CN107406643B - 用于使挤出膜层和含该膜层的双向取向膜实现有效取向的加工助剂和采用该助剂的混合物 - Google Patents

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Abstract

用于协助取向挤出的膜层的加工助剂，膜层包括重量上占优势的高结晶度的聚丙烯，加工助剂为结晶的聚丙烯蜡。包括结晶的聚丙烯蜡和高结晶度的聚丙烯均聚物的混合物的取向膜层为本发明的一部分。本发明包括一种形成取向膜层的方法，膜层包括重量上占优势的高结晶度的聚丙烯，并且该方法包括将高结晶度的聚丙烯和结晶的聚丙烯蜡混合的步骤，将混合物引导通过挤出机以形成膜层的步骤，然后对膜层进行取向的步骤。本发明包括双向取向的多层膜，其包括基层和至少一个表皮层。基层包括结晶的茂金属催化的聚丙烯蜡和高结晶度的聚丙烯的混合物。

Description

用于使挤出膜层和含该膜层的双向取向膜实现有效取向的加 工助剂和采用该助剂的混合物
本发明的技术领域
本发明涉及一种用于有效地取向挤出的膜层的加工助剂，更优选地，涉及一种用于有效地取向构成多层挤出膜的芯层的膜层的加工助剂。本发明还涉及一种包括用于形成膜层的采用加工助剂的共混物的取向的膜层，一种形成膜层和双向取向(biaxiallyoriented)、多层膜的方法，多层膜采用了该膜层作为其结构的芯层或者基层。
背景技术
高结晶度/高立体规整度(小于3％的较低的二甲苯可溶物水平)聚丙烯均聚物，例如，Total 3270，Phillips 66 CH020XK或者Braskem Inspire 6025，在一些清晰(clear)并且成穴的多层、挤出的双向取向膜结构中被用作芯树脂，其中希望实现最大限度的刚度和拉伸强度。
这些高结晶度的聚丙烯均聚物在取向过程中非常难以均匀取向和/或避免破损(breakage)。与具有传统的、低或者中等结晶度的聚丙烯作为芯层的双向取向膜相比，具有高结晶度的聚丙烯作为芯层的双向取向膜需要更高的机器方向取向(MDO)和横向取向(TDO)拉伸温度，并且通常需要较低的线速度以允许在预拉动或拉动阶段期间在烘箱中充分加热。高的MDO拉伸温度对于这样的膜结构是特别有问题的：其中，一个或两个表皮层包括作为主要成分的低熔点的共聚物。
为了减小取向的应力和/或降低升高温度以取向浇铸片的必要性，在多层、双向取向膜的芯层中，采用高结晶度的聚丙烯均聚物，已建议利用或者添加作为加工助剂的聚丙烯共聚物和均聚物到高结晶度的芯中。比如，Basell Adsyl 7416(具有约5％乙烯的共聚物,MFR为7.5dg/min,熔点为133℃)和Braskem DS6D21(具有约2.5％乙烯的共聚物,MFR为8dg/min,熔点为146℃)乙烯丙烯无规共聚物已经在以下的工艺中有效地用于改进加工性能和线速率效率：在形成用作金属化膜结构的基膜的多层、双向取向膜时，以及采用Total3270,Phillips 66CH020XK，或者Braskem Inspire 6025(即，高结晶度聚丙烯均聚物)中任一者作为主要芯树脂时。包含作为加工助剂的聚丙烯共聚物用于高结晶度聚丙烯芯层减小了取向该膜的应力。
然而，该双向取向膜的应力的减小以及在连续拉幅线上相应的加工性能的提高以多个关键膜特性为代价，最明显的是拉伸模量和强度。
还建议采用高熔体流动聚丙烯均聚物作为加工助剂，以将挤出压力降低到最大安全操作压力以下，如在Ackermans等的美国公开号为2014/0343230中所公开的。在Ackermans等描述的熔体流动范围内、并且被出售到熔喷纤维行业中的典型的市售品级的茂金属催化的聚丙烯为由Equistar Chemicals,L.P.(得克萨斯州的休斯顿的LyondellBasell Industries的全资子公司)售卖的Metocene MF650W，Metocene MF650X以及Metocene MF650Y。这些市售品级茂金属催化的均聚物在膜取向加工中没有提供期望的应力降低程度。
