СОСТАВЫ НА ОСНОВЕ ПОЛИОЛЕФИНА, КЛЕЙКИЕ ВЕЩЕСТВА И ПОЛУЧАЕМЫЕ МНОГОСЛОЙНЫЕ СТРУКТУРЫ
POLYOLEFIN-BASED FORMULATIONS, ADHESIVES AND RESULTING MULTILAYER STRUCTURES

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Данная заявка на патент подается в соответствии с договором о патентной кооперации, которая испрашивает преимущество и приоритет согласно предварительной заявки на патент США № 62/053947, поданной 23 сентября 2014 г., содержание которой полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
В основном настоящее изобретение изобретения относится к области химии. В частности, настоящее изобретение относится к составам на основе полиолефина, применяемым в качестве клейких веществ или составов клейкого вещества клеевой прослойки для многослойных структур. В частности, составы применяются в качестве клейких веществ для приклейки металлического слоя к разным основаниям.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Клейкие вещества клеевой прослойки применяются для приклейки металлических слоев к различным основаниям ламинированных материалов и многослойным конструкциям с покрытием, наносимым методом экструзии. Клейкие вещества клеевой прослойки используются в процессе ламинирования, экструзии (или соэкструзии), изготовлении листов способом экструзии, нанесении покрытия экструзией, литья под давлением, выдувного формования, формования листовых термопластов и других процессах.
Традиционно, конструкционные материалы в сфере транспортировки, строительства, хранения и других отраслях изготавливаются из алюминия, стали, армированных стекловолокном материалов или дерева. Панели из данных материалов применяются для изготовления полуприцепов, кузовов и переносных контейнеров для хранения. Тем не менее, производство полностью металлических изделий требует больших затрат и они обладают большой массой. Кроме того, изделия из стекловолокна и дерева могут раскалываться или растрескиваться.
Для снижения затрат, веса и придания гибкости все цельнометаллические, стекловолоконные и деревянные изделия заменяли композитными материалами. Следует отметить, что композитные системы обладают гибкостью, сочетающей в себе преимущества различных материалов на внешнем/облицовочном слое и сердцевинном/подложечном слое, позволяя создавать изделия с оптимальной стоимостью и свойствами. Например, внешние/облицовочные материалы могут содержать акрилонитрил-бутадиен-стирол, армированные стекловолокном пластмассы, металлы, такие как алюминий и нержавеющая сталь, а также другие полимерные продукты, в то время как сердцевинные/подложечные материалы могут изготавливаться из алюминия, бумаги, поликарбонатов, полиолефинов и пенополистирола.
В строительной промышленности можно найти и другие примеры применения клейкого вещества для приклейки металлического слоя к разным основаниям. Примерами являются: (а) лента с приклеенными гвоздями для зарядки гвоздезабивочного пистолета, где гвозди, приклеены к ленте клеящим слоем, (б) провода и кабели, в которых проводящий металлический сердечник приклеивается к полиолефиновому слою и (в) многослойная труба с металлическим слоем, расположенным между примыкающими слоями на основе полиолефинов, в которой клеевая прослойка склеивает металлический слой с примыкающими слоями.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1
2
1
2
В общих вариантах осуществления, настоящее изобретение представляет собой состав на основе полиолефина, приготовленный из или содержащий: (А) первый состав полимера, приготовленный из или содержащий полиолефин, привитый на ненасыщенный мономер; (В) второй состав полимера, приготовленный из или содержащий полиэтилен; и (в) третий состав полимера приготовленный из или содержащий: (i) первый полиизобутилен и (ii) второй полиизобутилен. Первый полиизобутилен обладает средневязкостным молекулярным весом (VAMW), а второй полиизобутилен обладает средневязкостным молекулярным весом (VAMW), причем VAMW ≠ VAMW.
В некоторых вариантах осуществления, состав на основе полиолефинов дополнительно содержит состав присадок.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, клейкое вещество изготавливается из или содержит состав на основе полиолефинов.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, многослойная структура изготавливается из или содержит: (а) клейкое вещество клеевой прослойки, где клейкое вещество клеевой прослойки изготавливается из или содержит состав на основе полиолефина; и (b) металлический слой.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее более полно описываются некоторые иллюстративные варианты осуществления. Однако, иллюстративные варианты осуществления, приведенные в настоящем документе, могут иметь другой вид и формы, не ограничивающие конкретные варианты осуществления, изложенные в настоящем документе, скорее данные варианты осуществления предназначены для удовлетворения действующим правовым требованиям. Таким образом, специалистам в отрасли техники, к которой относится данное изобретение очевидно, что возможны различные модификации и изменения в пределах сущности и объема изобретения, охватываемых приводимой формулой изобретения. Предполагается включить все данные модификации и изменения в той мере, в какой они определяются прилагаемой формулой изобретения.
Следует отметить, что в данном описании и в прилагаемой формуле изобретения, формы единственного числа включают множественное число, если из контекста явно не следует иное.
