多层聚合物片材和由其制备的轻量层合体的制作方法_2

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1至8个碳原子并可以是支化或非支化的饱和烃基团。
[0025] 如本文所用,术语"共聚物"是指包含由两种或更多种共聚单体发生共聚作用所生 成的共聚单元的聚合物。就这一点而言,共聚物可以结合其组分共聚单体或其组分共聚单 体的数量在本文中描述,例如"共聚物包含乙烯和18重量%的丙烯酸",或者一个相似的描 述。此类描述可视为非正式的,因为它不涉及作为共聚单元的共聚单体;因为它不包括常规 的共聚物命名法,例如国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)命名法;因为它不使用方法限定 物品术语;或出于另外的原因。然而,如本文所用,结合其组分共聚单体或其组分共聚单体 的数量对共聚物进行的描述是指该共聚物含有指定共聚单体的共聚单元(在指定时具有指 定数量)。由此得出如下推论,即共聚物不是包含给定量的给定共聚单体的反应混合物的产 物,除非在限定情况下进行此类明确表述。术语"共聚物"可以指基本上由两种不同单体的 共聚单元组成的聚合物(二聚物),或基本上由两种以上不同单体组成的聚合物(基本上由 三种不同共聚单体组成的三元共聚物、基本上由四种不同共聚单体组成的四元共聚物等)。
[0026] 如本文所用,术语"酸共聚物"是指包含α-烯烃、α,β-烯键式不饱和羧酸或其酸酐, 和任选地一种或多种其他合适共聚单体(诸如乙酸乙烯酯或α,β-烯键式不饱和羧酸酯)的 共聚单元的聚合物。
[0027] 如本文所用,术语"离聚物"是指通过部分或完全中和酸共聚物而制备的聚合物。 [0028]术语"熔体指数"("ΜΙ")和"恪体流动速率"("MFR")是同义词并在本文中可互换使 用。除非在有限的环境中另外指明,本文中记录的熔体指数以"克每10分钟"("g/l〇min")的 单位计并在190°C的温度和2.161^重量下通过4311方法吣.01238-13测量。
[0029] 如单独地或以组合形式在本文中所用的,术语"层合"诸如"层合的"或"层合"是指 具有任选地使用加热、真空或正压彼此牢固地粘附或粘合的至少两个层的结构。所述层可 直接或间接地彼此粘附。在该上下文中,术语"直接"是指两层之间没有附加材料,诸如夹 层、包封层或粘合剂层,并且术语"间接"是指两层之间具有附加材料。
[0030] 本文提供了多层聚合物层合体,其包括三个层合的聚合物材料层使得两个外层在 内层的任一侧上。优选地,外层直接层合至内层。在描述多层聚合物层合体的加工成形的上 下文中,单独或以组合形式使用的术语"层合体"可是指通过除了粘附单独的层之外的方法 制得的结构,如下文更详细地描述的。
[0031 ] 优选地,多层聚合物片材的厚度为约0.30mm至约2 . Omm,更优选地约0.35mm至约 1.5mm。多层聚合物片材的单独的层可具有任意厚度;它们的厚度可为相同或不同的。然而, 优选地,单独层厚度的总和为约0.30mm至约2. Omm,更优选地约0.35mm至约1.5mm。另外,外 层和内层中每一个的厚度一般介于约〇. 1mm和1.5mm之间。
[0032]本发明的多层聚合物片材的单独层还可参考其厚度的比率来描述。单独层的厚度 比可以为任何方便的比率,但一般将使得外层具有大致相同的厚度。换句话说,两个外层的 厚度比优选为约1/1。以外层/内层/外层的顺序给出,优选的多层聚合物片材的单独层的厚 度比包括但不限于1/1/1、2/5/2和4/1/4。
