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含回收聚合物的低摩擦聚乙烯密封膜的制作方法

  • 国知局
  • 2024-08-02 13:17:25

本发明涉及一种包含外层o、核心层c和内层i的聚乙烯密封膜,其中所述核心层c包含回收的低密度乙烯聚合物。此外,本发明还涉及一种包含该膜的层压材料和制品,以及涉及所述层压材料或膜的用途。

背景技术:

1、层压膜结构广泛用于包装行业并且典型的2层至5层层压材料通常用于各种包装应用。在这些应用的大多数中,聚乙烯(pe)膜用作层压材料的密封膜/层,因为聚乙烯具有优异的密封性能。这些聚乙烯膜与其它基底层压以提供刚度或其它需要的性能,例如阻隔性能和光学性能(光泽度和透明度)。

2、然而,积累废塑料的处理(例如来自包装应用的那些废塑料)的挑战和相应的环境问题已经受到来自公众的广泛关注。因此,除了一般的防止塑料废物,并且特别是防止塑料废物进入环境中的概念外,废塑料材料的回收已经成为了一个重要的话题。

3、为了满足当今为可持续包装提供可回收材料的趋势,具有所需性能的可回收聚乙烯层压材料受到了高度关注。

4、此外,由于生态原因和降低成本,重复使用塑料的尝试越来越受到人们的关注和重视,这也是塑料的回收变得越来越重要的原因。

5、因此,将从废材料中获得的聚合物纳入新产品的制造中变得越来越重要,即其中废塑料(例如消费后回收物(pcr))可以转化为新塑料产品的资源。因此,在回收和重复使用废塑料材料中,可以将环境和经济方面结合。

6、国际申请wo 2020/207940提供了在核心层中包含回收的乙烯聚合物的整理收缩膜(collation shrink film)。该膜用于包装应用,然而,与用于层压包装制品的密封膜相比,对于整理收缩膜需要不同的性能,例如在诸如刚度等机械性能方面。wo 2020/207940的制备的膜不含有任何光滑剂或防结块剂。

7、然而,由于回收材料的较差性能,其使用受到限制,特别是回收聚合物的特点是极强的粘性,这对膜的生产和性能产生了负面影响。

技术实现思路

1、因此,本发明的目标是提供聚乙烯膜,其满足包装应用的一般要求,例如机械性能、热性能、阻隔性能和美观性,并且适合在预期用途后回收。

2、本发明的另一个目标是提供相应的聚乙烯膜,其已含有回收的聚合物,但不遭受通常与回收的材料有关的缺点。

3、通过本发明实现了这些目标的结合,本发明提供了一种包含外层o、核心层c和内层i的聚乙烯密封膜,其中

4、a)所述核心层c由包含组分ac和光滑剂的核心层组合物制成,所述组分ac为基于所述核心层组合物的总重量为至少50wt.%的量的回收的低密度乙烯聚合物(ldpe);和

5、b)所述内层由包含组分ai的内层组合物制成,所述组分ai为线性低密度乙烯聚合物(lldpe),其具有910kg/m3至925kg/m3的密度和根据iso 1133测定为0.5g/10min至2.0g/10min的mfr2。

6、本发明基于这样一种发现,即可以用于包装材料的聚乙烯密封膜可以由包含核心层和内(密封)层的膜提供,其中所述核心层组合物包含回收的低密度乙烯聚合物和光滑剂以及含有特别选择的乙烯聚合物的内层组合物。

7、根据本发明的聚乙烯密封膜的核心层c和内层i的组合解决了上述目标。

8、一般来说,根据本发明的膜为基于聚乙烯的膜,其可以容易地被回收。它们的特征在于包装应用所需要的所有物理性能。

9、特别地,通过在所述核心层和任选的内层中存在光滑剂来避免膜(特别是核心层)的不期望的粘性。以这种方式,回收的乙烯聚合物可以以相对高的量含在核心层中,而不会在膜的制备过程中受到缺点的影响。此外,膜的摩擦系数显著降低。因此,根据本发明的膜可以在常规(高)速条件下在常规包装线上运行。

10、在本发明中,所述聚乙烯密封膜包含外层o、核心层c和内层i,或由外层o、核心层c和内层i组成,其中所述核心层c位于内层i和外层o之间。

11、核心层c

12、所述膜的核心层c由包含组分的核心层组合物制成,这些组分特别有助于膜挤出和层压工艺所需的膜的刚度。

13、组分ac

14、所述核心层c由包含组分ac和光滑剂的核心层组合物制成,所述组分ac为基于所述核心层组合物的总重量为至少50wt.%的量的回收低密度乙烯聚合物(ldpe)。

15、所述组分ac为回收的低密度乙烯聚合物(ldpe)。

16、ldpe在本领域中通常是众所周知的,并且通常在一般在管式反应器或高压釜中进行的高压工艺中生产。

17、在本公开中,术语“回收的低密度乙烯聚合物”是指基于已经回收过的回收低密度乙烯聚合物的总重量,包含至少80wt.%,优选至少75wt.%,更优选至少90wt.%,并且最优选至少95wt.%的ldpe的回收的聚合物材料。因此,基于回收的低密度乙烯聚合物的总重量,“回收的低密度乙烯聚合物”可以包含至多20wt.%,优选至多15wt.%,更优选至多10wt.%,并且最优选至多5wt.%的其他(优选回收的)聚合物组分,例如lldpe、mdpe和hdpe。