Следует отметить, что в данном описании и в прилагаемой формуле изобретения термины "содержащий","имеющий" или "включающий" означают, что, по меньшей мере, названное соединение, элемент, материал, частица или стадия способа и т.д., присутствует в составе, изделии или способе, но не исключают присутствия других соединений, элементов, материалов, частиц или стадий способа и т.д., даже если другие соединения, элементы, вещества, частицы или стадии способа и т.д., имеют названую функцию, если в формуле изобретения не указано иное. Следует понимать, что упоминание одного или нескольких способов не исключает наличия дополнительных стадий способа до или после указанных комбинированных стадий или промежуточных стадий способа между конкретно определенными стадиями.
Кроме того, следует понимать, что буквенные обозначения стадий процесса или ингредиентов являются удобным средством обозначения отдельных операций или ингредиентов и указанные буквенные обозначения могут использоваться в любой последовательности, если не оговорено иное.
Для целей настоящего описания и последующей формулы изобретения, за исключением указаний на иное понимание, все цифры, выражающие концентрацию, количество, процент и т.д. следует понимать находящимися в "интервале от... до". Кроме того все диапазоны включают любую комбинацию максимальных и минимальных значений и любые промежуточные диапазоны, которые могут или не могут быть конкретно упорядочены.
Определения
В настоящем описании термин "состав присадки" относится к составу приготовленному из или содержащему, по меньшей мере, одну присадку.
В настоящем описании термины "клеящий слой" и "клеевая прослойка" означают слой или вещество, размещенное на одной или нескольких подложках, и содействующее приклеиванию данной подложки к другому слою. Предпочтительно, чтобы клеящие слои располагались между двумя слоями многослойной структуры, удерживая данные два слоя в заданном положении относительно друг друга и предотвращая нежелательное расслаивание.
2
В настоящем описании, термин "α-олефин" или "альфа-олефин" означает олефин формулы CH═CH—R, где R представляет собой линейный или разветвленный алкил, содержащий от 1 до 10 атомов углерода. Например, α-олефин выбирается из: пропилена, 1-бутена, 1-пентена, 1-гексена, 1-октена, 1-додецена и тому подобное.
В настоящем описании, термин "первый" относится к порядку, представления видовых признаков и не означает будущее представление "второго" видового признака. Например, "первый состав полимера" относится к первому, по меньшей мере, одному составу полимера. Термин не отражает приоритет, важность или значимость иным способом. Подобные используемые здесь термины включают в себя "второй," "третий", "четвертый", и др.
В настоящем описании, термин "привитой полиолефин" относится к полиолефину, привитому на ненасыщенный мономер. Ненасыщенный мономер представляет собой ненасыщенный полярный мономер. Ненасыщенный мономер содержит один или несколько атомов кислорода.
В настоящем описании термин "состав привитого полиолефина" относится к составу приготовленному из или содержащему, по меньшей мере, один привитой полиолефин.
В настоящем описании термин "гомополимер" соответствует своему обычному значению. В той степени, в которой гомополимер содержит один или несколько мономерных звеньев, введение любых дополнительных мономерных звеньев, по существу, не оказывает никакого влияния на первичный полимер, вторичную или третичную структуру или не оказывает влияния на физические или химические свойства полимера. Другими словами отсутствует измеримая разница между полимером, содержащим 100 вес.% первых мономерных звеньев, и сополимером, содержащим более одного мономерного звена.
В настоящем описании термин "интерполимерный комплекс" означает полимер, полученный полимеризацией, по меньшей мере, двух видов мономеров или сомономеров. Он включает в себя, не ограничиваясь, сополимеры (относящиеся к полимерам, полученным из двух различных видов мономеров или сомономеров, хотя он может использоваться и наравне с термином "интерполимерный комплекс" относящимся к полимерам, полученным из трех или нескольких видов мономеров или сомономерами), терполимеры (относящиеся к полимерам, полученным из трех различных видов мономеров или сомономеров), тетраполимеры (относящиеся к полимерам, полученным из четырех различных видов мономеров или сомономеров) и тому подобное.
2
2
2
2
В настоящем описании термины "мономер" и "сомономер" используются как синонимы. Термины означают любое вещество со способной к полимеризации составляющей, которое добавляется к реактор для получения полимера. В тех случаях, где полимер описан содержащим один или несколько мономеров, например, полимер, содержащий пропилен и этилен, то полимер безусловно содержит звенья, производные из мономеров, например, —CH—CH—, а не обособленный мономер, например, CH═CH.
В настоящем описании "полимерная упаковочная пленка" имеет особо важное значение и обсуждается подробно. Касательно многослойной структуры, в описании используется знак косой черты "/", указывающий, что компоненты слева и справа от косой черты находятся в разных слоях, кроме того индикация относительной позиции компонентов в слоях может также использовать косую черту для обозначения границ слоя.
В настоящем описании, термин "полимер" означает высокомолекулярное соединение, полученное полимеризацией мономеров одного и или разного вида. Термин "полимер" включает в себя гомополимеры, сополимеры, терполимеры, интерполимерные комплексы и так далее.
В настоящем описании термин "состав полимера" относится к составу приготовленному из или содержащему, по меньшей мере, один полимер.
