專利名稱：可共擠出多層聚合物的制作方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及多層聚合物組合物，它們包含兩個(gè)外層和一個(gè)膠粘劑連結(jié)層。本發(fā)明特別涉及一種多層聚合物組合物它包含一種極性聚合物如聚氯乙烯(PVC)，作為第一外層，一種非極性聚合物如聚丙烯，作為第二外層以及一種特殊的聚合物共混物，作為膠粘層連結(jié)層，后者可以使組合物容易且方便地共擠出。
背景技術(shù)：
常常希望粘結(jié)極性聚合物與非極性聚合物。非極性聚烯烴如聚乙烯和聚丙烯一直是成本低于極性聚合物的傳統(tǒng)商品。用非極性聚合物作制件的主體，僅在表面帶一薄層極性聚合物，能以較低的總成本提供極性聚合物的特性。
作為一個(gè)具體實(shí)例，住房建筑工業(yè)中所用的PVC側(cè)板的尺寸穩(wěn)定性一般都不好。由于其低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg和柔軟性，在室溫下會(huì)交替地膨脹與收縮，這在用作住房側(cè)板時(shí)就成為一個(gè)問題。為盡量減輕這個(gè)問題，只能用熱反射淺色。
為克服尺寸穩(wěn)定性不良的問題，可以將PVC與聚丙烯和/或玻璃纖維增強(qiáng)或填充聚丙烯厚基底組合起來，這種組合體在所有溫度下剛度更高，尺寸更穩(wěn)定。這樣還能降低成本，因?yàn)檩^昂貴的PVC可以比傳統(tǒng)側(cè)板中所用的薄得多。隨著尺寸穩(wěn)定性問題的解決，也就可以用深色PVC。
但是，要以結(jié)構(gòu)良好且成本效益高的方式來粘結(jié)極性聚合物如PVC與非極性聚合物如聚丙烯仍然是一個(gè)問題。
過去一直在努力解決這一問題。例如，U.S.專利6,045,732(Nakatsuji等)公開了一種含氯乙烯樹脂皮層和聚丙烯樹脂芯的多層模塑制品。它們公開了一種用來組合氯乙烯樹脂與聚丙烯樹脂芯的膠粘劑層(A)，它含有兩層，一層(聚酯樹脂和含環(huán)氧基乙烯共聚物)與氯乙烯樹脂粘結(jié)，一層(至少一種選自乙烯共聚物和含環(huán)氧基共聚物的共聚物)與聚丙烯樹脂芯粘結(jié)?；蛘撸部梢杂媚z粘劑層(B)，它包含一種乙烯樹脂組合物，該組合物含一種多元羧酸和一種含環(huán)氧基共聚物。但是這類多層制品必須在熱和壓力作用下的模塑才能形成最終多層制品。膠粘劑層是在一個(gè)分立步驟中預(yù)先形成的，方法是對(duì)于膠粘擠層(A)，共擠出該膠粘劑層；對(duì)于膠粘劑層(B)，用粉末模塑法、吹脹模塑或擠出法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在此提供一種多層聚合，它包含(1)一個(gè)第一外層，(2)一個(gè)第二外層以及(3)一個(gè)介于兩外層之間的膠粘劑層，其中，第一外層包含一種極性聚合物，第二外層包含一種非極性聚合物，以及膠粘劑連結(jié)層包含(a)一種與極性聚合物完全或部分混溶的共聚酯彈性體，(b)一種與第二外層中非極性聚合物完全或部分混溶的非極性聚合物，以及(c)一種含有能與組分(a)的端官能基反應(yīng)的官能基且與第二外層中非極性聚合物完全或部分混溶的共聚物。
該膠粘劑連結(jié)層中的組分(c)優(yōu)選包含一種通式為E/X/Y的乙烯共聚物，其中E是由乙烯形成的基團(tuán)，且構(gòu)成該乙烯共聚物的約40-90重量％，X是由 形成的基團(tuán)，其中R1是一個(gè)含1～8個(gè)碳原子的烷基，R2選自下列一組H、CH3或C2H5，以及X構(gòu)成該乙烯共聚物的約0～40重量％以及
Y選自甲基丙烯酸縮水甘油酯和丙烯酸縮水甘油酯，以及Y構(gòu)成該乙烯共聚物的0.1～20重量％。
該多層聚合物宜作建筑物的外側(cè)板及其它制品。而且，本發(fā)明還提供由共擠出或?qū)雍戏ㄖ圃於鄬泳酆衔锏姆椒ā?br> 附圖簡(jiǎn)述

圖1A和1B代表能使3股熔體流匯聚并被共擠出的共擠出供料頭內(nèi)插件的示意圖。
具體實(shí)施例方式
定義術(shù)語(yǔ)“共聚物”是指由兩種或多種單體聚合而成的聚合物，因此包括三元共聚物在內(nèi)，或者更精確地說，是指含兩種或多種重復(fù)單元的聚合物。