18、回收的聚合物材料是从消费后废物和/或工业废物中回收的聚合物材料。消费后废物是指已经完成了至少第一个使用周期(或生命周期)的物品,即已经完成了其首要目的的物品;而工业废物是指通常不会到达消费者手中的制造废料。

19、相反,术语“原始”是指首次使用前新生产的材料和/或物品,并且尚未被回收。如果没有明确提及聚合物的来源,则该聚合物为“原始”聚合物。

20、在本发明的一个实施方式中,组分ac的回收的ldpe来源于消费后废物。

21、优选地,所述回收的ldpe具有根据iso 1133测定为0.1g/10min至10g/10min的mfr2,更优选为0.2g/10min至5g/10min,还更优选为0.25g/10min至1.0g/10min,并且最优选为0.3g/10min至0.8g/10min。

22、所述回收的ldpe优选具有根据iso 1183测定为910kg/m3至945kg/m3的密度,优选为910kg/m3至940kg/m3,更优选为915kg/m3至935kg/m3,并且最优选为918kg/m3至930kg/m3。

23、所述回收的ldpe优选具有根据iso 11357测定在105至130℃范围内的熔点(第二熔点),优选在108至125℃范围内。

24、作为组分ac的回收的ldpe,可以使用ecoplast和borealis提供的产品nav 101和cwt 100lg。

25、基于所述核心层组合物的总重量,所述组分ac以大于50wt.%的量存在于所述核心层组合物中,优选以50wt.%至95wt.%的量,更优选55wt.%至90wt.%,并且最优选60wt.%至85wt.%。

26、除了所述组分ac之外,所述核心层组合物可以包含与组分ac不同的其他组分。

27、组分bc

28、所述核心层组合物可以还包含组分bc。优选地,所述组分bc为线性低密度乙烯聚合物(lldpe),更优选为多峰线性低密度乙烯聚合物,并且最优选为多峰乙烯三元共聚物(三元共聚物i)。

29、优选地,所述组分bc具有根据iso 1133测定为0.5g/10min至5g/10min的熔体流动速率mfr5,更优选为0.6g/10min至4g/10min。

30、优选地,所述组分bc具有根据iso 1183测定为920kg/m3至940kg/m3的密度,和/或根据iso 1133测定为0.05g/10min至2g/10min的mfr2。

31、在一个优选的实施方式中,所述组分bc为双峰乙烯三元共聚物(三元共聚物i),其具有根据iso 1133测定为0.5g/10min至5g/10min的mfr5,和根据iso 1183测定为920kg/m3至940kg/m3的密度。

32、优选地,所述三元共聚物i包含以下,或由以下组成,

33、a)低分子量聚合物,所述低分子量聚合物为乙烯的均聚物或乙烯与c4至c12α-烯烃的二元共聚物,和

34、b)高分子量聚合物,所述高分子量聚合物为乙烯和1-丁烯的二元共聚物,如果a)的低分子量聚合物为乙烯和c6至c12α-烯烃的二元共聚物,或者为乙烯、1-丁烯和c6至c12α-烯烃的三元共聚物。

35、例如,在wo03/066698中公开了这种双峰乙烯三元共聚物。就这些乙烯三元共聚物的定义(例如聚合物的“峰态(modality)”)和生产方法而言,参照wo03/066698。此外,在wo03/066698中描述的这种乙烯三元共聚物的所有实施方式和优选实施方式,其具有在920kg/m3至940kg/m3范围内的密度,也是本公开的乙烯三元共聚物(i)的优选实施方式,无论是否在本文明确描述。

36、优选地,所述三元共聚物(i)具有在928kg/m3至940kg/m3范围内的密度,更优选为930kg/m3至939kg/m3。

37、优选地,所述低分子量共聚物部分的c4至c12α-烯烃选自1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯和1-癸烯。

38、此外,优选所述高分子量共聚物部分的c6至c12α-烯烃优选选自1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯和1-癸烯。

39、优选地,所述三元共聚物(i)包含以下,或由以下组成,a)乙烯的低分子量均聚物和b)乙烯、1-丁烯和c6至c12α-烯烃的高分子量三元共聚物,优选乙烯、1-丁烯和1-己烯的高分子量三元共聚物。

40、所述三元共聚物(i)的重均分子量优选为190,000g/mol至400,000g/mol,更优选为200,000g/mol至300,000g/mol。所述低分子量聚合物部分具有优选为4,500g/mol至55,000g/mol的重均分子量,更优选为5,000g/mol至50,000g/mol,并且所述高分子量聚合物具有优选为450,000g/mol至1,000,000g/mol的重均分子量,更优选为500,000g/mol至1,000,000g/mol。

41、所述三元共聚物(i)优选具有0.05g/10min至2g/10min的熔体流动速率mfr2,更优选为0.1g/10min至1.3g/10min。

42、所述三元共聚物(i)优选具有0.6g/10min至4g/10min的熔体流动速率mfr5,更优选为0.7g/10min至3g/10min。

43、所述三元共聚物(i)优选具有10g/10min至50g/10min的熔体流动速率mfr21,更优选为15g/10min至45g/10min。

44、所述三元共聚物(i)的低分子量聚合物部分优选具有200g/10min至800g/10min的熔体流动速率mfr2,更优选为300g/10min至600g/10min。