包括结晶的茂金属催化的聚丙烯蜡的结晶聚丙烯蜡是已知的，但是尚未认识到或者尚未为人所知的是，其在由主要是高结晶度的聚丙烯均聚物挤出成型为膜层时作为有效的加工助剂。
特别地，聚丙烯蜡以多种方式在工业上得到使用，例如，作为用于给热塑性聚合物上色的颜料的分散剂、作为塑料加工中的辅助剂、在喷墨和表面涂层时作为消光剂或者耐磨添加剂、作为照片调色剂组合物的成分和以制剂用于热熔组合物。很多这些应用需要高度的结晶度和高熔点。例如，通过利用具有高熔点的聚丙烯蜡，可以提高热熔组分的耐热性。作为喷墨和表面涂层中的消光剂和耐磨剂，蜡以粉碎形式，经常还以微粒化形式使用。这里，高的结晶程度是有利的，因为这与产品的硬度相关，而这有助于碾磨加工或者对于使期望的小的颗粒尺寸变得可行是必要的。此外，高硬度产生了改善的磨损保护作用。
然而，任何一个为申请人已知的现有技术都没有提供任何结晶的聚丙烯蜡(例如，结晶的茂金属催化的聚丙烯蜡)的特性(例如，结晶度、熔点和粘度)的任何教导，该特性是重要的、所期望的或者所需要的，以便有效地使用该蜡作为根据本发明的加工助剂。
存在一种加工助剂的需要，以允许有效地取向膜层，膜层包括高结晶度的聚丙烯均聚物并且优选用作基层或者芯层，以及或者在多层、共挤出的、双向取向膜中的一个或多个中间层中，并且该加工助剂具有优于现有技术的加工助剂的优点和/或益处。本发明旨在这样的一种改进的加工助剂，用于允许挤出的膜层的有效取向；最优选地，该膜层构成双向取向的多层挤出的膜的芯层以及可选的一个或多个中间层；本发明涉及一种取向的膜层，其包括采用加工助剂的混合物，该加工助剂用于协助膜层的有效取向；本发明涉及到一种取向膜层的方法，以及本发明涉及到一种双向取向的多层膜，其采用膜层作为该结构的芯层或者基层和/或一个或多个中间层。
在下文中描述的本发明采用了成本有效的加工助剂，其解决了加工性能的问题(例如，具有最小破损的挤出的层的均匀取向)，同时，最小化对膜特性的不利影响，例如，拉伸模量和强度。
发明内容
根据本发明的一种加工助剂，其用于有效地协助挤出的膜层的取向，膜层包括高结晶度的聚丙烯均聚物，加工助剂为结晶的聚丙烯蜡，优选地为茂金属催化的聚丙烯蜡。如上面所注意到的，尽管该结晶聚丙烯蜡是已知的，但是在本发明之前，未知的是，该蜡在挤出的膜层的取向中为有效的加工助剂，膜层主要包括高结晶度的聚丙烯均聚物。
除非另有说明或者更具体地限制，在本申请中“一种或多种聚丙烯均聚物”或者“聚丙烯”是指结晶的聚丙烯均聚物，或者丙烯与另外具有2到8个碳原子的α-单烯烃的共聚物，其以不足以对聚丙烯的结晶度产生明显影响的量存在。通常地，这是小于2％的量的乙烯，并且优选地为小于1％(以聚合物的重量计)。这些在后的共聚物有时也被称为“微型无规(minirandom)”均聚物。
除非另有说明和/或限制，本发明中所使用的“高结晶度的聚丙烯均聚物”是指聚丙烯均聚物(如前面所限定的)，其具有的二甲苯可溶物水平低于3％(相较于“标准”均聚物树脂中的4-5％的二甲苯可溶物)，由DSC测量的δ熔融热(delta heat of fusion)(Hf)大于82J/g，并且分子间立构规整性大于93％。最优选地，在本发明中采用的高结晶度的聚丙烯均聚物具有低于2％的二甲苯可溶物水平。
除非特别说明，在本申请中的“聚丙烯共聚物”是指丙烯与另外的以2％或者更大的量存在的、具有从2到8碳原子的α-单烯烃的共聚物。最优选地，聚丙烯共聚物为具有的乙烯的含量不大于10％(以重量计)的丙烯/乙烯共聚物。
除非特别说明，在本申请中“α-单烯烃”是指具有一个碳-碳双键的线性不饱和烃单体，该双键位于线性链的端部。该术语旨在包括具有8个碳原子或者小于8个碳原子的任何该种单体，包括乙烯和丙烯。
除非特别具体限制或者限定，可用于本发明的贯穿本申请的“结晶的聚丙烯蜡”是指该蜡包括以下特性：
a)大于80℃的DSC峰值熔点；
b)在170℃的熔体中测量到的粘度，在20到30000mPa·s的范围内；
c)通过DSC测量的大于5％的结晶度；以及
d)通过GPC测量重均分子量，在3000到30000道尔顿的范围内。
