具有增强的粘合性的乙烯酸共聚物制造技术

本发明专利技术涉及用作金属箔与聚乙烯薄膜之间的粘结层的一种粘合剂，该粘合剂是两种乙烯丙烯酸或甲基丙烯酸共聚物的一种共混物，一种共聚物具有高的酸含量和高熔融指数，另一种共聚物具有较低的酸含量和较低的熔融指数。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
专利
本专利技术涉及一种粘合剂，特别是一种可挤出的粘合剂，用于将极性基材尤其是金属箔例如铝箔粘结至非极性基材尤其是聚合物薄膜例如聚乙烯薄膜。相关技术的描述已经发现层压至、涂覆到或与金属箔尤其铝箔共挤出的塑料薄膜，尤其聚乙烯薄膜可用于包装和其他应用如电缆屏蔽方面。该种塑料膜和金属箔可以与其它材料结合从而形成多层结构，每一层具有特定用途。例如，包装层压制品常常包括许多层。这样一种包装层压制品在构造上可能具有硬的纸或纸板芯层，聚乙烯的不透液体外层和铝箔的氧气阻隔中间层，和任选的取决于应用需要的其它层。为了形成有效的层压制品，对于大多数应用而言，获得层与层之间良好的粘结强度或紧密的整体性是很重要的。对于通常彼此不能良好地粘结的材料，使用粘性粘合剂或连接层把相邻层粘在一起。低密度聚乙烯已经成为箔片挤塑层合工业的主要角色。它在很多应用中成本低，加工良好，对于金属箔的粘结充分正常。对于所要求的应用，当需要在腐蚀性产品存在下的粘结强度持久性，良好的热密封性能和优异的食品用粘结性时，单独的LDPE就有其局限性。乙烯α，β烯键式不饱和羧酸共聚物，尤其乙烯和丙烯酸或甲基丙烯酸的共聚物(E/AA和E/MAA)，还可以是部分中和的形式，(可以从杜邦公司得到的商品名为“Nucrel”，“Bynel”和“Surlyn”)，其与金属箔粘结得尤其好。这种乙烯酸共聚物树脂(ACR)上的酸基团提供了对箔表面的碱性氧化物的粘结点。通过提高酸含量增强了与金属箔的粘结。然而该乙烯酸共聚物比LDPE昂贵得多并且与LDPE粘结不好，尤其是酸含量提高时。因此需要一种粘合剂连接层，它可紧密地粘结在聚乙烯，特别是LDPE，和金属箔上。还需要形成一种比箔/乙烯酸共聚物层压品便宜的层压制品，在腐蚀性产品存在时它能表现出优异的粘结强度持久性。专利技术简述本专利技术涉及一种粘合剂，尤其是一种可挤出的粘合剂，它对于极性基材如金属箔和非极性基材如聚乙烯都具有改进的粘合性。本专利技术尤其涉及一种粘结金属箔和聚乙烯的粘合剂，该粘合剂在腐蚀性产品如调味蕃茄酱、调味油、果汁等等存在下持久耐用。本专利技术的粘合剂是乙烯酸共聚物(ACR)共混物，主要由高酸含量、高熔融指数(MI)的酸共聚物与比高酸含量共聚物的酸含量低、MI低的酸共聚物共混构成。本专利技术还涉及一种层压制品，包括极性基材如金属箔和非极性基材如聚乙烯膜，其通过本专利技术粘合剂的连接层而彼此粘结在一起，并且涉及该层压制品在包装和电缆屏蔽应用方面的用途。专利技术详述如上所概括，本专利技术涉及一种粘合剂，尤其是一种可挤出的粘合剂，涉及一种层压制品，该层压制品包括极性基材特别是金属箔如铝箔和非极性基材特别是通过粘合剂连接层粘结的聚乙烯膜，以及涉及这些层压制品的用途。本专利技术的层压制品有很多层，其中至少一种是非极性基材，其通过粘性膜的连接层粘结至少一层极性基材。本专利技术的层压制品的厚度取决于应用和所用的基材。通常的包装层压制品的厚度优选为约0.1密耳(2.5微米)至约10密耳(250微米)，更优选约0.5密耳(12.5微米)至约2密耳(50微米)。电缆屏蔽层压制品基本上厚一些。纸基材通常较厚(约1至约10密耳(25-250微米))，薄膜比较薄(约0.2至约2密耳(5-50微米))，箔通常也较薄(约0.2至2密耳(5-50微米))。非极性基材优选为聚乙烯膜。聚乙烯膜可选自低密度聚乙烯(LDPE)，线性低密度聚乙烯(LLDPE)，或高密度聚乙烯(HDPE)。它可以通过任何已知用来生产这些聚乙烯的可用的方法制备，包括高压气相、低压气相、溶液和淤浆方法，采用传统齐格勒-纳塔、茂金属和后过渡金属络合物催化剂体系。优选的极性基材为金属箔，更优选是铝箔。其它基材包括金属化的基材，例如金属化的聚丙烯、纸、聚酯、尼龙和乙烯乙烯基醇。极性基材可以通过现有技术已知的方式进行表面处理，例如电晕处理以提高粘合性，但是本专利技术中这种处理不是必需的，并且在箔和金属化基材的情况下优选不使用这种处理。在施加本专利技术的粘合剂连接层之前，可以采用现有技术已知的各种底料特别是PEI和聚氨酯底料给膜基材打底。