專利名稱：膜或板的制作方法
膜或板本發(fā)明涉及包含聚酰胺的膜或板。聚酰胺的膜和板已廣泛使用。所述膜和板具有優(yōu)異的性能，如例如良好的機(jī)械性能和良好的光學(xué)性能，這使膜或板非常適合于生產(chǎn)所有種類產(chǎn)品(特別是食品)的包裝。雖然尼龍膜和板具有良好的阻隔性能，但仍需要改進(jìn)這些性能。這將可以例如使膜和板更薄。因此，本發(fā)明的目標(biāo)是提供包含聚酰胺的膜或板，其中膜或板表現(xiàn)出改善的阻隔性能。令人驚奇的是，如果膜或板包含具有1，4_ 丁二胺單體單元和癸二酸單體單元的聚酰胺，則可實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)。具有1，4_ 丁二胺單體單元和癸二酸單體單元的聚酰胺以下也稱為 PA410。包含PA410的膜和板表現(xiàn)出改善的阻隔性能來保護(hù)食物。膜和板對(duì)含羥基的有機(jī)化合物(例如醇，如乙醇)表現(xiàn)出特別好的阻隔性能。這使膜或板也非常地適合于燃料(特別是生物燃料)的包裝體的生產(chǎn)。也可用于鉸長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存例如食物，而不失去味道或風(fēng)味。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，得到當(dāng)增加濕度時(shí)表現(xiàn)出穩(wěn)定的氧滲透性的膜和板。這允許靈活設(shè)計(jì)。另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，膜和板展現(xiàn)出高的耐穿刺性。當(dāng)膜和板用于為了避免對(duì)內(nèi)容物(例如食物或燃料)的損傷的包裝時(shí)，該性能特別重要。膜和板為寬和長(zhǎng)比其厚度大好幾倍的實(shí)體。盡管膜和板之間的差異是任意的，但經(jīng)常假定膜具有相對(duì)低的厚度，因而膜非常柔軟，使得其可被卷起。板具有較大的厚度，從而不能將其卷起或只能以大的半徑(例如至少300_的半徑)卷起，因?yàn)榉駝t的話，板將發(fā)生永久變形或會(huì)斷裂。在本發(fā)明申請(qǐng)中，假設(shè)膜厚度至多為2_而板厚度在2_以上到例如20_。膜可以是例如單層膜或多層膜。當(dāng)膜為多層膜時(shí)，多層膜優(yōu)選地包含聚烯烴層、連接層和至少一層含PA410的聚合物組合物。聚烯烴為例如聚乙烯或聚丙烯。膜或板可以由包含PA410作為聚合物組合物中的唯一熱塑性聚合物的聚合物組合物組成。優(yōu)選地，膜或板包含至少一種另一聚合物。在一個(gè)實(shí)施方式中，膜或板由含PA410和至少一種另一聚合物的聚合物組合物組成。在另一個(gè)實(shí)施方式中，膜或板包含至少一層含PA410的聚合物組合物和至少一層包含所述另一聚合物的聚合物組合物。作為另一聚合物，聚合物組合物適宜地包含其他脂族聚酰胺(例如PA6、PA66)、(半)芳族聚酰胺(例如諸如PAI-6T、MXD6)、聚酯(例如諸如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN))、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)和聚烯烴(例如PE和PP)?？纱嬖谶B接層，用來在含PA410層和其他層之間獲得足夠的粘附力。優(yōu)選地，膜或板包含至少一層含PA410和另一聚酰胺的聚合物組合物。一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，較之已知的聚酰胺組合物的膜和板，所得的膜和板具有改善的阻隔性能，但仍可經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)。另一個(gè)重要的改進(jìn)是，根據(jù)本發(fā)明的膜和板不再完全基于化石碳，因?yàn)镻A410可至少部分基于可再生資源。這是特別有利的，即使膜或板的聚合物組合物只包含一小部分PA410以及還有另一聚酰胺。由膜生產(chǎn)的包裝通常只用于作為一次性包裝的包裝。因此，這些產(chǎn)品對(duì)溫室氣體產(chǎn)生有大的貢獻(xiàn)。用至少部分基于源自天然資源的單體的PA410替代所述另一聚酰胺，已經(jīng)提供了對(duì)于溫室氣體產(chǎn)生的重大減少。