術(shù)語(yǔ)“均聚物”是指由一種單體加聚而成或由兩種單體(例如一種二醇和一種二酸(或二酸的甲酯))縮聚而成的聚合物，或更精確地說，是指含一種重復(fù)單元的聚合物。
術(shù)語(yǔ)“完全或部分混溶”能解釋如下。術(shù)語(yǔ)“混溶”能用來描述其行為類似于對(duì)單相體系預(yù)期行為的聚合物-聚合物共混物。在大多數(shù)情況下，關(guān)鍵性能將是玻璃化轉(zhuǎn)變溫度；有一個(gè)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的共混物可歸類為“完全混溶”。用混溶性聚合物混合物，能確保力學(xué)相容性因而實(shí)現(xiàn)組分間的性能折衷。但是，大多數(shù)聚合物對(duì)在混合后會(huì)形成兩相共混物，通常從這類非常大分子的小混合熵可以證明。這類共混物的一般特征是不透明、分立的熱轉(zhuǎn)變和不良的力學(xué)性能。通常在聚合物-聚合物界面上能觀察到至少部分混合，導(dǎo)致兩個(gè)玻璃化轉(zhuǎn)變的加寬，因此能把這類共混物看作是“部分混溶”的。
本發(fā)明涉及一種能便利而容易地用共擠出法成形的多層聚合物。本發(fā)明克服了粘結(jié)極性聚合物與非極性聚合物的普遍問題，且以成本效益高和有用的方法實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)。該多層聚合物具有價(jià)格較貴的極性聚合物的理想物理性能，成本遠(yuǎn)低于單獨(dú)使用極性聚合物的成本。所得多層聚合物在多方面有用，例如，建筑物的外側(cè)板、各種建筑材料、汽車車內(nèi)零件、船殼和其它水下零件、玩具等。
本發(fā)明的第一實(shí)施方案提供一種多層聚合物，它包含(1)一個(gè)第一外層，(2)一個(gè)第二外層和(3)一個(gè)介于兩外層之間的膠粘劑連結(jié)層。第一外層包含一種極性聚合物。該極性聚合物優(yōu)選選自聚氯乙烯(PVC)均聚物與共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚偏氯乙烯(PVDC)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)均聚物或共聚物、聚酰胺、聚碳酸酯、乙烯乙烯醇(EVOH)均聚物與共聚物、酸共聚物、離聚物、液晶聚合物、聚縮醛、縮醛共聚物和聚乳酸。非常優(yōu)選PVC作為極性聚合物。第一外層所用的典型厚度范圍是約2-10密耳(0.05～0.25mm)。
第二外層包含一種非極性聚合物。非極性聚合物優(yōu)選是聚烯烴，更優(yōu)選選自聚丙烯均聚物與共聚物以及聚乙烯均聚物與共聚物。非極性聚合物非常優(yōu)選含或不含玻璃纖維或其它礦物(如滑石)增強(qiáng)劑的聚丙烯均聚物。
膠粘劑連接層包含(a)一種與極性聚合物完全或部分混溶的共聚酯彈性體，(b)一種與第二外層中非極性聚合物完全或部分混溶的非極性聚合物以及(c)一種含有能與組分(a)的端官能基反應(yīng)的官能基且與第二外層中非極性聚合物完全或部分混溶的共聚物。
本發(fā)明優(yōu)選的共聚酯彈性體可購(gòu)自杜邦公司(Wilmington，Delaware)，商品名為Hytrel，以不同級(jí)別出售。Hytrel是一種兼具橡膠性能和塑料力學(xué)行為的熱塑性醚-酯彈性體。彈性體的聚醚段較柔軟，而聚酯段較剛硬。為實(shí)現(xiàn)不同性能，可改變各段的量。共聚酯彈性體的極性有利于它與第一外層中極性聚合物的部分混溶性。
更具體地說，共聚酯彈性體包含一種嵌段熱塑性共聚酯，它包含許多個(gè)通過酯鍵頭-尾連接的重復(fù)長(zhǎng)鏈酯單元和短鏈酯單元。長(zhǎng)鏈酯單元由下式代表 短鏈酯單元由下式代表
其中G是一個(gè)從分子量約為400～6000、碳與氧之比約為2.0～4.3的聚烯化氧二醇除去端羥基后留下的二價(jià)基團(tuán)，。R是一個(gè)從分子量低于約300的二元羧酸上除去羧基后留下的二價(jià)基團(tuán)。D是一個(gè)從分子量低于約250的二元醇除去羥基后留下的二價(jià)基團(tuán)。短鏈酯單元的量占共聚酯的約15～95重量％，至少約50％所述短鏈酯單元是相同的。該共聚酯彈性體在U.S.專利4,739,012、3,651,014、3,763,109和3,755,146中有進(jìn)一步描述，這些專利包括于此供參考。
