摩擦系数减小的挤出涂布聚合物层的制作方法
【专利摘要】制品，其包含金属基体和聚合物层，所述聚合物层被挤出涂布在基体上，其中该聚合物层包含组合物，该组合物包含：(a)聚烯烃，(b)非迁移性爽滑剂，以及(c)防粘连剂(AB)。
【专利说明】摩擦系数减小的挤出涂布聚合物层
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种新的挤出涂布的基体以及非迁移性爽滑剂连同防粘连剂的应用， 用以减小挤出涂布的聚合物层的摩擦系数（C0F)，优选不会损害所述层的粘附性能。进一步 地，本发明是涉及使用包含聚烯烃，非迁移性爽滑剂和防粘连剂的组合物的挤出涂布工艺。
【背景技术】
[0002] 在挤出涂布工艺中，用聚合物涂布基体。基体通常是纤维性基体，例如纸、纸板或 牛皮纸；金属箔，例如铝箔；或者塑料薄膜，例如双轴取向聚丙烯薄膜，聚对苯二甲酸乙二 醇酯（PET)薄膜，聚酰胺（PA)薄膜或玻璃纸膜。通过平模头将该聚合物挤出到移动的基体 上。当熔体离开模头时，熔融膜被向下拉入位于模头下方在两个辊，压辊和冷却辊之间形成 的辊隙中。基体，其以高于该熔融膜的速度移动，拉制出膜所要求的厚度。两个辊之间的压 力迫使薄膜在基体上。此外，通过冷却辊的低温来冷却该薄膜并且使之固化。拉伸比，其为 挤出涂布工艺的特征参数之一，是指模口间隙与在基体上的聚合物膜的厚度之比。
[0003] 在典型的挤出涂布工艺中，以典型地超过100m/min的高速传递基体。现代机器被 设计成以高达l〇〇〇m/min的线速度进行操作。在本申请中认为"线速度"和"下拉速度"是 同义词，其表示在涂布线上的基体的速度。
[0004] 挤出涂布工艺的描述参见，例如，结晶烯烃聚合物，第二部分，R.A.V. Raff和 K. W. Doak (Interscience出版社，1964)，第478?484页，或塑料加工数据手册，Dominick V · Rosato(Chapman&Hall，1997)，第 273 ?277 页。
[0005] 通常，聚合物熔体以相对较高的温度离开模头，用以促进氧化。需要氧化以提高涂 层和基体之间的粘附性。聚合物熔体离开模头的典型的温度是在275?330°C之间。然而， 这些温度如此之高，使得在挤出涂布工艺中不能使用在其他制膜工艺比如吹膜或流延膜工 艺中显示出潜在可用性的添加剂。典型地，在其他制膜工艺中，爽滑剂和/或防粘连剂被用 于减少两个相邻表面之间的摩擦。然而，在挤出涂布工艺中，还没有普遍使用这种添加剂， 这是因为它们在挤出涂布的应用工艺温度下会分解或蒸发。
[0006] 因此，本发明的目的在于提供一种概念，其使技术人员在挤出涂布工艺中能使用 聚烯烃混合物，其减少了制得的涂层的摩擦系数（C0F)，优选不会损害所述层的粘附性能。
【发明内容】
[0007] 本发明的发现在于，使用含有非迁移性爽滑剂（NM-SA)和防粘连剂（AB)的聚烯烃 (P0)。
[0008] 因此，本发明涉及一种制品，其包含基体（S)和聚合物层（PL)，所述聚合物层（PL) 被挤出涂布在基体（S)上，其中，
[0009] (a)所述基体⑶是金属（M)，优选所述基体⑶是选自于由铁、铁合金比如钢、 铜、铜合金、铝和铝合金组成的组的金属（M);
[0010] 以及
[0011] (b)该聚合物层（PL)包含组合物（Co)，组合物（Co)包含
[0012] (bl)聚烯烃（P0)，
[0013] (b2)非迁移性爽滑剂（NM-SA)，优选非迁移性爽滑剂（NM-SA)具有至少400g/mol 的分子量，更优选地，所述非迁移性爽滑剂（NM-SA)是
[0014] -式（I)的脂肪酸酰胺衍生物
[0015]
【权利要求】
1. 制品，其包含基体（S)和聚合物层（PL)，所述聚合物层（PL)被挤出涂布在基体（S) 上，其特征在于， (a) 所述基体⑶是金属（M);以及 (b) 聚合物层（PL)包含组合物（Co)，该组合物（Co)包含 (bl)聚烯烃（P0)， (b2)非迁移性爽滑剂（NM-SA)，以及 (b3)防粘连剂（AB)。
2. 如权利要求1所述的制品，其中 (a) 聚烯烃（P0)是聚乙烯（PE)和/或聚丙烯（PP); 和/或 (b) 金属（M)选自于由铁、铁合金比如钢、铜、铜合金、铝和铝合金组成的组。
3. 如权利要求1或2所述的制品，其中 (a) 所述制品包括在基体（S)和聚合物层（PL)之间的粘合层（AL); 和/或 (b) 聚合物层（PL)是制品的表层。
4. 如上述任一项权利要求所述的制品，其中聚烯烃（P0)，优选聚乙烯（PE)和/或聚丙 烯（PP)，具有支链结构。
