專利名稱：陽離子中和的離聚物及其泡沫的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三價陽離子中和的離聚物，讀離聚物具有適于制備擠出開孔泡沫的熔融強(qiáng)度和粘度性質(zhì)。
背景技術(shù)：
開孔聚合物泡沫對在吸收制品如一次性尿布、成人失禁墊和內(nèi)褲以及衛(wèi)生巾中的商業(yè)用途已產(chǎn)生了重大的影響。例如，美國專利5,650,222、5,741,581和5,744,506描述了通過聚合高內(nèi)相乳液制成的低密度吸收泡沫，上述乳液中水相對油相的體積對重量比值在大約55∶1到大約100∶1的范圍內(nèi)?；诰巯N的開孔泡沫由于它們的耐化學(xué)性和再生性而特別用在這些應(yīng)用中。
聚烯烴開孔泡沫通常輕微交聯(lián)以便控制和穩(wěn)定泡沫孔。泡沫可通過若干方法交聯(lián)，包括，例如，輻照和自由基催化，如用過氧化物。離聚物還用作開孔泡沫的成分，該離聚物為具有至少部分中和(離子化)以產(chǎn)生羧酸鹽的可離子化共聚單體的共聚物?；谝蚁?酸共聚物的離聚物一般通過乙烯和不飽和羧酸共聚，接著中和一部分酸基來制備。離子化基團(tuán)可以充當(dāng)可熔融交聯(lián)鍵。例如，美國專利4,102,829描述了由混合大約5-65％聚烯烴和大約35-95％離聚物制備的低密度擠出泡沫，該離聚物是鋅鹽。
美國專利4,091,136描述了通過擠出棒狀的聚烯烴和發(fā)泡劑以及乙烯/甲基丙烯酸共聚物基離子鍵樹脂的可發(fā)泡混合物生產(chǎn)的微細(xì)閉孔泡沫。
在美國專利4,102,829中描述了通過在升高的溫度和壓力下擠出與揮發(fā)的發(fā)泡劑的混合物生產(chǎn)的離聚物和聚烯烴聚合物的泡沫熱塑性混合物。所述的該泡沫具有良好的性質(zhì)平衡，并且被指出用作空調(diào)管道上的絕緣套。
日本的擬公開專利申請H10-279724/1998描述了由0-50重量份的聚烯烴樹脂和100-50份的離子鍵樹脂制備的泡沫。然而，當(dāng)進(jìn)行這種混合物的泡沫擠出以制備開孔泡沫時，擠出壓力較高，導(dǎo)致在模頭嚴(yán)重發(fā)熱。這使獲得具有高膨脹率和高厚度的良好的開孔擠出泡沫變得非常困難。另外，因?yàn)樵跀D出發(fā)泡期間發(fā)泡溫度必須調(diào)控在小范圍內(nèi)以便獲得開孔接觸泡沫，所以穩(wěn)定的制造是困難的。
PCT國際公開WO02/27905教導(dǎo)以樹脂的大約1-40重量％水平存在于聚乙烯樹脂中的離聚物生產(chǎn)出優(yōu)良的連續(xù)擠出泡沫板產(chǎn)品，該產(chǎn)品接近由化學(xué)發(fā)泡劑制備的泡沫的孔隙尺寸和彈性。
PCT國際公開WO0218482描述了一種擠出聚烯烴開孔泡沫，其呈現(xiàn)出均勻的物理性質(zhì)、高膨脹率和均勻的孔徑?；A(chǔ)樹脂主要由由4.5-75重量份成分A、0.5-30重量份成分B和20-95重量份成分C(其中成分A+成分B+成分C＝100重量份)組成的混合聚合物構(gòu)成，成分A由乙烯離子鍵樹脂組成，成分B由具有大于120℃的熔融點(diǎn)的聚烯烴樹脂組成，成分C由選自乙烯-丙烯橡膠、苯乙烯彈性體和具有120℃或更低熔融點(diǎn)的聚乙烯樹脂的一種或兩種或更多種聚合物組成。
日本專利公開56-55442描述了一種樹脂組合物，該樹脂組合物包含乙烯和α，β-烯鍵不飽和羧酸的共聚物、任選的部分或完全被離子離子化交聯(lián)的α，β-不飽和酯和具有不超過160℃的熔融點(diǎn)的聚酰胺樹脂。描述了10％或更多的α，β-不飽和羧酸成分被Na+、Mg+2、Zn+2、Al+3等中和。實(shí)施例只描述用鎂、鋅和鈉離子中和離聚物。