雖然并非共聚酯彈性體的主要組分，但可以混合進(jìn)不同量的任意種傳統(tǒng)填料或復(fù)合組分。這類組分的實(shí)例包括各種炭黑、粘土、二氧化硅、氧化鋁、碳酸鈣、二氧化鈦、玻璃纖維、抗氧劑、防降解劑、增稠劑、加工助劑如潤(rùn)滑劑和蠟，以及增塑劑如二烷基對(duì)苯二甲酸酯、三烷基苯六甲酸酯、二烷基酯如己二酸、壬二酸和戊二酸的二烷基酯、以及聚酯齊聚體。用量至少部分取決于組合物內(nèi)其它組分的量以及對(duì)組合物期望的性能。此外，還可以加入少量其它飽和與不飽和聚合物，如α-烯烴，以降低成本或改善組合物的性能。
Hytrel4069和4056是本發(fā)明優(yōu)選用作共聚酯彈性體的高性能級(jí)熱塑性醚-酯彈性體。它們包含聚亞丁基二醇(PTMEG)軟段且一般具有約55或更低的邵氏D硬度。
膠粘劑連結(jié)層中的組分(b)是一種與第二外層中非極性聚合物完全或部分混溶的非極性聚合物。組分(b)優(yōu)選是一種聚烯烴，更優(yōu)選聚丙烯均聚物或共聚物，或聚乙烯均聚物或共聚物。非常優(yōu)選組分(b)與第二外層中所含的非極性聚合物相同。
膠粘劑連結(jié)層中的組分(c)包含一種共聚物，它含有能與組分(a)的端官能基(即羥和酸端基)反應(yīng)的官能基且與第二外層中的非極性聚合物部分或完全混溶。能與組分(a)的端官能基反應(yīng)的優(yōu)選官能基包括環(huán)氧基和酸酐官能基，環(huán)氧官能度與酸酐官能基的優(yōu)選量可由本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員通過試驗(yàn)確定。官能度太高會(huì)使共聚酯彈性體交聯(lián)并使共聚酯彈性體難以流過擠出機(jī)。共聚酯彈性體的官能度太少將反應(yīng)不充分，從而使兩相缺少合適強(qiáng)度所需的共價(jià)鍵結(jié)合。
組分(c)優(yōu)選包含一種通式如E/X/Y的乙烯共聚物，其中E是由乙烯形成的基團(tuán)，X是由 形成的基團(tuán)。
其中R1是一個(gè)含1～8個(gè)碳原子的烷基，R2選自H、CH3或C2H5，或者，X是乙酸乙烯酯，以及Y選自甲基丙烯酸縮水甘油酯或丙烯酸的縮水甘油酯。E優(yōu)選占約40～90重量％，X優(yōu)選占約0～40重量％，以及Y優(yōu)選占約0.1～20重量％，其中所有的重量百分?jǐn)?shù)均以乙烯共聚物的總重量為基準(zhǔn)計(jì)算。更優(yōu)選E/X/Y共聚物選自下列一組共聚物乙烯-丙烯酸正丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯(EnBAGMA)、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯(EBAGMA)、乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯(EGMA)、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯(EMAGMA)、乙烯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯(EEAGMA)、乙烯-丙烯酸丙酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯(EPAGMA)以及乙烯-乙酸乙烯酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯(EVAGMA)。非常優(yōu)選E/X/Y共聚物是EnBAGMA。
組分(c)也可優(yōu)選包含一種酸共聚物或衍生自酸共聚物的酸酐。在該實(shí)施方案中，組分(c)更優(yōu)選包含馬來酸酐接枝聚丙烯。
至于膠粘劑連結(jié)層的整個(gè)組合物，優(yōu)選組分(a)占約25～65重量％，組分(b)占約0～65重量％以及組分(c)占約10～50重量％，其中所有重量％均以膠粘劑層的總重量為基準(zhǔn)計(jì)算。更優(yōu)選組分(b)占約25～65重量％。