5. 如上述任一项权利要求所述的制品，其中聚烯烃（P0)是聚乙烯，其具有： (a) 根据ISO 1133测定的熔体流动速率MFR2(190°C )为至少2. 5g/10min ; 和/或 (b) 在3. Of1的应变速率和2. 5(140°C )的亨基应变下测定的应变硬化系数（SHF)为 至少2. 0。
6. 如权利要求1?4中的任一项所述的制品，其中聚烯烃（P0)是聚丙烯（PP)，其具 有： (a) 根据ISO 1133测定的熔体流动速率MFR2 (230°C )为至少2. 0g/10min ; 和/或 (b) 在3. Of1的应变速率和2. 5(180°C )的亨基应变下测定的应变硬化系数（SHF)为 至少1. 7。
7. 如上述任一项权利要求所述的制品，其中 (a) 以组合物（Co)的总量为基准，组合物（Co)中非迁移性爽滑剂（NM-SA)的量在 0· 05?8. Owt%的范围内； 和/或 (b) 以组合物（Co)的总量为基准，组合物（Co)中防粘连剂（AB)的量在0.5? 10. Owt%的范围内。
8. 如上述任一项权利要求所述的制品，其中非迁移性爽滑剂（NM-SA)的分子量为至少 400g/mol。
9. 如上述任一项权利要求所述的制品，其中非迁移性爽滑剂（NM-SA)是： (a) 聚硅氧烷； (b) 优选式（III)的聚硅氧烷
其中，IW、R2、R2'、R3、R3'、RjPR/是彼此独立的烷基或芳基残基， 如-CH3, _CH2CH3, C3_烧基，C4_烧基，C5_烧基或苯基， 以及 η是30?500的正整数； (c)更优选式（II)的聚硅氧烷
其中，W、r2、r2'、r3、r3'、R 4和R/是相同的烷基残基，如-ch3，-ch2ch3，c 3-烷 基，c4-烷基，c5-烷基，优选-ch3，以及 η是30?500的正整数，优选90?410的正整数。
10. 如权利要求8所述的制品，其中非迁移性爽滑剂（NM-SA)是脂肪酸酰胺衍生物。
11. 如权利要求8或10所述的制品，其中非迁移性爽滑剂（NM-SA)是： (a) 式（I)的脂肪酸酰胺衍生物
其中，&是C5?C25-烷基残基或C5?C25-链烯基残基， R2是含有至少6个碳原子的长链有机残基； 或者优选是 (b) 式（la)的脂肪酸酰胺衍生物
其中， 札和R5是彼此独立的C5?C25-烷基残基， R4是Q?C6-烷基残基； 或更优选是 (c) N，N'-二硬脂酰乙二胺。
12. 如上述任一项权利要求所述的制品，其中聚合物层（PL)的厚度在5?1，000μπι的 范围内。
13. -种挤出涂布基体的工艺，其特征在于，通过在220?280°C的温度下使用平模头 将熔融状态的组合物（Co)挤出到所述基体（S)上，从而在所述基体（S)上形成聚合物层 (PL)，其中 (a) 所述基体⑶是金属（Μ); 以及 (b) 组合物（Co)包含： (bl)聚烯烃（P0)， (b2)非迁移性爽滑剂（NM-SA)，以及 (b3)防粘连剂（AB)。
14. 如权利要求13所述的工艺，被挤出涂布的基体随后被成型为罐，比如饮料罐或锡 罐。
15. 如权利要求13或14所述的工艺，其中 (a) 金属（M)选自于由铁、铁合金如钢、铜、铜合金、铝和铝合金所组成的组； (b) 聚烯烃（P0)是聚乙烯（PE)和/或聚丙烯（PP)，其中优选 (bl)聚烯烃（P0)是聚乙烯（PE)，其具有： (bl-Ι)根据ISO 1133测定的熔体流动速率MFR2(190°C )为至少2. 5g/10min， 和/或 (bl-2)在3. Os-1的应变速率和2. 5(140°C )的亨基应变下测定的应变硬化系数（SHF) 为至少2. 0， 或者 (b2)聚烯烃（P0)是聚丙烯（PP)，其具有： (b2-l)根据ISO 1133测定的熔体流动速率MFR2 (230°C )为至少2. 0g/10min， 和/或 (b2-2)在3. Of的应变速率和2. 5(180°C )的亨基应变下测定的应变硬化系数（SHF) 为至少1. 7。
16. 如权利要求13?15中任一项所述的工艺，其中 (a) (al)以组合物（Co)的总量为基准，组合物（Co)中非迁移性爽滑剂（NM-SA)的量在 0· 05?8. Owt%的范围内， 和/或 (a2)以组合物（Co)的总量为基准，组合物（Co)中防粘连剂（AB)的量在0.5? 10. Owt%的范围内； 和/或 (b) 非迁移性爽滑剂（NM-SA)是 (bl)脂肪酸酰胺衍生物 (bl. 1)式（I)的
其中， 札是C5?C25-烷基残基或者C5?C25-链烯基残基， R2是含有至少6个碳原子的长链有机残基， 或者 (bl. 2)优选式（la)的