美國專利4,766,174描述了乙烯/α，β-烯鍵不飽和羧酸共聚物的鋁離聚物和熱塑性樹脂或彈性體的可熔融加工混合物。用鋁離子中和大約1-100％的乙烯共聚物的羧酸基團(tuán)。
用在開孔泡沫制備技術(shù)中的離聚物一般包含二價離子如鈣或鋅。如上述引用文獻(xiàn)中所指出的，在單獨(dú)使用鈣或鋅離聚物或使用這些離聚物和聚烯烴樹脂的混合物的穩(wěn)定加工中，制造呈現(xiàn)出高膨脹率和高開孔發(fā)泡率的開孔擠出泡沫是非常困難的。因此，在該技術(shù)中需要具有改進(jìn)的流變性質(zhì)，特別是，高熔融強(qiáng)度、高粘度和粘度對溫度最小敏感度的離聚物基開孔泡沫組合物以便獲得最佳的可加工性和擠出泡沫性質(zhì)。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種離聚物組合物，該離聚物組合物包含至少一種乙烯、具有3到8個碳原子的α，β-烯鍵不飽和羧酸和軟化共聚單體的直鏈或接枝共聚物，該軟化共聚單體選自其中酸具有2到10個碳原子的脂肪族羧酸的乙烯基酯、其中烷基含有1到10個碳原子的烷基乙烯醚和其中烷基含有1到10個碳原子的烷基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯；其中不飽和羧酸含量在大約1-25重量％、軟化共聚單體含量在0到大約60重量％；剩余物是乙烯以使乙烯含量大于約30重量％；另外其中大約3-50％的衍生自α，β-烯鍵不飽和羧酸的酸基被三價陽離子中和，0到大約70％被單價或二價陽離子中和。該離聚物組合物可以是發(fā)泡組合物。
本發(fā)明還涉及一種多層結(jié)構(gòu)，該多層結(jié)構(gòu)包含至少一層與至少一層超吸收聚合物接觸的發(fā)泡組合物。
還提供一種包含本發(fā)明的離聚物組合物的制品，包含本發(fā)明的多層結(jié)構(gòu)的制品以及本發(fā)明的離聚物組合物的制備方法。
發(fā)明詳述除非在特殊情況中另外限制，以下定義適用于本說明書通篇所用的術(shù)語。
除非另外聲明，所有的百分?jǐn)?shù)、份、比值等都是以重量計。另外，當(dāng)以任一范圍、優(yōu)選范圍或一列上限優(yōu)選值和下限優(yōu)選值給出量、濃度或其它值或參數(shù)時，不管范圍是否被分開描述，應(yīng)當(dāng)理解為特定公開了由任何一對任何范圍上限或優(yōu)選值和任何范圍下限或優(yōu)選值形成的所有范圍。除非另外聲明，在本文所述的數(shù)值范圍中，該范圍包括該范圍的端點(diǎn)和在該范圍內(nèi)的所有實(shí)數(shù)。當(dāng)成分被指作以從0開始的范圍存在時，該成分是任選的成分(即，它可以存在或不存在)。
本文所用的術(shù)語“(甲基)丙烯酸的”，單獨(dú)或組合形式，如“(甲基)丙烯酸酯”，是指丙烯酸的和/或甲基丙烯酸的，例如，丙烯酸和/或甲基丙烯酸，或烷基丙烯酸酯和/或烷基甲基丙烯酸酯。
本文所用的術(shù)語“有限量”和“有限值”是指不等于0的量。
本文所用的術(shù)語“大約”指的是量、尺寸、配方、參數(shù)和其它數(shù)量和特征是不精確或不需要精確的，但可以隨意地近似和/或較大或較小，反映公差、換算因數(shù)、舍入、測量誤差等以及本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它因素。通常，量、尺寸、配方、參數(shù)或其它數(shù)量或特征無論是否特別表明都是“大約”或“近似”。