В настоящем описании широко используется термин "полиолефин", который подразумевает под собой полимеры, например, полиэтилен, этилен альфа-олефиновые сополимеры (EAO), полипропилен, полибутен и сополимеры этилена, содержащие, по меньшей мере, 50 вес. % этилена, осуществившего полимеризацию с меньшим количеством сомономера, например, винилацетатом и другими полимерным смолами из ряда "олефинов".
Полиолефины получают с помощью различных технологических процессов, включая: периодические или непрерывные технологические процессы, использующие автономные, многостадийные или последовательные реакторы; процессы полимеризации на пастообразном катализаторе, в суспензии и псевдоожиженным слое с одним или несколькими катализаторами, включающими, например, гетерогенные и гомогенные системы и катализаторы Циглера, Филлипса, металлоценовые катализаторы, катализаторы с единым центром полимеризации на металле и катализаторы с ограниченной геометрией для производства полимеров с различными комбинациями свойств. Данные полимеры могут быть широко разветвленными или в основном линейными, а разветвление, дисперсность и средний молекулярный вес могут различаться в зависимости от параметров и технологических процессов для их производства, соответственно требуемым свойствам полимера.
В настоящем описании термин "комнатная температура" подразумевает под собой температуру около 25 градусов Цельсия.
В настоящем описании термин "термопластичный полимер” означает полимер, который размягчается при воздействии тепла и возвращается в свое первоначальное состояние при охлаждении до комнатной температуры.
Способы испытаний
Стандарт ASTM D 792 озаглавлен "Стандартный метод определения плотности и удельного веса (относительной плотности) пластиков по объему вытесненной жидкости". Используемый здесь термин "ASTM D 792" относится к стандартному методу испытания для определения удельного веса (относительной плотности) и плотности твердых пластиков в виде листов, прутков, труб или формованных изделий. Метод испытания включает определение массы образца твердого пластика в воздухе, определение кажущейся массы образца при погружении в жидкость и расчет удельного веса образца (относительной плотности). Данный метод испытания утвержден 15 июня 2008 года и опубликован июля 2008, содержание которого полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки. Стандарты ASTM, на которые имеются ссылки в настоящем документе, можно найти на сайте ASTM www.astm.org или обратиться за ними в отдел обслуживания клиентов ASTM по адресу service@astm.org.
Стандарт ASTM D 1238 озаглавлен "Стандартный метод определения скоростей истечения расплава термопластиков с помощью экструзионного пластометра". Используемый здесь термин "ASTM D 1238" относится к стандартному методу испытаний определения скоростей истечения расплава термопластиков с помощью экструзионного пластометра. В общем, данный метод испытания охватывает определение скорости экструзии расплавленных термопластических смол с помощью экструзионного пластометра. После специально выбранного времени предварительного нагрева смолу подвергают экструзии через фильер с определенной длиной и диаметром отверстия при заданной температуре, давлении и положении поршня в цилиндре. Данный метод испытания утвержден 1 февраля 2012 года и опубликован марте 2012, содержание которого полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки. Стандарты ASTM, на которые имеются ссылки в настоящем документе, можно найти на сайте ASTM www.astm.org или обратиться за ними в отдел обслуживания клиентов ASTM по адресу service@astm.org.
В настоящем описании и формуле изобретения все стандартные значения индекса текучести полиэтилена измерялись в соответствии с ASTM D 1238 при массе груза на поршне равной 2,16 кг и при температуре 190 градусов Цельсия. Индекс расплава при повышенном напряжении сдвига (или HLMI) измерялся в соответствии с ASTM D 1238, но при массе груза на поршне равной 21,6 кг и при температуре 190 градусов Цельсия.
В настоящем описании и формуле изобретения все стандартные значения индекса текучести полипропилена измерялись в соответствии с ASTM D 1238 при массе груза на поршне равной 2,16 кг и при температуре 230 градусов Цельсия.
Стандарт ASTM D 3167 озаглавлен "Стандартный метод испытания относительного сопротивления клеевого соединения на испытательной машине с плавающим роликом". Используемый здесь термин "ASTM D 3167" относится к методу испытания для определения относительного сопротивления клеевого соединения между одной жесткой подложкой и одной гибкой подложкой при определенных условиях подготовки и испытания. Данный метод испытания утвержден в 2010 году, содержание которого полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки. Стандарты ASTM, на которые имеются ссылки в настоящем документе, можно найти на сайте ASTM www.astm.org или обратиться за ними в отдел обслуживания клиентов ASTM по адресу service@astm.org.