45、所述三元共聚物(i)优选包含30wt.%至60wt.%,更优选35wt.%至50wt.%,并且最优选38wt.%至45wt.%的低分子量聚合物部分,剩余部分优选为高分子量聚合物部分。

46、所述总聚合物中的总共聚单体含量优选为1mol%至7mol%,更优选为2mol%至6mol%。

47、优选地,在所述低分子量聚合物中,所述共聚单体含量为0mol%至2.5mol%,更优选为0mol%至2mol%。在所述高分子量聚合物中,所述共聚单体含量为2.5mol%至11mol%,更优选为3mol%至10mol%。

48、在实施方式中,其中所述三元共聚物(i)包含以下,或由以下组成,a)乙烯的低分子量均聚物和b)乙烯、1-丁烯和1-己烯的高分子量三元共聚物,优选的是,最终聚合物中1-丁烯的含量为1.0wt.%至2.0wt.%,并且1-己烯的含量为4.0wt.%至6.0wt.%。

49、优选地,所述三元共聚物(i)具有在0.05rad/s测量时为10,000pa·s至65,000pa·s的粘度η,更优选为15,000pa·s至60,000pa·s,并且最优选为20,000pa·s至55,000pa·s。

50、作为组分bc的多峰三元共聚物(i),可以使用来自borealis的市售产品borshapetm,例如borshapetm fx1001或borshapetm fx1002。

51、fx1001为双峰lldpe三元共聚物。所述低分子量部分为具有400g/10min的mfr2的乙烯均聚物,优选在环式反应器中生产。在所述高分子量部分中,优选在气相反应器中生产,乙烯与作为共聚单体的1-丁烯和1-己烯共聚。最终树脂的密度为931kg/m3并且mfr5为0.85g/10min。份额(lmw/hmw)为39/61。fx1001具有约14(13至15)的mw/mn。最终聚合物中1-丁烯的含量为1.5wt.%并且1-己烯的含量为5.5wt.%。在0.05rad/s测量时的粘度η为52000(+/-5000)pa·s

52、fx1001为双峰mdpe三元共聚物。所述低分子量部分为具有400g/10min的mfr2的乙烯均聚物,优选在环式反应器中生产。在所述高分子量部分中,优选在气相反应器中生产,乙烯与作为共聚单体的1-丁烯和1-己烯共聚。最终树脂的密度为937kg/m3、mfr5为2g/10min并且mfr21为42g/10min。份额(lmw/hmw)为43/57。fx1002具有约12(11至13)的mw/mn。最终聚合物中1-丁烯的含量为1.5wt.%并且1-己烯的含量为4.5wt.%。在0.05rad/s测量时的粘度η为23000(+/-3000)pa·s。

53、优选地,基于所述核心层组合物的总重量,在所述核心层组合物中,所述组分bc以5wt.%至50wt.%的量存在,更优选为10wt.%至45wt.%,并且最优选为15wt.%至40wt.%。

54、在所述膜的一个实施方式中,所述核心层c由包含所述组分ac和bc的核心层组合物制成,或由所述组分ac和bc组成的核心层组合物制成,该组分ac和bc选自上述实施方式中的任一个。

55、优选地,基于所述核心层组合物的总重量,在所述核心层组合物中,所述组分ac以55wt.%至90wt.%的量存在,并且优选为60wt.%至85wt.%,并且所述组分bc以10wt.%至45wt.%的量存在,优选为15wt.%至40wt.%。

56、添加剂

57、根据本发明,所述核心层组合物包含光滑剂。根据定义,光滑剂是一种改变膜之间以及膜与转换设备之间光滑特性的添加剂。

58、优选地,基于所述核心层组合物的总重量,所述光滑剂以50ppm至5000ppm的量存在于所述核心层组合物中,更优选为100ppm至4000ppm,甚至更优选为300ppm至3000ppm,并且最优选为400ppm至2000ppm。

59、优选地,所述光滑剂包含选自脂肪酸酰胺的化合物,例如芥酸酰胺、油酸酰胺或硬脂酸酰胺及其组合。

60、在一个实施方式中,所述核心层包含300ppm至3000ppm芥酸酰胺。

61、在一个实施方式中,所述核心层包含防结块剂。根据定义,防结块剂有助于通过粘附力或其他力最小化表面之间的相互作用。

62、基于所述核心层组合物的总重量,所述防结块剂可以以50ppm至5000ppm的量存在于所述核心层组合物中,优选为100ppm至4000ppm,更优选为300ppm至3000ppm。

63、优选地,所述防结块剂包含选自无机化合物的化合物,例如滑石、高岭土、方石英、天然二氧化硅和合成二氧化硅、硅藻土、云母、碳酸钙、硫酸钙、碳酸镁、硫酸镁和长石及其组合。

64、在所述组合物的制备过程中,可以将所述光滑剂和任选的防结块剂添加到所述核心层组合物中,或者它们可已经包含在用于制备所述核心层的任何聚合物中。

65、所述光滑剂和任选的防结块剂可以作为纯化合物或作为包括一种或多种这些试剂的组合物(例如市售的)添加,例如polybatch fsu-105-e或polybatch ce505e(由a.schulman提供)。