如上所述，本發(fā)明的離聚物組合物包含至少一種乙烯、α，β-烯鍵不飽和丙烯酸和任選的軟化共聚單體的直鏈或接枝共聚物，該軟化共聚單體選自乙烯基酯、烷基乙烯醚和烷基(甲基)丙烯酸酯。這些共聚物及其制備方法已描述在，例如，美國專利3,264,272和4,766,174中。
離聚物的α，β-不飽和丙烯酸包含大約3到大約8個碳原子。優(yōu)選α，β-烯鍵不飽和丙烯酸選自(甲基)丙烯酸、馬來酸、富馬酸、衣康酸和馬來酸、富馬酸和衣康酸的半酯。更優(yōu)選α，β-烯鍵不飽和丙烯酸是(甲基)丙烯酸，還更優(yōu)選該酸是甲基丙烯酸。
任選的軟化共聚單體在存在時選自乙烯基酯、烷基乙烯醚和烷基(甲基)丙烯酸酯。因此，適宜的軟化單體是，例如，醋酸乙烯酯、丁基乙烯醚、甲基乙烯醚、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯和(甲基)丙烯酸丁酯。優(yōu)選該軟化共聚單體是烷基(甲基)丙烯酸酯或烷基乙烯醚，更優(yōu)選該軟化共聚單體是丙烯酸丁酯。
乙烯/酸共聚物的乙烯含量優(yōu)選大于約50重量％，更優(yōu)選大于約60重量％。
乙烯/酸共聚物優(yōu)選包含0到大約40重量％的軟化共聚單體。更優(yōu)選該共聚物包含約5-約15重量％的不飽和羧酸和0到大約30重量％的軟化單體；剩余物是乙烯以使乙烯含量大于約60重量％。
在本發(fā)明的離聚物中，大約3-約50％的羧酸基團(tuán)被三價陽離子中和。在該公開的上下文中，用每個陽離子將與根據(jù)其離子電荷計算的最大數(shù)量的羧酸基團(tuán)反應(yīng)的設(shè)想給出百分?jǐn)?shù)中和數(shù)據(jù)。也就是說，設(shè)想，例如，Al+3將與三個羧酸基團(tuán)反應(yīng)，Mg+2和Zn+2將與兩個羧酸基團(tuán)反應(yīng)，Na+將與一個羧酸基團(tuán)反應(yīng)。
三價陽離子可以是任何能夠與三個羧酸基團(tuán)反應(yīng)的正電荷離子。優(yōu)選該三價陽離子選自三價鑭系金屬陽離子、鋁陽離子、鉻陽離子和鐵陽離子。最優(yōu)選的三價陽離子是鋁陽離子。三價陽離子源可以是任何適宜的衍生物如羧酸鹽、醇鹽、螯合化合物和氫氧化物。在鋁陽離子的情況下，優(yōu)選的源是醋酸鋁、異丙醇鋁和乙酰丙酮鋁。
優(yōu)選大約20％到大約80％的離聚物羧酸基團(tuán)被三價陽離子(大約3-50％)，和，如果存在，單價和/或二價陽離子中和。通常通過在大約150℃到大約300℃的溫度下熔融混合進(jìn)行離子源和含聚合物羧酸的反應(yīng)。
除了用三價陽離子中和之外，一些離聚物的羧酸基團(tuán)可以任意地用單價或二價陽離子中和。優(yōu)選單價陽離子如果存在選自鈉、鉀和鋰，二價陽離子如果存在選自鋅、鎂和鈣。更優(yōu)選該單價陽離子是鈉，二價陽離子是鋅。單價和二價離子源一般是甲酸鹽、醋酸鹽、氫氧化物、硝酸鹽、碳酸鹽和碳酸氫鹽。
優(yōu)選，有限量高達(dá)約70％的羧酸基團(tuán)用單價或二價陽離子中和。更優(yōu)選，存在于共聚物中的大約1％到最大大約70％的羧酸基團(tuán)用單價或二價陽離子中和。更優(yōu)選最大值為大約60％和最優(yōu)選最大值為大約55％。
