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塑料薄膜

阅读:1065发布:2020-06-10

专利汇可以提供塑料薄膜专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及塑料 薄膜 和含有机 硅 的 聚合物 共混物组合物,所述含有机硅的聚合物共混物组合物可用于制备所述塑料薄膜,所述塑料薄膜为可从每100重量份的所述组合物,99.99重量份至90重量份的聚烯 烃 聚合物(P)和0.01重量份至10重量份的母料(M)获得的聚合物组合物。,下面是塑料薄膜专利的具体信息内容。

1.塑料薄膜,所述塑料薄膜包括一个或多个层,所述塑料薄膜可通过以下步骤获得:-(i)通过以下方式形成母料(M):在剪切下将每分子平均包含至少1个烯基官能团的有机聚烷(B)与聚烯聚合物(A)在使得所述有机聚硅氧烷(B)和所述聚烯烃聚合物(A)为液相的温度反应性混合,以便形成(A)和(B)的共聚物,然后将所述形成的共聚物冷却,以制备固体形式的所述母料(M),所述母料包含有机聚硅氧烷(B)、聚烯烃聚合物(A)以及所述(A)和(B)的共聚物;然后
(ii)每100重量份,将0.01重量份至10重量份的母料(M)引入到99.99重量份至90重量份的聚烯烃聚合物(P)中并共混以形成组合物;以及
(iii)通过加工步骤(ii)的所述组合物来制成薄膜。
2.根据权利要求1所述的塑料薄膜,其中所述聚烯烃聚合物(A)和/或所述聚烯烃聚合物(P)为聚烯烃的共混物。
3.根据权利要求1或2所述的塑料薄膜,其中所述聚烯烃聚合物(A)和/或所述聚烯烃聚合物(P)优选被丙烯酸烷基酯官能团诸如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸官能团或来酸酐官能团官能化。
4.根据权利要求1所述的塑料薄膜,其中所述母料包含在薄膜的至少一个外层中。
5.根据前述权利要求中任一项所述的塑料薄膜,其中所述聚烯烃聚合物(P)包含聚丙烯和/或聚乙烯。
6.根据前述权利要求中任一项所述的塑料薄膜,其中所述聚烯烃聚合物(A)包含聚丙烯和/或聚乙烯。
7.根据前述权利要求中任一项所述的塑料薄膜,其中所述有机聚硅氧烷(B)是线型的。
8.根据前述权利要求中任一项所述的塑料薄膜,其中所述有机聚硅氧烷(B)的数均分子量为200,000g/摩尔至2.000,000g/摩尔。
9.根据前述权利要求中任一项所述的塑料薄膜,其中所述烯基官能团为侧基和/或端部官能团。
10.根据前述权利要求中任一项所述的塑料薄膜,其中所述有机聚硅氧烷(B)的所述烯基官能团包含乙烯基官能团。
11.根据权利要求8所述的塑料薄膜,其中所述乙烯基官能团按所述有机聚硅氧烷(B)的重量计以包括介于0.01%和2.00%之间的量存在。
12.母料在用于形成根据权利要求1至11中任一项所述薄膜的聚烯烃聚合物(P)组合物中作为添加剂的用途,其中所述母料(M)是通过以下步骤获得的:在剪切下将每分子平均包含至少1个烯基官能团的有机聚硅氧烷(B)与聚烯烃聚合物(A)在使得所述有机聚硅氧烷(B)和所述聚烯烃聚合物(A)为液相的温度下反应性混合,以便形成(A)和(B)的共聚物,然后将所述形成的共聚物冷却,以制备固体形式的所述母料,所述母料包含有机聚硅氧烷(B)、聚烯烃聚合物(A)以及所述(A)和(B)的共聚物。
13.根据权利要求12所述的用途,其中此类母料包含介于1重量%和99重量%之间的(A)和(B)的共聚物、介于0.5重量%和74.5重量%之间的聚烯烃聚合物(A)以及介于0.5重量%和49.5重量%之间的有机聚硅氧烷(B)。
14.通过以下步骤制成包括一个或多个层的塑料薄膜的方法:
(i)通过以下方式形成母料(M):在剪切下将每分子平均包含至少1个烯基官能团的有机聚硅氧烷(B)与聚烯烃聚合物(A)在使得所述有机聚硅氧烷(B)和所述聚烯烃聚合物(A)为液相的温度下反应性混合,以便形成(A)和(B)的共聚物,然后将所述形成的共聚物冷却,以制备固体形式的所述母料(M),所述母料包含有机聚硅氧烷(B)、聚烯烃聚合物(A)以及所述(A)和(B)的共聚物;然后
(ii)每100重量份,将0.01重量份至10重量份的母料(M)引入到99.99重量份至90重量份的聚烯烃聚合物(P)中并共混以形成组合物;以及
(iii)通过加工步骤(ii)的所述组合物来制成薄膜。
15.根据权利要求14所述的方法,其中所述聚烯烃聚合物(A)和/或所述聚烯烃聚合物(P)优选被丙烯酸烷基酯官能团诸如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸官能团或马来酸酐官能团官能化。
16.根据权利要求14所述的方法,其中所述母料包含在薄膜的至少一个外层中。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法,其中所述聚烯烃聚合物(P)包含聚丙烯和/或聚乙烯。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的方法,其中所述聚烯烃聚合物(A)包含聚丙烯和/或聚乙烯。
19.根据权利要求14至18中任一项所述的方法,其中所述有机聚硅氧烷(B)是线型的。
20.根据权利要求14至19中任一项所述的方法,其中所述有机聚硅氧烷(B)的数均分子量为200,000g/摩尔至2.000,000g/摩尔。
21.根据权利要求14至20中任一项所述的方法,其中所述烯基官能团为侧基和/或端部官能团。
22.根据权利要求14至21中任一项所述的方法,其中所述有机聚硅氧烷(B)的所述烯基官能团包含乙烯基官能团。
23.根据权利要求20所述的方法,其中所述乙烯基官能团按所述有机聚硅氧烷(B)的重量计以包括介于0.01%和2.00%之间的量存在。
24.根据权利要求14至23中任一项所述的方法,其中步骤(iii)选自以下中的一者或多者:挤出、共挤出、层合、熔融压制和涂覆方法或它们的组合。
25.根据权利要求14至24中任一项所述的方法,其中步骤(iii)涉及以下中的一者或多者:浇注共挤出或吹塑共挤出方法、粘合剂层合、挤出层合、热层合、熔融压制和涂覆方法诸如气相沉积。
26.根据权利要求12所述的母料在聚烯烃聚合物(P)中作为添加剂以降低包含所述聚烯烃聚合物(P)的薄膜的摩擦系数的用途。
27.根据权利要求26所述的用途,其中所述薄膜为双轴取向的聚丙烯(BOPP),通过双气泡挤出、浇注聚烯烃薄膜或吹塑聚乙烯薄膜加工。
28.根据权利要求1至11中任一项所述的塑料薄膜,其中所述聚合物组合物还包含一种或多种添加剂,所述添加剂选自抗静电添加剂、抗粘连添加剂和/或抗雾添加剂。
29.根据权利要求1至11中任一项所述的塑料薄膜,其中步骤(iii)选自以下中的一者或多者:挤出、共挤出、层合、熔融压制和涂覆方法或它们的组合。
30.根据权利要求1至11或29中任一项所述的塑料薄膜,其中步骤(iii)涉及以下中的一者或多者:浇注共挤出或吹塑共挤出方法、粘合剂层合、挤出层合、热层合、熔融压制和涂覆方法诸如气相沉积。
31.根据权利要求14至25中任一项所述的方法,其中所述聚烯烃聚合物(A)和/或所述聚烯烃聚合物(P)为聚烯烃的共混物。

说明书全文

塑料薄膜

技术领域

[0001] 本发明涉及使用含有机聚合物共混物组合物制成的塑料薄膜及其制造方法。

背景技术