66、所述核心层组合物可以包含如下进一步描述的其它添加剂

67、内层i

68、所述内层i(其为密封膜的密封层)是所述膜的外部层(external layer),并且它由含有组分的内层组合物制成,这些组分特别有助于热和密封性能。

69、组分ai

70、所述内层i由包含组分ai的内层组合物制成,或者由由组分ai组成的内层组合物制成,该组分为线性低密度乙烯聚合物(lldpe),其具有根据iso1183测定为910kg/m3至925kg/m3的密度,以及根据iso 1133测定为0.5g/10min至2.0g/10min的mfr2。

71、lldpes为本领域众所周知,并且在使用催化剂的聚合工艺中生产。

72、在一个实施方式中,组分ai的lldpe为乙烯共聚物,优选为多峰乙烯共聚物,其具有910kg/m3至925kg/m3的密度和0.5g/10min至2.0g/10min的mfr2。

73、优选地,所述乙烯共聚物具有13至30的mfr21/mfr2之比和/或6或更小的mwd。

74、优选地,所述乙烯共聚物包含乙烯与一种或多种共聚单体的多峰聚合物,或由乙烯与一种或多种共聚单体的多峰聚合物组成,所述共聚单体选自具有4至10个碳原子的α-烯烃,所述多峰聚合物具有13至30的mfr21/mfr2之比以及6或更小的mwd。

75、例如,在wo 2016/083208中公开了这种多峰乙烯共聚物。

76、所述多峰乙烯共聚物优选具有0.6g/10min至2.0g/10min的mfr2,并且尤其优选为1.2g/10min至1.8g/10min。

77、优选地,所述多峰乙烯共聚物具有910kg/m3至925kg/m3的密度,更优选为913kg/m3至922kg/m3,并且特别优选为916kg/m3至920kg/m3。

78、所述多峰乙烯共聚物优选具有13至30的mfr21/mfr2之比,更优选为15至25。

79、所述多峰乙烯共聚物优选具有6或更小且通常大于1的mwd,更优选为3至5。

80、所述多峰乙烯共聚物的具有4至10个碳原子的α-烯烃共聚单体优选为1-丁烯和/或1-己烯。

81、优选地,所述多峰乙烯共聚物中存在的共聚单体的总量为0.5mol%至10mol%,优选为1mol%至8mol%,更优选为1mol%至5mol%,还更优选为1.5mol%至5.0mol%,并且最优选为2.5mol%至4mol%。

82、在一个优选的实施方式中,所述多峰乙烯共聚物为双峰共聚物,即它含有低分子量和高分子量组分,并且具有1.2g/10min至1.8g/10min的mfr2,和/或3.0g/10min至5.0g/10min的mfr5,和/或20g/10min至40g/10min的mfr21,和/或916kg/m3至920kg/m3的密度,和/或3至5的分子量分布(mwd),和/或15kg/mol至25kg/mol的mn,和/或80kg/mol至115kg/mol的mw,和/或15至25的mfr21/mfr2之比(frr21/2),和/或6至9的mfr21/mfr5之比(frr21/5)。

83、在一个进一步优选的实施方式中,组分ai的乙烯共聚物包含乙烯三元共聚物,或由乙烯三元共聚物组成,更优选为多峰乙烯三元共聚物(ii)。

84、优选地,所述多峰乙烯三元共聚物(ii)为具有910kg/m3至925kg/m3的密度和0.5g/10min至2.0g/10min的mfr2的乙烯三元共聚物。

85、所述多峰乙烯三元共聚物(ii)优选包含乙烯与至少两种不同共聚单体的多峰聚合物,或由乙烯与至少两种不同共聚单体的多峰聚合物组成,所述共聚单体选自具有4至10个碳原子的α-烯烃,所述多峰聚合物具有13至30的mfr21/mfr2之比以及5或更小的mwd。

86、例如,在wo 2016/083208中公开了这种多峰乙烯三元共聚物。就这些乙烯三元共聚物的定义(例如聚合物的“峰态”)和生产方法而言,参见wo 2016/083208。此外,在wo2016/083208中所述的密度在910kg/m3至925kg/m3范围内的这种乙烯三元共聚物的所有实施方式和优选实施方式,也是本公开中多峰乙烯三元共聚物(ii)的优选实施方式,无论是否在本文明确描述。

87、所述多峰乙烯三元共聚物(ii)优选具有0.6g/10min至2.0g/10min的mfr2,特别优选为1.2g/10min至1.8g/10min。

88、优选地,所述多峰乙烯三元共聚物(ii)具有910kg/m3至925kg/m3的密度,更优选为913kg/m3至922kg/m3,并且特别优选为916kg/m3至920kg/m3。

89、所述多峰乙烯三元共聚物(ii)优选具有13至30的mfr21/mfr2之比,更优选为15至25。

90、所述多峰乙烯三元共聚物(ii)的至少两种具有4至10个碳原子的α-烯烃共聚单体优选为1-丁烯和1-己烯。

91、优选地,所述多峰乙烯三元共聚物(ii)中存在的共聚单体的总量为0.5mol%至10mol%,优选为1mol%至8mol%,甚至更优选为1mol%至5mol%,还优选为1.5mol%至5mol%,并且最优选为2.5mol%至4mol%。

92、所述多峰乙烯三元共聚物(ii)优选为双峰三元共聚物,优选包含乙烯聚合物组分(a)和乙烯聚合物组分(b),或由乙烯聚合物组分(a)和乙烯聚合物组分(b)组成,其中,所述乙烯聚合物组分(a)具有比乙烯聚合物组分(b)更高的mfr2。