本發(fā)明的含三價陽離子離聚物呈現(xiàn)出驚人的性質(zhì)。例如，與含有相同基礎(chǔ)樹脂而且只用單價或二價陽離子中和的離聚物組合物相比，熔融強(qiáng)度和熔融粘度更高，熔融粘度對溫度的敏感度更低。此外，含鋁離聚物的特征在于在固態(tài)、非發(fā)泡狀態(tài)具有小于大約15,000psi的撓曲模量。另外，當(dāng)含鋁離聚物與其它熱塑性聚合物混合時，期望這些同樣改進(jìn)的熔融強(qiáng)度和熔融粘度性質(zhì)。也就是說，期望該熔融強(qiáng)度和熔融粘度高于基于相同離聚物共聚物但只用單價或二價陽離子中和的相同混合物的熔融強(qiáng)度和熔融粘度而且熔融粘度對溫度的敏感度低于基于相同離聚物共聚物但只用單價或二價陽離子中和的相同混合物的熔融粘度對溫度的敏感度。
熱塑性聚合物與本發(fā)明的離聚物組合物的混合物特別用于制備擠出泡沫。用于與本發(fā)明的離聚物混合的優(yōu)選的熱塑性聚合物是聚乙烯、聚丙烯及其共聚物、聚丁烯-1、聚(4-甲基戊烯-1)、聚苯乙烯及其共聚物。更優(yōu)選的混合聚合物是聚乙烯，還更優(yōu)選的混合聚合物是線性、低密度聚乙烯。
包含至少一種熱塑性聚合物的聚合物混合物還可以包含至少一種選自苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁二烯嵌段共聚物、乙烯-丙烯橡膠和乙烯-丙烯-二烯單體橡膠(EPDM)的彈性體。
優(yōu)選的混合物包含上述優(yōu)選的離聚物組合物。
優(yōu)選，用在與含三價陽離子離聚物的混合物中的熱塑性聚合物的量為0到大約85重量％，更優(yōu)選0到大約75重量％，還更優(yōu)選大約0到大約65重量％。
含三價陽離子離聚物和熱塑性聚合物的混合物可以通過在大約150℃到大約300℃，優(yōu)選大約180℃到大約295℃，最優(yōu)選大約200℃到大約290℃的溫度下混合該離聚物和聚合物來制備?？蛇x擇地是，該熱塑性聚合物可以與乙烯/α，β-烯鍵不飽和羧酸共聚物混合，然后用中和離子源處理得到的混合物。在另一個可選擇的工序中，該聚合物的混合和中和可以同時進(jìn)行。
不受任何特殊理論的限制，相信當(dāng)與只含有單價和二價中和離子的中和的離聚物相比時，至少部分中和的含三價陽離子離聚物，尤其是含鋁離聚物驚人改進(jìn)的流變性導(dǎo)致了實(shí)質(zhì)上改進(jìn)的用于制備擠出泡沫的加工條件。
可以通過采用上述的基礎(chǔ)組合物，例如，至少部分中和的離聚物或至少部分中和的離聚物和熱塑性聚合物，以及用于控制泡沫性質(zhì)的任何添加劑，將這些物質(zhì)供給到擠出機(jī)，在加熱和捏合下使這些材料熔融，然后供給發(fā)泡劑和形成發(fā)泡熔融樹脂混合物，然后調(diào)節(jié)加工參數(shù)如擠出溫度、擠壓模頭內(nèi)部壓力、排放體積等，和將該混合物從模頭擠出至低壓區(qū)并引起發(fā)泡獲得本發(fā)明的發(fā)泡組合物。對于混合成分，可以采用本領(lǐng)域已知的方法，如干燥混合混合物成分或使用螺旋進(jìn)料機(jī)等從原料供給口引入每個混合物成分并在擠出機(jī)內(nèi)部混合它們。通過根據(jù)所需泡沫的形狀選擇連接在擠出機(jī)頂端的模頭，可以制造各種形狀的擠出泡沫。
在本發(fā)明泡沫的制造中使用的發(fā)泡劑可以是物理發(fā)泡劑或分解型化學(xué)發(fā)泡劑，但優(yōu)選使用物理發(fā)泡劑以便獲得擠出開孔泡沫。對于物理發(fā)泡劑，可采用低沸點(diǎn)烴如丙烷、正丁烷、異丁烷、正戊烷、異戊烷、正己烷、環(huán)己烷等，氯代烴如氯代甲烷和氯代乙烷，碳氟化合物如1，1，1，2-四氟乙烷和1，1-二氟乙烷和其它材料如二氧化碳、氮和水。對于分解型發(fā)泡劑，可使用偶氮甲酰胺等?？梢砸詢煞N或更多種的混合物的形式使用發(fā)泡劑，分解型發(fā)泡劑可以和物理型發(fā)泡劑一起使用并由此用來調(diào)整孔徑。
