粘合剂组合物、含所述粘合剂组合物的制品及其方法技术

本发明专利技术涉及多层薄膜、用于多层薄膜的连接层组合物及相关方法，且涉及高分子粘合剂组合物和制造高分子粘合剂组合物的方法。所述连接层组合物优选粘合至聚丙烯，更优选粘合至聚乙烯和聚丙烯二者。所述连接层优选包含丙烯基弹性体。所述连接层包含一种或多种热塑性聚烯烃。所述连接层组合物可包含接枝聚烯烃，例如具有一种或多种功能性接枝。所述高分子粘合剂组合物优选粘合至聚丙烯表面和聚乙烯表面两者。用于制造上述高分子粘合剂组合物的优选方法避免在从聚合反应器中移出之后且与丙烯基弹性体复合之前，对至少一部分(或甚至全部)含乙烯聚合物进行热处理(例如，高于熔融温度的加热和低于结晶温度的冷却的循环)。加热和低于结晶温度的冷却的循环)。加热和低于结晶温度的冷却的循环)。

【技术实现步骤摘要】
粘合剂组合物、含所述粘合剂组合物的制品及其方法
[0001]分案申请
[0002]本申请为申请号2017800331951、申请日2017年6月1日、题为“粘合剂组合物、含所述粘合剂组合物的制品及其方法”的分案申请。
[0003]优先权申明
[0004]本专利申请要求于2016年6月3日递交的美国临时专利申请62/345,341和于2016年6月20日递交的美国临时专利申请62/352,125的优先权，这些专利申请的内容通过引用整体并入本文中。


[0005]本文的教导涉及高分子粘合剂组合物(polymeric adhesive composition)及制造该组合物的方法、多层薄膜、用于多层薄膜的连接层组合物，以及相关方法。所述连接层组合物可提供与聚丙烯的粘合，优选提供与聚乙烯和聚丙烯两者的粘合。例如本文所描述的，所述连接层优选包含丙烯基弹性体。所述高分子粘合剂组合物优选包含少量(即小于约40wt％)的丙烯基弹性体聚合物和大量(即大于约55wt％)的含乙烯聚合物。所述高分子粘合剂组合物优选粘合于聚丙烯表面和聚乙烯表面。各种高分子粘合剂组合物也可粘合于极性衬底(例如极性聚合物衬底，例如EVOH和聚酰胺)。所述高分子粘合剂组合物优选适用于包装用多层薄膜。用于制造所述高分子粘合剂组合物的优选方法避免了在从聚合反应器中移出之后，且在与丙烯基弹性体复合之前，对含乙烯聚合物进行热处理(例如，在高于熔融温度下的加热和低于结晶温度下的冷却的循环)。