[0033]在一个实施例中,内层的聚合物材料为乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)材料。一般来讲, EVA材料包含聚(乙烯-共聚-乙酸乙烯酯),其具有基于所述EVA材料的总重量计大于25重 量%,优选地约25重量%至约70重量%或者约25重量%至约50重量%,更优选地介于约30 重量%和约46重量%之间或者介于约30重量%和约35重量%之间的乙酸乙烯酯含量。EVA 材料中的乙烯共聚残基量与共聚的乙酸乙烯酯和一种或多种附加共聚单体(当存在时)的 量互补。换句话说,100重量%是EVA材料中共聚的共聚单体残基的重量百分比的总和。此 外,EVA材料优选具有约14g/10min的初始熔体流动指数(在交联之前),和在材料通过本文 所述方法中的一种或多种交联之后,2g/10min或更低,优选地1.5g/10min或更低,更优选地 0.5g/10min的最终熔体流动指数(在交联之后)。
[0034] 两个外层的离聚物组合物可为相同或不同的。当离聚物组合物不同时,独立地选 择离聚物组合物的每个参数。离聚物组合物的参数包括但不限于酸三元共聚物中共聚单体 的同一性和量,三元离聚物的中和水平、三元离聚物中的一个或多个抗衡离子、酸三元共聚 物和三元离聚物的熔体指数、每种组合物中的添加剂等。
[0035] 离聚物组合物包含为酸共聚物的中和产物的离聚物。优选地,离聚物为三元离聚 物,其是酸三元共聚物的中和产物。酸共聚物包含烯烃的共聚残基和α,β_烯键式不饱和 羧酸的共聚残基。优选的酸共聚物为α_烯烃、第一 α,β-烯键式不饱和羧酸、和第二α,β-烯键 式不饱和羧酸的酯的三元共聚物。如上所述,将酸三元共聚物部分中和以形成三元离聚物, 所述三元离聚物包含具有抗衡离子的羧酸盐。
[0036]适用于酸共聚物中的α_烯烃包含2至10个碳原子。优选地,α_烯烃选自乙烯、丙烯、 1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯等、以及这些α-烯烃中的 两种或更多种的组合。更优选地,烯烃为乙烯。
[0037] 酸共聚物中α-烯烃的共聚残基量与一种或多种共聚酸和一种或多种其它共聚单 体(当存在时)的量互补。换句话说,100重量%是酸共聚物中共聚的共聚单体残基的重量百 分比的总和。
[0038] 优选的第一α,β-烯键式不饱和羧酸具有3至8个碳原子。更优选地,第一 α,β_烯键 式不饱和羧酸选自包括甲基丙烯酸在内的丙烯酸类、衣康酸、马来酸、马来酸酐、富马酸、一 甲基马来酸等、以及这些酸中两种或更多种的组合。更优选地,第一 α,β_烯键式不饱和羧酸 组分选自丙烯酸、甲基丙烯酸、以及丙烯酸和甲基丙烯酸的组合。
[0039] 酸三元共聚物包含基于酸三元离聚物的总重量计,约0.1重量%至约30重量%的 第一 α,β-烯键式不饱和羧酸的共聚重复单元。优选地,酸三元共聚物包含基于酸三元离聚 物的总重量计约5重量%至约25重量%的第一 α,β-烯键式不饱和羧酸的共聚重复单元。更 优选地,酸三元共聚物包含基于所述酸三元共聚物的总重量计约15重量%至约25重量%的 第一α,β-烯键式不饱和羧酸的共聚重复单元。在一些优选的实施例中,酸三元共聚物包含 约20重量%至约25重量%的第一 α,β-烯键式不饱和羧酸的共聚重复单元。
[0040]酸三元共聚物还包含第二α,β-烯键式不饱和羧酸的烷基酯的共聚残基。合适且优 选的第二α,β-烯键式不饱和羧酸如上文参考第一 α,β-烯键式不饱和羧酸所述。合适的烷基 基团如上文定义。优选包含1至4个碳原子的烷基基团。更优选甲基酯、乙基酯、正丁基酯和 异丁基酯。合适的酸三元共聚物包含基于所述酸三元共聚物的总重量计约2重量%至约25 重量%的第二α,β_烯键式不饱和羧酸的烷基酯的共聚残基。优选的酸三元共聚物包含基于 所述酸三元共聚物的总重量计约5重量%至约20重量%的第二α,β_烯键式不饱和羧酸的烷 基酯的共聚残基,并且更优选的酸三元共聚物包含约7重量%至约15重量%的第二α,β-烯 键式不饱和羧酸的烷基酯的共聚残基。
[0041] 还适用于离聚物组合物的是其它乙烯酸共聚物,其与酸三元共聚物的不同之处在 于它们不包含第二α,β-烯键式不饱和羧酸的烷基酯的共聚残基(即,酸二聚物)。优选的酸 二聚物包括上文参考酸三元共聚物描述的合适的酸量。另选地,其它乙烯酸共聚物与酸三 元共聚物的不同之处在于除了 烯烃、第一 α,β_烯键式不饱和羧酸、和第二α,β_烯键式不 饱和羧酸的烷基酯之外,它们还包含一种或多种其它不饱和共聚单体的共聚残基(即多于 四种共聚单体的四元聚合物或共聚物)。