[0002] 塑料薄膜可被制成单层,或者另选地可具有多层。通常,需要低摩擦系数的塑料薄膜具有至少2层:
[0003] (i)外层(或表层)和
[0004] (ii)底部树脂层。
[0005] 对于包装工业而言,典型的结构为三层薄膜,具有芯层和两个相背对的外层。第一外层旨在被印刷、金属化或层合,并且第二外层为需要减小摩擦的层。这是降低摩擦系数以便用于“成形填充密封”(FFS)工艺来增加输出的共同问题。已提出一些基于有机化学的解决方案,即,使用芥酸酰胺或油酰胺层来获得优异的低摩擦特性。但它们快速迁移穿过薄膜构造的不同层,最终从薄膜表面蒸发。因此,它们不能长时间保持良好的摩擦特性。
[0006] 在WO2015/132190中,聚二甲基硅烷与热塑性有机聚合物反应性共混,使得共聚物在母料中形成。据发现,在热塑性有机聚合物与聚二甲基硅氧烷之间的反应增强了车用化合物的刮擦特性。
[0007] WO98/10724描述了制成低剥离塑料层的方法,该低剥离力塑料层具有良好的释放特性,由包含有机硅化合物的聚合物树脂组合物组成,该聚合物树脂组合物作为添加剂掺入塑料薄膜层中并且被挤压或与所述薄膜共挤压,所述有机硅结合在薄膜中以便防止大程度迁移。其中所述的有机硅组合物包含(1)乙烯基三甲氧基硅烷、(2)羟基二甲基甲硅烷基封端的硅氧烷、(3)超高分子量硅氧烷、任选地(4)有机过氧化物剂以及(5)有机金属固化剂。

发明内容

[0008] 本文提供了包括一个或多个层的塑料薄膜,该塑料薄膜可通过以下步骤获得:-[0009] (i)通过以下方式形成母料(M):在剪切下将每分子平均包含至少1个烯基官能团的有机聚硅氧烷(B)与聚烯聚合物(A)在使得有机聚硅氧烷(B)和聚烯烃聚合物(A)为液相的温度下反应性混合,以便形成(A)和(B)的共聚物,然后将所形成的共聚物冷却,以制备固体形式的所述母料(M),该母料包含有机聚硅氧烷(B)、聚烯烃聚合物(A)以及(A)和(B)的共聚物;然后
[0010] (ii)每100重量份,将0.01重量份至10重量份的母料(M)引入到99.99重量份至90重量份的聚烯烃聚合物(P)中并共混以形成组合物;以及
[0011] (iii)通过加工步骤(ii)的组合物来制成薄膜。
[0012] 如上所定义的薄膜可为完整薄膜,或为包括多层的薄膜的一层。
[0013] 我们发现,通过将含乙烯基硅氧烷与聚烯烃诸如聚乙烯、聚丙烯或它们的共聚物反应性混合,在不添加任何催化剂(诸如自由基产生剂)的情况下获得更先进的摩擦体系。可将抗氧化剂添加到组合物以控制反应。有机聚硅氧烷(B)至少部分地与聚烯烃聚合物(A)反应以制成硅氧烷/聚烯烃共聚物。该反应的所得的产物包括未反应的有机聚硅氧烷(B)、未反应的聚烯烃聚合物(A)以及(A)和(B)的共聚物。可将低水平的所得的产物添加到聚烯烃(P)以减小塑料薄膜的摩擦。所得的产物可用作低剥离力添加剂。可将所得的产物(即,未反应的有机聚硅氧烷(B)、未反应的聚烯烃聚合物(A)以及共聚物的共混物)制备成粒料形式,在薄膜制备期间随时预混到树脂中。当制备多层薄膜构造时,将添加剂添加到通常需要此类特性的外层中。
[0014] 我们发现,与包含未反应(A)和(B)混合物的按照相同方式制成的薄膜相比,使用未反应有机聚硅氧烷(B)、未反应聚烯烃聚合物(A)以及共聚物的所得的产物作为聚烯烃聚合物(P)中的添加剂导致薄膜具有降低的摩擦系数。虽然据信在有机聚硅氧烷(B)与聚烯烃聚合物(A)之间的共聚反应完成度越高,摩擦系数越低,但共聚反应不会进行完全,因此未反应的有机聚硅氧烷(B)、未反应的聚烯烃聚合物(A)存在于所得的产物中。
[0015] 聚合物为包含重复单元的化合物,所述单元通常形成至少一个聚合物链。聚合物可以是均聚物或共聚物。均聚物为由仅一种类型的单体形成的聚合物。共聚物为由至少两种不同单体形成的聚合物。当重复单元包含原子时,聚合物被称为有机聚合物。树脂通常为聚合物或基于一种或多种聚合物的组合物。