93、优选地,所述乙烯聚合物组分(a)具有1g/10min至50g/10min的mfr2,更优选为1g/10min至40g/10min,甚至更优选为1g/10min至30g/10min,还更优选为2g/10min至20g/10min,还更优选为2g/10min至15g/10min,并且更优选为2g/10min至10g/10min。

94、乙烯聚合物组分(a)的mfr2与乙烯聚合物组分(b)的mfr2之比为2至50,优选为5至40,更优选为10至30,甚至更优选为10至25,并且最优选为11至25。

95、优选地,所述乙烯聚合物组分(a)包含与所述乙烯聚合物组分(b)不同的共聚单体。

96、优选地,所述乙烯聚合物组分(a)具有比乙烯聚合物组分(b)更低的共聚单体量(mol%),更优选地,[存在于乙烯聚合物组分(a)中的具有4至10个碳原子的α-烯烃共聚单体的量(mol%)]与[最终多峰乙烯三元共聚物的具有4至10个碳原子的至少两种α-烯烃共聚单体的量(mol%)]的比值为0.10至0.60,优选为0.15至0.50。

97、优选地,所述乙烯聚合物组分(a)的具有4至10个碳原子的α-烯烃共聚单体为1-丁烯,所述乙烯聚合物组分(b)的具有4至10个碳原子的α-烯烃共聚单体为1-己烯。

98、优选地,所述乙烯聚合物组分(a)具有与乙烯聚合物组分(b)的密度不同(优选更高)的密度。

99、所述乙烯聚合物组分(a)的密度优选为925kg/m3至950kg/m3,更优选为930kg/m3至945kg/m3。

100、优选地,基于所述多峰乙烯三元共聚物(ii)的总量(100wt.%),所述多峰乙烯三元共聚物(ii)包含含量为30wt.%至70wt.%的乙烯聚合物组分(a),更优选为40wt.%至60wt.%,甚至更优选为35wt.%至50wt.%,还更优选为40wt.%至50wt.%;并且包含含量为70wt.%至30wt.%的乙烯聚合物组分(b),更优选为60wt.%至40wt.%,甚至更优选为50wt.%至65wt.%,还更优选为50wt.%至60wt.%。

101、最优选地,所述多峰乙烯三元共聚物(ii)由作为唯一聚合物组分的乙烯聚合物组分(a)和(b)组成。相应地,所述乙烯聚合物组分(a)与乙烯聚合物组分(b)之间的份额为(30-70):(70-30),优选为(40-60):(60-40),更优选为(35-50):(65-50),还更优选为(40-50):(50-60)。

102、在一个特别优选的实施方式中,所述多峰乙烯三元共聚物(ii)为双峰三元共聚物,即包含低分子量和高分子量组分,并且具有1.2g/10min至1.8g/10min的mfr2,和/或3.0g/10min至5.0g/10min的mfr5,和/或20g/10min至40g/10min的mfr21,和/或916kg/m3至920kg/m3的密度,和/或3.0至5.0的分子量分布(mwd),和/或15kg/mol至25kg/mol的mn,和/或80kg/mol至115kg/mol的mw,和/或15至25的mfr21/mfr2之比(frr21/2),和/或6至9的mfr21/mfr5之比(frr21/5)。

103、优选的多峰乙烯三元共聚物(ii)也是如市购自borealis或borouge的anteotm,其具有本文所要求的性能,特别是anteotm fk1828或anteotm fk1820。

104、优选地,基于所述内层组合物的总重量,在所述内层组合物中,所述组分ai以10wt.%至70wt.%的量存在,更优选为20wt.%至60wt.%,并且最优选为30wt.%至50wt.%。

105、除了所述组分ai外,所述内层组合物可以包含与组分ai不同的其它组分。

106、组分bi

107、所述内层组合物还可以包含组分bi。优选地,所述组分bi为基于乙烯的塑性体。已经发现,在所述内层(密封)层中塑性体的存在会改变密封层的柔软度并能够降低密封温度。

108、优选地,组分bi的塑性体为乙烯与c3至c10α-烯烃的共聚物,优选为乙烯与1-丁烯、1-己烯或1-辛烯的共聚物,并且最优选为乙烯与1-辛烯的共聚物。基于所述塑性体的总重量,在所述塑性体中所述共聚单体(例如1-辛烯)的含量可为5.0wt.%至40.0wt.%,例如15.0wt.%至30.0wt.%。

109、优选地,所述塑性体具有根据iso 1133测定为0.1g/10min至5.0g/10min的mfr2,优选为0.5g/10min至3.0g/10min,并且最优选为0.5g/10min至2.0g/10min。

110、优选地,所述塑性体具有根据iso 1183测定为860kg/m3至915kg/m3的密度,更优选为880kg/m3至912kg/m3,并且最优选为890kg/m3至910kg/m3。

111、优选地,所述塑性体具有低于4的分子质量分布mw/mn,例如3.8或更低,但是至少为1.5。优选地,所述分子质量分布mw/mn在3.5和1.8之间。

112、作为组分bi的基于乙烯的塑性体,可以使用具有上述定义性能的乙烯与丙烯或乙烯与1-丁烯、1-己烯或1-辛烯的任何共聚物,这些共聚物是市售的,例如,来自borealis以queo(例如queo 0201fx)为商品名,来自dow化学公司(美国)以engage或affinity为商品名,或来自mitsui化学以tafmer为商品名。