在本發(fā)明多層聚合物的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，第一外層包含PVC，第二外層包含聚丙烯均聚物以及膠粘劑連結(jié)層包含約25～65重量％Hytrel4069，更優(yōu)選約30～46重量％，非常優(yōu)選約38重量％；約0～65重量％聚丙烯均聚物，更優(yōu)選約10～50重量％，非常優(yōu)選約35～55重量％；和約10～50重量％EnBAGMA，更優(yōu)選約25～65重量％，非常優(yōu)選約15～20重量％，其中重量％均以膠粘劑連結(jié)層的總重量為基準(zhǔn)計(jì)算。
一般地說，包含本發(fā)明多層聚合物的任何聚合物還可含有任何種傳統(tǒng)添加劑，包括填料、復(fù)合組分、抗氧劑、防降解劑、增稠劑、加工助劑如潤(rùn)滑劑、蠟、增塑劑和本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所知的其它添加劑。
或者，在本文多層聚合物的另一個(gè)實(shí)施方案中，膠粘劑連結(jié)層可包含一個(gè)雙層結(jié)構(gòu)，它可以在連接第一和第二外層之前先用共擠出或模塑法成形。在該實(shí)施方案中，膠粘劑連接層中只用上述組分(c)和(a)；各層作為其本身的次層。例如，可以用EnBAGMA作為組分(c)并形成雙層膠粘劑連接層中的一個(gè)次層以及可以用一種共聚酯如嵌段熱塑性醚-酯作為組分(a)并形成另一個(gè)次層。然后將該膠粘劑層層合或共擠出到第一與第二外層上，使EnBAGMA層接觸第二外層以及共聚酯接觸第一外層。
本發(fā)明還提供一種制造多層聚合物的方法，它包含一個(gè)共擠出上述第一外層、第二外層和膠粘劑連接層的步驟。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，該多層聚合物能容易地用共擠出法成形并避免了本領(lǐng)域內(nèi)大多數(shù)類似多層聚合物中的多步工藝。共擠出能利用擠出機(jī)口模內(nèi)的一個(gè)如圖1A與1B所示的內(nèi)插件來實(shí)現(xiàn)，該插件允許不同厚度的3股聚合物流被擠出成形為一個(gè)三層結(jié)構(gòu)。聚合物流將通過口模內(nèi)插件40的頂部流進(jìn)并通過底部50流出。該口模插件有3個(gè)開口，第一個(gè)10是一個(gè)能用于第一外層入流的開口，第二開口20將過濾第二外層的入流，以及第三開口30將引導(dǎo)膠粘劑連接層的入流。所有這3股料流將作為一個(gè)多層聚合物流出口模。加工條件是本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員能得知的。
此外，如果需要，本發(fā)明的多層聚合物還可以用層合法成形。在此情況下，將分別擠出第一與第二外層及膠粘劑層。然后對(duì)3個(gè)擠出層施以足夠的熱和壓力以熔融這些層并形成一個(gè)性多層聚合物。所需的熱和壓力是本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員能得知的。
本發(fā)明將通過下述實(shí)施例進(jìn)一步闡明，這些實(shí)施例僅是純例證性的。
實(shí)施例可共擠出膠粘劑配方表1-7描述了試驗(yàn)配方的范圍，其中極性樹脂要粘結(jié)到非極性聚烯烴基底上。
表1可共擠出膠粘劑共混物W&P雙螺桿(30mm)按比例擴(kuò)大運(yùn)行

(1)在2.16KG下MI＝0；在21.6KG下MI＝17(200℃)(2)PROFAX6823(MI＝0.2)(3)EP4934-6(MI＝15)(4)200℃，2160GR(5)200℃，21.60KG
表2可共擠出膠粘劑共混物W&P雙螺桿(30mm)按比例擴(kuò)大運(yùn)行

(1)在2.16KG下MI＝0；在21.6KG下MI＝17(200℃)(2)PROFAX6823(MI＝0.2)(3)EP4934-8(MI＝4)(4)200℃，2160GR(5)200℃，21.60KG
表3可共擠出膠粘劑共混物W&P雙螺桿(30mm)按比例擴(kuò)大運(yùn)行

