处理聚合物基材表面的方法，由此获得的基材及其在生产多层材料中的用途技术

本发明专利技术涉及一种聚合物基材的表面处理方法，在该方法中使基材在含有至少一种载气和至少一种活性气体的气态处理混合物中，在基本等于大气压的压力下经受丝型介电屏蔽放电作用，其特征在于活性气体选自单不饱和或多不饱和的线性或支化烃，该烃优选含有２－１０个碳原子，更优选２－５个碳原子和甚至更优选２或３个碳原子，处理混合物的残留氧含量低于２５０ｐｐｍ，优选低于１００ｐｐｍ，和更优选低于５０ｐｐｍ。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】处理聚合物基材表面的方法， 由此获得的基材及其在生产多层材料中的用途本专利技术涉及聚合物基材表面处理领域，所述聚合物基材广泛用于许多 工业，尤其是食品包装或药品包装、绘画领域、粘性标签或粘性带的制造、 家具^^护、地板垫或隔热工业中，或用于制造电绝缘组件。本专利技术更特别地涉及这些工业使用的印刷或未印刷的单层或多层材料 的制造。这些材料必须具有使它们在转换操作如印刷或粘接期间具有优异 可湿性和很好粘合性的高表面能，在该过程中基材的润湿及其对涂料(油 墨、粘合剂、清漆等)的粘合是绝对重要的。然而，这些材料通常具有令其 难以用于这些转化过程的表面性质。类似地，在各种所用材料、疏水性聚 烯烃型或其他型塑料薄膜或薄片、纸、铝箔之间的性质差异导致接触困难， 该困难仅通过基材表面的特定制备解决。在最广泛地用于进行这种可使聚合物表面"活化"的特定制备的操作 中，特别存在用称作"粘合底漆"的合适双官能化合物预先液体涂覆表面的 方法，这特别是使两种不同基材的层之间粘合或使油墨或清漆与基材粘合。这些技术要求粘合底漆以大约20%的固含量溶于污染性有机溶剂中。 因此它们的使用要求随之而发生的能量消耗以使溶剂蒸发，然后使其再循 环或将其焚化。因此，还开发了其他处理，如低压等离子体表面处理，这是为了在聚 合物表面上引入化学官能团/基团如胺、酰胺、腈或 、 g或其他醇或 酯基，并由此改变聚合物的表面性质，例如赋予其一定的亲水性或改善与 油墨、清漆或粘合剂的粘合。这类低压处理尤其描述在N. Inagaki于1996 年公开的成果"等离子体表面改性和等离子体聚合"中，Shizuoka University, Laboratory of Polymer Chemistry, TECHNOMIC Publishing Co. Inc.,以及文献EP國679680中。5尽管它们对环境非常友好，但这些低压等离子体方法具有的主要缺点 是它们在减压下以分批模式操作，因此不适合大聚合物表面的处理，这种 处理必须在以连续模式使用的高生产率下进行。当今在工业中广泛地使用这种处理的一种替代。即，通过在大气压下 在空气中放电(通称"电晕处理")对聚合物基材表面处理。然而，这种处理并不令人满意。特别地，不仅在某些聚合物如聚丙烯 情况下通过这种处理所获得的表面能值过低，而且表面能随时间快速降低 (不令人满意的老化)。因此本申请人在文献WO 92/11321和EP-622474中提出了一种聚合物 基材的表面处理方法，在该方法中使基材在含有载气、珪烷和氧化性气体 的气氛中，在基本等于大气压的压力下，经受介电屏蔽放电(dielectric barrier electrical discharge )作用，以4吏珪基层沉积在基材表面上。这些 文^明，所述方法无疑会导致产生优异的表面性质，但要承认，硅烷的 使用引入了更多的费用，这并不总是可接受的，尤其对于低增值应用。最后，以本申请人名义的文献WO 01/58992A1描述了 一种聚合物薄膜 和薄片的表面处理方法，在该方法中使基材在含有载气以及还原性气体和/ 或氧化性气体的气体混合物中，在基本等于大气压的压力下，经受介电屏 蔽放电作用。这种处理具有将氮原子经由共价键以胺、酰胺和酰亚胺官能团的形式 接枝到基材表面的效果。处理气体混合物的变化可将接枝到基材表面的氮 的量调节到3-8%， it^明仅仅一部分暴露于放电作用的表面转化。然而，对于某些应用，才艮据WO01/58992Al的方法的4吏用具有几个特 定问题，其可以概括如下-首先，它需要大且因此昂贵的设备。特别地，因为在基本等于大气 压的压力下，用于产生等离子体的气体混合物的电离阈值高，所以必须增 加电极数以便能够传送必需的电能。