通常地，聚丙烯蜡为这样的材料：相较于类似于塑料的聚丙烯均聚物，其具有低的平均聚合度或者链长度。这些特性接着导致了低的熔体粘度(melt viscosities)，其在蜡的情况下，当在170℃下测量时，通常在从大约20到30000mPa·s的范围内。在聚丙烯塑料的情况下，例如，聚丙烯均聚物，粘度通常高于100000mPa·s。
在本发明中可以使用的优选的聚丙烯蜡具有大于130℃的熔点，并且更优选地大于135℃。最优选地，在本发明中使用的蜡具有大于20％的结晶程度，优选地大于30％。同样，最优选地，在本发明中使用的聚丙烯蜡具有在170℃下测得的大于1500mPa·s的粘度，以及在15000到30000道尔顿范围内的重均分子量。
有多种已知的用于制备具有上述特征的结晶的聚丙烯蜡的方法。较高分子量的结晶的等规立构的聚丙烯的热降解是制备低粘度、结晶的蜡的方法之一。该方法为能量密集的，并且有时可能导致包括双键的脱色产品(discolored product)。替代方案中，已知借助齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)支持的催化剂、助催化剂和立体调节剂(stereoregulators)，在高于95℃下，制备等规立构的聚烯烃蜡。必须采用大量的氢作为摩尔质量调节剂。
制备结晶的聚丙烯蜡的优选方法是借助桥连茂金属化合物催化剂与作为摩尔质量调节剂的氢。由于不存在不饱和键，通过该方法制备的蜡通常具有低色度(low color)和非常好的热稳定性。由用于制备结晶的聚丙烯蜡的任何上述方法制成的结晶的聚丙烯蜡适用于本发明。然而，当前已知用于本发明中的最优选的蜡为结晶的、茂金属催化的聚丙烯蜡。
聚丙烯蜡(PP蜡)的物理特性明显地不同于聚丙烯塑料的物理特性。因此，使用领域也是不同的。
用于确定本发明的茂金属催化的聚丙烯蜡的特性的测试过程
结晶程度
结晶程度通过熔融热来计算，并且通过将熔融热(J/g)除以最佳聚丙烯晶体的理论上的209J/g的熔融热而计算得出的比例，熔融热(J/g)利用差示扫描量热仪(以下称为DSC)测量到的熔融峰面积计算得出，而最佳聚丙烯晶体描述在J.Brandrups等人所著的聚合物手册第三版(Polymer Handbook Third Edition)(John Wiley&Sons Inc.)中。
重均分子量
通过凝胶渗透色谱法(GPC)来分析聚合物和蜡以确定重均分子量。
熔体流动速率
根据ASTM D 1238-01测试方法，在230℃、2.16kg的负荷条件下，测得丙烯基聚合物的熔体流动速率。
二甲苯可溶物
二甲苯可溶物通过以下测定：将4g的样品溶解到250ml的锥形烧瓶中，并且添加200ml的抑制二甲苯(inhibited xylene)。在样品溶解之后，烧瓶被冷却到室温。在冷却期间，不可溶解的部分析出。溶液被过滤。然后，可被100ml整除的滤液置于铝盆中，并且在氮气流中蒸发到干燥。存在的可溶物通过对残留的聚合物称重而确定。
在本发明的优选实施方式中，包括加工助剂的膜层为基层和/或一个或多个中间层，其作为多层结构的部分共挤出，多层结构包括所述基层、可择的一个或多个中间层和至少一个表皮层。
本发明还包括取向的膜层，其包括结晶的聚丙烯蜡(优选地为茂金属催化的聚丙烯蜡)和高结晶度的聚丙烯均聚物的混合物。优选地，该混合物以重量计小于结晶的聚丙烯蜡的10％，并且最优选地在3-7.5％的范围内。然而，根据本发明的最广的方面，可以采用更高重量百分比的结晶的聚丙烯蜡。重量百分比的上限由混合物的熔体流动速率规定，太高的熔体流动速率妨碍了挤出的层或包括该层的多层膜的有效形成。优选地，熔体流动速率应当在0.5-6dg/min MFR的范围内，并且更优选地在2-4dg/min MFR的范围内。
本发明还包括一种协助取向挤出的膜层的方法，其包括以重量计占优势的高结晶度的聚丙烯均聚物，所述方法包括将高结晶度的聚丙烯均聚物和结晶的聚丙烯蜡混合的步骤，优选地为结晶的茂金属催化的聚丙烯蜡；将混合物形成挤出的膜层的步骤，以及然后对膜层进行取向的步骤；优选地在机器方向和横向方向上均取向膜层。
