[发明专利]由用三价阳离子中和的离子交联聚合物制成的吹塑成型的中空制品和瓶子

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及挤出成型(extrusion molded)或注射成型(injectionmolded)的中空制品，并涉及包含用三价阳离子中和的、基于乙烯的离子交联聚合物的吹塑成型(blow molded)的瓶子。

相关技术的描述

一般，在生产吹塑成型的瓶子和其他中空制品时，通过挤出成型或注射成型制成底预型件(bottomed preform)，随后该预型件被吹制成所需的形状和大小。因此，所述预型件必须在此过程中保持其完整性和形状。特别是在挤出成型过程中，聚合树脂在挤出机的高剪切条件下必须具有足够低的熔体粘度，以便具有可接受的可加工性并达到商业操作所需的生产量。同时，所述树脂在挤出后必须具有足够的熔体强度，以在所述吹制过程之前，和在所述树脂被冷却到低于其熔点之前，防止挤出物的下垂和变形。随着所述瓶子或中空制品的壁厚变得更大，或随着它们的大小(和重量)变得更大，在可接受的粘度时具有高熔体强度的要求也变得更高。

由于基于乙烯的离子交联聚合物在可操作的熔体粘度时具有改良的熔体强度，故它们已被用于吹塑成型。离子交联聚合物是含有可电离的共聚单体的共聚物，所述可电离的共聚单体被至少部分地中和(离子化)以产生盐。通常，它们是通过乙烯和少量的不饱和羧酸共聚合，其后中和某些部分酸基团(acid groups)来制备的。所述离子化的基团可用作可熔化的交联体(crosslinks)。在用于此目的的普通离子交联聚合物中，所述羧酸基团被例如Na⁺，Mg⁺²，Zn⁺²等的一价和二价阳离子中和。

已发现，即使使用所述普通离子交联聚合物改良了熔体强度，也很难制备壁厚大于约1mm的瓶子和中空制品。本发明提供具有增加的壁厚的吹塑成型的瓶子和中空制品，所述瓶子和中空制品由含有三价阳离子中和的羧酸基团的离子交联聚合物制成。

日本专利公开第56-55442号揭示了一种树脂组合物，其包括乙烯和α，β-烯键式不饱和羧酸以及任选的α，β-不饱和酯的共聚物(被离子部分地或完全地离子交联)和熔点不高于160℃的聚酰胺树脂。据公开，10％或更多的所述α，β-不饱和羧酸成分被Na⁺，Mg⁺²，Zn⁺²，Al⁺³等中和。实施例只揭示了用镁离子、锌离子和钠离子中和的离子交联聚合物。

美国专利第4,766,174号揭示了乙烯/α，β-烯键式不饱和羧酸共聚物的铝离子交联聚合物和热塑性树脂或高弹体的熔化可加工混合物(melt processible blends)。所述乙烯共聚物的约1％到约100％的羧酸基团被铝离子中和。

发明概述

本发明的一个实施方式涉及适合用作吹塑成型的预型件或型坯的挤出成型或注射成型的中空制品，且涉及吹塑成型的瓶子，两者都包含离子交联聚合物成分，该成分包含乙烯、具有3到8个碳原子的α，β-烯键式不饱和羧酸和软化共聚单体(softening comonomer)的至少一种直接或接枝共聚物，该软化共聚单体选自脂肪羧酸的乙烯基酯(其中所述酸具有2到10个碳原子)、烷基乙烯基醚(其中所述烷基含有1到10个碳原子)和丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯(其中所述烷基含有1到10个碳原子)；其中所述不饱和羧酸含量为约1％到约25％(重量)，所述软化共聚单体含量为0到约60％(重量)；其余为乙烯，使所述乙烯含量大于约30％(重量)；此外，其中来自所述α，β-烯键式不饱和羧酸的酸基团，约3％到约80％，优选约3％到约60％，且更优选约3％到约50％用三价阳离子中和，而0到约70％用一价或二价阳离子中和。

本发明还涉及所述挤出成型的中空制品或吹塑成型的瓶子，该中空制品或瓶子是多层器件，其中至少一层包含上述离子交联聚合物成分。

优选地，所述离子交联聚合物成分，约3％到约80％，更优选约3％到约60％，且最优选约3％到约50％用三价阳离子中和，而约1％到约70％用一价或二价阳离子中和，且所述离子交联聚合物成分的熔体强度显著大于含有相同共聚物但只用一价或二价阳离子中和的离子交联聚合物成分的熔体强度。更优选地，当在220℃测定时，所述离子交联聚合物成分的熔体强度大于约20cN。

本发明还涉及由聚合物成分生产瓶子的吹塑成型方法，该方法包括以下步骤：