吃惊地有极好的热合性，见1993年2月18公布的PCT Application No.WO93/03093。但是，这些聚合物不能象传统催化剂生产的聚合物一样加工。通常为了改进加工性能，象以前讨论的那样制成聚合物共混料。这些共混物通常具有一些比每种聚合物单独具有的更好的性能，同时也使其他一些不希望的性能增加。此外，当共混时，每种聚合物较好的性能大大下降。令人吃惊和意外的是，本申请人发现一种聚合物共混料，它保留了高的热合性和加工性，同时又保持了其他所需的物理性能。本专利技术的聚合物(组分A)可在气相、浆液相、溶液相或高压相中，用金属茂催化剂体系，按聚合法或共聚合法来生产。聚合法或共聚合法包括一种或多种有2～20个碳原子(优选2～1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：JM法利，P麦卡，FC斯特林格，BC特鲁德尔，MB库尔兹曼，
申请(专利权)人：埃克森化学专利公司，
类型：发明
国别省市：