(1)在2.16KG下MI＝0；在21.6KG下MI＝17(200℃)(2)PROFAX6823(MI＝0.2)(3)ELVALOY4170(MI＝8)(4)200℃，2160GR(5)200℃，21.60KG
表4可共擠出膠粘劑共混物W&P雙螺桿(30mm)按比例擴(kuò)大運(yùn)行

(1)PROFAX6823(MI＝0.2)(2)EP4934-8(MI＝4)(3)200℃，2160GR(4)200℃，21.60KG
表5可共擠出膠粘劑共混物W&P雙螺桿(30mm)按比例擴(kuò)大運(yùn)行

(1)PROFAX6823(MI＝0.2)(2)EP4934-8(MI＝4)(3)200℃，2160GR(4)200℃，21.60KG
表6可共擠出膠粘劑共混物W&P雙螺桿(30mm)按比例擴(kuò)大運(yùn)行

(1)PROFAX6823(MI＝0.2)(2)FUSABONDP353D(MI＝280)(3)200℃，2160GR(4)200℃，21.60KG
表7可共擠出膠粘劑共混物W&P雙螺桿(30mm)按比例擴(kuò)大運(yùn)行

(1)PROFAX6823(MI＝0.2)(2)FUSABONDP 353D(MI＝280)(3)PROFAX 6823，在第二喂料口內(nèi)(4)200℃，2160GR(5)200℃，21.60KG可共擠出胺粘劑的熔體復(fù)合將包括杜邦Hytrel共聚酯彈性體(在70℃真空烘箱內(nèi)烘干)在內(nèi)的所有組分進(jìn)行顆粒共混并喂進(jìn)一臺(tái)30mm Werner和Pleiderer同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)。該擠出機(jī)由9個(gè)料筒組成，總長(zhǎng)870mm，螺桿設(shè)計(jì)如表8所示。喂料口在第一個(gè)料筒上，抽真空口在料筒8上。一個(gè)每孔直徑為3/16英寸(1.27cm)的雙孔口模在料筒9的末端。當(dāng)膠粘劑熔體從口模流出時(shí)，料條要在水浴中淬火，然后切割成顆粒。烘干產(chǎn)物(在70℃真空烘箱內(nèi))并第二次再擠出以確保官能化增容劑與Hytrel充分反應(yīng)。料筒的溫度分布是從200℃～250℃的上升圖，使熔體溫度達(dá)到約250℃。螺桿轉(zhuǎn)速為150rpm，擠出速率為30磅/小時(shí)(14kg/小時(shí))。
表8擠出機(jī)螺桿設(shè)計(jì)

**符號(hào)RH和LH表示螺距/長(zhǎng)度**搭剪試驗(yàn)(ASTM D 3163-96)用3英寸(7.62cm)長(zhǎng)、1英寸寬(2.54cm)×1/8英寸(0.32cm)厚的底基(即極性與非極性外層)制備搭剪試樣。將極性底基與非極性底基的一個(gè)搭在另一個(gè)之上，使它們的搭接面積為1英寸2(2.542cm2)；在它們搭接處，用一層0.01英寸(0.025cm)厚的膠粘劑連結(jié)層將它們連接起來。在上底基與搭接端相反的另一端的下面放一塊墊片。
在一臺(tái)預(yù)熱的壓機(jī)上，于兩塊不銹鋼板間制備樣品，用1/8英寸(0.32cm)墊片(如上所述)支撐上底基并使連接/搭接面在壓制期間保持水平。用約0.26英寸(0.67cm)厚的其它墊片使試樣能在壓機(jī)上以接觸壓力制備。壓機(jī)要預(yù)熱到200℃。加壓5分鐘后，讓樣品冷卻到室溫后從壓機(jī)上取下。
從壓機(jī)上取下樣品，修去擠出的膠粘劑以給出真正1英寸2(2.542cm2)試驗(yàn)面積并在23℃和50相對(duì)濕度下過夜。然后在Instron上用手?jǐn)Q無(wú)滑動(dòng)夾具以0.2英寸/分鐘(0.5cm/min)的十字頭速度進(jìn)行試驗(yàn)。標(biāo)距長(zhǎng)度約1.75英寸(4.45cm)。
表9概括了在聚烯烴(聚丙烯和聚乙烯)與寬闊范圍極性樹脂之間有膠粘劑時(shí)所獲得的搭剪值。在所有情況下，觀察到無(wú)膠粘劑連接層的樣品無(wú)粘結(jié)性。
表9共擠出膠粘劑搭剪值(1)

(1)在兩片聚合物片(每片厚125密耳(0.32cm))之間用10密耳(0.025cm)膠粘劑薄膜，搭接1英寸(2.54cm)，在200℃壓機(jī)上不加壓加熱5分鐘。在25℃調(diào)節(jié)22小時(shí)。
由此法壓制的無(wú)膠粘層的聚合物片脫開(零剪切強(qiáng)度值)(2)GEON87416(3)PROFAX6823(4)LEXAN134R(5)SELAROH 4416(6)SURLYN8140(7)CRASTIN6129(8)CAPRON8202(9)ZENITE400/HYTREL4556(85/15)(10)SCLAIR2909剝離強(qiáng)度試驗(yàn)(ASTM D903-98)從共擠出層合板上沿機(jī)器方向和橫向切割試樣。試樣寬1英寸(25mm)，長(zhǎng)約6英寸(152mm)。3層的厚度，如表10所示，要在PVC層從底基(聚丙烯)層上剝開后測(cè)量。在50％相對(duì)濕度和23℃調(diào)節(jié)22小時(shí)后，將試樣裝在Instron拉伸試驗(yàn)機(jī)上，以下夾頭夾住聚丙烯底基，上夾頭夾住剝離開的原先毗鄰的PVC層。
這就允許粘結(jié)面以約180°角分離。剝離強(qiáng)度是使粘結(jié)面上的一個(gè)表面與另一個(gè)表面逐漸剝開所需的單位寬度粘結(jié)線的平均裁荷。
用2英寸/min(5.1cm/min)和10英寸/min(25.4cm/min)的分離速率產(chǎn)生剝離強(qiáng)度值，單位是磅/英寸(kg/mm)，如表10所示表10共擠出片材的剝離粘結(jié)值

(1)PROFAX6823(2)GEON83974BROWN 3830(3)180°，磅/英寸(kg/mm)在整個(gè)幅寬上沿機(jī)器方向與橫向拉伸的數(shù)值范圍1英寸(2.54cm)樣品無(wú)膠粘劑對(duì)比樣品無(wú)粘結(jié)性(脫開)
共擠出工藝概述下文解釋用來生產(chǎn)實(shí)施例共擠出樣品的共擠出工藝。將3臺(tái)擠出機(jī)通過傳料線聯(lián)接到供料頭，供料頭又與一個(gè)平膜口模聯(lián)接。將共擠出膜喂到由一對(duì)夾輥和隨后流延輥組成的三輥堆。之后又是由2個(gè)橡膠夾輥與隨后收集終產(chǎn)物的收膜輥組成的引出輥。
擠出機(jī)A該擠出機(jī)用來熔化并喂進(jìn)非極性聚烯烴樹脂。Killion ExtrudersInc.制造，螺桿長(zhǎng)36英寸(91cm)，直徑1.5英寸(3.81cm)。螺桿上有一個(gè)長(zhǎng)20英寸(51cm)的混合段。
擠出機(jī)B該擠出機(jī)來自擠出機(jī)A的同一制造廠，配備有一根長(zhǎng)24英寸(61cm)、直徑1英寸(2.54cm)的螺桿且按通用螺桿設(shè)計(jì)。擠出機(jī)B用來熔化并喂入可共擠出膠粘劑。
擠出機(jī)C該擠出機(jī)也來自同一制造廠并配備有一根長(zhǎng)30英寸(76cm)、直徑1.25英寸(3.2cm)的螺桿。該螺桿也是通用螺桿，用來熔化并喂入極性樹脂，如PVC樹脂。
供料頭匯聚進(jìn)3股熔體流的擠出機(jī)供料頭配備有一個(gè)內(nèi)插件，它把3股熔體帶到一起，以PVC為頂層，膠粘劑為中間層和聚烯烴為底層。圖1A和1B示意了該插件的設(shè)計(jì)。
口?？谀Ｓ蒃xtrusion Dies，Inc.制造，且具有帶可調(diào)節(jié)唇口的“衣架式”設(shè)計(jì)，寬為14英寸(35.6cm)。
工藝條件擠出機(jī)A以131rpm運(yùn)行，料筒溫度的設(shè)置要使聚丙烯熔體溫度達(dá)200～212℃。擠出機(jī)B以30～36rpm運(yùn)行，料筒溫度的設(shè)置要使膠粘劑熔體溫度達(dá)197～209℃。擠出機(jī)C以31～37rpm運(yùn)行，料筒溫度的設(shè)置要使PVC熔體溫度達(dá)198～203℃。傳料線的溫度設(shè)在195～210℃，口模溫度設(shè)在195℃。用1.7英尺/分鐘(52cm/min)的產(chǎn)物收集速率。
產(chǎn)物性能表10概括了從不同共擠出樣品生產(chǎn)的3層膜的性能。相對(duì)于無(wú)膠粘劑因而無(wú)粘結(jié)性的對(duì)比樣品，所有樣品都具有良好粘結(jié)性。
權(quán)利要求