113、另外,基于乙烯的塑性体可以通过已知的工艺,在一个阶段或两个阶段聚合工艺中制备,该聚合工艺包括溶液聚合、浆料聚合、气相聚合或由此产生的组合,在合适的催化剂(例如氧化钒催化剂或单位点催化剂,如茂金属或限定几何构型催化剂)存在下进行,这些催化剂为本领域技术人员已知。

114、优选地,所述基于乙烯的塑性体通过一个阶段或两个阶段的溶液聚合工艺制备,特别是通过在高于100℃的温度下的高温溶液聚合工艺制备。

115、该工艺本质上是基于将单体和合适的共聚单体聚合在液态烃类溶剂中,所得的聚合物可溶于该溶剂。所述聚合在高于聚合物熔点的温度下进行,其结果是得到聚合物溶液。将该溶液进行闪蒸以将聚合物与未反应的单体和溶剂分离。然后,在此工艺中回收并循环使用溶剂。

116、优选地,所述溶液聚合工艺为高温溶液聚合工艺,采用高于100℃的聚合温度。优选地,所述聚合温度为至少110℃,更优选为至少150℃。所述聚合温度可以为至多250℃。

117、这种溶液聚合工艺中的压力优选在10bar至100bar的范围内,优选在15bar至100bar的范围内,并且更优选在20bar至100bar的范围内。所用的液态烃类溶剂优选为c5-c12烃类,该烃类可以未被取代或被c1-c4烷基取代,例如戊烷、甲基戊烷、己烷、庚烷、辛烷、环己烷、甲基环己烷和氢化石脑油。更优选使用未取代的c6-c10烃类溶剂。

118、本发明的塑性体理想地使用茂金属型催化剂形成。

119、适用于根据本发明工艺的已知溶液技术是borceedtm技术。

120、优选地,基于所述内层组合物的总重量,在所述内层组合物中,所述组分bi以40wt.%至80wt.%的量存在,更优选为50wt.%至70wt%。

121、添加剂

122、所述内层组合物可以包含光滑剂和/或防结块剂。对于所述添加剂的化合物、含量和其它特征,参见所述核心层组合物的添加剂的相应描述。关于所述核心层组合物的添加剂的实施方式也是所述内层组合物的实施方式。

123、在一个实施方式中,所述内层组合物包含50ppm至5000ppm的量的光滑剂和/或50ppm至5000ppm的量的防结块剂,每种基于所述内层组合物的总重量。

124、在另一个实施方式中,所述内层组合物包含20wt.%至60wt.%,优选30wt.%至50wt.%的组分ai、和任选40wt.%至80wt.%,优选50wt.%至70wt.%的组分bi;以及优选100ppm至3000ppm的光滑剂和200ppm至4000ppm的防结块剂,每种基于所述内层组合物的总重量。

125、外层o

126、所述外层o为膜的外部层(external layer),并且它包含特别有助于所述膜的耐热性和光学性能的组分。所述外层o优选为用于层压到基底上的层。

127、所述外层o由外层组合物制成,该外层组合物可以包含一种或多种组分。

128、优选地,所述外层组合物不同于所述内层组合物。

129、组分ao

130、优选地,所述外层组合物包含组分ao。优选地,所述组分ao为线性低密度乙烯聚合物(lldpe),其具有根据iso1183测定为910kg/m3至925kg/m3的密度,和根据iso 1133测定为0.5g/10min至2.0g/10min的mfr2。

131、所述组分ao优选为lldpe,如所述内层组合物的组分ai所述。

132、对于组分ai描述的所有实施方式均是组分ao的实施方式。所述组分ao可以独立地选自这些实施方式中的任何一个,并且所选的实施方式对于ao和ai可以相同或不同。

133、优选地,基于所述外层组合物的总重量,在所述外层组合物中,所述组分ao以70wt.%至95wt.%的量存在,优选为80wt.%至95wt.%。

134、组分bo

135、优选地,所述外层组合物还包含组分bo。优选地,所述组分bo为低密度乙烯聚合物(ldpe)。

136、ldpe在本领域是众所周知的并且在高压工艺中生产,通常在管式反应器或高压釜中进行。例如,在wo 2017/055174第9页第29行至第12页第6行中描述了ldpe及其生产,参考该文献。

137、优选地,所述ldpe具有根据iso 1183测定为910kg/m3至930kg/m3的密度,更优选918kg/m3至928kg/m3,并且最优选为920kg/m3至925kg/m3。

138、优选地,所述ldpe具有根据iso 1133测定为0.1g/10min至2.5g/10min的mfr2,更优选为0.25g/10min至2.3g/10min。在一个实施方式中,所述ldpe具有0.5g/10min至1g/10min的mfr2;在另一个实施方式中,所述ldpe具有1.5g/10min至2.5g/10min的mfr2。

139、优选地,所述组分bo为低密度乙烯聚合物(ldpe),其具有910kg/m3至930kg/m3的密度和0.1g/10min至2.5g/10min的mfr2,更优选地,918kg/m3至928kg/m3的密度和0.25g/10min至2.3g/10min的mfr2。

140、在一个优选的实施方式中,组分bo的ldpe具有1.6至2.40的mfr2,和/或920kg/m3至925kg/m3的密度,和/或5.5至9的mwd,和/或12kg/mol至18kg/mol的mn,和/或80kg/mol至130kg/mol的mw。