Ненасыщенный мономер, введенный в состав (вес %): Концентрация ненасыщенных мономера, введенных в состав привитого полиолефина измеряется методом использования жидких реактивов (титрованием и т.д.) или способом инфракрасной спектроскопии на инфракрасном спектрометре с преобразованием Фурье (FTIR).
w
n
w
n
"Молекулярно-весовое распределение" или "(M/M)" измеряется способом гельпроникающей хроматографии. Молекулярно-весовое распределение (MWD) и соотношение M/M определяли с помощью системы гельпроникающей хроматографии (ГПХ) "Waters 150-C ALC", оснащенной набором колонок TSK (типа GMHXL-HT) и работающей при 135 градусах Цельсия с использованием растворителя 1,2- дихлорбензола (ODCB) (стабилизированного 0,1 по объему 2,6-ди-т-бутил-п-крезолом (BHT)) при расходе 1мл/мин. Образец растворяли в ODCB при непрерывном перемешивании в течении 1 часа и при температуре 140 градусов Цельсия. Раствор фильтровали через тефлоновую мембрану 0,45 мкм. Фильтрат (концентрат 0,08-1,2 г/л, объем впрыска 300 мкл) подвергается ГПХ. В качестве эталонных использовали монодисперсные фракции полистирола (предоставляемые полимерной лабораторией).
В общем варианте осуществления настоящего изобретения, состав на основе полиолефина изготавливается из или содержит:
(A) первый состав полимера, изготовленный из или содержащий полиолефин, привитый на ненасыщенный мономер;
(B) второй состав полимера, изготовленный из или содержащий полиэтилен; и
(C) третий состав полимера, изготовленный из или содержащий:
(i) первый полиизобутилен, и
(ii) второй полиизобутилен.
1
2
1
2
Первый полиизобутилен обладает средневязкостным молекулярным весом (VAMW), а второй полиизобутилен обладает средневязкостным молекулярным весом (VAMW), причем VAMW ≠ VAMW.
Первый состав полимера включает полиолефин, привитый на ненасыщенный мономер.
Первый состав полимера, изготовлен из или содержит полиолефин, привитый на ненасыщенный мономер.
В примере осуществления изобретения, первый состав полимера присутствует в количестве от 1 до 30 весовых процентов в расчете на общий вес состава на основе полиолефина. В другом примере осуществления изобретения, первый состав полимера присутствует в количестве от 5 до 15 весовых процентов. В некоторых примерах осуществления изобретения, первый состав полимера присутствует в количестве 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, или 15 весовых процентов в расчете на общий вес состава на основе полиолефина.
В некоторых вариантах осуществления, полиолефин, привитый на ненасыщенный мономер, получают в ходе реакции полиолефинов с ненасыщенными мономерами при повышенных температурах и в присутствии или без инициатора свободно-радикальной полимеризации, в условиях позволяющих осуществлять привитие звеньев ненасыщенного мономера на основную цепь макромолекулы полиолефина. Реакция привития осуществляется в атмосфере инертного газа, например азота.
Полиолефины включают в себя полиэтилены высокой плотности (HDPE), полиэтилены средней плотности (MDPE), полиэтилены низкой плотности (LDPE), линейные полиэтилены низкой плотности (LLDPE), полипропилены, этилен-пропиленовые сополимеры, ударопрочные полипропилены и т.п. и их смеси.
Ненасыщенные мономеры могут представлять собой этилен-ненасыщенные карбоновые кислоты и кислотные производные, в частности сложные эфиры, ангидриды, кислые соли и тому подобное. Примерами являются: акриловая кислота, метакриловая кислота, малеиновая кислота, фумаровая кислота, итаконовая кислота, цитраконовая кислота, малеиновый ангидрид, тетрагидрофталевый ангидрид, 5-нонборнен-2,3-ангидрид дикарбоновой кислоты, надикангидрид и т.п., а также их смеси. Прочие ненасыщенные мономеры описаны в патенте США № 6 385 777 и заявке на патент США № 2007/0054142, которые включены сюда посредством ссылки.
Используемые относительные количества полиолефина и ненасыщенного мономера могут варьироваться и зависят от таких факторов, как: природа полиолефина и ненасыщенного мономера; требуемые свойства клеевой прослойки; условий реакции; используемого оборудования и других факторов. Концентрация ненасыщенного мономера составляет от 0,1 до около 15 вес.%, в расчете на общий вес привитого полиолефина. В другом варианте осуществления, концентрация ненасыщенного мономера составляет от 0,5 до 6 весовых процентов. В некоторых вариантах осуществления она составляет от 1 до 3 весовых процентов.
Прививка ненасыщенного мономера (ов) на полиолефин осуществляется путем нагрева смеси ненасыщенного мономера (ов) и полиолефина. Привитой полиолефин можно получать путем смешивания в расплаве полиолефина с ненасыщенными мономера в шнековом экструдере/реакторе. Для осуществления стадии прививки допускается использование двухшнековых экструдеров фирмы "Coperion" марок ZSK-53, ZSK-83, ZSK-90 и ZSK-92. Допустимо использование инициатора свободно-радикальной полимеризации, например, органического пероксида.
В некоторых вариантах осуществления, полиолефин, привитый на ненасыщенный мономер, представляет собой полиэтилен, привитый на малеиновый ангидрид.
Второй состав полимера включает полиэтилен
Второй состав полимера, изготовлен из или содержит полиэтилен.
В примере осуществления изобретения, второй состав полимера присутствует в количестве от 50 до 80 весовых процентов в расчете на общий вес состава на основе полиолефина. В другом примере осуществления изобретения, второй состав полимера присутствует в количестве от 60 до 80 весовых процентов. В некоторых примерах осуществления изобретения, второй состав полимера присутствует в количестве 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, или 78 весовых процентов в расчете на общий вес состава на основе полиолефина.
