聚烯烃对聚酯的改进粘合制造技术

下述结构的嵌段共聚物在聚乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯中作为添加剂改进聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯的共挤出层之间粘合性的用途和由这种用途衍生的层压薄膜：

Improved adhesion of polyolefin to polyester

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚烯烃对聚酯的改进粘合本专利技术涉及新型嵌段共聚物及其在改进聚酯和聚烯烃之间，尤其在聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯之间，特别地在聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯的共挤出膜之间粘合性的用途，所述共挤出膜可典型地与纸层结合用作包装材料以生产无菌包装。包装材料的要求是变化的，它们必须按照包装线上的要求发挥作用，它们必须结实且轻质以耐受储存、运输和在货架上展示。此外，由其形成的包装必须具有例如对湿气和蒸气的阻挡性能，可印刷，且还必须容易打开以允许包装材料的使用。塑料膜，纸张和卡片是常用于包装的材料，和由于某些膜具有特定的性能(例如，蒸气阻挡)，因此它们不可能具有其他所需的性能(例如，可密封性)。因此，通常使用含两层或更多层不同材料的包装材料，以便获得所需性能的组合。重要的是不同层对彼此具有良好的粘合性，以防止在材料使用过程中脱层。DuPont的技术研究员IHwaLee撰写的标题为“粘结“不可结合”聚合物”的白皮书表明了在开发包装材料中遇到的难题。在其图2中，白皮书表明聚乙烯(LDPE和HDPE)和聚酯对彼此具有差的粘合性。聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯另外具有其他所需的性能，和因此在实践中使用衔接层，例如来自Dow的AmplifyTYFunctionalPolymers，将两种材料粘结在一起。在包装中所使用的不同聚合物可能彼此不相容，这意味着包装材料不可能回收或者要求特殊的回收技术。包装材料中层数的任何减少可以促进回收，和我们也已发现，本专利技术使得以前不可能回收的聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯的层压体能够回收。在PCT申请公布WO2017/046009中，我们描述了具有下述通式结构的双链段的嵌段共聚物。其中R和R1可以相同或者不同，并且各自独立地表示烷基或者芳基，X可以是氢或者C1-C20烷基，其可以是直链或支链的，并且其中结合到聚合物B上的芳环取代基位于结合到聚合物A上的芳环取代基的间位或对位，和其中聚合物A是通过茂金属催化形成的非极性聚合物(或共聚物)，和聚合物B是通过极性单体(任选地与非极性聚合物一起来形成共聚物链段)的自由基催化形成的聚合物。据说这些材料可用作聚合物体系，尤其聚合物混合物的添加剂，其中它们将改进聚合物的相容性和/或对聚合物起到特定的表面效果，例如给可用于包装膜的聚烯烃材料提供可印刷或可上漆的表面。已知聚乙烯膜具有优良的湿气阻挡性能，这使得它们尤其可用于包装食品与饮料。然而，聚乙烯膜的气体阻挡性能差。因此，已知将聚乙烯膜层压到聚酯膜，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上，所述聚酯膜将提供层压膜气体阻挡性能。然而，聚乙烯膜和聚酯膜在共挤出工艺中没有很好地粘结在一起，和需要独立地生产膜，且在两种膜之间包括粘合剂或PET衔接层，例如获自DowChemicals的AmplifyTY4351和4751，以确保它们在充足的强度下彼此粘结到一起，使得它们能尤其用作包装材料。典型的粘合剂包括其中极性单体，例如丙烯酸或马来酸酐接枝到聚合物主链上的接枝共聚物。因此，该材料是不可能通过共挤出聚乙烯膜和聚酯膜生产的三层材料。共挤出是其中两种或更多种材料同时挤出且彼此接触的技术，其中它们借助它们在熔体中的粘合性能而粘结在一起。美国专利9,670,383公开了纸基底/聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯的三层层压体，它通过将聚对苯二甲酸乙二醇酯直接涂布到在纸张上预涂布的聚乙烯表面上的工艺来制造。在聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯层之间没有放置粘合剂层。然而，该工艺要求使用特定的熔体加工条件，其中包括将聚对苯二甲酸乙二醇酯挤出到已经在纸膜上形成的聚乙烯表面上，以便这两种聚合物没有共挤出。另外，聚乙烯表面例如通过电晕放电处理，以改进表面的粘合性能。此外，要求特殊的设备。通过共挤出生产许多塑料层压体尤其层状膜，其中挤出各材料层并使得在熔体中在一起，其中它们因其在熔体内的粘合性能而粘结在一起。这是经济且有效的工艺，然而，迄今为止在聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯之间通过熔体挤出不可能获得足够结实的粘结。我们现已发现若添加特定的嵌段共聚物到这些材料的一种或多种中，则可实现聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯的共挤出层之间改进的粘合。所得层状膜可在多层材料中用于提供所需的性能，且在聚乙烯层和聚对苯二甲酸乙二醇酯层之间不需要衔接层。本专利技术因此提供下述结构的嵌段共聚物：其中R和R1可以相同或者不同，并且各自独立地表示烷基或者芳基，X可以是氢或者C1-C20烷基，其可以是直链或支链的，并且其中结合到聚合物B上的芳环取代基位于结合到聚合物A上的芳环取代基的间位或对位，其中聚合物A是乙烯的聚合物(或共聚物)，和聚合物B是醋酸乙烯酯的聚合物。本专利技术进一步提供下述结构的嵌段共聚物作为聚乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的添加剂的用途，以改进聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯层之间的粘合性，该层优选是共挤出的：其中R和R1可以相同或者不同，并且各自独立地表示烷基或者芳基，X可以是氢或者C1-C20烷基，其可以是直链或支链的，并且其中结合到聚合物B上的芳环取代基位于结合到聚合物A上的芳环取代基的间位或对位，其中聚合物A是乙烯的聚合物(或共聚物)，和聚合物B是选自醋酸乙烯酯、C1-C9丙烯酸酯和丙烯酸及其混合物中的单体的聚合物。可在聚乙烯层，聚对苯二甲酸乙二醇酯层内或者二者内包括该嵌段共聚物。在另一个实施方案中，本专利技术提供含0.1wt％至15wt％下述结构的嵌段共聚物的聚乙烯。其中R和R1可以相同或者不同，并且各自独立地表示烷基或者芳基，X可以是氢或者C1-C20烷基，其可以是直链或支链的，并且其中结合到聚合物B上的芳环取代基位于结合到聚合物A上的芳环取代基的间位或对位，其中聚合物A是乙烯的聚合物(或共聚物)，和聚合物B是选自醋酸乙烯酯、C1-C9丙烯酸酯和丙烯酸及其混合物中的单体的聚合物。在另一个实施方案中，本专利技术提供含0.1wt％至15wt％下述结构的嵌段共聚物的聚对苯二甲酸乙二醇酯。其中R和R1可以相同或者不同，并且各自独立地表示烷基或者芳基，X可以是氢或者C1-C20烷基，其可以是直链或支链的，并且其中结合到聚合物B上的芳环取代基位于结合到聚合物A上的芳环取代基的间位或对位，其中聚合物A是乙烯的聚合物(或共聚物)，和聚合物B是选自醋酸乙烯酯、C1-C9丙烯酸酯和丙烯酸及其混合物中的单体的聚合物。可以采用在聚乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯内嵌段共聚物的母料形式，将该嵌段共聚物提供给配制者。例如，母料可含有30％至70％的嵌段共聚物，优选的母料含有40％至60％的嵌段共聚物，可将其提供给配制者或者膜制造者以供掺入到本体聚合物内。本专利技术还包括可以采用粒料形式提供的这种母料。在进一步的实施方案中，本专利技术提供一种层压体，它包括粘结到聚对苯二甲酸乙二醇酯层上的聚乙烯层，其中至少一层含有下述结构的嵌段共聚物。其中R和R1可以相同或者不同，并且各自独立地表示烷基或者芳基，X可以是氢或者C1-C20烷基，其可以是直链或支链的，并且其中结合到聚合物B上的芳环取代基位于结合到聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.下述结构的嵌段共聚物：/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170929 GB 1715831.21.下述结构的嵌段共聚物：