[0016] 一些聚合物是热固性塑料:一旦冷却并硬化,这些聚合物就会保持其形状并且不能恢复为其初始形式。其他聚合物是热塑性塑料:它们在加热时可发生软化并恢复为其初始形式。
[0017] 塑料薄膜为具有塑性特性的薄膜,该塑性特性从包含至少一种聚合物(通常为热塑性聚合物,例如聚烯烃聚合物)的组合物或塑性材料中获得。
[0018] 聚烯烃聚合物(P)可包含任何合适的聚烯烃,诸如例如聚乙烯(诸如低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和高密度聚乙烯(HDPE))、聚丙烯(PP)聚甲基戊烯、聚丁烯-1(PB-1)或它们的共混物/混合物。通常,聚烯烃聚合物(P)包含聚丙烯和/或聚乙烯。
[0019] 聚烯烃聚合物(P)可优选被丙烯酸烷基酯官能团诸如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸官能团或来酸酐官能团官能化。
[0020] 聚硅氧烷包含形成聚合物链的若干Si-O-Si-键,其中重复单元是-(Si-O)-。有机聚硅氧烷有时称为有机硅。有机聚硅氧烷包含重复-(Si-O)-单元,其中至少一个Si原子带有至少一个有机基团。“有机”意指包含至少一个碳原子。有机基团为包含至少一个碳原子的化学基团。
[0021] 聚硅氧烷包含端部基团和侧基基团。端部基团为位于聚合物链末端的Si原子上的化学基团。侧基基团是位于不处于聚合物链的末端的Si原子上的基团。
[0022] 胶通常由高分子量的聚合物制成。胶的形式则是具有高粘度流体。胶通常在25℃下具有至少1000000mPa.s的粘度。胶在25℃下可以具有最高2000000mPa.s的粘度或甚至更高(例如在25℃下20,000,000mPa.s或更高)。
[0023] 母料为用于引入到塑性材料中的颜料和/或添加剂在固体或液体中的浓缩混合物。母料(M)可为任何合适的形式(例如固体或液体),然而其优选以粉末或颗化形式与例如聚烯烃聚合物(P)一起使用/引入到例如聚烯烃聚合物(P)中。
[0024] 如上文所述,母料(M)包含有机聚硅氧烷(B)和聚烯烃聚合物(A)以及(A)和(B)的共聚物。
[0025] 有机聚硅氧烷(B)为每分子具有至少一个烯基基团的直链或支链聚二烷基硅氧烷。通常,有机聚硅氧烷(B)为线型聚合物。优选的是,每个烷基基团可以相同或不同,并包含1至10个碳原子。因此,烷基基团可为甲基基团、乙基基团、丁基基团,例如叔丁基基团。优选的是,每个烷基基团为甲基基团。
[0026] 有机聚硅氧烷(B)的数均分子量可为200,000g/mol至2.000,000g/mol。有机聚硅氧烷(B)可为如上所定义的胶。
[0027] 有机聚硅氧烷(B)上的烯基官能团为侧基和/或端部官能团。每个烯基基团可以相同或不同,并优选具有2至7个碳原子。优选的是,烯基(通常为乙烯基)官能团以按有机聚硅氧烷(B)的重量计包括介于0.01%和2.00%之间的量存在。优选的是,有机聚硅氧烷(B)的烯基官能团包括乙烯基官能团。
[0028] 聚烯烃聚合物(A)也可包含任何合适的聚烯烃,诸如例如聚乙烯(诸如低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和高密度聚乙烯(HDPE))、聚丙烯(PP)聚甲基戊烯、聚丁烯-1(PB-1)或它们的共混物/混合物。通常,聚烯烃聚合物(A)包含聚丙烯和/或聚乙烯。
[0029] 聚烯烃聚合物(A)也可优选被丙烯酸烷基酯官能团诸如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸官能团或马来酸酐官能团官能化。