3
10
Полиэтилен выбирается из группы, состоящей из гомополимеров этилена, сополимеров этилена, по меньшей мере, с одним C–C α-олефинов и т.п., и их смесей. В конкретном варианте осуществления, они включают в себя полиэтилены высокой плотности (HDPE), полиэтилены средней плотности (MDPE), полиэтилены низкой плотности (LDPE), линейные полиэтилены низкой плотности (LLDPE) и т.п., и их смеси. В некоторых вариантах осуществления, полиэтилен представляет собой HDPE.
В одном варианте осуществления, полиэтилен представляет собой HDPE, который обладает плотностью от 0,940 до 0,970 грамм на кубический сантиметр.
В некоторых вариантах осуществления, полиэтилен имеет показатель текучести расплава, составляющий от 0,01 до 150 грамм на 10 минут. В других вариантах осуществления, полиэтилен имеет показатель текучести расплава, составляющий от 1,0 до 20 грамм на 10 минут. В конкретных вариантах осуществления, полиэтилен может иметь показатель текучести расплава, составляющий от 10,0 до 15 грамм на 10 минут. В некоторых вариантах осуществления, полиэтилен может иметь показатель текучести расплава, составляющий 10, 11, 12, 13, 14 или 15 грамм на 10 минут.
Третий состав полимера включает полиизобутилен
1
2
1
2
Третий состав полимера изготовлен из или содержит (i) первый полиизобутилен и (ii) второй полиизобутилен. Первый полиизобутилен обладает средневязкостным молекулярным весом (VAMW), а второй полиизобутилен обладает средневязкостным молекулярным весом (VAMW), причем VAMW ≠ VAMW.
В примере осуществления изобретения, третий состав полимера присутствует в количестве от 10 до 40 весовых процентов в расчете на общий вес состава на основе полиолефина. В другом примере осуществления изобретения, третий состав полимера присутствует в количестве от 10 до 25 весовых процентов. В некоторых примерах осуществления изобретения, третий состав полимера присутствует в количестве 15, 16, 17, 18, 19, или 20 весовых процентов в расчете на общий вес состава на основе полиолефина.
В конкретном варианте осуществления, первый полиизобутилен и второй полиизобутилен присутствуют в соотношении от 25:75 до 75:25. В других вариантах осуществления, соотношение составляет от 40:60 до 60:40. В некоторых вариантах осуществления, соотношение составляет 50:50.
Примерами первого и второго полиизобутилена являются имеющийся в продаже полиизобутилен фирмы BASF с торговой маркой GLISSOPAL™ и с торговой маркой OPPANOL™ , а также фирмы ExxonMobil с торговой маркой VISTANEX™.
Примерами полиизобутиленов торговой марки GLISSOPAL™ являются:
• GLISSOPAL™ 1000 имеющий VAMW равный 1000 г/моль.
• GLISSOPAL™ 1300 имеющий VAMW равный 1300 г/моль.
• GLISSOPAL™ 2300 имеющий VAMW равный 2300 г/моль.
Примерами полиизобутиленов торговой марки OPPANOL™ являются:
4
• OPPANOL™ B 10 SFN имеющий VAMW равный 4.0 * 10 г/моль.
4
• OPPANOL™ B 11 SFN имеющий VAMW равный 4.9 * 10 г/моль.
4
• OPPANOL™ B 12 SFN имеющий VAMW равный 5.5 * 10 г/моль.
4
• OPPANOL™ B 13 SFN имеющий VAMW равный 6.5 * 10 г/моль.
4
• OPPANOL™ B 14 SFN имеющий VAMW равный 7.3 * 10 г/моль.
4
• OPPANOL™ B 15 SFN имеющий VAMW равный 8.5 * 10 г/моль.
5
• OPPANOL™ B 30 SF имеющий VAMW равный 2.0 * 10 г/моль.
5
• OPPANOL™ B 50 SF имеющий VAMW равный 4.0 * 10 г/моль.
5
• OPPANOL™ B 80 имеющий VAMW равный 8.0 * 10 г/моль.
6
• OPPANOL™ B 100 имеющий VAMW равный 1.11 * 10 г/моль.
6
• OPPANOL™ B 150 имеющий VAMW равный 2.6 * 10 г/моль.
6
• OPPANOL™ B 200 имеющий VAMW равный 4.0 * 10 г/моль.
Примерами полиизобутиленов торговой марки VISTANEX™ являются:
4
• VISTANEX™ LM-MS имеющий VAMW равный 4.5 * 10 г/моль.
5
• VISTANEX™ ММ L-80 имеющий VAMW равный 9.0 * 10 г/моль.
6
• VISTANEX™ ММ L-100 имеющий VAMW равный 1.25 * 10 г/моль.
6
• VISTANEX™ ММ L-120 имеющий VAMW равный 1.66 * 10 г/моль.
6
• VISTANEX™ ММ L-140 имеющий VAMW равный 2.12 * 10 г/моль.
