聚烯烃薄膜、带或纱制造技术

本发明专利技术涉及ＡＢ或ＡＢＡ型的单轴向拉伸的聚烯烃多层薄膜、带或纱，其拉伸比为高于１２，Ｅ－模量为至少１０ＧＰａ，基本上由选自聚乙烯和聚丙烯的聚烯烃中间层Ｂ、以及一层或两层选自与中间层Ｂ材料同类的聚烯烃其它层Ａ组成，所述其它层Ａ的材料的ＤＳＣ熔点低于所述中间层Ｂ的材料的ＤＳＣ熔点，其中所述中间层Ｂ占材料的５０－９９重量％，所述其它层Ａ为１－５０％。本发明专利技术还涉及制备此类薄膜、带或纱的方法。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚烯烃多层薄膜、带或纱，其适用于制备增强性纺织材料或非织物型材料，尤其用于增强和/或硬化产品。单或多层带聚烯烃薄膜一般通过吹塑薄膜或流延薄膜挤出来制备。在制备过程的某些阶段可拉伸材料，以便增加该材料的强度及挺度。
技术介绍
聚烯烃带及纱通常由单层或多层型的聚烯烃薄膜通过切割薄膜至希望的宽度来制备。在制备过程的某些阶段可拉伸材料，以便增加该材料的强度及挺度。US-A 5,578,370公开了一种由聚丙烯薄膜形成的热塑性复合材料，所述聚丙烯薄膜用进一步包括丙烯单元的乙烯共聚物层涂覆。该经涂覆的层比聚丙烯核心具有更低的软化点。该文献公开了在热烘箱中拉伸材料至拉伸比为20∶1。实例说明该复合材料可具有高达2.5GPa的弹性拉伸模量。JP-A 2000-8244公开了用于增强片状层的扁纱布，其由ABA型的复合纱制得，其中B层为聚丙烯，A层是基于一种乙烯-α-烯烃共聚物或掺合的两种乙烯-α-烯烃共聚物。该纱的制备是通过挤出该两种材料，切开薄膜并将其拉伸至拉伸比为3-12。在编织之后，将材料进行热处理，使纱结合在一起。EP-A 336,210公开了一种三层拉伸聚烯烃层压材料，其包括聚丙烯和/或LLDPE的核心层及由丁烯-1聚合物制得的表层。该材料可用于包装领域。此材料具有很差的机械性能。EP-A 776,762公开了基于共挤塑聚烯烃材料的聚烯烃带或纱，其拉伸比为6-10。此材料被描述为适用于制备各种布、皮带材料等。
技术实现思路
虽然上述文献中材料的性能很好，但是需要进一步改进，尤其在拉伸强度方面。本专利技术的第一个目标是提供一种具有改进机械性能的带或纱。在复合材料中，纱或布通常用于增强作用。多数通常所用的为玻璃纤维材料。然而，玻璃纤维材料具有以下缺点它们使回收掺杂它们的材料是极困难的。如果玻璃纤维可由聚合纤维或其它聚合增强成分取代，这将是非常有用的，由此使回收复合材料更容易。玻璃纤维的主要优点之一在于其挺度，这通常是聚合纤维或其他增强组分的弱点。因此，本专利技术的进一步目标是提供聚合材料，其具有足够的挺度以便能够在复合材料中取代玻璃纤维。关于回收由聚烯烃薄膜、带及纱制得的产品，如果材料的所有组分都可归类为相同材料如聚丙烯或聚乙烯(包括它们的共聚物，其中丙烯及乙烯分别形成主要的单体单元)，将是有利的其优点是所得的回收材料仍是一种材料，而不是多种组分的混合物(无污染)。本专利技术涉及一种单轴向拉伸的AB或ABA型的聚烯烃多层薄膜、带或纱，其拉伸比为高于12，E-模量为至少10GPa，基本上由选自聚乙烯和聚丙烯的聚烯烃中间层(B)、以及一层或两层选自与中间层(B)材料同类的聚烯烃其它层(A)组成，所述其它层(A)的材料的DSC熔点低于所述中间层(B)的材料的DSC熔点，其中中间层(B)占材料的50-99重量％，其它层为1-50％。惊奇地发现此多层材料(也称作层压材料)在机械强度、挺度等方面具有优良性能。由于其组成，聚乙烯或聚丙烯都可适合用作单组分材料，这在回收中是有利的。更具体而言，可回收作为部分中间层组分的生产废料。另外，关于在产品使用寿命之后回收组分方面，考虑消费品如汽车等的生产者的需要，使组分仅由一类材料组成是重要的。本文中所用的E-模量为通过ISO 527所测量的值。通过使层压制品(薄膜/带/纱)的材料组分具有极高的总拉伸比高于12，优选高于15，例如至少为20并甚至高达50或更高，所产生的材料可有利地用于各种增强作用中，可在各种增强应用中取代例如玻璃纤维，可用于各种高温领域中，例如用于汽车或航空领域中。通常，本专利技术的材料尤其适用于(轻重量)建筑领域、高压领域及医疗领域。可在房屋、船舶、汽车等的建造中使用该材料，但也在高压部件如管道(用于石油开采等)中或在制造ortheses中作为增强层。