[0030] 聚烯烃(A)和(P)可以相同或不同,也就是说,它们可以是相同聚烯烃(例如聚乙烯)的相同形式或者相同聚烯烃的不同形式和实际上完全不同的烯烃。当聚烯烃(A)和(P)的性质相同时,它们可能显示更高的相容性。
[0031] 在另一个实施方案中,提供了母料(M),在用于形成薄膜的聚烯烃聚合物(P)组合物中用作添加剂,其中母料(M)是通过以下步骤获得的:在剪切下将每分子平均包含至少1个烯基官能团的有机聚硅氧烷(B)与聚烯烃聚合物(A)在使得有机聚硅氧烷(B)和聚烯烃聚合物(A)为液相的温度下反应性混合,以便形成(A)和(B)的共聚物,然后将所形成的共聚物冷却,以制备固体形式的母料,该母料包含有机聚硅氧烷(B)、聚烯烃聚合物(A)以及(A)和(B)的共聚物。母料(M)可包含介于1重量%和99重量%之间的(A)和(B)的共聚物、介于0.5重量%和74.5重量%之间的聚烯烃聚合物(A)以及介于0.5重量%和49.5重量%之间的有机聚硅氧烷(B),其中(A)+(B)+((A)和(B)的共聚物)的重量%之和=100重量%。
[0032] 母料(M)可用作聚烯烃聚合物(P)中的非迁移性助滑添加剂以改善包含聚烯烃聚合物(P)的薄膜的摩擦系数(即降低摩擦系数的值)。
[0033] 在又一个实施方案中,提供了通过以下步骤制成包括一个或多个层的塑料薄膜的方法:-
[0034] (i)通过以下方式形成母料(M):在剪切下将每分子平均包含至少1个烯基官能团的有机聚硅氧烷(B)与聚烯烃聚合物(A)在使得有机聚硅氧烷(B)和聚烯烃聚合物(A)为液相的温度下反应性混合,以便形成(A)和(B)的共聚物,然后将所形成的共聚物冷却,以制备固体形式的所述母料(M),该母料包含有机聚硅氧烷(B)、聚烯烃聚合物(A)以及(A)和(B)的共聚物;然后
[0035] (ii)每100重量份,将0.01重量份至10重量份的母料(M)引入到99.99重量份至90重量份的聚烯烃聚合物(P)中并共混以形成组合物;以及
[0036] (iv)通过加工步骤(ii)的组合物来制成薄膜。
[0037] 步骤(i)的所得的母料(M)可为粉末,或者可为粒料形式。
[0038] 如上文所述的聚合物组合物(即,从步骤(ii)所得的聚烯烃聚合物(P)和母料(M)的共混物)也可包含一种或多种合适的添加剂(例如抗静电添加剂、抗粘连添加剂和/或抗雾添加剂)。
[0039] 任何用于由从步骤(ii)所得的聚合物组合物制成薄膜的合适技术均可用于该方法的步骤(iii)中以构造薄膜。步骤(iii)可涉及(例如)浇注共挤出或吹塑共挤出方法、粘合剂层合、挤出层合、热层合、熔融压制和涂覆方法诸如气相沉积。这些方法的组合也是可能的。合适的薄膜在挤出后也可被例如拉伸。
[0040] 因此,步骤(iii)可(例如)涉及用于制成(例如但不限于)双轴取向的聚丙烯(BOPP)薄膜、浇注薄膜、双气泡和吹塑薄膜(例如吹塑聚乙烯薄膜)的方法。
[0041] 由如上文所述步骤(ii)的聚合物组合物制成的薄膜可用于任何合适的应用,例如它可用于包装工业或作为包装工业中的层。此类薄膜的典型结构有多层,对于此应用经常三层:一个芯层和两个相背对的外层。第一外层旨在被印刷、金属化或层合,并且第二外层为需要减小摩擦的层。如上文所述的从步骤(ii)所得的聚合物组合物可用作所述第二外层或者可用于所述第二外层。
[0042] 薄膜制造商将确定其薄膜产品所需要的薄膜层的数目和顺序。薄膜产品根据最终用途确定制成所需薄膜的方法。就挤出薄膜而言,这些薄膜通常可通过针对薄膜的每一层使用一个挤出机来制成。将用作薄膜中每一层的组合物分别添加到各个挤出机,并且然后使这些组合物在各自的挤出机中进行适当的挤出方案,并且将薄膜的所得的挤出层放在一起并根据情况合并,以生成最终的薄膜产品。