141、在另一个优选的实施方式中,组分bo的ldpe具有0.5至1.0的mfr2,和/或920kg/m3至925kg/m3的密度,和/或5至8的mwd,和/或12kg/mol至18kg/mol的mn,和/或85kg/mol至130kg/mol的mw。

142、采用gpc粘度法测量了ldpe的所有分子量参数,如下进一步详细描述。

143、作为ldpe,可采用由borealis生产的树脂ft5230或ft5236。或者,可以采用由borealis生产的树脂ft6230或ft6236。

144、优选地,基于所述外层组合物的总重量,在所述外层组合物中,组分bo以5wt.%至20wt.%的量存在,更优选为5wt.%至15wt.%。

145、如果组分ao和bo都存在于所述外层组合物中,则ao:bo的重量比优选为95:5至80:20

146、聚乙烯密封膜

147、结构

148、根据本发明的聚乙烯密封膜包含若干层,或由若干层组成,并且至少内层i、外层o和核心层c,其中所述核心层位于所述内层i和外层o之间。

149、在一个实施方式中,所述膜由内层i、外层o和核心层c组成。在另一个实施方式中,所述膜包含一个或多个其它的中间(或亚表,sub-skin)层x。

150、在一个特定的实施方式中,所述膜还包含在核心层c于内层i之间、核心层c与外层o之间的一个或多个中间层x,例如在五层膜结构o/x1/c/x2/i中。优选地,根据本发明的膜包含至多五层。

151、如果存在,所述中间层x优选包含与其相邻层组合物相似的组分,或者由与其相邻层组合物相似的组分组成,因此该组分可以是核心层c的组合物,或者是相邻内层i或相邻外层o的组合物中的一种。

152、优选地,所述聚乙烯密封膜具有40μm至80μm的厚度,更优选地为45μm至75μm,并且最优选为50μm至70μm。

153、在所述聚乙烯密封膜中,所述核心层c优选具有总膜厚度的40%至80%,更优选45%至75%,并且最优选50%至70%的厚度。

154、所述内层i和/或外层o优选每个具有总膜厚度的5%至30%,优选10%至30%,并且最优选15%至25%的厚度。在五层膜结构o/x1/c/x2/i中,所述内层i和/或外层o优选每个具有总膜厚度的5%至20%,更优选7.5%至15%的厚度。

155、术语“聚乙烯(密封)膜”是指包含至少一种类型的乙烯聚合物,或由至少一种类型的乙烯聚合物组成的膜,所述乙烯聚合物可以是乙烯的均聚物或共聚物。优选地,基于所述聚乙烯膜的总重量,所述聚烯烃膜包含至少90wt%,优选至少95wt.%,并且最优选至少98wt.%的乙烯聚合物。优选地,基于聚乙烯膜的总重量,聚乙烯膜包含90wt.%至100wt.%,更优选95wt.%至100wt.%,并且最优选98wt.%至100wt.%的乙烯聚合物。最优选地,所述聚乙烯膜仅由一种或多种乙烯聚合物组成。优选地,乙烯聚合物包括乙烯均聚物和/或乙烯与丙烯和/或任何具有4至10个碳原子的α-烯烃的共聚物,或由乙烯均聚物和/或乙烯与丙烯和/或任何具有4至10个碳原子的α-烯烃的共聚物组成。优选地,所述聚乙烯膜不含有非聚烯烃聚合物,优选不含有非乙烯聚合物。聚乙烯膜的使用能够提供完全可回收和可持续的包装结构。

156、术语“密封膜”是指包含密封层的膜,所述密封层是促进与其它膜、层或制品结合的层。所述密封膜具有外层o、核心层c和内层i,以及任选的一个或多个亚表层,其中所述内层为密封层。

157、通常,聚乙烯膜可作为取向的或非取向的膜提供。取向膜是在其生产后被“拉伸”过的膜。取向膜通常在机器方向(md)和/或纵向(td)上被拉伸超过300%,优选500%及以上。在机器方向拉伸的膜通常被称为“mdo”膜。在两个方向拉伸的膜被称为“双轴取向的聚乙烯”(“bope”)膜。非取向膜是吹膜或铸膜,在所述膜生产期间,并未通过任何合适的手段(即随后的加热和/或使用滚轮)故意对其进行拉伸(优选地,超过200%)。

158、优选地,根据本发明的聚乙烯密封膜为非取向膜。

159、如在本公开的含义内所理解的,所述聚乙烯密封膜及其用于制备层的相应的层组合物还可以包含添加剂,例如稳定剂、加工助剂和/或颜料。这类添加剂的示例有抗氧化剂、uv稳定剂、酸清除剂、成核剂、防结块剂、光滑剂等以及聚合物加工剂(ppa)。所述添加剂可以以相同或不同的含量存在于所述聚乙烯膜的某些层或仅存在某一层中。所述密封件的核心层组合物和任选的内层组合物包含如上定义的光滑剂。它们也可以包含其它添加剂。

160、通常,基于用于制备所述膜的各层的相应层组合物的总重量,每种添加剂可以以0ppm至5000ppm的量存在。所述添加剂通常可从一些供应商处获得,并作为单一添加剂或两种或多种添加剂的混合物包含在组合物中。基于用于制备所述膜的各层的相应的层组合物的重量,该组合物在所述层组合物中通常可以0wt.%至5wt.%的量存在。

