[发明专利]聚丙烯组合物

说明书

新型聚丙烯组合物及其用途，该聚丙烯组合物结合了低密封起始温度(SIT)、高热粘性、良好的光学性能例如低雾度和改善的刚度/冲击平衡。

技术领域

本发明涉及一种新型聚丙烯组合物，该聚丙烯组合物具有低密封起始温度(SIT)、高热粘性(hot tack)、良好的光学性能(例如低雾度)和改善的刚度/冲击平衡。本发明还涉及该聚丙烯组合物的用途以及由该聚丙烯组合物制成的制品。

背景技术

聚丙烯适用于许多应用。例如，聚丙烯(PP)可应用于密封性能起重要作用的领域，例如食品包装工业或医疗包装工业。热密封是制造柔性和半刚性包装的主要方法。良好密封性能的一个重要指标尤其是低密封起始温度(SIT)，需要低密封起始温度(SIT)以支持包装机的高速度。为确保快速密封，低SIT是有利的。通过在较低的温度下操作，待密封的制品不暴露于高温具有益处。因为产生和保持较低的温度显然成本更低，因此也具有经济上的优点。避免高密封温度还有其他优点，特别是当要包装对温度敏感的物品时。

膜的特别苛刻的应用(例如成形和填充包装)，除了要求低密封起始温度之外，还要求良好的热粘性。热粘性是当膜的热密封部分中的聚合物处于半熔融/凝固状态时可测量的粘合强度。

在此处和下文中，此种粘合强度表示为撕开密封层所需的热粘力(N)。通常，热粘性是提高包装生产过程的效率的重要因素。

此外，还需要光学性能令人满意(例如低雾度)的包装材料。这种材料的另一个期望的性质是高的或更好的优异刚度/冲击平衡。

此外，包装的物品(例如包装的食品或药品)需要经受灭菌步骤，例如蒸汽灭菌。通常，蒸汽灭菌在高于120℃(例如121℃)的温度下进行。这意味着包装膜的熔融温度需要显著更高，例如高于125℃，优选高于130℃。

无论制造多层膜或单层膜，所有膜制造商均在寻求使其制造的膜的性能最大化。通常，因为可定制各个层以提供需要的特定属性，多层膜更易实现性能的最大化。例如，通常使用可产生良好密封性能的外层，同时芯层可用于提供膜的机械强度。此外，当使用多层结构时，可通过将膜组分置于分开的层中来避免膜组分的不相容性。

然而，当膜为单层膜时，膜的制造商可用的选择受到更多限制。目前，很难制备性能优异(例如，良好的机械性能和加工性能)的单层膜，因此本领域技术人员正在寻求可提供改进性能的新型膜。光学性能尤其成问题，因为单层膜中所用组分越多，膜的雾度值往往越高。

膜的制造商面临的问题是，尝试改进一种性能时，另一种同样重要的性能趋于受到不利影响。在将所有组分作为共混物(blend)一起挤出的单层结构中，不同聚合物之间也存在相容性的实际问题。如果聚合物组分不相容，则形成的膜具有明显的不均匀性，这对于制造商和消费者是不可接受的。这进一步限制了膜领域的化学家可操纵的参数。

已进行了一些尝试来解决上述问题。US 20050142367提出使用丙烯-1-丁烯-乙烯三元共聚物与茂金属催化的乙烯聚合物的共混物用于三层BOPP膜的可热密封表层，以提供低密封起始温度(SIT)和良好的热粘性。茂金属催化的乙烯聚合物的熔体流动速率(MFR₂；190℃，2.16kg)可为2.0g/10min至7.5g/10min，并且密度可为0.878g/cm³至0.900g/cm³。实施例中使用的丙烯-1-丁烯-乙烯三元共聚物含有相对高的量的共聚单体，即1.1wt％(即1.7mol％)的乙烯和20.0wt％(即16.2mol％)的1-丁烯。此类组合物的熔点将太低而不能经受120℃的蒸汽灭菌。此外，SIT也太低(71℃至93℃)，这在蒸汽灭菌中也会产生问题。光学性质(例如雾度)以及刚度/冲击未被提及。