具有改善的牵拉的挤出涂覆聚乙烯的制作方法
【专利摘要】为空间位阻酚的抗氧化剂在挤出涂覆过程中用于提高低密度聚乙烯的牵拉速度的用途。
【专利说明】具有改善的牵拉的挤出涂覆聚乙1 烯
[0001]本发明涉及新的挤出涂覆基材以及主抗氧化剂在挤出工艺中提高低密度聚乙烯可拉性的用途和主抗氧化剂在挤出工艺中防止低密度聚乙烯的熔体流动速率改变的用途。此外，本发明还涉及利用包含聚乙烯和主抗氧化剂的组合物的改进挤出涂覆方法。
[0002]在挤出涂覆工艺中，利用聚合物涂覆基材。基材通常为纤维基材，例如纸、纸板、或牛皮纸；金属箔，例如铝箔；或塑料膜，例如双轴取向的聚乙烯膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、聚酰胺(PA)膜或玻璃纸膜。聚合物通过扁平模头挤出到移动的基材上。聚合物熔体通常在高温、通常在275至330°C下离开模头。在离开模头之后，当聚合物熔体与空气接触时其被氧化。氧化改善涂层与基材之间的黏附性。为了促进氧化，在本领域中常见的是，设计用于挤出涂覆的可商购低密度乙烯(LDPE)组合物不包含抗氧化剂或工艺稳定剂。为了氧化，优选上述范围的较高端，例如，290V或300°C至330°C。
[0003]当熔体离开模头时，熔体膜被拉到位于模头下方的在两个辊即压力辊和冷却辊之间形成的辊隙内。以比熔体膜的速度快的速度移动的基材将膜拉伸至所要求的厚度。两辊之间的压力使膜贴到基材上。此外，膜由于冷却辊的低温而冷却并固化。作为挤出涂覆工艺的特征参数之一的拉伸比是模头间隙与基材上的聚合物膜的厚度之比。
[0004]在典型的挤出涂覆工艺中，基材以高的速度、通常大于100米/分钟或大于300米/分钟并且在大多数商用机器中大于400米/分钟或者大于500米/分钟通过。现代机器被设计成在高达1000米/分钟的线速度下运行。在本申请中，“线速度”和“牵拉速度”被认为是同义词，表示基材在涂覆生产线中的速度。
[0005]挤出涂覆工艺的说明在例如R.A.V.Raff和K.ff.Doak的Crystalline OlefinPolymers (Interscience Publishers, 1964,第 II 部分，第 478 至 484 页)或 DominickV.Rosato 的 Plastics Processing Data Handbook(Chapman&Hall, 1997,第 273 至 277 页)
中给出。
[0006]低密度聚乙烯(LDPE)被用在许多应用中，例如在挤出涂覆中。通常已知的是，由于在挤出涂覆工艺中所采用的高的加工温度，因此低密度聚乙烯(LDPE)降解。主要的降解反应是分子增大，即在这样的高温下发生交联。这样的交联的一个缺点是，低密度聚乙烯(LDPE)的熔体流动速率急剧下降。这些变化通过标准熔体流动速率测量可容易地检测到。然而，这样的低熔体流动速率是不希望的，因为这明显限制了挤出涂覆工艺中的牵拉速度和聚合物渗入基材。为了避免交联，通常在其它【技术领域】中使用抗氧化剂，然而，由于对黏附性能的负面影响，传统上在低密度聚乙烯(LDPE)挤出涂覆【技术领域】中不使用抗氧化剂。在挤出涂覆工艺中降低的黏附性能不能被接受，这是因为它是该技术中最重要的因素之一 O
[0007]因此，本发明的一个目的是提供使得本领域技术人员能够在挤出涂覆工艺中在高的工艺速度下使用低密度聚乙烯(LDPE)而不影响黏附性能的构思。
[0008]本发明的一个发现是在挤出涂覆工艺中使用低密度聚乙烯(LDPE)和主抗氧化剂(PAO)的组合物。
[0009]因此，本发明涉及一种制品(第I实施方案)，其包括基材和至少一个聚合物层，所述聚合物层挤出涂覆在基材上，其中所述聚合物层包含含有低密度聚乙烯(LDPE)和主抗氧化剂(PAO)的组合物(Co)，其中
[0010]聚合物层和/或组合物(Co)具有至少2.0克/10分钟的熔体流动速率MFR2 (1900C )，
[0011]并且其中进一步地，在挤出之前和挤出之后组合物(Co)的熔体流动速率MFR2 (1900C )基本上相同，即
[0012]
【权利要求】
1.一种制品，其包括基材和至少一个聚合物层，所述聚合物层挤出涂覆在所述基材上，其中所述聚合物层包含含有低密度聚乙烯(LDPE)和主抗氧化剂(PAO)的组合物(Co)，其中 所述聚合物层和/或所述组合物(Co)具有至少2.0克/10分钟的熔体流动速率MFR2 (1900C )， 并且其中进一步地，在挤出之前和挤出之后所述组合物(Co)的熔体流动速率MFR2 (1900C )基本上相同，即