技术介绍

[0006]在聚合物薄膜的应用中，常常需要具有不同化学组成的聚合物层。不同的层可以为薄膜提供不同的功能。例如，一个层可以起到结构层、阻挡层(例如氧气、水或二氧化碳的屏障)、可剥离材料层、耐化学试剂层、可打印层、防护性表面层的作用。当相邻层具有不同的化学结构时，可能需要利用在两层之间的连接层来提供不同层之间的粘合。常常需要对连接层进行定制或选择，以粘合于两个不同的层。例如，用于将EVOH阻挡层粘合至聚丙烯层的连接层可以利用含接枝有马来酸酐的聚丙烯的连接层。然而，这样的连接层不能提供足以将EVOH阻挡层粘合至聚乙烯层的粘合力。因此，在聚丙烯层和聚乙烯层(例如皮肤层(skin layer))之间插入EVOH阻挡层的结构中，通常需要利用两种不同的连接层来提供强粘合力。需要单一的连接层和制造用于该连接层的高分子粘合剂组合物的方法，所述连接层提供在聚丙烯和聚乙烯两者与阻挡层材料之间的良好粘合力。
[0007]在粘合(例如，具有高密度聚乙烯特有的晶体结构的)聚乙烯和(例如，具有等规(isotactic)聚丙烯特有的晶体结构的)聚丙烯的层时也存在困难。尽管都是聚烯烃，但它们在化学结构上的差异足以使它们的晶体结构不同，而且使它们不会共结晶。相反，聚乙烯和聚丙烯在平衡条件下通常发生相分离。如R.McEvoy等人(Macromolecules,1996,29(12),pp.4258
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4266)所述，聚丙烯和聚乙烯之间在化学结构和晶体结构上的差异导致在它们的
界面中存在弱点。E.Nolley等人(Polymer Engineering&Science,1980,20(5),pp.364
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369)中描述了使用聚乙烯共聚物来改善机械性质。因此，也需要一种高分子粘合剂组合物和制造用作连接层的高分子粘合剂组合物的方法，以能够制造具有如下结构的多层薄膜：该结构包括与聚丙烯层附接的聚乙烯层。例如，需要能够制造一种多层薄膜，该多层薄膜具有通过单一连接层接合起来的聚丙烯层和聚乙烯层，其中连接层包括聚烯烃树脂或基本上由聚烯烃树脂组成。例如，需要一种不含接枝聚合物的连接层，用来粘合至聚乙烯和聚丙烯两者。
[0008]在制造薄膜时，常常需要在聚丙烯层和聚乙烯层之间进行变化，以使用相同设备产生不同的薄膜。对于具有阻挡层的薄膜来说，通常还需要改变连接层的材料。因为连接层的厚度通常小于聚丙烯层或聚乙烯层的厚度，因此连接层的转换时间通常大于其他层。这样的转换时间可能很长，导致生产率降低和/或大量废料的产生。因此，有粘附于聚丙烯和聚乙烯两者的单一连接层材料将是有利的。
[0009]还需要制造经改善的高分子粘合剂组合物的方法。例如，需要一种具有一种或多种以下特征的方法：(例如在能量、时间或材料上)高效、低成本，或者使一种或多种组分对热历史的暴露降低或最小化。
[0010]需要制备适用于薄膜应用的高分子粘合剂组合物的方法。
[0011]连接层常常含有聚合物，其中聚合物通常具有高模量。虽然这样的高模量可以提供薄膜的一些结构性质(例如，有助于薄膜的总体弯曲模量或刚度)，但是已经确定其它用于提供薄膜刚度的方法可允许更大的设计适应性，以能够优化连接层来改善粘合性质。
[0012]粘合剂组合物用于粘合至聚丙烯衬底和粘合至EVOH或聚酰胺的一种途径，是利用聚丙烯树脂和接枝有马来酸酐的聚丙烯。但是，这种接枝的聚丙烯通常由于在接枝过程中发生断链而分子量较低，或者需要额外的组分来提高分子粘度。因此，需要用于粘合至聚丙烯衬底的高分子粘合剂组合物，从而避免对马来酸酐接枝聚丙烯的需求。
[0013]在美国专利号7,064,163B2中记载了含具有极性官能的接枝聚烯烃的粘合剂组合物的实例，该专利通过引用整体并入本文中。但是，该组合物不包含聚丙烯基弹性体，且没有教导需要一种组合物来同时粘合至聚丙烯衬底和聚乙烯衬底。
[0014]在美国专利号7,700,702B2(于2010年4月20日公开)、8,071,687B2(于2011年12月6日公开)和8,637,159B2(于2014年1月28日公开)，以及美国专利申请公布文本2004/0249046A1(于2004年12月9日公开)、2010/0276057A1(于2010年11月4日公开)和2011/0217497A1(于2011年9月8日公开)中记载了粘合剂组合物的其他实例，以上文件分别通过引用整体并入本文中。