其中R和R1可以相同或者不同，并且各自独立地表示烷基或者芳基，X可以是氢或者C1-C20烷基，其可以是直链或支链的并且其中结合到聚合物B上的芳环取代基位于结合到聚合物A上的芳环取代基的间位或对位，和其中聚合物A是乙烯的聚合物(或共聚物)，和聚合物B是醋酸乙烯酯的聚合物。


2.下述结构的嵌段共聚物在聚乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯中作为添加剂改进聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯的共挤出层之间粘合性的用途：



其中R和R1可以相同或者不同，并且各自独立地表示烷基或者芳基，X可以是氢或者C1-C20烷基，其可以是直链或支链的，并且其中结合到聚合物B上的芳环取代基位于结合到聚合物A上的芳环取代基的间位或对位，和其中聚合物A是乙烯的聚合物(或共聚物)，和聚合物B是选自醋酸乙烯酯，C1-C9丙烯酸酯，丙烯酸及其混合物中的单体的聚合物。


3.权利要求2的用途，其中在聚乙烯层内包括该嵌段共聚物。


4.权利要求2的用途，其中在聚对苯二甲酸乙二醇酯层内包括该嵌段共聚物。


5.一种聚乙烯，其含有0.1wt％至15wt％下述结构的嵌段共聚物：



其中R和R1可以相同或者不同，并且各自独立地表示烷基或者芳基，X可以是氢或者C1-C20烷基，其可以是直链或支链的，并且其中结合到聚合物B上的芳环取代基位于结合到聚合物A上的芳环取代基的间位或对位，和其中聚合物A是乙烯的聚合物(或共聚物)，和聚合物B是选自醋酸乙烯酯，C1-C9丙烯酸酯，丙烯酸及其混合物中的单体的聚合物。


6.一种聚对苯二甲酸乙二醇酯，其含有0.1wt％至15wt％下述结构的嵌段共聚物：



其中R和R1可以相同或者不同，并且各自独立地表示烷基或者芳基，X可以是氢或者C1-C20烷基，其可以是直链或支链的，并且其中结合到聚合物B上的芳环取代基位于结合到聚合物A上的芳环取代基的间位或对位，和其中聚合物A是乙烯的聚合物(或共聚物)，和聚合物B是选自醋酸乙烯酯，C1-C9丙烯酸酯，丙烯酸及其混合物中的单体的聚合物。


7.一种层压体，其包括粘结到聚对苯二甲酸乙二醇酯层上的聚乙烯层，其中至少一层含有下述结构的嵌段共聚物：



其中R和R1可以相同或者不同，并且各自独立地表示烷基或者芳基，X可以是氢或者C1-C20烷基，其可以是直链或支链的，并且其中结合到聚合物B上的芳环取代基位于结合到聚合物A上的芳环取代基的间位或对位，和其中聚合物A是乙烯的聚合物(或共聚物)，和聚合物B是选自醋酸乙烯酯，C1-C9丙烯酸酯，丙烯酸及其混合物中的单体的聚合物。


8.一种粘结到聚乙烯层上的纸层，其中所述聚乙烯层又粘结到聚对苯二甲酸乙二醇酯层上，其中聚乙烯层和聚对苯二甲酸乙二醇酯层中的至少一层含有下述结构的嵌段共聚物：



其中R和R1可以相同或者不同，并且各自独立地表示烷基或者芳基，X可以是氢或者C1-C20烷基，其可以是直链或支链的，并且...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·凯，P·斯科特，S·瓦丁顿，S·莫里斯，
申请(专利权)人：界面聚合物有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB