專利名稱：含有線形全同立構聚合物的涂料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及例如用于絕緣、沖擊吸收、緩沖、包裝的涂料。本發(fā)明具體涉及彈性涂料。
發(fā)明的背景涂覆制品，特別是含有烯烴聚合物的涂料，在本領域中是眾所周知的，且在工業(yè)上得到了廣泛應用。這種涂料的常見應用領域包括衛(wèi)生制品，特別是一次性吸收制品、包裝材料。
由常用聚烯烴(如PP、PE、PS、PIB)制得的涂料具有許多有用的性能。它們是生物相容、食品相容、化學穩(wěn)定、惰性、非毒性材料。然而，這些材料的大部分是剛性的，機械性能差，包括低的強度/耐撕裂性、低的拉伸性和彈性等。
現(xiàn)有技術中現(xiàn)已提出了幾種使這些聚合物涂料具有彈性的方法。最常用的方法是基于通過在聚合物主鏈中引入鉸鏈型連接點/部分來改變這種聚合物的化學結(jié)構。這些鉸鏈(hing)對聚合物主鏈提供了較大的柔性，從而防止聚合物結(jié)晶，降低其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)和提高所得材料的彈性。通常，這些鉸鏈基團含有插入主鏈或體積龐大的側(cè)基中提供柔性的雜原子，如氧、氮或氯。另一種方法是通過使聚合物與特別的增塑劑混合進行塑煉。然而，這兩種方法都需要在涂料的分子或本體中引入雜原子。
現(xiàn)有技術中使聚合物涂料具有彈性的第三種方法是通過形成物理網(wǎng)狀物而形成增強本體材料的多相。該方法與本發(fā)明的更接近。為了達到這個目的，已用不少于兩種的不同單體進行嵌段共聚，產(chǎn)生含有具有不同玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的嵌段的聚合物主鏈。這樣使得本體中發(fā)生微相分離，同時形成一種共聚物通過第二種共聚物的柔性鏈相互連接的增強結(jié)晶微區(qū)。
實際上，常規(guī)的聚合物涂料具有許多內(nèi)在的缺點。這些缺點包括，但不限于低的強度/耐撕裂性、低的拉伸性/彈性、生物不相容性、食品不相容性、由于含有氯之類的雜原子而在燃燒時產(chǎn)生有毒殘余物等。
本發(fā)明的目的是提供能克服現(xiàn)有涂料缺點的涂料。
本發(fā)明的另一個目的是提供含有彈性涂料的制品。
本發(fā)明的第三個目的是提供本發(fā)明涂覆制品的制造方法。
發(fā)明概述本發(fā)明提供一種用于用聚合物涂料覆蓋至少一部分元件表面的涂料組合物，其特點為上述的涂料組合物含有[mmmm]五單元組濃度小于60％(pentadconcentration)的全同立構規(guī)整度的烯烴均聚物。
本發(fā)明還提供一種制品，它包括元件和覆蓋至少一部分上述元件表面的上述聚合物涂料。
本發(fā)明還提供一種用上述聚合物涂料涂覆元件的方法。該方法包括選自浸涂、噴涂、乳液涂布或它們結(jié)合的步驟。
發(fā)明的詳細描述本發(fā)明提供含有烯烴均聚物的涂料。
本申請所用的術語“烯烴均聚物”是指僅含一個所有分子均有相似立體化學構型的分子相的聚烯烴。例如，當使用該術語時，不包括兩相已同時聚合的無規(guī)立構聚合物和全同立構聚合物的共混物。術語“均聚物”包括所有分子均有相似立體化學構型的共聚物。
本發(fā)明的烯烴均聚物可包括具有一個或幾個C3-C20烯烴單體結(jié)構、[mmmm]五單元組濃度小于60％，較好小于55％，更好小于50％，最好小于45％的全同立構規(guī)整度和[mmmm]五單元組濃度大于15％，較好大于20％，更好大于25％，最好大于的全同立構規(guī)整度的線型全同立構聚合物。本發(fā)明的烯烴均聚物較好是聚丙烯。
由于聚合物鏈中立體誤差(stereoscopic error)的統(tǒng)計分布，這些均聚物的全同立構規(guī)整度比現(xiàn)有全同立構聚丙烯的全同立構規(guī)整度低。術語“立體誤差”是指用[mrrm]五單元組表征的立體序列。在這種情況下，中心單體具有與該五單元組中其余四個單體相反的立體構型。因此，該聚合物中[mrrm]五單元組濃度高于統(tǒng)計概率p2(1-p)2，式中p＝[m]，1-p＝[r]，且p4＝[mmmm]。五單元組濃度較好至少為[p(1-p]qp(1-p)，式中q為0.8，較好為0.6，更好為0.4，更加好為0.2，最好為0.1。
在均聚物的一些實施方式中，特別是在用單個立體誤差(single stereoerror)降低結(jié)晶度的實施方式中，現(xiàn)已證明低含量的無規(guī)立構序列有利于本發(fā)明涂料的性能。[rmrm]五單元組濃度宜低于6％，較好低于5％，更好低于4％，更加好低于3％，最好低于2.5％。
在均聚物的一些實施方式中，特別是在用單立體誤差降低結(jié)晶度的實施方式中，現(xiàn)已證明低含量的間同立構序列有利于本發(fā)明涂料的性能。[rrrr]五單元組濃度宜低于6％，較好低于5％，更好低于4％，更加好低于3％，最好低于2.5％。
或者，本發(fā)明的均聚物可包含無規(guī)立構和全同立構的聚合物嵌段的序列。
該聚合物的平均分子量Mw宜為100000克/摩爾以上，較好為200000克/摩爾以上，更好為250000克/摩爾以上，更加好大于300000克/摩爾，最好大于350000克/摩爾。
玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg在-50℃至+30℃之間。該玻璃化轉(zhuǎn)變溫度宜低于10℃，較好低于5℃，更好低于0℃，最好低于-6℃。將該試樣加熱至150℃，然后將該聚合物冷卻至-50℃后，得到該聚合物的熔融溫度。
雖然不想受該理論的束縛，但這些烯烴聚合物具有半結(jié)晶結(jié)構。該結(jié)構含有用自排列的納米級晶體的結(jié)晶微區(qū)增強的納米級彈性非晶態(tài)區(qū)。在該聚合物主鏈中引入缺陷，可由該聚合物形成脆性粗粒結(jié)晶材料。已將具有相反立體構型的孤立單體單元用作這種缺陷，如單個立體誤差。
合適的聚合物以及這些聚合物的制造方法記載在PCT專利申請EP99/02379中。該專利申請參考結(jié)合于本發(fā)明中。適用于制造這些聚合物的催化劑組合物記載在PCT專利申請EP99/02378中。該專利申請參考結(jié)合于本發(fā)明中。PCT專利申請EP99/02378中所述的方法宜在低于30℃，較好低于25℃，更好低于20℃，最好低于15℃的溫度下進行，以提高所得聚合物的分子量。為了提高分子量，聚合反應宜在液態(tài)丙烯之類的液態(tài)單體中進行。為了提高分子量，該催化劑宜與PCT專利申請EP99/02378中所述的硼活化劑結(jié)合使用。
其它合適的聚合物以及這些聚合物的制造方法記載在WO 99/20664中。該專利申請參考結(jié)合于本發(fā)明中。
本發(fā)明涂料中優(yōu)選使用均聚物，因為在均聚物的制造過程中可以比單個反應中聚合多相的多相聚合物顯著減少各批的可變性。
用于制造本發(fā)明涂料的聚合物宜在拉伸強度曲線上具有特有的橡膠-彈性平坦區(qū)。
用于本發(fā)明涂料的聚合物是生物相容的，可以燃燒，而沒有毒性殘留物，因為它們不含氯之類的雜原子。它們還不含毒性單體殘留物。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的涂料能具有優(yōu)異的柔軟性。本發(fā)明涂料的A級肖氏硬度宜小于30，較好小于25，更好小于20，更加好小于15，最好小于10。制造本發(fā)明涂料時降低全同立構規(guī)整度([mmmm]五單元組濃度)，可提高本發(fā)明涂料的柔軟性。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的涂料具有比現(xiàn)有涂料更高的溫度穩(wěn)定性。其部分原因是本發(fā)明涂料使用均聚物，部分原因是該均聚物的高分子量。本發(fā)明涂料的熔點宜至少為100℃，較好至少為110℃，更好至少為120℃，最好至少為130℃。將試樣加熱至150℃，然后將聚合物冷卻至-50℃，可測得該聚合物的熔融溫度。例如將該均聚物與常規(guī)全同立構聚合物(如聚丙烯)混合，可以獲得更高的熔點。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的涂料是可拉伸的，且具有彈性。該涂料的可拉伸性及其彈性可通過本發(fā)明均聚物的立構規(guī)整度進行調(diào)節(jié)?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的涂料可至少拉伸至原長的500％，較好至少拉伸至原長的1000％，更好至少拉伸至原長的1500％，最好至少拉伸至原長的2000％，而不會撕裂。另外，本發(fā)明的涂料在拉伸至原長的500％并保持1分鐘后，宜在10分鐘內(nèi)恢復到小于原長的300％，較好恢復到小于原長的200％，最好恢復到小于原長的150％。還有，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的涂料具有低的壓縮形變。本發(fā)明的涂料在壓縮至原厚度的50％1分鐘后，可在10分鐘內(nèi)至少恢復到原厚度的60％，較好至少恢復到原厚度的70％，更好至少恢復到原厚度的80％，更加好至少恢復到原厚度的90％，最好至少恢復到原厚度的95％。