[0043] 在如上文所述的方法的步骤(ii)中生成的聚合物组合物可用于制成步骤(iii)中的薄膜的至少一个外层。母料可例如按2重量份至5重量份每100重量份多层薄膜的外层(表层)的组合物添加。
[0044] 包括薄膜(该薄膜如上文所述由步骤(ii)的聚合物组合物在步骤(iii)中制成)的一个或多个层的塑料薄膜可以是包装多层塑料薄膜。塑料薄膜加工和用于食品包装(例如宠物食品袋、肉类包装袋、小吃包装纸等)的成形填充密封(FFS)工艺一直需要低摩擦系数。在形成用于例如食品包装薄膜的低SIT(密封起始温度)表层的组分中可以添加母料。
[0045] 如上文所述的母料为在本文步骤(iii)中制成的薄膜提供以下一个或多个优点:
[0046] -改善的挤出/配混工艺:加工助剂有助于最大程度提高制造生产率[0047] -母料组分在薄膜的其他层中不迁移(非迁移性添加剂)
[0048] -薄膜摩擦系数减小(助滑添加剂)
[0049] -不会改变SIT
[0050] -无转移效应(稳定的摩擦系数)
[0051] -成本效益
[0052] -保持表面张力
[0053] -抗热老化稳定性
[0054] -对透明薄膜的雾度无影响或影响非常低
[0055] -与电晕后处理相容性
[0056] -实现薄膜的可印刷性、层合或金属化。
[0057] 现在将用以下实施例来说明本发明。应当注意,表中所采用的术语“初始有机硅含量”是指在与树脂发生化学反应之前在母料制造期间引入的有机硅含量。使用Zwick张力试验机根据ASTM 1894-14测量来确定薄膜对薄膜摩擦系数结果。使用如下文所公开的振荡摩擦测试机进行薄膜在上的摩擦系数测试。
[0058] 聚乙烯(PE)实施例:
[0059] 实施例1:不同粘度和分子量的有机硅母料的制备。
[0060] 将具有8.5g/10min熔体流动指数(MFI)的低密度聚乙烯(聚烯烃聚合物(A))的粒料(使用温度190℃和负载2.16kg的测试条件)作为母料(M)的聚合物基体以如表1中所示低于0.5重量%的量(有时与稳定剂(见下表1,通常为 1010抗氧化剂)一起)引入到共旋转双螺杆挤出机中。然后使用齿轮将有机聚硅氧烷(B)添加到已经熔融的聚乙烯相中。引入到基体聚乙烯中的有机聚硅氧烷(B)的平均量为约50重量%。
[0061] 将所有组分在实验室双螺杆挤出机(实验室双螺杆挤出机的长度/直径(L/D)比率大于40(通常为48),螺杆的直径大于35mm(通常为40mm))中混合,然后将平均螺杆转速设定为550rpm,并且特定螺杆型线被设计成将所有组分精细地分散到聚乙烯中。将混合物用水浴冷却至室温并粒化。用流变仪分析粒料以确定粘度,频率扫描测试在190℃和变形(Y)=2%下进行。表1中提供了0.1Hz下复数损耗模量(G*)的值。母料(M)的粒料也进行如下萃取测试:准确称量约0.24g母料,并置于20ml顶空小瓶中。准确添加10ml对二甲苯(微量移液管),并且将小瓶压接。使用顶空烘箱和GC-MS的自动进样器(来自Gerstel公司的MPS),在连续搅拌下使样品在高温(150℃)下增溶20分钟。冷却后添加10ml甲苯,并且(使用旋转摇动器)将样品轻轻搅拌24h。然后使样品通过0.45μm PTFE过滤器,过滤到2ml玻璃自动进样器小瓶中。
[0062] 所有数据汇编于表1中。
[0063] 表1
[0064]
[0065] 表1:使用乙烯基封端和侧基(0.725%的乙烯基官能团)高分子量有机硅聚合物进行的每次运行的加工条件、二甲苯萃取和复数模量数据。
[0066] 粘度(由G*表示)增加和二甲苯(有机硅的溶剂但非聚乙烯的溶剂)中有机硅的萃取降低是在组分之间发生反应的证明。表1示出,该反应取决于挤出温度以及(在很小程度上)方法的输出。