[0042] 合适的其它不饱和共聚单体包括但不限于,丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸 乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、 丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯 酸叔丁酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸辛酯、丙烯酸十一烷基酯、甲基丙烯酸十一烷基酯、丙烯 酸十八烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、丙烯 酸-2-乙基己基酯、甲基丙烯酸-2-乙基己基酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙 烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸缩水甘 油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸聚乙二醇酯、甲基丙烯酸聚乙二醇酯、丙烯酸聚乙二 醇甲醚酯、甲基丙烯酸聚乙二醇甲醚酯、丙烯酸聚乙二醇二十二醚酯、甲基丙烯酸聚乙二醇 二十二醚酯、丙烯酸聚乙二醇-4-壬苯醚酯、甲基丙烯酸聚乙二醇-4-壬苯醚酯、丙烯酸聚乙 二醇苯基醚酯、甲基丙烯酸聚乙二醇苯基醚酯、马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、马来酸二丁 酯、富马酸二甲酯、富马酸二乙酯、富马酸二丁酯、dimenthyl fumarate、乙酸乙稀酯、丙酸 乙烯酯等以及这些其它共聚单体中的两种或更多种的组合。优选地,其它不饱和共聚单体 选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸 丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸乙酯、以及这些丙 烯酸酯中的两种或更多种的组合。
[0043] 可调节其它不饱和共聚单体的含量以提供具有期望的特性例如期望的模量的离 聚物材料。优选地,其它乙烯酸共聚物包含基于酸共聚物的总重量计介于约〇重量%和约50 重量%之间的其它不饱和共聚单体的共聚重复单元。更优选地,其它乙烯酸共聚物包含基 于酸共聚物的总重量计介于〇重量%和约35重量%之间或介于0重量%和约5重量%之间的 其它不饱和共聚单体的共聚重复单元。然而,在一些优选的实施例中,其它乙烯酸共聚物包 含基于酸共聚物的总重量计介于约5重量%和约30重量%之间的其它不饱和共聚单体的共 聚重复单元。然而,在许多优选的实施例中,酸共聚物为酸二聚物或酸三元共聚物,即,不包 含显著量的其它不饱和共聚单体的酸共聚物。
[0044] 优选的酸共聚物具有如在190°C的温度和2.161^的重量下通过43了1方法0123813 测量的至多约400g/10min的恪体指数。更优选地,酸共聚物具有至少约10g/10min,约20g/ lOmin,约45g/10min,或约55g/10min的恪体指数。还更优选地,酸共聚物具有至多约65g/ lOmin,约75g/10min,约 100g/10min,约 120g/10min,或约200g/10min 的恪体指数。
[0045] 酸三元共聚物和其它酸共聚物可通过例如美国专利3,264,272 ; 3,355,319 ; 3, 404,134;3,520,861;4,248,990;5,028,674;5,057,593;5,827
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