擠出溫度優(yōu)選大約100℃到大約250℃而且更優(yōu)選在大約150℃到大約230℃。當(dāng)擠出溫度低于大約100℃時，聚合物成分的彈性力會過強(qiáng)，因而不可能獲得具有高膨脹率的泡沫。另一方面，當(dāng)溫度超過大約250℃時，泡沫可能趨向于收縮或者產(chǎn)生巨大的孔。然而，在本發(fā)明的情況下，在三價陽離子中和的離聚物方面，粘度對溫度的相對不敏感性會將溫度對發(fā)泡過程和性質(zhì)的影響降至最低。
本發(fā)明的泡沫可以是開孔泡沫或閉孔泡沫或它們的混合物，它們具有大約10到大約200kg/m3的密度，更優(yōu)選大約20到大約150kg/m3。在發(fā)泡組合物中優(yōu)選大約50％的泡沫孔是開孔。上下文中的術(shù)語“開孔”指的是泡沫的單個孔是不完全封閉的，提供與至少一個鄰接孔通暢的聯(lián)系。換句話說，開孔泡沫結(jié)構(gòu)中的孔具有至少一個大到足夠允許流體在泡沫結(jié)構(gòu)內(nèi)從一個孔傳輸?shù)搅硪粋€孔的孔間開口或“窗口”。優(yōu)選，本發(fā)明的泡沫包含大比例的開孔。
實(shí)質(zhì)上在用于一次性產(chǎn)品應(yīng)用的制品中要求開孔泡沫，如尿布、成人失禁墊、衛(wèi)生巾等。當(dāng)用在上述制品中時，開孔泡沫通常與超吸收聚合物協(xié)同使用，該超吸收聚合物存在于上述產(chǎn)品中與開孔泡沫接觸。該超吸收聚合物可存在于泡沫孔壁的表面。
因此，本發(fā)明還提供一種多層結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包含至少一層與至少一層超吸收聚合物接觸的泡沫組合物。優(yōu)選，在多層結(jié)構(gòu)中的泡沫組合物中，至少50％的泡沫孔是開孔。該多層結(jié)構(gòu)在擠出開孔泡沫的層之間可包含一層或多層超吸收聚合物。超吸收聚合物的例子是基于聚(丙烯酸)的鈉鹽的那些超吸收聚合物，如從Sumitomo SeikoChemicals Co.，Ltd.，of Osaka，Japan獲得的AQUAKEEP J550。優(yōu)選多層結(jié)構(gòu)包含上述優(yōu)選的組合物。
本發(fā)明還提供包含上述組合物，尤其是發(fā)泡組合物的制品。這些制品包括一次性產(chǎn)品應(yīng)用如尿布、成人失禁墊、衛(wèi)生巾等。優(yōu)選的制品包括上述優(yōu)選的組合物。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，離聚物組合物是具有大約10到大約200kg/m3密度的發(fā)泡組合物。優(yōu)選，在泡沫組合物中，至少50％的泡沫孔是開孔。
值得注意的是制品包含一種多層結(jié)構(gòu)，該多層結(jié)構(gòu)包含至少一層與至少一層超吸收聚合物接觸的泡沫組合物。在所述制品中的多層結(jié)構(gòu)在兩層擠出開孔泡沫之間可包含一層超吸收聚合物。
給出的以下實(shí)施例更全面地證明和進(jìn)一步闡明了本發(fā)明的各個方面和特征。同樣地，該陳述意指進(jìn)一步闡明本發(fā)明的區(qū)別和優(yōu)點(diǎn)而不意味著以任何方式限制本發(fā)明。
