具有改进的落镖冲击抗性的膜的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及尤其适用于需要改进的机械损伤抗性或确切地说落镖冲击抗性的应 用中的单层或多层热塑性膜。所述膜含有改进膜的落镖冲击抗性同时维持其它关键膜特性 的有机填充剂。此类性能可以通过用于膜的正确有机填充剂的选择实现。
【背景技术】
[0002] 需要塑料膜，确切地说用于储存和运输材料的塑料膜对来自突然冲击的损害具抗 性。垃圾袋为高度重视对突然冲击的抗破坏性的极良好实例。另外，展现高强度要求的薄 膜为消费者提供较好成本-性能关系。当前，此类膜最常产生自聚烯烃膜，包括聚乙烯膜且 优选地为线性低密度聚乙烯（LLDPE)膜。
[0003] 许多年来，高性能聚烯烃，如低密度聚乙烯（LDPE)已以足以证明在垃圾袋，包括 重型垃圾袋、树叶袋和垃圾桶内衬中的商业用途的低制造成本易于可用。使用聚乙烯，更确 切地说低密度聚乙烯允许生产具有显著薄规格和柔性，同时维持高强度特征，如穿刺韧性 和极限拉伸强度的内衬。
[0004] 最近，线性低密度聚乙烯（LLDPE)已经代替常规高度分支LDPE用于许多膜应用， 包括袋或内衬中。普遍认为LLDPE比LDPE更具韧性且更强力，因此有助于减少应力下的袋 失效，包括穿刺和分裂。确切地说，已使用由茂金属或单位点催化剂制得的LLDPE以提供提 尚的初性。
[0005] 通常，通过使用具有较高分子量或较窄分子量分布（MWD)或较低密度的LLDPE增 加基于LLDPE的膜在恒定膜厚度下的落镖冲击抗性。这些选择中的每一者具有一些问题。 在固定挤压机输出下，使用具有较高分子量或较窄MWD的LLDPE显著增加挤压机上的挤压 压力，和负荷。如果膜制造商受限于挤压机压力，那么使用较高分子量或较窄MWD LLDPE不 是一种选择。在使用具有较低密度的LLDPE时，膜的刚度减小，且因此，消费者感觉膜较弱。 开发将在不引起任何挤压问题且不减小膜刚度的情况下在现有挤压机上运行的膜配制物 为有价值的。
【发明内容】
[0006] 本发明通过提供包含聚合物和至少一种有机填充剂的膜配制物实现此目标，所述 聚合物包含具有小于〇. 970g/cm3的密度和小于137°C的熔点的聚乙烯聚合物且所述有机填 充剂的弹性低于聚乙烯。膜可以通过具有比无有机填充剂的膜高至少10%的落镖冲击抗性 来表征。
【具体实施方式】
[0007] 本发明涉及具有改进的特性的某些膜配制物。根据本发明的膜提供改进的落镖冲 击抗性。此类膜理想地适用于垃圾袋或垃圾桶内衬、重型集装袋、床垫膜、食品储存、冻结食 品储存、肥料储存、青贮饲料和谷物储存应用。
[0008] 本发明的膜包含聚合物和至少一种有机填充剂，所述聚合物包含具有小于 0. 970g/cm3的密度和小于137°C的熔点的聚乙烯聚合物且所述有机填充剂的弹性低于聚乙 烯。膜可以通过具有比无有机填充剂的膜高至少10%的落镖冲击抗性来表征
[0009] 用于本发明的聚合物为乙烯共聚物。优选的乙烯共聚物衍生自乙烯单元和至少一 个CjljC 2。a-烯烃共聚单体。更优选地，a-烯烃共聚单体包含丁烯、己烯、辛烯或戊烯。 在本发明的一些实施例中，乙烯共聚物可以选自由以下组成的群组：LLDPE、极低密度聚乙 烯（VLDPE)、弹性体和塑性体。乙烯共聚物可以使用所属领域中已知的任何催化剂制备，包 括非均相齐格勒-纳塔（Zeigler-Natta)催化剂或均相单位点或茂金属催化剂。也涵盖两 种或两种以上不同乙烯共聚物的掺合物。
[0010] 聚合物应具有等于或小于0. 970g/cm3的如通过ASTM D792测定的密度。更优选地， 乙烯共聚物的密度等于或小于〇. 945g/cm3,更优选地等于或小于0. 930g/cm3,且更优选地 小于或等于0. 920g/cm3。另外，在本发明的优选实施例中，乙稀共聚物具有介于0. lg/10min 到5.0g/10min范围内的熔融指数（如通过ASTM D1238 :1999 190°C，2. 16kg测定）。第一聚 合物也具有小于或等于137°C，更优选地小于或等于128°C的熔点（如通过ASTM D3418-03 测定）。
[0011] 合适的聚合物的实例为 DOWLEX? 2020G、2285G、2085G、2045G、2049G、2038. 68G、 ATTANE? 4201、4203、4703 和 4202(全部可商购自密歇根州米德兰（Midland，Michigan) 的陶氏化学公司（The Dow Chemical Company))、LL1001、LL1002、LL2001、LL3002、 LL3003. 32和NTX 095 (可商购自德克萨斯州贝城（Baytown，Texas)的埃克森美孚化学公司 (ExxonMobil Chemical Company))。合适的 mLLDPE 和 mVLDPE 的实例为 ELITETM 5400G、 5100G、5230G和5111G(全部可商购自密歇根州米德兰的陶氏化学公司）、EXCEED? 