1
2
1
2
4
5
5
6
4
5
5
6
В другом конкретном варианте осуществления, первый полиизобутилен обладает VAMW, который составляет от 3 * 10 до 1 * 10 грамм на моль, а второй полиизобутилен обладает VAMW , который составляет от 2 * 10 до 5 * 10 грамм на моль. Примеры первого полиизобутилен включают в себя: OPPANOL™ B 10 SFN, OPPANOL™ B 11 SFN, OPPANOL™ B 12 SFN, OPPANOL™ B 13 SFN, OPPANOL™ B 14 SFN, OPPANOL™ B 15 SFN и VISTANEX™ LM-МС. Примеры второго полиизобутилен включают в себя: OPPANOL™ B 30 SF, OPPANOL™ B 50 SF, OPPANOL™ B 80, OPPANOL™ B 100, OPPANOL™ B 150, OPPANOL™ B 200, VISTANEX™ MM L-80, VISTANEX™ MM L-100, VISTANEX™ MM L-120 и VISTANEX™ MM L-140. В некоторых вариантах осуществления, первый полиизобутилен обладает VAMW, который составляет от 6 * 10 до 1 * 10 грамм на моль, а второй полиизобутилен обладает VAMW , который составляет от 4 * 10 до 1 * 10 грамм на моль.
1
2
1
2
В другом конкретном варианте осуществления, первый полиизобутилен имеет VAMW, а второй полиизобутилен VAMW, причем (5 * VAMW) ≤ VAMW.
1
2
2
1
2
1
5
6
5
5
В другом конкретном варианте осуществления, первый полиизобутилен имеет VAMW, а второй полиизобутилен VAMW, причем |VAMW – VAMW| составляет от 3 * 10 до 1 * 10 грамм на моль. В некоторых вариантах осуществления, |VAMW – VAMW| составляет от 5 * 10 до 9 * 10 г/моль.
Состав присадок
В одном варианте осуществления, состав присадок присутствует в количестве от 0 до 5 весовых процентов в расчете на общий вес состава на основе полиолефина. В других вариантах осуществления, состав присадок присутствует в количестве 1, 2, 3, 4 или 5 весовых процентов в расчете на общий вес состава на основе полиолефина.
Примерами присадок являются: красители, отдушки, дезодоранты, пластификаторы, модификаторы ударопрочности, зародышеобразующие присадки, смазывающие вещества, поверхностно-активные вещества, смачивающие агенты, антипирены, стабилизаторы ультрафиолетового излучения, антиоксиданты, биоциды, деактиваторы металлов, загустители, термостабилизаторы, противопенные добавки, аппретуры, вещества, улучшающие совместимость полимерных смесей, порообразующие вещества, эмульгаторы, сшивающие реагенты, парафины, взвеси, активаторы течения и другие вещества, добавляемые для повышения технологичности или конечных свойства полимерных компонентов.
В некоторых вариантах осуществления, состав на основе полиолефина изготовлен из или содержит:
(A) от 1 до 30 весовых процентов первого состава полимера, изготовленного из или содержащего полиолефин, привитый на ненасыщенный мономер, в расчете на общий вес состава на основе полиолефина;
(B) от 50 до 80 весовых процентов второго состава полимера, изготовленного из или содержащего полиэтилен в расчете на общий вес состава на основе полиолефина;
(C) от 10 до 40 весовых процентов третьего состава полимера, в расчете на общий вес состава на основе полиолефина, изготовленного из или содержащего:
1
(i) первый полиизобутилен, обладающий средневязкостным молекулярным весом (VAMW); и
2
(ii) второй полиизобутилен, обладающий средневязкостным молекулярным весом (VAMW),
1
2
где VAMW ≠ VAMW; и
(D) от 0 до 5 весовых процентов состава присадок, в расчете на общий вес состава на основе полиолефина.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, состав на основе полиолефина, после приклейки к металлическому слою, имеет относительное сопротивление клеевого соединения на испытательной машине с плавающим роликом (ASTM D 3167), составляющее от 60 фунтов на погонный дюйм до 70 фунтов на погонный дюйм после суточной выдержки при комнатной температуре; в альтернативном варианте, составляющее от 40 фунтов на погонный дюйм до 50 фунтов на погонный дюйм после 8 часов выдержки в кипящей воде; в альтернативном варианте, составляющее от 35 фунтов на погонный дюйм до 45 фунтов на погонный дюйм после 8 часов выдержки в кипящей воде; в альтернативном варианте, составляющее от 45 фунтов на погонный дюйм до 60 фунтов на погонный дюйм, после выдержки 21 день в воде при комнатной температуре; и в альтернативном варианте, составляющее от 50 фунтов на погонный дюйм до 70 фунтов на погонный дюйм, после после выдержки 21 день в воде при комнатной температуре. Металлический слой выполняется из алюминия, стали, нержавеющей стали, меди, их комбинаций и подобных металлов. Слои металла могут иметь эпоксидное покрытие или модифицироваться хромом.