1.一種多層聚合物，包含(1)一個(gè)第一外層，(2)一個(gè)第二外層和(3)一個(gè)介于兩外層之間的膠粘劑連結(jié)層其中，第一外層包含一種極性聚合物，第二外層包含一種非極性聚合物，以及膠粘劑連結(jié)層包含(a)一種與所述極性聚合物完全或部分混溶的共聚酯彈性體，(b)一種與第二外層中非極性聚合物完全或部分混溶的非極性聚合物，以及(c)一種含有能與組分(a)的端官能基反應(yīng)的官能基且與第二外層中非極性聚合物完全或部分混溶的共聚物。
2.權(quán)利要求1的多層聚合物，其中膠粘劑連結(jié)層中的組分(c)包含一種通式為E/X/Y的乙烯共聚物，其中E是由乙烯形成的基團(tuán)且構(gòu)成該乙烯共聚物的約40～90重量％，X是由 形成的基團(tuán)，其中R1是一個(gè)含1～8個(gè)碳原子的烷基，R2選自H、CH3或C2H5，X構(gòu)成該乙烯共聚物的約0-40重量％，Y選自甲基丙烯酸縮水甘油酯和丙烯酸縮水甘油酯，以及Y構(gòu)成該乙烯共聚物的0.1～20重量％。
3.權(quán)利要求1的多層聚合物，其中膠粘層連結(jié)層中的組分(c)包含一種通式為E/X/Y的乙烯共聚物，其中E是由乙烯形成的基團(tuán)且構(gòu)成該乙烯共聚物的約40～90重量％，X是乙酸乙烯酯，且構(gòu)成該乙烯共聚物的約0-40重量％，以及Y選自甲基丙烯酸縮水甘油酯和丙烯酸縮水甘油酯，以及Y構(gòu)成該乙烯共聚物的0.1～20重量％。
4.權(quán)利要求1的多層聚合物，其中，膠粘劑連結(jié)層包含約25～65重量％組分(a)，約0～65重量％組分(b)以及約10～50重量％組分(c)，所有百分?jǐn)?shù)都以膠粘劑連結(jié)層的總重量為基準(zhǔn)計(jì)算。
5.權(quán)利要求1的多層聚合物，其中膠粘劑連結(jié)層包含約25～65重量％組分(a)，約25～65重量％組分(b)以及約10～50重量％組分(c)，所有百分?jǐn)?shù)都以膠粘劑連結(jié)層的總重量為基準(zhǔn)計(jì)算。
6.權(quán)利要求1的多層聚合物，其中，第一外層包含一種選自下列一組的極性聚合物聚氯乙烯均聚物和共聚物，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚偏氯乙烯(PVDC)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)均聚物或共聚物、聚酰胺、聚碳酸酯、乙烯乙烯醇均聚物和共聚物、酸共聚物、離聚物、液晶聚合物、聚縮醛、縮醛共聚物和聚乳酸。
7.權(quán)利要求1的多層聚合物，其中第二外層包含一種選自下列一組的非極性聚合物聚丙烯均聚物和共聚物，以及聚乙烯均聚物和共聚物。
8.權(quán)利要求1的多層制品，其中共聚酯彈性體包含一種其軟段還包含聚亞丁基二醇(PTMEG)的嵌段熱塑性醚-酯彈性體，以及共聚酯彈性體的邵氏D硬度為約55或更低。
9.權(quán)利要求1的多層聚合物，其中E/X/Y共聚物是選自下列一組的共聚物乙烯-丙烯酸正丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯(EnBAGMA)、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯(EBAGMA)、乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯(EGMA)、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯(EMAGMA)、乙烯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯(EEAGMA)、乙烯-丙烯酸丙酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯(EPAGMA)以及乙烯-乙酸乙烯酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯(EVAGMA)。
10.權(quán)利要求1的多層聚合物，其中第一外層包含PVC以及第二外層包含聚丙烯均聚物。