通過提高均聚物的立構規(guī)整度或?qū)⒌土嬕?guī)整度的均聚物與常規(guī)全同立構聚合物(如聚丙烯)混合，可調(diào)節(jié)本發(fā)明涂料的可壓縮性。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的涂料可按較低的基本重量進行涂布，本發(fā)明涂料的基本重量宜小于50克/平方米，較好小于40克/平方米，更好小于30克/平方米，更加好小于20克/平方米，最好小于10克/平方米。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的涂料由于聚合物的分子量高而在室溫下具有較低的粘性。
本發(fā)明的均聚物中可加入各種添加劑，以便改變聚合物的性能，如本領域中眾所周知的性能。
本發(fā)明的另一方面是提供包含至少一部分表面用本發(fā)明的涂料涂覆的元件的制品。
在現(xiàn)有技術中，已知許多適于制造涂覆制品的技術。這些技術包括，但不限于浸涂法、噴涂法、乳液涂布法以及它們的結(jié)合。只要涂料中的聚合物能與底材充分粘合，本發(fā)明的涂料并不局限于特定的底材。合適的底材包括，但不限于各種材料的物體，如金屬、聚合物、木材、織造和非織造織物材料、薄膜等。上述制造涂覆制品的方法均有本領域中普通技術人員已知的特定優(yōu)點。因此，本領域中的普通技術人員能根據(jù)涂料各種用途的具體要求選擇適用于制造本發(fā)明涂料的方法。
為了使本發(fā)明的涂料具有透氣性，在制造和拉伸該涂料前(與底材接觸之前或之后)，可將該聚合物與碳酸鈣之類的顆粒填料混合，以便在拉伸涂料時在包含填料的地方產(chǎn)生微孔。本發(fā)明可透氣薄膜材料的濕氣透過率(MVTR)宜至少為1000克/24小時·平方米，較好至少為2000克/24小時·平方米，更好至少為3000克/24小時·平方米，最好至少為4000克/24小時·平方米。濕氣透過度的測量方法是本領域中眾所周知的，可直接使用。
本發(fā)明的涂覆制品可以是衛(wèi)生制品。本申請中所用的術語“衛(wèi)生制品”指使用時與人體接觸或接近的制品。這些衛(wèi)生制品可以是一次性的，或可多次或長期使用。這些衛(wèi)生制品包括，但不限于大褂、外科手術簾、體內(nèi)植入片、器械、承載件、床單、傷口敷料、傷口噴涂物、噴發(fā)膠等?？紤]了用于本發(fā)明制品的聚合物具體優(yōu)點，本領域中的普通技術人員知道如何將本發(fā)明聚合物材料的涂料用于上述和相似的衛(wèi)生制品。
本發(fā)明的涂料也可用作制品中的結(jié)構元件。因此，本發(fā)明涂料的功能包括，但不限于絕熱、電絕緣、吸收沖擊、緩沖、聲波阻尼、保護制品的其它元件、防腐蝕、使其它元件能相對運動、防滑等。這些制品包括，但不限于玩具、家具、服裝、鞋子、運動器械、夾子、復雜結(jié)構如建筑物(樓面料、填縫膠、密封劑、脊/裂縫填料等)、汽車、家用電器等?？紤]了用于本發(fā)明制品的聚合物的具體優(yōu)點后，本領域中的普通技術人員知道如何將本發(fā)明的涂料用作和任意地改進為上述和相似制品的結(jié)構元件。
權利要求
1.一種制品，它包括元件和覆蓋至少一部分所述元件表面的聚合物涂料，其特征在于所述的涂料含有[mmmm]五單元組濃度小于60％的全同立構規(guī)整度的烯烴均聚物。
2.如權利要求1所述的制品，其特征在于所述的涂料是可拉伸的。
3.如權利要求2所述的制品，其特征在于所述的涂料是可彈性膨脹的。
4.如權利要求1所述的制品，其特征在于所述的均聚物是聚丙烯。
5.如權利要求1所述的制品，其特征在于所述的制品是衛(wèi)生制品。
6.如權利要求1所述的制品，其特征在于所述的聚合物涂料是所述制品的結(jié)構元件。
7.用聚合物涂料涂覆元件的方法，所述的方法包括選自浸涂、噴涂、乳液涂布或它們結(jié)合的步驟，其特征在于所述的聚合物涂料含有[mmmm]五單元組濃度小于60％的全同立構規(guī)整度的烯烴均聚物。
全文摘要
本發(fā)明涉及包含至少部分用聚合物材料涂覆的元件的制品。該聚合物材料的結(jié)構含有用自排列的納米級晶體結(jié)晶微區(qū)增強的納米級彈性非晶態(tài)區(qū)。要求保護一種制品,它包括元件和覆蓋至少一部分所述元件表面的聚合物涂料,所述的涂料含有[mmmm]五單元組濃度小于60%的全同立構規(guī)整度的烯烴均聚物。
文檔編號C09D123/00GK1378565SQ00814050
公開日2002年11月6日 申請日期2000年10月2日 優(yōu)先權日1999年10月8日
發(fā)明者V·A·達特羅夫, B·漢克, B·里格, M·奧洛斯 申請人:寶潔公司