實(shí)施例在以下實(shí)施例中，離聚物A是乙烯、9重量％甲基丙烯酸和23.5重量％丙烯酸正丁酯的共聚物，具有0.6的測量熔融指數(shù)(190℃/2.16kg重量)，該丙烯酸正丁酯具有51％的用Zn+2陽離子中和的甲基丙烯酸基團(tuán)。離聚物B是乙烯和10.5重量％甲基丙烯酸的共聚物，具有1.1的測量熔融指數(shù)(190℃/2.16kg重量)，該甲基丙烯酸具有68％的用Zn+2陽離子中和的甲基丙烯酸基團(tuán)。所述離聚物用美國專利3,264,272所披露的工序制備。將鋁陽離子引入到離聚物如乙酰丙酮鋁。下文表中的對于用Al+3中和的離聚物的百分比酸的計算值假定所有來自于三價鹽的鋁離子和離聚物羧酸基團(tuán)一致。
表1中所示的配方用30mmBUSS-KNEADER擠出機(jī)混合。從進(jìn)料到模頭的擠出機(jī)區(qū)域的溫度分別設(shè)定在130℃、140℃、145℃和150℃。十字頭和模頭的溫度設(shè)定在165℃。所述材料以5磅/小時和150RPM混合。在聚乙烯袋中通過轉(zhuǎn)鼓混合配料來預(yù)混所述成分，然后將其喂入到BUSS-KNEADER擠出機(jī)中。
排出擠出機(jī)的熔體流的溫度用手動熱電偶測量，該溫度在180到200℃的范圍內(nèi)。計算百分比的甲基丙烯酸用表1給出的鋁陽離子中和。
表1
用KAYENESS GALAXY5CAPILLARY RHEOMETER獲得粘度數(shù)據(jù)。圓柱形毛細(xì)模頭具有長30mm和直徑1mm(L/D＝30)的尺寸。在開始粘度檢測之前采用5分鐘的預(yù)熱停留時間。通過ASTM D3835，在50℃干燥所述材料18小時后獲得在各個溫度下的樣品表觀粘度，并記錄在表2和表3中。在較高剪切速率下，某些化合物過壓流變儀且不能獲得粘度數(shù)據(jù)。這些點(diǎn)在下表中標(biāo)記為ND(無數(shù)據(jù))。
表2作為在220℃剪切速率的函數(shù)的表觀粘度(帕斯卡秒)
表2的數(shù)據(jù)證明當(dāng)乙烯-甲基丙烯酸離聚物的酸共聚單體用鋁陽離子進(jìn)一步中和時，粘度快速增加。例如，在24.3s-1的剪切速率和220℃下，相對于原離聚物材料(對比例1)通過中和另外18％的酸共聚單體(實(shí)施例5)達(dá)到的粘度增加為170％。
表3給出作為溫度的函數(shù)的由對比例1和實(shí)施例5獲得的粘度數(shù)據(jù)。當(dāng)比較給出的剪切速率的低溫數(shù)據(jù)(200℃)和高溫數(shù)據(jù)(230℃)時，可以看出通過引入鋁成分產(chǎn)生了益處。除了顯著地增加粘度外，三價鋁的引入使材料具有在較低剪切速率下對溫度變化較少敏感的熔融粘度。例如，通過在24.3s-1的剪切速率從230℃降溫至200℃，對比例1有82％(2501.4/1377.4)的粘度變化；然而，實(shí)施例3在這兩個溫度端值(4443.2/3218.8)之間只顯示38％的粘度變化。
表3作為剪切速率&溫度函數(shù)的表觀粘度(帕斯卡秒)
表4給出了從對比例1和2和實(shí)施例5獲得的熔融張力和撓曲模量。所述材料的撓曲模量根據(jù)ASTM D790在1/8英寸厚的棒上測量，所述棒從通過在200℃壓縮模塑球團(tuán)形成的固體板上沖切，所述球團(tuán)產(chǎn)生在BUSS-KNEADER操作中。
用與上述KAYENESS GALAXY 5 CAPILLARY RHEOMETER相連的GOFFERT RHEOTENS獲得熔融張力。對于熔融張力檢測，所述材料還在50℃干燥18小時。然后通過在220℃經(jīng)由30L/D毛細(xì)模頭擠出熔體流檢測它們的熔融強(qiáng)度。當(dāng)RHEOTERNS裝置卷取速度從0到120cm/s變化時，采用6.35mm/min的毛細(xì)管流變儀定頭速度(contant head speed)經(jīng)由模頭擠出該熔體流。