161、通常,除非另有说明,在本公开的含义范围内,百分比(%)应理解为重量百分比(wt.%)。

162、性能

163、根据本发明的膜具有优良的摩擦系数(cof)。所述摩擦系数对于保持良好的包装性能(在ffs机器上)非常重要,特别是对于高速包装。

164、优选地,所述膜在7天后具有至多0.30的动摩擦系数,更优选至多0.20。优选地,所述膜在7天后具有0.05至0.30的动摩擦系数。

165、优选地,所述膜在1天后具有至多0.30的动摩擦系数,更优选至多0.20。优选地,所述膜在1天后具有0.05至0.30的动摩擦系数。优选地,所述动摩擦系数在7天后变化不超过15%。

166、所述动摩擦系数(cof)根据astm d1894测定。

167、根据本发明的膜具有改善的密封起始温度(sit)。

168、优选地,所述膜具有小于95℃的密封起始温度(5n),更优选小于90℃。同样优选地,所述膜具有大于70℃的密封起始温度(5n),更优选大于75℃。所述密封起始温度(sit)根据astm f 2029和astm f 88测定,优选在所述膜的密封层处。

169、制备

170、根据本发明的聚乙烯密封膜通常通过常规工艺制备,其中所述膜的层被共挤出。

171、在所述膜的任何层中的不同聚合物组分通常在层形成之前充分混合,例如使用双螺杆挤出机,优选为反向旋转挤出机或同向旋转挤出机。然后,混合物转化为共挤出膜。

172、通常,根据本发明的密封膜可以通过吹膜或铸膜工艺生产,优选通过吹膜工艺生产。

173、为了制造这样的密封膜,例如,至少有两股聚合物熔体流同时通过多通道管状、环状或圆形模具挤出(即共挤出)以形成管状物,该管状物进行吹胀、胀大和/或使用空气(或气体的组合)冷却以形成膜。吹膜的制造是一种众所周知的工艺。

174、所述吹膜(共)挤出可在150℃至230℃,更优选160℃至225℃的温度范围下进行,并通过在10℃至40℃,更优选12℃至16℃的温度下吹气(一般为空气)进行冷却,以提供0.5至4倍,更优选1至2倍于模具直径的霜线高度。

175、吹胀比(bur)一般应在1.5至3.5的范围内,优选为2.0至3.0,更优选为2.1至2.8。

176、层压材料&制品

177、本发明还涉及一种包含根据本发明的聚烯烃密封膜的层压聚乙烯膜。所述层压聚乙烯膜为以上的术语“聚乙烯(密封)膜”所定义的聚乙烯膜。

178、通过将根据本发明的密封膜层压到另一种膜(例如基底膜)上可以获得层压聚乙烯膜。这可以在使用常规层压方法(例如粘结剂层压,包括使用任何常规市售粘合剂的溶剂型和无溶剂型粘结剂层压)的任何常规层压装置中进行。层压可以在没有任何粘结剂的情况下进行,如具有或不具有熔融网的夹层层压,其可以被压在基底之间。该熔融网可以是任何基于聚乙烯的常规熔融网材料,例如ldpe。层压还可以通过挤出涂覆技术进行。所有这些层压方法在本领域是众所周知的,并在文献中有所描述。

179、在一个实施方式中,所述密封膜(优选通过其外层o)被层压至基底膜,因此,所述层压的聚乙烯膜包含根据本发明的密封膜和基底膜以及任选的粘合层,或优选由根据本发明的密封膜和基底膜以及任选的粘合层组成。

180、术语“基底膜”是指用于为另一膜提供物理稳定性(例如刚度)的膜,例如,如果层压到该膜上,如密封膜。所述基底膜可以通过如上所述的用于所述密封膜的吹膜或铸膜工艺来生产。所述基底膜可以为取向的或非取向的膜,膜的取向如上所定义。优选地,所述基底膜为取向膜,优选为单轴取向膜,例如机器方向取向(mdo)膜。

181、优选地,所述基底膜也为如上术语“聚乙烯(密封)膜”所定义的聚乙烯膜。具有高含量聚乙烯的层压聚乙烯膜的使用能够提供完全可回收和可持续的包装结构。

182、优选地,所述层压聚乙烯膜具有70μm至100μm的厚度,并且更优选为80μm至90μm。

183、优选地,所述层压聚乙烯膜在4天后具有至多0.30的动摩擦系数。优选地,所述膜在4天后具有0.05至0.30的动摩擦系数。所述动摩擦系数(cof)根据astm d1894测定,并且可以在膜的外层或内层上测量,优选地,在所述膜的内层上测量。

184、本发明还涉及一种包含根据本发明的聚乙烯密封膜和/或根据本发明的层压聚乙烯膜的制品。优选的制品为包装制品,例如文件袋(pouch)(如自立袋)、大袋(sack)、袋子(bag)、小袋(sachet)或拉米管(lamitube)等。

185、用途

186、本发明还涉及根据本发明的聚乙烯密封膜和/或根据本发明的层压聚乙烯膜用于制品包装的用途。特别地,它们可用于成型、填充和密封包装技术中,或用于文件袋(如自立袋)、大袋、袋子、小袋或拉米管的形成。

187、本文描述的本发明实施方式中的任何一个都可以与这些实施方式中的一个或多个相结合。特别地,对于本发明的密封膜所描述的任何实施方式适用于层压膜、制品以及适用于所述密封膜或层压膜的用途。

188、在下文中,将通过实施例进一步说明本发明。

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