優(yōu)選地，聚合物組合物包含PA6和/或PA66作為另一聚酰胺。另一個(gè)令人驚奇的優(yōu)點(diǎn)是，膜和板具有有利的光學(xué)性能。膜具有高透明度和低霧度。這是非常令人驚奇的，因?yàn)楹瑑煞N或更多種不同聚合物的聚合物組合物的膜和板通常表現(xiàn)出低水平的光學(xué)性能。然而，本發(fā)明的膜和板的透明度甚至可比包含PA6或PA66作為唯一聚合物的膜或板的透明度更高。由二胺和二酸制成的聚酰胺通常表示為AABB樹脂，參見例如NylonPlasticsHandbook, Edited by Melvin I. Kohan, Hanser Publishers, 1995,第 5 頁。命名法遵守如在Nylon Plastics Handbook中所使用的；例如，PA410表示以1,4_ 丁二胺和癸二酸為構(gòu)
筑基元的聚酰胺。優(yōu)選地，至少一層含PA410和所述另一聚酰胺的聚合物組合物包含1-50重量份數(shù) (pbw)的PA410和99-50pbw的所述另一聚酰胺，PA410和所述另一聚酰胺總計(jì)為100份。更優(yōu)選地，聚合物組合物包含10-40份的PA410和90-60份的所述另一聚酰胺。優(yōu)選地，聚合物組合物包含PA410和所述另一聚酰胺作為全部聚合物。除PA410外，根據(jù)本發(fā)明的膜和板的組合物還可包含其他添加劑，例如穩(wěn)定劑、力口工添加劑、成核添加劑。優(yōu)選地，組合物包含每IOOpbw的PA410和另一聚酰胺,至多20pbw、更優(yōu)選至多l(xiāng)Opbw、甚至更優(yōu)選至多5pbw、最優(yōu)選至多2pbw的其他添加劑。根據(jù)本發(fā)明的膜的聚合物組合物可通過以下制成第一步制備組分PA410(如果合適的話，還有所述另一聚酰胺、其他添加劑)的粉末或顆粒的干混物，其他添加劑以母料提供。此后，組合物顆?？赏ㄟ^使用熔融混合的裝置(例如雙螺桿擠出機(jī))來生產(chǎn)。組合物顆?？杀还┝现翑D出機(jī)，來生產(chǎn)膜或板。也可作為干混物將多種組分單獨(dú)地供料至擠出機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的膜可通過使用用于生產(chǎn)膜的已知工藝(例如吹塑膜工藝和流延膜工藝)來生產(chǎn)。板可通過使用用于生產(chǎn)板的已知工藝來生產(chǎn)，例如通過將熔體擠出通過狹縫模，并最終在兩個(gè)冷卻輥之間成型以及冷卻熔體。根據(jù)本發(fā)明的膜可以經(jīng)過面內(nèi)拉伸。拉伸可以以雙軸平面方式進(jìn)行，無論是以依次方式還是以同步方式。令人驚奇的是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，能夠容易地拉伸根據(jù)本發(fā)明的膜，這允許快速的加工速度。此外，膜可以經(jīng)受熱定形步驟。在生產(chǎn)多層膜或板時(shí)，使用用于該目的的擠出機(jī)。如果通過吹塑膜工藝生產(chǎn)膜，則得到的管狀膜可被進(jìn)一步加工成袋，優(yōu)選地用作食品包裝的用途。通過流延膜工藝得到的膜可在第一步中焊接成管并隨后被加工成袋。膜還可有利地用作柔性電路板(FCB)的基板材料，因?yàn)槠浔憩F(xiàn)出改善的尺寸穩(wěn)定性，或用作太陽能電池的覆蓋膜?？赏ㄟ^深拉工藝(deep drawing processes)由板生產(chǎn)包裝。例如可生產(chǎn)盒子、瓶子和蓋子，如可用作食品包裝的。也可以生產(chǎn)焊接在一起的容器的兩部分，例如生產(chǎn)燃料容器。
實(shí)施例除另有說明外，量以相對(duì)于組合物中聚酰胺總量的表示。粘度數(shù)(VN)
根據(jù)2007版ISO 307，通過以O(shè). 005g/ml的濃度溶解PA410樣品于甲酸(90wt. %)中，并用Ubelohde粘度計(jì)在25°C下測(cè)量溶劑(t0)和溶液(tl)的流動(dòng)時(shí)間并通過式VN =[(tl/t0)-l]X200ml/克計(jì)算粘度數(shù)，來確定粘度數(shù)。所用化合物I，10-癸二酸，由中國(guó) Dong Fang 提供。I，4-丁二胺，由荷蘭DSM提供。PA410 的生產(chǎn)將350克1，10-癸二酸、157克1，4_ 丁二胺和420克水在高壓釜中90°C下攪拌30分鐘，以得到在水中濃度為55wt. %的所述二胺和所述酸的鹽溶液。然后通過如下來除水先在10分鐘內(nèi)升高溫度至150°C，在蒸餾下除去約一半量的水，再升高溫度至150°C并通過 蒸餾進(jìn)一步除水，以得到含6wt. %水的濃縮溶液。然后，封閉高壓釜，升高高壓釜中溫度至200°C。