连接层中所用粘合剂是乙烯-α，β烯键式不饱和的C3-C8羧酸共聚物(ACR)的共混物。它尤其是一种共混物，包括约5至约95，优选约15至约85，更优选约15至约40重量份的高酸含量、高MI的ACR和约5至约95，优选约15至约85，更优选约60至约85重量份的低酸含量、低MI的ACR。优选地，低酸含量、低MI的ACR是主要组分和高酸含量、高MI的ACR是少量组分。可以包括不止两种ACR，只要至少一种是高酸含量、高MI的ACR和一种是低酸含量、低MI的ACR并且其它共聚物与高酸含量、高MI和低酸含量、低MI的ACR’s不相容，当粘合剂与非极性基材共挤出时，以这样一种方式可以防止高酸含量、高MI的ACR向表面迁移而脱离非极性基材。高酸含量、高MI的ACR和低酸含量、低MI的ACR(还有共混物中可能有的其它ACR)都是乙烯-α，β烯键式不饱和的C3-C8羧酸共聚物，任选地具有至少一种可与乙烯共聚合的软化共聚单体。丙烯酸和甲基丙烯酸是优选的酸共聚单体。该软化共聚单体可以是一种丙烯酸烷基酯，选自丙烯酸正-丙基酯，丙烯酸正-丁基酯，丙烯酸异-丁基酯，丙烯酸正-辛基酯，丙烯酸2-乙基己基酯和丙烯酸2-甲氧基乙基酯。优选的丙烯酸烷基酯是丙烯酸正-丁基酯，丙烯酸异-丁基酯，丙烯酸2-乙基己基酯和丙烯酸2-甲氧基乙基酯。软化共聚单体也可以是烷基乙烯基醚，选自正-丁基乙烯基醚，正-己基乙烯基醚，2-乙基己基乙烯基醚和2-甲氧基乙基乙烯基醚。优选的烷基乙烯基醚是正-丁基乙烯基醚和正-己基乙烯基醚。优选地，高酸含量、高MI的ACR和低酸含量、低MI的ACR未被中和。然而，其中之一或两者都可以是部分中和的形式，只要所得到的部分中和的ACR的所得到的未中和的酸含量和熔融指数满足对未中和的ACR设立的限制。优选地，通过加入阳离子提供物如锌、钠、镁等等而使中和程度较低。基于共混物中高酸含量、高MI的ACR和低酸含量、低MI的ACR的总重计，优选的较低含量为小于500ppm(更优选在约100和200或300ppm之间)。有用的高酸含量、高MI的ACR和低酸含量、低MI的ACR共聚物是可从杜邦公司得到的商标名为NUCREL和BYNEL的产品。对高酸含量、高MI的ACR和低酸含量、低MI的ACR更全面的描述如下高酸含量、高MI的ACR高酸含量、高MI的ACR优选为乙烯丙烯酸或乙烯甲基丙烯酸共聚物。酸含量和MI并不要求绝对意义上的“高”；这仅仅是指它们必须比低酸含量、低MI的ACR的酸含量要高，并且至少与低酸含量、低MI的ACR的MI一样高或者更高的含义。优选地，高酸含量、高MI的ACR的酸百分数比低酸含量、低MI的ACR的酸百分数要高3个重量百分点或更高(也即，例如低酸含量、低MI的ACR的酸含量为9wt％，则高酸含量、高MI的ACR的酸含量将会是12wt％或更高)。优选该差值为3-15个重量百分点，更优选3-6个重量百分点。高酸含量、高MI的ACR中酸的重量百分含量优选为约7-约25wt％，更优选约10-约20wt％。该高酸含量、高MI的ACR的MI(按照ASTM D-1238，条件E，在190℃下采用2160克本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将与其共挤出的非极性基材粘合至极性基材的粘合剂，该粘合剂包括不止一种的乙烯－α，β烯键式不饱和Ｃ↓［３］－Ｃ↓［８］羧酸共聚物（ＡＣＲ）的一种共混物，该共混物含有约５至约９５重量份的高酸含量、高ＭＩ的ＡＣＲ和约５至约９５重量份的低酸含量、低ＭＩ的ＡＣＲ，其中ａ．高酸含量、高ＭＩ的ＡＣＲ是一种乙烯－α，β烯键式不饱和Ｃ↓［３］－Ｃ↓［８］羧酸共聚物，其酸含量比低酸含量、低ＭＩ的ＡＣＲ的酸含量至少高３个百分点并且其ＭＩ（按照ＡＳＴＭＤ－１２３８，条件Ｅ，在１９０℃下采用２１６０克的重量而测得）至少与低酸含量、低ＭＩ的ＡＣＲ的ＭＩ一样高，以及ｂ．低酸含量、低ＭＩ的ＡＣＲ是一种乙烯－α，β烯键式不饱和Ｃ↓［３］－Ｃ↓［８］羧酸共聚物，其具有约１－约２２ｗｔ％的酸含量和约０．１－约２０克／１０分钟的ＭＩ（按照ＡＳＴＭＤ－１２３８，条件Ｅ，在１９０℃下采用２１６０克的重量而测得），条件是ｃ．最终共混物的ＭＩ为约４－约２０克／１０分钟。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：BA莫里斯，Y特罗伊赫特，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]