В некоторых вариантах осуществления, состав на основе полиолефина, приклеенный к алюминию с эпоксидным покрытием, имеет относительное сопротивление клеевого соединения на испытательной машине с плавающим роликом (ASTM D3167), составляющее от 60 фунтов на погонный дюйм до 70 фунтов на погонный дюйм после суточной выдержки при комнатной температуре.
В некоторых вариантах осуществления, состав на основе полиолефина, приклеенный к алюминию с эпоксидным покрытием, имеет относительное сопротивление клеевого соединения на испытательной машине с плавающим роликом (ASTM D3167), составляющее от 35 фунтов на погонный дюйм до 45 фунтов на погонный дюйм после 8 часов выдержки в кипящей воде.
В некоторых вариантах осуществления, состав на основе полиолефина, приклеенный к алюминию с эпоксидным покрытием, имеет относительное сопротивление клеевого соединения на испытательной машине с плавающим роликом (ASTM D 3167), составляющее от 45 фунтов на погонный дюйм до 60 фунтов на погонный дюйм после выдержки 21 день в воде при комнатной температуре.
В некоторых вариантах осуществления, состав на основе полиолефина, приклеенный к алюминию модифицированному хромом, имеет относительное сопротивление клеевого соединения на испытательной машине с плавающим роликом (ASTM D3167), составляющее от 40 фунтов на погонный дюйм до 50 фунтов на погонный дюйм после 8 часов выдержки в кипящей воде.
В некоторых вариантах осуществления, состав на основе полиолефина, приклеенный к алюминию модифицированному хромом, имеет относительное сопротивление клеевого соединения на испытательной машине с плавающим роликом (ASTM D 3167), составляющее от 50 фунтов на погонный дюйм до 70 фунтов на погонный дюйм после выдержки 21 день в воде при комнатной температуре.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, клейкое вещество изготавливается из или содержит состав на основе полиолефинов.
Состав клейкого вещества представлять собой: термоклей, клей наносимый под давлением, клей на основе растворителя и т.д. Примерами являются клеевая прослойка и клеящий состав для слоистого материала.
Клейкие вещества применяются в виде клеевой прослойки при производстве многослойных структур. Многослойные структуры имеют, по меньшей мере, два слоя в дополнение к слою клейкого вещества, которое склеивает другие слои друг с другом. Клейкое вещество клеевой прослойки применяется для структур, имеющих пять, семь, девять или более слоев. Для получения многослойной структуры используются разные методы или технологические процессы, включающие: соэкструзию, покрытие и другие технологические процессы, ламинирования.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, многослойная структура изготавливается из или содержит: (а) клейкое вещество клеевой прослойки, в которой клейкое вещество клеевой прослойки изготавливается из или содержит состав на основе полиолефина, и (b) слой металла. Металлический слой выполняется из алюминия, стали, нержавеющей стали, меди, их комбинаций и подобных металлов. Слои металла могут иметь эпоксидное покрытие или модифицироваться хромом.
В некоторых вариантах осуществления, многослойные структуры изготовляются с использованием клейкого вещества клеевой прослойки для приклейки металлического слоя к разным основаниям и, при необходимости, к разным металлическим слоям. Металлический слой (и) может независимо выполняться из алюминия, стали, нержавеющей стали, меди, их комбинаций и подобных металлов. Слои металла могут иметь эпоксидное покрытие или модифицироваться хромом. В некоторых вариантах осуществления, многослойная структура имеет следующую структуру: металл/клеевая прослойка/полиолефин/клеевая прослойка/металл.
В некоторых вариантах осуществления, многослойные структуры могут использоваться, по меньшей мере, для строительных панелей, автомобильных панелей, включая панели для грузовых и легковых автомобилей, для самолетов и морских судов, для проводов и кабелей и лент с приклеенными гвоздями для зарядки гвоздезабивочного пистолета.
ПРИМЕРЫ
Следующие примеры включены для иллюстрации предпочтительных вариантов осуществления прилагаемой формулы изобретения. Специалистам в данной области техники понятно, что способы, раскрытые в примерах, открыты изобретателем для предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения и должны рассматриваться как конкретные способы их практической реализации. Тем не менее, в свете настоящего описания, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что в конкретных раскрытых вариантах могут быть сделаны изменения с получением подобного или сходного результата без отклонения от сущности и объема прилагаемой формулы изобретения.
Для примеров, приведенных в настоящем документе, был приготовлен состав различных соединений для испытания образца. Материалы смешивались в весовых процентах, приведенных в Таблице 1.
w
n
n
w
z
z+1
6
6
Привитой полиолефин получали путем подачи массовой доли полиэтилена высокой плотности (Индекс расплава при повышенном напряжении сдвига: 3 граммов на 10 минут; Плотность: 0,957 грамма на кубический сантиметр; M/M: 10,2; M: 23 000; M: 235 000; M: 1,5*10; и M: 3.9*10) и малеинового ангидрида (1,9 весовых процентов в привитой HDPE, в расчете на общий вес реагентов) в двухшнековый экструдер COPERION™ ZSK-92 с зонами нагреваемыми от 88 градусов Цельсия до 252 градусов Цельсия, работающий при скоростях сдвига от 435 об/мин и в атмосфере азота. Экструдер имел одиннадцать зон нагрева, которые нагревались следующим образом: зона 1 (88 градусов Цельсия); зона 2 и 3 (204 градуса Цельсия); зоны 4–6 (252 градуса Цельсия); зоны 7–9 (149 градусов Цельсия); зоны 10 и 11 (93 градуса Цельсия).