記錄平均熔融張力(熔融強(qiáng)度的測量值)數(shù)據(jù)作為中斷熔融聚合物流所需的最大強(qiáng)力。在破損點(diǎn)記錄讀熔融聚合物流的最大拉伸比定義為卷取速率對熔融聚合物流擠出速率的比值。
表4撓曲模量、熔融張力和熔融物拉伸性質(zhì)
除了增加粘度外，鋁陽離子的混入大大增加了熔融材料的熔融張力。表4中的數(shù)據(jù)顯示實(shí)施例5的材料具有超過對比例1對照材料10倍的熔融強(qiáng)度(125.3cN對10.3cN)。此外，通過將鋁陽離子混入所述材料提供的粘度和熔融強(qiáng)度增加只對室溫?fù)锨Ａ坑杏邢抻绊?。這使聚合物材料具有改進(jìn)的熔融性質(zhì)，對制造可擠出泡沫具有重要性，同時保持高度的柔軟度和撓曲度。對比例2顯示當(dāng)通過去除丙烯酸酯共聚單體、增加甲基丙烯酸水平和引入額外的Zn+2陽離子稍許增加熔融強(qiáng)度時，以顯著增加撓曲模量的代價獲得這一增加。對比例2相對于對比例1有31％的熔融強(qiáng)度增加(13.5對10.3cN)，但所述材料還有幾乎10倍的硬化(38,000psi撓曲模量對4,000psi)。
以闡明和描述的目的給出上述披露的本發(fā)明實(shí)施方案。并不意味著是詳盡的或?qū)⒈景l(fā)明限制到所述的精確形式。根據(jù)披露內(nèi)容，本文所述的實(shí)施方案的一些變化和改動對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種離聚物組合物，其包含至少一種乙烯、具有3到8個碳原子的α，β-烯鍵不飽和羧酸和軟化共聚單體的直鏈或接枝共聚物，該軟化共聚單體選自其中酸具有2到10個碳原子的脂肪族羧酸的乙烯基酯、其中烷基含有1到10個碳原子的烷基乙烯醚和其中烷基含有1到10個碳原子的烷基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯；其中不飽和羧酸含量在約1-約25重量％，軟化共聚單體含量在0到大約60重量％；剩余物是乙烯以使乙烯含量大于約30重量％；另外其中約3-約50％的衍生自α，β-烯鍵不飽和羧酸的酸基被三價陽離子中和，并且有限量高達(dá)約70％的酸基被單價或二價陽離子中和。
2.如權(quán)利要求1的離聚物組合物，其中熔融強(qiáng)度和熔融粘度高于包含含有同樣的共聚物但只用單價或二價陽離子中和的離聚物的組合物，并且在小于約100s-1的剪切速率熔融粘度對溫度的敏感度低于包含含有同樣的共聚物但只用單價或二價陽離子中和的離聚物的組合物。
3.如權(quán)利要求1的離聚物組合物，其具有小于大約15,000psi的撓曲模量。
4.一種聚合物混合物，其具有權(quán)利要求1的離聚物組合物和至少一種選自聚乙烯、聚丙烯及其共聚物、聚丁烯-1、聚(4-甲基戊烯-1)、聚苯乙烯及其共聚物的熱塑性聚合物。
5.如權(quán)利要求4的聚合物混合物，其包含聚乙烯。
6.如權(quán)利要求5的聚合物混合物，其包含線性、低密度聚乙烯。
7.如權(quán)利要求4的聚合物混合物，其包含至少一種選自選自苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁二烯嵌段共聚物、乙烯-丙烯橡膠和乙烯-丙烯-二烯單體橡膠的彈性體。
8.一種發(fā)泡組合物，其具有大約10到大約200kg/m3的密度并包含權(quán)利要求1到3任一項(xiàng)的離聚物組合物或權(quán)利要求4到7任一項(xiàng)的聚合物混合物。