[0067] 实施例2:具有不同母料的聚乙烯薄膜的制备
[0068] 在L/D比率为30并且长度为24mm的小实验室挤出机上制成聚乙烯薄膜。小挤出机配备有吹塑薄膜模具。在200℃、约1.5kg/h输出下制备薄膜,以获得20微米的厚度,牵拉速度设定为约5-6m/min。使用相同聚乙烯(低密度,熔体流动指数(MFI)为8.5)作为薄膜制备的基材,从而避免在薄膜中的聚乙烯与母料中的聚乙烯之间的相容性问题。本发明的有机硅母料或来自US US5844031中所述的常规母料工艺的有机硅母料通过以下步骤按几种速率添加最多至10%:将聚乙烯的粒料与母料的粒料手动共混,并将该共混物直接放在进料机中。
[0069] 实施例3:摩擦系数(CoF)数据
[0070] 用振荡摩擦测试机进行摩擦系数测量。使用1/2英寸(1.27cm)直径和10mm偏心轴(得到每个周期20mm的滑动距离)的100Cr6钢球。垂直施加2N负载,并将滑动速度设定为10mm/s。球在薄膜上以10mm进程来回滑动进行测试,并且总长度向前达5m(即250个周期)。
对样品进行10次测量。
[0071] 表2
[0072]
[0073] 表2:使用乙烯基封端和侧基(0.725%的乙烯基官能团)高分子量有机硅聚合物进行的每次运行的二甲苯萃取、摩擦系数和复数模量数据。
[0074] 从表2中可以看出,摩擦系数随着粘度增加和二甲苯萃取降低而降低,这证明胶接枝到聚乙烯上是减小最终薄膜的摩擦系数的关键参数。但对于最高水平的接枝(3)而言,摩擦系数上升,这表明它是接枝的最佳水平以达到获得最低摩擦系数。
[0075] 聚丙烯(PP)实施例:
[0076] 实施例4:不同粘度和分子量的母料(M)的制备。
[0077] 将具有12g/10min熔体流动指数的聚丙烯均聚物(聚烯烃聚合物(A))的粒料(使用温度190℃和负载2.16kg的测试条件)作为母料(M)的聚合物基体按下表3中所示的速率(有时与稳定剂(通常为 1010抗氧化剂)一起)引入到共旋转双螺杆挤出机中。然后使用齿轮泵将有机聚硅氧烷(B)添加到已经熔融的聚丙烯相中。添加到基体聚乙烯中的有机聚硅氧烷(B)的平均量为约25重量%。
[0078] 将所有组分混合到实验室双螺杆挤出机(实验室双螺杆挤出机的L/D比率大于40(通常为48),螺杆的直径大于35mm(通常为40mm))中,然后将平均螺杆转速设定为550rpm,并且特定螺杆型线被设计成将所有组分精细地分散到聚丙烯均聚物中。将混合物用水浴冷却至室温并粒化。在190℃、2.16kg下,在熔体流动指数装置中测试粒料。粒料也进行如下萃取测试:准确称量约0.24g母料,并且置于20ml顶空小瓶中。准确添加10ml对二甲苯(微量移液管),并且将小瓶压接。使用顶空烘箱和GC-MS的自动进样器(来自Gerstel公司的MPS),在连续搅拌下使样品在高温(150℃)下增溶20分钟。冷却后添加10ml甲苯,并且(使用旋转摇动器)将样品轻轻搅拌24h。然后使样品通过0.45μm PTFE过滤器,过滤到2ml玻璃自动进样器小瓶中。
[0079] 所有数据示于表3中。
[0080] 表3
[0081]
[0082] 表3:使用乙烯基封端的高分子量有机硅聚合物进行的每次运行的加工条件、二甲苯萃取和熔体流动指数数据。已经使用高剪切装置挤出了3B样品。
[0083] MFI值增加表明在挤出过程期间发生了化学反应。MFI值越高,在有机聚硅氧烷(B)与聚丙烯之间的接枝程度越大。
[0084] 实施例5:具有不同母料的双轴取向聚丙烯薄膜(BOPP)的制备