1012、 1018、1015、3512、3518和2018茂金属聚乙烯（可商购自德克萨斯州贝城的埃克森美孚化学 公司）。并且，合适的塑性体和弹性体的实例为ENGAGE?热塑性聚烯烃弹性体和AFFINITY? 聚烯烃塑性体（均可商购自密歇根州米德兰的陶氏化学公司）、EXACT? 5361、4049、5371、 8201、4150、5181、3132乙烯塑性体（可商购自德克萨斯州贝城的埃克森美孚化学公司）。 [0012] 膜进一步包含一种或多种有机填充剂。有机填充剂可以存在以使得整个膜中的 填充剂的总量为按膜的重量计的〇. 5%到20%。在一些实施例中，填充剂以按膜的重量计 介于0. 75重量％到15重量％，优选地1. 0重量％到10重量％，更优选地1. 5%到5%，最 优选地2%到4%范围内的量存在于第一层中。填充剂可以包括与聚合材料不相容的任何 合适的有机微粒材料。填充剂可以例如为美国专利第4, 377, 616号、第4, 632, 869号和第 5, 691，043号中描述的那些有机填充剂中的任一者，所述专利的公开内容以全文引用的方 式并入本文中。用于本发明中的合适的有机填充剂的特定实例为（但不限于）聚酰胺、聚 酯、缩醛、尼龙、丙烯酸树脂、环烯烃聚合物和共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯、尼龙、聚苯乙 烯、高冲击聚苯乙烯、丙烯酸珠粒、交联丙烯酸酯珠粒、中空丙烯酸酯珠粒、交联苯乙烯珠粒 和其组合。在一些实施例中，可能优选的是填充剂包含有机材料，其中高冲击聚苯乙烯、交 联苯乙烯珠粒和交联丙烯酸酯珠粒对于一些应用尤其优选。当分散于聚乙烯基质中时，填 充剂粒子的粒度d50通常可以是0? 1 ym到10 ym，优选地0? 5 ym到5 ym，更优选地0? 7 ym 到2. 5 y m。当分散于聚乙烯基质中时，填充剂粒子的粒度d90将小于其d50的5倍。举例 来说，如果使用具有2 y m的d50的粒子类型，那么此粒子将具有小于20 y m的d90。
[0013] 粒度d50也被称作粒度分布的中值直径或中值，其为累积分布中50%处的粒径 值。其为表征粒度的重要参数中的一者。举例来说，如果d50 = 2. 0 y m，那么样品中的粒子 的50%小于2.0 ym，且50%大于2.0 ym。d50通常用于表示粒子组的粒度。d90使得理解 粒度分布中的多数粒子的量。举例来说，如果d90 = 10. 0 ym，那么样品中的90%粒子小于 10. 0 y m，且 10 %大于 10. 0 y m。
[0014] 膜可以有利地进一步包括塑化剂。如所属领域的技术人员所知，塑化剂通常用于 软化聚合物链，进而增加聚合物的可加工性和柔性。另外，已知塑化剂与LLDPE的非晶形区 组合且扩展聚合物链缠结程度，因此增加聚合物薄片在高温下的弹性。在本发明中，增加的 弹性可以促进在定向时经改进的可加工性。适用于本发明的塑化剂包括具有小于约125°C 的熔点的非晶形或半结晶聚合物或如白油的处理添加剂。合适的塑化剂的实例为LDPE、 VLDPE、乙烯乙酸乙烯酯（EVA)共聚物、乙烯丙烯酸（EAA)共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯（EEA) 共聚物、丙烯塑性体和弹性体、乙烯塑性体和弹性体、聚烯烃粘合材料、烃和天然树脂、蜡 (包括合成蜡、微晶蜡和石蜡）、聚a烯烃、低熔融温度乙烯聚合物或共聚物、乙烯丙烯共 聚物或三元共聚物或其组合。可以如本文所述适用的可商购的塑化剂包括（但不限于） VERSIFY?塑性体、INFUSE ?烯烃嵌段共聚物、ENGAGE ?热塑性聚烯烃弹性体和AFFINITY ? 聚烯烃塑性体（全部可商购自密歇根州米德兰的陶氏化学公司）、VISTAMAXX?、EXACT?、 ESCORENE?;ULTRA LD-720. 92、0PPERA?;PA-851N、PA-702N 和 ELEVAST?(全部可商购自德 克萨斯州贝城的埃克森美孚化学公司）和BE SQUARE?;微晶蜡（可商购自德克萨斯州舒格 兰（Sugarland，Texas)的贝克派楚赖特（Baker Petrolite))。
[0015] 在本发明的一些实施例中，塑化剂可以介于0重量％到60重量％范围内，优选地 介于2重量％到20重量％范围内的量存在于膜中。
[0016] 膜可以进一步包含一种或多种添加剂，如颜料、着色剂、滑爽剂、防结块剂、抗氧化 剂、防雾剂、抗静电剂、填充剂、防潮层添加剂、阻气层添加剂和其组合，其如在下文中进一 步详细论述。在一些优选实施例中，膜包括着色颜料。此类颜料可以直接添加到膜中。对 于有机填充剂，着色颜料可以有利地分散于填充剂中，且对于无机填充剂，着色颜料可以有 利地涂布填充剂。二氧化钛和碳黑可以是用于某些应用的优选着色颜料。
[0017] 优选地，膜中包括填充剂的添加剂的总量介于0. 2重量％到40. 0重量％，更优选 地1. 0重量％到20. 0重量％范围内。
[0018] 在一些实施例中，膜具有5 y m到500 y m，或者10 y m到100