9.一種發(fā)泡組合物，其具有大約10到大約200kg/m3的密度并包含至少一種乙烯、具有3到8個碳原子的α，β-烯鍵不飽和羧酸和軟化共聚單體的直鏈或接枝共聚物，該軟化共聚單體選自其中酸具有2到10個碳原子的脂肪族羧酸的乙烯基酯、其中烷基含有1到10個碳原子的烷基乙烯醚和其中烷基含有1到10個碳原子的烷基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯；其中不飽和羧酸含量在約1-約25重量％，軟化共聚單體含量在0到約60重量％；剩余物是乙烯以使乙烯含量大于約30重量％；另外其中約3-約50％的衍生自α，β-烯鍵不飽和羧酸的酸基被三價陽離子中和，0到約70％的酸基被單價或二價陽離子中和。
10.如權(quán)利要求8或9的發(fā)泡組合物，其中至少50％的泡沫孔是開孔。
11.一種多層結(jié)構(gòu)，其包含至少一層與至少一層超吸收聚合物接觸的權(quán)利要求8或9或10的發(fā)泡組合物。
12.一種制品，其包含權(quán)利要求1到3任一項(xiàng)的離聚物組合物或權(quán)利要求4到7任一項(xiàng)的聚合物混合物或權(quán)利要求8或9或10的發(fā)泡組合物或權(quán)利要求11的多層結(jié)構(gòu)。
13.如權(quán)利要求12的制品，其選自尿布、成人失禁墊和衛(wèi)生巾。
14.一種離聚物組合物和熱塑性樹脂或彈性體的可熔融加工混合物的制備方法，其包括以下步驟(A)在大約150℃到大約300℃混合以下組分a.約15-約100重量％的乙烯、具有3到8個碳原子的α，β-烯鍵不飽和羧酸和軟化共聚單體的直鏈或接枝共聚物，該軟化共聚單體選自其中酸具有2到10個碳原子的脂肪族羧酸的乙烯基酯、其中烷基含有1到10個碳原子的烷基乙烯醚和其中烷基含有1到10個碳原子的烷基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，其中共聚物的乙烯含量大于約30重量％，羧酸含量在約1-約25重量％，并且軟化共聚單體含量在0到約60重量％，和b.有限量高達(dá)約85重量％的至少一種熱塑性樹脂或熱塑性彈性體，其選自聚酰胺、聚酯、聚酯醚、芳香族取代的烯鍵不飽和單體和二烯烴的嵌段共聚物和所述共聚物的氫化衍生物、聚氨酯和熱塑性樹脂或熱塑性彈性體不與鋁離子源反應(yīng)的聚烯烴樹脂，和(B)在所述混合之后或同時用三價離子源中和約3-約50％的羧酸基團(tuán)并用單價或二價離子源中和有限量高達(dá)約70％的酸基。
15.如權(quán)利要求14的方法，其中三價離子是鋁離子。
16.如權(quán)利要求14或15的方法，所述方法還包括發(fā)泡可熔融加工混合物的步驟。
17.由權(quán)利要求14、15或16任一項(xiàng)的方法獲得的產(chǎn)品。
全文摘要
提供用三價陽離子中和的離聚物組合物。與含有相同基礎(chǔ)樹脂并只用單價或二價陽離子中和的離聚物組合物相比，其熔融強(qiáng)度和熔融粘度更高，且熔融粘度對溫度的敏感度更低。該組合物適用于制備用在多層結(jié)構(gòu)和制品如尿布、成人失禁墊和衛(wèi)生巾中的充分開孔泡沫。
文檔編號C08F8/44GK101023125SQ200580031854
公開日2007年8月22日 申請日期2005年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月21日
發(fā)明者D·M·迪恩 申請人:納幕爾杜邦公司