11.權(quán)利要求10的多層聚合物，其中膠粘劑連結(jié)層包含約25～65重量％共聚酯彈性體，約10～50重量％聚丙烯以及約25～65重量％EnBAGMA，所有重量％均以膠粘劑連結(jié)層總重量為基準(zhǔn)計(jì)算，所述共聚酯彈性體包含一種其軟段包含聚亞丁基二醇(PTMEG)的嵌段熱塑性醚-酯彈性體，其邵氏D硬度為約55或更低。
12.權(quán)利要求11的多層聚合物，其中，多層聚合物的剝離強(qiáng)度，用ASTM#D903-98測(cè)量時(shí)，高于約5磅/英寸寬(0.09kg/mm寬)。
13.包含權(quán)利要求11的多層聚合物的建筑物外側(cè)板。
14.權(quán)利要求13的外側(cè)板，其中第一外層PVC構(gòu)成側(cè)板的外表面。
15.一種包含權(quán)利要求11的多層聚合物的制品，其中該制品選自下列一組建筑材料、汽車車內(nèi)零件和玩具。
16.權(quán)利要求11的多層聚合物，其中聚合物由選自下列一組的方法制成共擠出和層合。
17.權(quán)利要求1的多層聚合物，其中組分(c)包含一種酸共聚物或衍生自酸共聚物的酸酐。
18.權(quán)利要求17的多層聚合物，其中組分(c)包含馬來酸酐接枝聚丙烯。
19.一種制造多層聚合物的方法，包含共擠出下列各層以形成多層聚合物的步驟(1)一個(gè)第一外層，(2)一個(gè)第二外層和(3)一個(gè)介于兩外層之間的膠粘劑連結(jié)層，其中，第一外層包含一種極性聚合物，第二外層包含一種非極性聚合物，以及膠粘劑連結(jié)層包含(a)一種與極性聚合物完全或部分混溶的共聚酯彈性體，(b)一種與第二外層中非極性聚合物完全或部分混溶的非極性聚合物，以及(c)一種含有能與組分(a)的官能端基反應(yīng)的官能基且與第二外層中非極性聚合物完全或部分混溶的共聚物。
20.權(quán)利要求19的方法，其中，第一外層包含PVC，第二外層包含聚丙烯均聚物以及膠粘劑連結(jié)層包含約25～65重量％共聚酯彈性體，約10～50重量％聚丙烯和約25～65重量％EnBAGMA，其中所有重量％均以膠粘劑連結(jié)層的總重量為基準(zhǔn)計(jì)算，所述彈性體包含一種其軟段包含聚亞丁基二醇(PTMEG)的嵌段熱塑性醚-酯彈性體，其邵氏D硬度為約55或更低。
21.一種制造多層聚合物的方法，包含層合下列各層的步驟(1)一個(gè)第一外層，(2)一個(gè)第二外層以及(3)一個(gè)介于兩外層之間的膠粘劑連結(jié)層，所述層合在足夠的熱與壓力作用下進(jìn)行以使上述各層融化并形成多層聚合物，其中，第一外層包含一種極性聚合物，第二外層包含一種非極性聚合物以及膠粘劑連結(jié)層包含(a)一種與極性聚合物完全或部分混溶的共聚酯彈性體，(b)一種與第二外層中非極性聚合物完全或部分混溶的非極性聚合物，以及(c)一種含有能與組分(a)的端官能基反應(yīng)的官能基且與第二外層中非極性聚合物完全或部分混溶的共聚物。
22.權(quán)利要求21的方法，其中第一外層包含PVC，第二外層包含聚丙烯均聚物以及膠粘劑連結(jié)層包含約25～65重量％共聚酯彈性體，約10～50重量％聚丙烯以及約25～65重量％EnBAGMA，其中所有重量％均以膠粘劑層總重量為基準(zhǔn)計(jì)算，所述共聚酯彈性體包含一種其軟段包含聚亞丁基二醇(PTMEG)的嵌段熱塑性醚-酯彈性體，其邵氏D硬度約為55或更低。
全文摘要
本發(fā)明提供一種多層聚合物組合物，它包含一個(gè)極性外層和一個(gè)非極性第二外層。極性外層優(yōu)選是PVC以及非極性外層優(yōu)選是聚丙烯。膠粘劑連結(jié)層是共聚酯彈性體、非極性聚合物和含有能與共聚酯彈性體的端官能基反應(yīng)的官能基且與第二外層中的非極性聚合物完全或部分混溶的共聚物的特殊共混物。該多層聚合物能方便地進(jìn)行共擠出。非極性外層能包含所制零件的主體，只帶一薄層極性聚合物，因此能以較低成本提供所期望的極性聚合物的特性。
文檔編號(hào)B29C47/06GK1729099SQ200380106700
公開日2006年2月1日 申請(qǐng)日期2003年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月19日
發(fā)明者G·H·霍夫曼恩 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司