在該溫度下進(jìn)行30分鐘預(yù)聚合，隨后在氮?dú)鈿夥障麻W蒸高壓釜中的內(nèi)容物，預(yù)聚物被造粒并冷卻。將預(yù)聚物的顆粒置于滾筒中，在220°C溫度下在氮?dú)?水蒸汽氣氛(75/25wt. % )中干燥并后縮合48小時(shí)。得到的PA410的VN為179ml/g。并且，還得到VN為150ml/g的PA410。除另有說明外，所有含PA410的膜均由VN為150ml/g的PA410制備。光學(xué)透明度；透射率以及霧度的測(cè)暈；實(shí)施例I至14以及對(duì)比例A-D在23°C、50%濕度下對(duì)50微米的流延膜進(jìn)行透射實(shí)驗(yàn)。在無樣品時(shí)，進(jìn)行空白測(cè)試，且每個(gè)波長(zhǎng)下透射到檢測(cè)器的光被設(shè)為100%。放置樣品并重復(fù)測(cè)量。在每個(gè)波長(zhǎng)下記錄的光透射相對(duì)于空白測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)化，并因此得到以％計(jì)的透射率值?；诰埘０返目偭?，測(cè)量 IOOwt % PA410 的膜(實(shí)施例 I),以及 PA6 分別與 lwt%、5wt%、10wt%、25wt% 和 50wt%的PA410的共混物(分別為實(shí)施例2至6)。還測(cè)量了 PA66與PA410的共混物(實(shí)施例7)。作為對(duì)比，測(cè)量了 PA6分別與1被％和10wt% PA610的兩個(gè)共混物(對(duì)比例A和B)。并且，根據(jù)ASTM標(biāo)準(zhǔn)D 1003-00，程序B在50微米膜上進(jìn)行霧度測(cè)量。在780nm和380nm之間的光譜范圍內(nèi)，得到樣品的四個(gè)透射光譜。如表I中所描述，四次測(cè)量的每一個(gè)都需要不同的積分球設(shè)置。表I :確定霧度的測(cè)量的概述
權(quán)利要求
1.膜或板，其包含具有1，4-丁二胺單體單元和癸二酸單體單元的聚酰胺(PA410)。
2.如權(quán)利要求I所述的膜或板，其特征在于所述膜或板包含PA410以及至少一種另一聚合物。
3.如權(quán)利要求2所述的膜或板，其特征在于所述膜或板由包含PA410和所述另一聚合物的聚合物組合物組成。
4.如權(quán)利要求2所述的膜或板，其特征在于所述膜或板包含至少一層含PA410的聚合物組合物和至少一層含所述另一聚合物的聚合物組合物。
5.如權(quán)利要求2和4中任意一項(xiàng)所述的膜或板，其特征在于所述膜或板包含至少一層含PA410和另一聚酰胺的聚合物組合物。
6.如權(quán)利要求5所述的膜或板，其特征在于所述另一聚酰胺為PA6或PA66。
7.如權(quán)利要求5或6所述的膜或板，其特征在于所述至少一層的所述聚合物組合物包含l_50pbw(重量份數(shù))的PA410和99-50pbw的所述另外一聚酰胺，PA410和所述另一聚酰胺總計(jì)為IOOpbw。
8.由如權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的膜或板制成的包裝。
9.如權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的膜作為太陽能電池覆蓋膜的用途。
10.如權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的膜作為柔性電路板的基板材料的用途。
11.如權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的膜作為用于食物或燃料的包裝的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及包含具有1，4-丁二胺單體單元和癸二酸單體單元的聚酰胺(PA410)的膜或板。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述膜或板包含PA410以及至少一種另一聚合物。
文檔編號(hào)H05K1/03GK102947391SQ201180031337
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者亞歷山大·安東尼厄斯·馬莉亞·斯特雷克斯, 凱塔琳娜·托米奇 申請(qǐng)人:帝斯曼知識(shí)產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)管理有限公司