[0015]例如，在食品包装薄膜中，已经出现了多层薄膜的趋势，该多层薄膜在两层聚烯烃层之间包括阻挡层(例如尼龙或EVOH)。可以使用连接层，将聚烯烃层粘合至阻挡层。用于粘合聚丙烯与阻挡层的常见连接层包含接枝有官能团的聚丙烯，其中的官能团将与阻挡层的聚合物化学键合。例如，连接层包含具有马来酸酐接枝的聚丙烯。然而，制造经马来酸酐接枝的聚丙烯的工艺存在困难且费用昂贵。聚丙烯通常在接枝工艺期间发生断链，这降低了接枝聚丙烯的分子量。分子量降低可能导致接枝聚丙烯的粘合性能降低。得到的接枝聚合物常常不能满足食品工业的低析出要求。在很多包装应用，包括食品包装应用中，接枝聚丙烯不满足粘合性能、光学性能(例如高薄膜透明度)和析出性能中的一项或多项要求。含经
官能团(例如马来酸酐)接枝的聚乙烯的连接层也已经用于食品包装工业中。然而，这些连接层通常不能充分地粘合至聚丙烯层。将聚丙烯添加到连接层组合物中的尝试，通常由于聚乙烯和聚丙烯之间的不相容性而产生不牢固的连接层。可以使用各种原料树本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于形成多层制品的方法，其包括以下步骤：挤出第一多层制品，所述第一多层制品包括粘合到聚烯烃层的粘合剂组合物的连接层，包括使用挤出机挤出第一聚烯烃的步骤；挤出第二多层制品，所述第二多层制品包括粘合到聚烯烃层的相同粘合剂组合物的连接层，包括使用相同的挤出机挤出第二聚烯烃的步骤；其中(i)所述第一聚烯烃是聚丙烯树脂，所述第二聚烯烃是聚乙烯树脂；或(ii)所述第一聚烯烃是聚乙烯树脂，所述第二聚烯烃是聚丙烯树脂；其中所述粘合剂组合物包含40wt％或更高的聚乙烯和10wt％或更高的丙烯基弹性体，其中所述丙烯基弹性体是无规共聚物，具有2至25％的结晶度，小于90℃的熔融温度(通过差示扫描量热法以10℃/min的速度测量)，75wt％或更高的丙烯浓度；其中所述第一多层制品和第二多层制品各自具有2000μm或更小的总厚度，并且所述连接层的厚度是总厚度的20％或更小。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一多层制品和所述第二多层制品是具有三层或更多层的膜。3.根据权利要求2所述的方法，其中每层膜的总厚度为800μm或更小，200μm或更小，或50μm或更小。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述连接层的厚度是总厚度的20％或更低。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述第一多层制品的聚烯烃层包括60wt％或更高的第一聚烯烃，所述第二多层制品包括60wt％或更高的第二聚烯烃，优选地，其中无规共聚物的B指数为0.75至1.25。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述第一多层制品和所述第二多层制品包括阻挡层，其中所述连接层粘合至所述阻挡层。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述粘合剂组合物包括0.1至20wt％的接枝聚烯烃，所述接枝聚烯烃具有含一个或多个氧原子的功能性接枝。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述聚乙烯树脂为低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯，或乙烯与极性共聚单体的共聚物，优选地，其中所述共聚物包括70wt％至95wt％的乙烯，其中所述极性共聚单体为乙烯
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乙酸乙烯酯。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述粘合剂组合物包括10wt％至34wt％的丙烯基弹性体，优选地，其中所述第一多层制品包括阻挡层，其中所述连接层是粘合至第一聚烯烃层和阻挡层的第一表面的第一连接层，并且所述制品包括粘合至阻挡层的第二表面的第二连接层，其中所述第一连接层和第二连接层由相同的粘合剂组合物形成。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述连接层的聚乙烯具有100℃或以上的熔融温度；或所述连接层的聚乙烯具有85wt％或更高的乙烯浓度；或所述连接层的聚乙烯具有20％或更高的结晶度(由DSC测量)；或所述连接层的聚乙烯是LDPE、LLDPE、MDPE或HDPE。11.一种薄膜，包括：第一层，所述第一层包含60wt％或更高的一种或多种聚乙烯树脂；
第二层，所述第二层包含60聚合wt％或更高的一种或多种聚丙烯树脂，其中所述一种或多种聚丙烯树脂选自由等规则聚丙烯均聚物、具有30％或更高结晶度的无规聚丙烯共聚物和抗冲聚丙烯共聚物组成的组；连接层，所述连接层在所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：MSI科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：