为了保持与经济型工业操作相适应， 因此必须限制处理速率；-那么，还必须处理与冷却被高电势下操作的电极加热的设备有关的问题；-此外，(可热收缩型的)热敏薄膜不能在不,iD故热损害的情况下通过 这种方法处理；和-最后，实施该方法所必需的高能量经受常规发电^/L大小的限制，因 此限制了可被处理的材料种类的范围。对于可解决最后提及的方法具有的与某些材料处理有关的困难的新型 方法的极大兴趣可以理解为-最特别有利地是能够提供一种可处理较宽范围材料，尤其是热敏薄 膜的新型方法；-建议改善该方法以便减少表面处理所需的比能，并由此减少投资成 本5和-还建议这种新型方法可实现与塑料薄膜转化或印刷用的现代化设备 相当的高处理速率，例如典型地为300-600 m/min。将在下文中更加详细地看出，本专利技术专利技术人已经指出了，通过在没有 氧气的情况下或无论如何在存在极度降低的残留氧含量情况下，在丝型介 电屏蔽放电处理中，在基本等于大气压的压力下，使用包含载气以及一种 特定活性气体的处理气氛，能够提供这些问题的解决方案。根据本专利技术，表述"基本等于大气压的压力"意思是指在不脱离本专利技术 范围的情况下，可在位于大气压周围几十毫巴乃至几百亳巴范围内的压力 下操作。但应当注意到，优选位于大气压士200Pa的范围内，和仍更优选在 此大气压士25Pa的范围内。因此，本专利技术涉及一种聚合物基材(无论它们是合成聚合物或天然聚合 物)的表面处理方法(在不脱离本专利技术范围的任何时刻下，它也可以称为"表 面官能化方法")，在该方法中偵羞材在含有至少一种载气和至少一种活性 气体的处理气体混合物中，在基本等于大气压的压力下，经受丝型介电屏 蔽放电作用，其特征在于活性气体选自包括至少一种线性或支化的、单不 饱和或多不饱和的烃的组，所述烃优选具有2-10个碳原子，更优选2-5个 碳原子，仍更优选2或3个碳原子，其任选由至少一个胺、酰胺、酸、醇、7亚胺、酰亚胺或卣化物型官能团取代，或由至少一个偶联剂取代，尤其是 由硅烷醇基团取代，或由它们的组合取代，所述处理混合物的残留氧含量小于250ppm，优选小于100ppm，和仍更优选更小于50 ppm。作为澄清，通常"偶联剂，，是指能够将两个大分子或两个表面经由"偶联剂"官能团和所述两个表面之间的化学反应"偶联"或"桥接"的双官能分子(换句话说好比使建筑物的两层"互连"的混凝土柱)。那么，根据本专利技术，例如，可使用含有氯化物基团和硅烷醇基团二者的复合分子。优选地，活性气体是气体或与其蒸气平衡且其在2(TC下的蒸气压大于 10帕斯卡的液体。优选地，活性气体选自具有1、 2或3个碳原子的不饱和烃。更优选地， 活性气体是乙炔或乙烯或丙烯，或这些气体的混合物。不希望受任何理论的束绰，本专利技术专利技术人认为具有低电离阈值和极高够使接枝到基材的氮的百分比大大增加，使实施该方法所需的比能显著减 少，并因此使适合于本专利技术的所述方法的聚合物基材的多样性增加。更特别地，可以认为将在下面介绍的、根据本专利技术获得的良好结果肯 定归因于使用根据本专利技术的组合方式以及协同方式，即所选的放电类型、 存在的活性气体类型和在处理气氛中氧气的不存在。氧气是特别活泼的气体，当其经受能量源时，它事实上可容易地净皮激 发。在02的存在下，即使极低含量，在02和N2之间的竟争也倾向于氧气。 在本专利技术的情况下，使用烃例如乙炔，在氧气的存在下操作时，将导致02 和C2H2之间的优先反应。因此必须将氧含量限制到最小值以便使大部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物基材的表面处理方法，在该方法中，使基材在含有至少一种载气和至少一种活性气体的处理气体混合物中，在基本等于大气压的压力下经受丝型介电屏蔽放电作用，该方法特征在于活性气体选自包括至少一种线性或支化的、单不饱和或多不饱和的烃的组，所述烃优选具有２－１０个碳原子，更优选具有２－５个碳原子，仍更优选具有２或３个碳原子，所述处理混合物的残留氧含量小于２５０ｐｐｍ，优选小于１００ｐｐｍ，和仍更优选小于５０ｐｐｍ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：P科科利奥斯，F诺埃尔，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]