其中， 札和R5是彼此独立的C5?C25-烷基残基， ^是^?C6-烷基残基， 或者 (bl. 3)更优选是Ν，Ν'-二硬脂酰乙二胺， 或者 (b2)聚硅氧烷 (b2. 1)式（III)的
其中， &、R/、R2、R2，、R3、R3，、R 4和R/是彼此独立的烧基或芳基残基，如-CH3, -CH2CH3， C3_烷基，C4-烷基，C5-烷基或苯基，以及 η是30?500的正整数， 或者 (b2. 2)优选式（III)的
其中， W、r2、r2'、r3、r3'、R4和 R/ 是相同的烷基残基，如-ch3，-ch2ch3，c3-烷基，C 4-烷 基，c5-烷基，优选-CH3，以及η是30?500的正整数，优选90?410的正整数， 或者 (b2. 3)更优选是具有至少400g/mol分子量的聚二甲基硅氧烷。
17. 非迁移性爽滑剂（NM-SA)连同防粘连剂（AB)在聚合物层（PL)中的应用，用以减少 所述聚合物层（PL)的摩擦系数（COF)，其特征在于，聚合物层（PL)被挤出涂布在基体（S) 上，基体（S)为金属（M)，其中摩擦系数（COF)为低于0.5。
18. 如权利要求17所述的应用，其中非迁移性爽滑剂（NM-SA)连同防粘连剂（AB) -起 不会损害所述聚合物层（PL)的粘附性能，该粘附性能在制备聚合物层（PL)的31天后为至 少4。
19. 组合物（Co)的应用，用于涂布基体（S)，从而由该组合物在所述基体（S)上形成聚 合物层（PL)，其中该聚合物层为表面层，其中进一步地， (a) 所述基体⑶是金属（M); 以及 (b) 组合物（Co)包含： (bl)聚烯烃（P0)， (b2)非迁移性爽滑剂（NM-SA)，以及 (b3)防粘连剂（AB)。
20. 如权利要求19所述的应用，其中聚烯烃（P0)、非迁移性爽滑剂（NM-SA)、和/或防 粘连剂（AB)进一步如权利要求21和/或22所限定。
21. 如权利要求17或18所述的应用，其中聚合物层（PL)除包含爽滑剂（SA)外，还包 含聚烯烃（P0)，其中进一步地， (a) 聚烯烃（P0)是聚乙烯（PE)，其具有： (al)根据IS01133测定的熔体流动速率MFR2(190°C )为至少2. 5g/10min，和/或 (a2)在3. Of的应变速率和2. 5(140°C )的亨基应变下测定的应变硬化系数（SHF)为 至少2. 0 ; 或者 (b) 聚烯烃（P0)是聚丙烯（PP)，其具有： (bl)根据IS01133测定的熔体流动速率MFR2 (230°C )为至少5. 0g/10min，和/或 (b2)在3. Of的应变速率和2. 5(180°C )的亨基应变下测定的应变硬化系数（SHF)为 至少1. 7。
22. 如权利要求16?18中任一项所述的应用，其中 (a) (al)以组合物（Co)的总量为基准，组合物（Co)和/或聚合物层（PL)中非迁移性爽滑 剂（NM-SA)的量在0.05?8.0wt%的范围内， 和/或 (a2)以组合物（Co)的总量为基准，组合物（Co)中和/或在聚合物层（PL)中的防粘连 剂（AB)的量在0· 5?10. Owt%的范围内； 和/或 (b) 非迁移性爽滑剂（NM-SA)是 (bl)脂肪酸酰胺衍生物 (bl. 1)式（I)的
其中， 札是C5?C25-烷基残基或者C5?C25-链烯基残基， R2是含有至少6个碳原子的长链有机残基， 或者 (bl. 2)优选式（la)的
其中， 札和R5是彼此独立的C5?C25-烷基残基， ^是^?C6-烷基残基， 或者 (bl. 3)更优选是Ν，Ν'-二硬脂酰乙二胺； 或者 (b2)聚硅氧烷 (b2. 1)式（III)的
其中， &、R/、R2、R2，、R3、R3，、R 4和R/是彼此独立的烧基或芳基残基，如-CH3, -CH2CH3， C3_烷基，C4-烷基，C5-烷基或苯基，以及 η是30?500的正整数， 或者 (b2. 2)优选式（III)的
其中， W、r2、r2'、r3、r3'、R4和 R/ 是相同的烷基残基，如-ch3，-ch2ch3，c3-烷基，C 4-烷 基，c5-烷基，优选-CH3，以及η是30?500的正整数，优选90?410的正整数， 或者 (b2. 3)更优选是具有至少400g/mol分子量的聚二甲基硅氧烷。
【文档编号】C08L23/00GK104204115SQ201280071782
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2012年12月7日 优先权日:2012年3月28日
【发明者】奥利·努米拉-帕卡里宁 申请人:北欧化工公司