Полиэтилен: полиэтилен высокой плотности фирмы Equistar Chemical LP марки ALATHON™ H5112 (Показатель текучести расплава: 12,0 граммов на 10 минут; Плотность: 0,951 грамма на кубический сантиметр; Коэффициент полидисперсности: 6,2).
Полиизобутилен: полиизобутилен фирмы BASF марки OPPANOL™ B15 (средневязкостный молекулярный вес (VAMW)): 85 000 грамм на моль; полиизобутилен фирмы BASF марки OPPANOL™ B80 (VAMW: 800 000 грамм на моль).
Присадки: первичный фенольный антиоксидант фирмы Ciba марки IRGANOX™ 1010; стабилизатор трисарилфосфит фирмы Ciba марки IRGAFOS™ 168.
Приготовление смеси
Для приготовления клейких веществ для сравнительных примеров и примеров осуществления (а) привитой полиолефин, (б) полиэтилен, (в) состав полиизобутилена и (г) присадки сначала смешивали в расплаве в экструдере ZSK-18, а затем экструдировали экструдером Killion KL-100, имеющим профиль распределения температур 145 градусов Цельсия, 155 градусов Цельсия, 160 градусов Цельсия и 170 градусов Цельсия.
Приготовление образца
Испытательный образец изготавливали с использованием (а) листа металла размером 15,24 см × 15,24 см, (б) клейкого вещества клеевой прослойки для сравнительных примеров (C. Прим. 1 - 4) и патентоспособных примеров (Прим. 5 и 6) и (c) HDPE в структуре: металл/клеевая прослойка/HDPE/клеевая прослойка/металл.
Толщина (а) алюминиевого слоя с эпоксидным покрытием или (б) слоя алюминия модифицированного хромом составляла 22 мила.
Клеевая прослойка представляла собой налитую клеящуюся пленку толщиной 5 мил.
Слой HDPE представлял собой слой толщиной 270 мил, полиэтилена высокой плотности с плотностью равной 0,96.
Пленочную структуру панели получали методом прессования в форме при 204 градусов Цельсия и давлении 2,72 атм. в течении 40 секунд и затем охлаждали до комнатной температуры при давлении 2,72 атм. Испытания относительного сопротивления клеевого соединения на испытательной машине с плавающим роликом проводили в соответствии со стандартом ASTM D 3167. Адгезия к металлу измерялась в фунтах на погонный дюйм (PLI) после суточной выдержки при комнатной температуре, после 8 часов выдержки образцов в кипящей воде и после выдержки 21 день в воде при комнатной температуре.
ТАБЛИЦА 1
Компонент/ Испытание
С. Прим. 1
С. Прим. 2
С. Прим. 3
С. Прим. 4
Прим. 5
Прим. 6
Привитый полиолефин
8
10
8
8
10
10
H5112
76,87
69,87
76,87
71,87
74,87
69,87
B15
15
20
-
-
7,5
10
B80
-
-
15
20
7,5
10
1010
0,065
0,065
0,065
0,065
0,065
0,065
168
0,065
0,065
0,065
0,065
0,065
0,065
Итого
100
100
100
100
100
100
Адгезия к алюминию с эпоксидным покрытием (PLI)
1 день
20,3
21,9
22,6
34,4
61,7
64,7
после 8 часов выдержки в кипящей воде
20,1
22,1
29,3
37,1
38,3
42,3
после выдержки в воде 21 день
16,3
28,9
27,1
41,1
50,6
55,1
Адгезия к алюминию модифицированному хромом (PLI)
после 8 часов выдержки в кипящей воде
20,4
21,0
31,4
41,4
-
44,9
после выдержки в воде 21 день
24,2
23,2
45,0
42,3
-
61,6
* Все значения весовых процентов рассчитывались исходя из общего веса окончательного состава.
Хотя настоящее изобретение и его преимущества были подробно описаны, следует понимать, что различные изменения, замены и варианты могут быть сделаны в настоящем документе, без отклонения от сущности и объема изобретения, как определено в прилагаемой формуле изобретения. Более того, объем настоящей заявки не ограничивается конкретными вариантами осуществления процесса, комбинацией устройств, производства, состава вещества, средств, способов и стадий, приведенных в данном описании. Обычному специалисту, сведущему в определенной области техники, будет легко представить из описания настоящего изобретения процессы, машины, производство, составы вещества, средства, способы или стадии, существующие в настоящее время или разработанные позже, которые выполняют по существу ту же самую функцию или дают тот же результат, что и соответствующие варианты осуществления, описанные здесь и использованные в соответствии с настоящим изобретением. Соответственно, прилагаемая формула изобретения предполагает включение в ее объем технологических процессов, устройств, производств, составов веществ, средств, способов и стадий.