[发明专利]可用作金属粘合促进剂的功能性聚烯烃

说明书

本申请是申请日为2007年5月23日、申请号为200780019254.6(PCT/US2007/012309)、发明名称为“可用作金属粘合促进剂的功能性聚烯烃”的中国专利申请的分案申请。所述中国申请200780019254.6要求2006年5月25日提交的美国临时申请号60/809,041和2006年9月22日提交的美国临时申请号60/846,668的权益，二者的题目均为“可用作金属粘合促进剂的高流动性丙烯酸/聚丙烯接枝物”。这些文件均通过引用结合在本申请中。

发明背景

1.发明领域

本发明涉及改进聚丙烯基聚烯烃对金属的粘合性的、包含功能性聚烯烃如用丙烯酸接枝的聚丙烯的材料，并涉及生产它们的方法。

2.现有技术描述

有许多其中要求将聚烯烃粘合到金属表面上的商业应用。这些类型的应用的实例包括管涂层、粉末涂层和聚烯烃在金属插入物上的层叠模塑(overmolding)。然而，由于聚烯烃的非极性性质，这些材料不能很好地粘合到金属上。有时使用具有极性基团的官能化的聚烯烃作为聚烯烃添加剂，以改进金属-聚烯烃粘合性。这样的极性基团的实例包括马来酸酐和丙烯酸。

有其它一些场合，其中希望将聚烯烃粘合到非金属的极性材料如木材或极性塑料上。在这些情况下，用丙烯酸或马来酸酐官能化的聚烯烃添加剂可以改进粘合性。

对这些粘合促进剂的关键要求是它们与所述聚烯烃相容且在加工过程中它们迁移到聚烯烃-金属界面上。当所述粘合促进剂处于界面上时，则它能够与金属表面相互作用和与金属表面键合。

用丙烯酸接枝的聚丙烯(PP-g-AA)是用来改进聚丙烯与金属之间的粘结和含聚丙烯的热塑性弹性体与金属之间的粘结的粘合促进剂的一个实例。商业化的PP-g-AA产品可以从Chemtura Corporation得到，其以商品名1001和1002出售。这些材料改进聚丙烯基聚烯烃对金属的粘合性，但不幸地具有相对低的熔体流动性，并因此在热加工(例如层叠模塑到金属插入物上)的过程中不是非常有效地迁移到聚烯烃-金属界面处。Polybond 1001和Polybond1002是用约6％丙烯酸接枝的聚丙烯，分别具有约40和20dg/分钟的熔体流动速率。

最常见的生产PP-g-AA的方法是通过在受控的条件下使用有机过氧化物的反应性挤出。在该方法中，将聚丙烯进料到挤出机中，通常是双螺杆挤出机中，在那里它被熔融。丙烯酸和有机过氧化物通常通过注入引入到该熔体中。丙烯酸的聚合和接枝发生在该熔体中；该熔体通常被进料通过挤出机区，该挤出机区具有真空出口以移出未反应的丙烯酸和过氧化物分解产物，然后该熔体被进一步在螺杆上输送到模头，在模头处该材料被挤出和造粒。该通用方法是本领域中众所周知的。

美国专利号3,862,265和相关的美国专利号3,953,655公开了改性的聚合物，特别是聚烯烃，据说其与用作起始材料的聚合物原料如聚烯烃原料相比，具有改进的流动性并且在某些情况下具有改进的粘合性质。所述改性的聚合物通过受控制的反应来生产，该受控制的反应通常包括在挤出机中的降解，在最大分布或强烈混合的条件下向所述挤出机中注入引发剂，其中在基础聚合物中发生可观的流变变化，例如分子量分布变化。在某些实施方案中，在降解过程中单体也被接枝到基础原料上。没有给出制备本发明的高流动型PP-g-AA聚合物的实施例。这些专利公开到，某些接枝的聚烯烃聚合物显示了对极性聚合物如尼龙或聚酯的改进的粘合性和对金属钉的改进的粘合性，但没有公开当这些聚合物希望用作加到其它非官能化的聚烯烃或TPV的添加剂以改进对金属或极性树脂的粘合性时，本发明的高流动性PP-g-AA聚合物的优点。

美国专利号6,448,343公开了可以用两种聚合物形成热塑性硫化橡胶，其中一种聚合物用羧酸酐接枝或共聚，所述酸酐接枝的聚合物然后与氨基硅烷反应，该氨基硅烷与所述酸酐反应并然后交联。

发明概述

本发明的一个目的是生产熔体流动速率至多为1000dg/分钟，优选在约100-约500dg/分钟的范围内的PP-g-AA材料。