[0085] 在实验性BOPP线上制成聚丙烯薄膜。方法如下:沿纵向(MDO)拉伸5,沿横向(TDO)拉伸10。薄膜的结构为具有3层的标准BOPP透明薄膜,并且为20μm厚的BOPP透明薄膜,其具有
[0086] (i)1微米三元共聚物Adsyl 5C39F层;
[0087] (ii)18微米厚的均聚物层(Sabic 525);
[0088] (iii)1微米三元共聚物Adsyl 5C39F。
[0089] 将一定量的母料(M)添加到Adsyl 5C39F层(iii)中的一者。对层(i)进行电晕处理,并且层(iii)包含防粘连剂(二氧化硅)。
[0090] 实施例6:摩擦系数数据:ASTM 1894-14薄膜对薄膜测量
[0091] 在实施例中的每一者中,使用Zwick张力试验机根据ASTM 1894-14测量CoF。所有数据示于表4中。
[0092] 表4
[0093]
[0094] 表4:使用乙烯基封端的高分子量有机硅聚合物和聚丙烯进行的每次运行的外层中有机硅含量、摩擦系数、熔体流动指数和雾度。
[0095] 从表4中可以看出,在高水平有机硅(1.25%和2%)下,为达到高MFI,动态CoF有所减小,这表明接枝行为有利于BOPP薄膜中的低CoF。我们还可以注意到,这局限于我们的母料对所测试范围内的雾度没有影响。利用表面张力测量可以得到相同结论:如果观察到轻微降低,则表面张力保持高于36达因(用于印刷或金属化BOPP薄膜的极限值)。
[0096] 实施例7:摩擦系数(COF)数据:钢对薄膜测量
[0097] 用振荡摩擦测试机进行摩擦系数测量。使用1/2英寸(1.27cm)直径和10mm偏心轴(得到每个周期20mm的滑动距离)的100Cr6钢球。垂直施加2N负载,并将滑动速度设定为10mm/s。球在薄膜上以10mm进程来回滑动进行测试,并且总长度向前达5m(即250个周期)。
对样品进行10次测量。当包含2%母料(M)时,将薄膜进行比较。所有数据提供于表5中。
[0098] 表5
[0099]
[0100] 表5:使用乙烯基封端的高分子量有机硅聚合物和聚丙烯进行的每次运行的外层中母料含量、摩擦系数和熔体流动指数。
[0101] 从表5中看出,在CoF与熔体指数值之间有明确的相关性:在2%负载下相比较时,当熔体指数增加时,CoF降低,这表明有机硅和树脂的接枝降低最终BOPP薄膜的CoF。可以在每一个负载下得出相同的结论。
[0102] 实施例8:摩擦系数的稳定性(钢/薄膜),随时间推移的表面张力
[0103] 在BOPP工艺之后确定随时间推移的表面张力和摩擦系数。将薄膜卷绕,并且储存在23℃下。表面张力演变数据提供于表6中。
[0104] 表6
[0105]
[0106]
[0107] (1达因=1×105N)
[0108] 表6:使用乙烯基封端的高分子量有机硅聚合物和聚丙烯进行的每次运行的外层中的母料含量;6天、45天、90天、135天和180天后的表面张力。
[0109] 可以预知,在储存6个月之后,表面张力从约43达因降至约35达因。但尚未发现在有机硅的量或运行类型与这种下降之间的相关性。事实上,下降似乎是正常的,并且与我们的参考文献在同一范围内(包含0.125%的有机硅)。添加剂似乎不影响薄膜的表面张力。
[0110] 摩擦系数演变数据提供于表7中。
[0111] 表7
[0112]
[0113] 表7:使用乙烯基封端的高分子量有机硅聚合物和聚丙烯进行的每次运行的外层中的母料含量;30天、60天、90天、135天和180天后的摩擦系数。
[0114] 对于每次运行,储存6个月后,摩擦系数保持稳定。微小变化可归因于测量的标准偏差,该标准偏差为约8%至10%。添加剂在滑动特性方面呈现长期效率。
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