[发明专利]改进的丙烯共聚物热密封树脂及其制品

说明书

本发明一般涉及热密封制品。更具体地说，本发明涉及相对于由Ziegler-Natta催化剂催化的丙烯共聚物制的制品，具有优良热密封、热粘接及高劲度特点的、由金属茂催化的丙烯与至少一种其它特定单体的共聚物制的制品。

各种塑料膜可用作包装容器如口袋、盒、盘及桶。在许多这类用途中，塑料膜应能易于热密封并具有其它的物理及机械性能(如抗撕裂、抗拉强度以及在高速设备上的加工性)是很重要的。

取向聚丙烯膜因具有良好的湿汽阻隔性、高劲度、高强度以及视觉性能，因而已广泛用作包装膜。然而，聚丙烯膜一般不具有包装用途中需加考虑的重要性能：良好的热密封性能。这是因为聚丙烯膜的密封温度范围窄且熔融温度高。

近几年来已对聚烯烃特别是聚丙烯共聚物的热密封性进行了广泛的研究。聚丙烯膜的密封开始温度(SIT)和平台开始温度(PID)与其熔点性能是相关的。众所周知，聚丙烯的熔点可通过在聚合反应时添加共聚单体来降低。这种现象与聚合催化剂，即与使用Ziegler-Natta催化剂或金属茂催化剂无关，见EPA318049和EPA495099。

EPA495099公开了含1-10％摩尔α-烯烃的丙烯-α-烯烃无规共聚物。对分别用Ziegler-Natta催化剂及金属茂催化剂的含相同或相似共聚单体量的聚丙烯共聚物进行了比较，并对熔点降低作了评价。EPA 495099中图2表明了聚丙烯共聚物的熔点与共单体含量之间存在线性关系，熔点随共聚单体含量增加而线性地降低。金属茂催化聚丙烯的直线斜率大体上与Ziegler-Natta催化聚丙烯的直线斜率相同。然而，金属茂催化聚丙烯的直线低于Ziegler-Natta催化聚丙烯直线约10-20℃。EPA495099并没有介绍或提出两者在具体共聚单体与熔点影响之间的任何差别。

EPA538749公开了由金属茂催化的丙烯共聚物与Ziegler-Natta催化的丙烯共聚物的共混物制的薄膜。EPA538749指出主要由金属茂制的薄膜，由于表面粗糙而变得不能使用。

能在尽可能低的温度下密封的膜是理想的，由于可在比流水线温度平均低几度的包装线上运作，从而提高生产率和降低费用。因此，期望开发可在较低温度密封而仍保持所有其它工业上有利的物理性能的聚丙烯膜。

本发明涉及发现金属茂催化的聚丙烯共聚物，较用常规Ziegler-Natta催化剂催化的含相同共聚单体并具有类似熔点的共聚物，有较低的平台开始温度。也发现有类似熔点的金属茂催化的共聚物较相应的Ziegler-Natta催化的聚丙烯共聚物的拉伸模量高。由此可得出一种重要的方法和具有优势的产品。根据本发明制造的薄膜及制品的优点包括具有较高的劲度、并且有较目前市场上可购得的薄膜、制品进行密封更低的密封温度。已经发现，本文所述的金属茂催化共聚物的PIT低于共聚物熔融温度(Tm)约10℃-约25℃。

本发明的一个具体实施方案涉及制造热密封的方法，其步骤包括

a)至少有一层由含丙烯与至少一种共聚单体，优选具有2-约20个碳原子(除3个碳原子(丙烯单体)外)的烯烃单体的共聚物制的薄膜，所述丙烯共聚物是由金属茂催化剂制造的；以及

b)于低于共聚物熔点约10℃-约25℃的温度下，至少在部分膜上施加热源，优选的热源温度应低于共聚物熔点约10℃之内。在优选的实施方案中，共聚单体含量约为丙烯含量的约0.5-约10％(重量)。如果采用聚丙烯共混物，共聚单体含量优选为聚丙烯的约0.5-约15％(重量)。

本发明另一个实施方案涉及制造热密封制品的方法，以及用该方法制造的制品，其步骤包括：

a)．至少具有两层膜，至少一层是由丙烯与至少一种共聚单体，优选具有2至约20个碳原子(除3个碳原子外)的烯烃单体的共聚物制的膜，所述丙烯共聚物是由金属茂催化剂制造的；

b)．至少部分丙烯共聚物膜层与一表面或另一层相接触；

c)．在接触点升高温度至低于共聚物熔点约10℃至约25℃。

优选的金属茂是桥式、双环戊二烯基、第4、5或6族过渡元素金属的二卤化物或二烷基衍生物。更优选的金属茂包括桥式联茚，第4族元素的二烷基衍生物。已知适用于制造全同立构聚丙烯的特殊金属茂催化剂是理想的。金属茂优选载持在惰性载体上并且必要时与烯烃单体预聚合。

附图的简要说明

图1说明聚丙烯通过共聚单体聚合后熔点的降低。

图2是说明聚合物的密封强度与密封温度间关系的通用曲线。

图3说明聚丙烯共聚物的拉伸模量与DSC熔点峰值的关系。

优选实施方案的详细说明