在本专利技术的上下文中，材料已限定为满足总拉伸比(TSR)的最低水平。TSR限定为由各相异性熔化物至最终带或纱的拉伸程度。这至少部分由松紧辊之间的速度差限定。TSR的实际值可由最终薄膜、带或纱的双折射率和/或E-模量(在拉伸方向上)决定。该TSR尤其应用于中间层，该中间层优选为高结晶材料。其它层的材料通常是较少结晶的。其它层的功能是特别提供了当热处理材料的织物、无纺布或纤维(staple)/堆积物时使薄膜、带、纤维或纱结合的可能性。用于制备本专利技术的薄膜、带或纱的基础材料是聚丙烯或聚乙烯。当使用聚丙烯作为制备薄膜、带或纱所用的基础材料时，用于中间层或核心层B的材料优选为均聚丙烯，其优选具有相对高的分子量，例如通过凝胶渗透色谱(GPC)测定的重均分子量(MW)为至少250000g/mol，熔化温度为至少160℃。应注意虽然中间层优选仅由一种材料组成，但是在回收生产废料时，微量的其它层材料也可在核心层中存在。这通常不超过10wt.％。在一个实施方案中，核心层(B)为聚丙烯，在该实施方案中的外层材料如上所述也是聚丙烯，优选为丙烯与乙烯或另一种α-烯烃的共聚物。其重要方面是通常如ISO 11357-3所限定的DSC软化点所示的材料软化点低于中间层的软化点，差值至少为10℃。层B和层A的软化点之间的最大差值不是特别严格规定的。由于生产实践的原因，该差值通常低于约70℃。尤其使用软化点的差值在15-40℃的范围内的薄膜、带或纱已达成极好的结果。使用无规共聚物如丙烯-乙烯无规共聚物作为外层A已达成极好的结果。利用茂金属催化剂制备的聚烯烃(优选聚丙烯均聚物或聚丙烯共聚物)用作外层A，代替共聚物或与其结合使用。使用这样的茂金属基统计聚合物(statistical polymer)已达成了特别好的结果。茂金属的适当实例是rac-ZrCl2H(公开于H.Brintzinger，D.Fischer，R.Muelhaupt，B.Rieger，R.Waymouth，Angew.Chem.107(1995)1255及W.Kaminsky，Macromol.Chem.Phys.197(1996)3907)。由于本专利技术的产品通常以薄膜、带或纤维彼此有角度的形式使用(织物、非织物材料)，外层使织物、堆积的或钩钉(staple)的材料的热处理成为可能，由此使单个的薄膜/纤维/纱或带结合在一起，产生极高结构规整性的复合材料(例如织物材料)。通过由中间层的软化点在足够大的范围内选择软化点，可进行不妨碍材料本身性能的热处理。在本专利技术的一个实施方案中，外层A至少由乙烯丙烯共聚物组成，乙烯含量为75-99mol％，丙烯含量为1-25mol％。在中间层B为聚乙烯的实施方案中，使用这样的外层已达成很好的结果。作为外层A的材料，尤其在中间层为聚丙烯的情况下，优选使用的丙烯乙烯共聚物的乙烯含量为1-25mol％，以及丙烯含量为75-99mol％。已发现此种共聚物(作为外层A)、特别是此种无规共聚物高度满意地粘着到中间层。进一步发现包括此类共聚物的带、纱或薄膜的复合材料具有极好的强度、耐冲击性及耐磨性。也可使用这些材料中两种材料的混合物。在使用聚乙烯的情况下，基本上采取同样的措施。作为中间层，优选使用HDPE，即密度至少为950kg/m3的聚乙烯。通过GPC测定的重均分子量(MW)优选至少250000g/mol，而熔点为130℃或更高。应注意虽然中间层优选仅由一种材料组成，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＡＢ或ＡＢＡ型的单轴向拉伸的聚烯烃多层薄膜、带或纱，其拉伸比为高于１２，Ｅ－模量为至少１０ＧＰａ，基本上由选自聚乙烯和聚丙烯的聚烯烃中间层Ｂ、以及一层或两层选自与中间层Ｂ材料同类的聚烯烃其它层Ａ组成，所述其它层Ａ的材料的ＤＳＣ熔点低于所述中间层Ｂ的材料的ＤＳＣ熔点，其中所述中间层Ｂ占材料的５０－９９重量％，所述其它层Ａ为１－５０％。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：约阿希姆洛斯，约翰内斯安东尼厄斯约瑟夫雅各布斯，安东尼厄斯安德烈亚斯约翰内斯玛丽亚，蒂隆席曼斯基，
申请(专利权)人：兰克霍斯特茵德泰克股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]