2.根据权利要求1所述的制品，其中所述主抗氧化剂(PAO)的量为15至2500ppm，并且任选地量至少为在挤出涂覆期间防止所述组合物(Co)的熔体流动速率MFR2 (190°C )的变化超过40%。
3.一种制品，其包括基材和至少一个聚合物层，所述聚合物层挤出涂覆在所述基材上，其中所述聚合物层包含含有低密度聚乙烯(LDPE)和主抗氧化剂(PAO)的组合物(Co)，其中 所述聚合物层和/或所述组合物(Co)具有至少2.0克/10分钟的熔体流动速率MFR2 (1900C )， 其中进一步地，所述主抗氧化剂(PAO)的量为15至2500ppm，并且量至少为在挤出涂覆期间防止所述组合物(Co)的熔体流动速率MFR2(190°C )的变化超过40%。
4.根据权利要求3所述的制品，其中在挤出之前和挤出之后所述组合物(Co)的熔体流动速率MFR2 (190°C )基本上相同，SP
5.根据前述权利要求中任一项所述的制品，其中所述主抗氧化剂(PAO)为空间位阻酚，优选为至少包含以下残基的空间位阻酚:
6.根据前述权利要求中任一项所述的制品，其中(a)所述主抗氧化剂(PAO)选自2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、四(3-(3’，5’ - 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯、3-(3’，5’-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷基酯、1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)苯、1，3，5-三(3’，5’- 二叔丁基-4’-羟基苄基)异氰脲酸酯、双(3，3-双_(4’_羟基-3’-叔丁基苯基)丁酸)乙二醇酯、N，N’-六亚甲基双(3，5-二叔丁基-4-羟基-氢化肉桂酰胺)、2，5，7，8-四甲基-2(4’，8’，12’-三甲基十三烷基)苯并二氢吡喃-6-醇、2，2’-亚乙基双(4，6-二叔丁基苯酌')、1,1，3-二(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烧、1,3，5-二(4-叔丁基-3-羟基-2，6- 二甲基苄基)-1, 3，5-三嗪-2，4，6- (1H，3H, 5H)-三酮、3，9-双(I, 1- 二甲基-2- ( β - (3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基)乙基)_2，4，8，10-四氧杂螺(5，5) 十一烷、双(3，5-双(1，1-二甲基乙基)-4-羟基苯-丙酸)1，6-己二醇酯、2，6-二叔丁基-4-壬基苯酚、4，4’-亚丁基双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、2，2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)和双(3- 叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸三甘醇酯， 和/或 (b)所述聚合物层和/或所述组合物(Co)不包含辅助抗氧化剂(SAO)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的制品，其中 (a)所述低密度聚乙烯(LDPE)为所述聚合物层中和/或所述组合物(Co)中仅有的聚合物， 和/或 (b)所述低密度聚乙烯(LDPE)的密度低于960kg/m3。
8.根据前述权利要求中任一项所述的制品，其中所述组合物(Co)的熔体流动速率MFR2 (1900C ) (a)在挤出涂覆之前为至少2.5克/10分钟 和/或 (b)在挤出涂覆之后为至少2.1克/10分钟。
9.根据前述权利要求中任一项所述的制品，其中所述聚合物层的厚度为5至1000μ m。
10.一种挤出涂覆基材的方法，牵拉速度为至少300米/分钟，其是通过在275°C至330°C的温度下将熔融状态的组合物(Co)经由扁平模头挤出到所述基材上来实施的，其中所述组合物(Co)包含低密度聚乙烯(LDPE)和15至2500ppm的主抗氧化剂(PAO)。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述组合物(Co)包含所述主抗氧化剂(PAO)的量至少为: (a)在挤出涂覆期间防止所述组合物(Co)的熔体流动速率MFR2(190°C)的变化超过40%，即在挤出涂覆期间所述组合物(Co)的熔体流动速率MFR2(190°C )的变化为: [(MFR(之前)-MFR(之后))/MFR(之前)]XlOO ( 40，即等于或低于40%， 其中， MFR(之后)为挤出涂覆之后所述组合物(Co)的熔体流动速率MFR2(190°C )； MFR(之前)为挤出涂覆之前所述组合物(Co)的熔体流动速率MFR2(190°C )， 和/或 (b)使得在挤出之前和挤出之后所述组合物(Co)的熔体流动速率MFR2(190°C )基本上相同，即
12.—种挤出涂覆基材的方法，其是通过在275°C至330°C的温度下将熔融状态的组合物(Co)经由扁平模头挤出到所述基材上来实施的，其中所述组合物(Co)包含低密度聚乙烯(LDPE)和15至2500ppm的主抗氧化剂(PAO)， 其中进一步地，所述主抗氧化剂(PAO)的量至少为: (a)在挤出涂覆期间防止所述组合物(Co)的熔体流动速率MFR2(190°C)的变化超过40%，即在挤出涂覆期间所述组合物(Co)的熔体流动速率MFR2(190°C )的变化为: [(MFR(之前)-MFR(之后))/MFR(之前)]XlOO ( 40，即等于或低于40%， 其中， MFR(之后)为挤出涂覆之后所述组合物(Co)的熔体流动速率MFR2(190°C )； MFR(之前)为挤出涂覆之前所述组合物(Co)的熔体流动速率MFR2(190°C )， 和/或 (b)使得在挤出之前和挤出之后所述组合物(Co)的熔体流动速率MFR2(190°C )基本上相同，即
13.根据前述权利要求10至12中任一项所述的方法，其中 (a)所述聚合物层的厚度为5至1000μ m, 和/或 (b)所述聚合物层、所述组合物(Co)和/或所述低密度聚乙烯(LDPE)的熔体流动速率MFR2 (1900C )为至少2.0克/10分钟， 和/或 (c)所述低密度聚乙烯(LDPE)为所述聚合物层中和/或所述组合物(Co)中仅有的聚合物， 和/或 (d)所述低密度聚乙烯(LDPE)的密度低于960kg/m3， 和/或 (e)所述主抗氧化剂(PAO)为空间位阻酚，优选为至少包含以下残基的空间位阻酚:
14.主抗氧化剂(PAO)在低密度聚乙烯(LDPE)中或在包含低密度聚乙烯(LDPE)的组合物(Co)中在基材挤出涂覆期间防止所述低密度聚乙烯(LDPE)的熔体流动速率MFR2 (1900C )或者所述组合物(Co)的熔体流动速率MFR2 (190°C )变化的用途，其中，优选地， (a)在挤出涂覆期间所述低密度聚乙烯(LDPE)的熔体流动速率MFR2(190°C )或者所述组合物(Co)的熔体流动速率MFR2 (190°C )的变化不超过40%，即在挤出涂覆期间所述低密度聚乙烯(LDPE)的熔体流动速率MFR2(190°C)或者所述组合物(Co)的熔体流动速率MFR2 (1900C )的变化为: [(MFR(之前)-MFR(之后))/MFR(之前)]XlOO ( 40，即等于或低于40%， 其中， MFR(之后)为挤出涂覆之后所述组合物(Co)的熔体流动速率MFR2(190°C )； MFR(之前)为挤出涂覆之前所述组合物(Co)的熔体流动速率MFR2(190°C )， 和/或 (b)在挤出之前和挤出之后所述低密度聚乙烯(LDPE)的熔体流动速率MFR2(190°C)或所述组合物(Co)的熔体流动速率MFR2 (190°C )基本上相同，SP
15.主抗氧化剂(PAO)在基材挤出涂覆过程中用于提高低密度聚乙烯(LDPE)的牵拉速度或包含低密度聚乙烯(LDPE)的组合物(Co)的牵拉速度的用途，其中优选地牵拉速度的提高为至少20%，如挤出的聚合物膜破裂时的undeckeled牵拉速度所确定的，该百分数是通过下式计算的:
16.根据权利要求14或15所述的用途，其中 (a)所述低密度聚乙烯(LDPE)的熔体流动速率MFR2(190°C )为至少2.0克/10分钟， 和/或 (b)所述低密度聚乙烯(LDPE)为所述聚合物层中和/或所述组合物(Co)中仅有的聚合物， 和/或 (c)所述低密度聚乙烯(LDPE)的密度低于960kg/m3， 和/或 (d)所述主抗氧化剂(PAO)为空间位阻酚，优选为至少包含以下残基的空间位阻酚:
【文档编号】B32B27/18GK104039880SQ201380005069
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2013年2月15日 优先权日:2012年2月22日
【发明者】马尔库·赛尼奥, 奥利·努米拉-帕卡里宁 申请人:博里利斯股份公司