根据本发明的优选方法，对采用结晶的聚丙烯蜡和高结晶度的聚丙烯均聚物的混合物的膜层取向的步骤，取向膜层的步骤为用于形成多层膜的共挤出工艺的一部分，其中，包括该混合物的膜层为多层膜的基层。最优选地，多层膜包括基层和至少一个表皮层，并且多层膜是双向取向的。
在最优选的实施方式中，取向的多层膜包括至少三层，其中，包括结晶的聚丙烯蜡和高结晶度的聚丙烯均聚物的混合物为芯层，并且如果该结构中包括中间层，则混合物还可以包括在一个或多个该中间层中，而无论是否包括在芯层中。最优选地，具有或者不具有中间层的多层膜包括在所述芯层的相对侧上、实质上比所述芯层薄的表皮层。
本发明的示意性但非限制性的实施方式为一种多层膜，其包括1到10微米的相同或者不同厚度的夹层，包括高结晶度的PP均聚物和结晶的茂金属催化的聚丙烯蜡，以大于90％到小于10％的比例存在，优选地为97-92.5％到3-7.5％，加上适当的添加剂或者颜料。优选的实施方式包括这种夹层，并且芯层包括高结晶度的PP均聚物和结晶的茂金属催化的聚丙烯蜡，以大于90％到小于10％的比例存在，优选地为97-92.5％到3-7.5％，加上适当的添加剂或者颜料。
本发明还包括双向取向的多层膜，其具有基层和在所述基层的一侧上的至少一个表皮层，所述基层包括结晶的聚丙烯蜡(优选地为结晶的茂金属催化的聚丙烯蜡)和高结晶度的聚丙烯均聚物的混合物，最优选地，结晶的聚丙烯蜡的重量百分比小于10％，并且最优选地在3％到7.5％的范围内。然而，如前面注意到的，根据本发明的最广的方面，聚丙烯蜡的重量百分比可以大于10％，这取决于用于形成挤出的膜层的可接受的熔体流动速率。
在本发明的双向取向的、多层膜的最优选实施方式中，多层膜的机器方向和横向方向拉伸强度(psi)和多层膜的机器方向和横向方向拉伸模量(psi)为同样多层膜(在基层中不包括本发明的结晶的聚丙烯蜡)的机器方向和横向方向拉伸强度(psi)和同样多层膜的机器方向和横向方向拉伸模量(psi)的至少90％，并且在一些情况下超过100％。
本发明的优选实施方式的说明
根据本发明的加工助剂，所述加工助剂用于形成双向取向的膜层，其包括重量上占优势的高结晶度的聚丙烯(优选地为膜中的聚合物重量的90％)，或者用于形成采用该膜层的多层、双向取向的挤出的膜，所述加工助剂为结晶的聚丙烯蜡，其以低水平到中等水平被引入到用于形成膜层的高结晶度的聚丙烯均聚物中。申请人已经相当惊讶地发现，在本发明中采用的结晶的茂金属催化的聚丙烯蜡实现了现有技术加工助剂的加工性能优点，同时仅仅对膜层的模量和强度有最小的不利影响，或者实际上实现了膜的模量和强度的改进。这远远优于现有技术的加工助剂，例如，在本文中之前讨论的现有技术中的共聚物。
本发明的优选实施方式包括作为加工助剂的结晶的茂金属催化的聚丙烯蜡，并且以下的说明将限于作为加工助剂的这种蜡。然而，如前面所注意到的，根据本发明的最广泛的方面，该结晶的聚丙烯蜡不必是茂金属催化的。然而，无论结晶的蜡是否是茂金属催化的，它们应该具有在本申请中前面所提出的结晶的聚丙烯蜡的特性。而且，在本发明中采用的结晶的聚丙烯蜡的重量百分比为本文中描述的结晶的茂金属蜡的重量百分比。
本发明的共挤出的、双向取向的多层膜的示意性实施方式包括基层和相对的表皮层。在一个优选实施方式中，多层膜为三层结构，其包括基层和相对的表皮层。然而，根据本发明的最广的方面，多层膜可以包括多于三层，例如，5层、7层等。
在三层结构中，结晶的茂金属催化的聚丙烯蜡和高结晶度的聚丙烯均聚物的混合物为基层。当该结构多于三层时，例如，五层结构：包括基层、在基层的相对侧上的中间层、以及在中间层的相对侧上的表皮层，结晶的茂金属催化的聚丙烯蜡和高结晶度的聚丙烯均聚物的混合物可以在基层和/或在一个或多个中间层中。然而，无论混合物如何分布在基层和/或中间层中，在优选实施方式中，在一种或多种混合物中的高结晶度的聚丙烯均聚物和结晶的茂金属催化的聚丙烯蜡的总重量百分比应当相同。换句话说，结晶的聚丙烯蜡和高结晶度的聚丙烯均聚物的混合物的重量百分比将是相同的，无论混合物仅仅处于基层中，还是在一个或多个中间层中，或者是在一个或多个中间层和基层中。
包括多于三层的多层结构的厚度通常与三层结构相同，并且表皮层的厚度实质上与三层结构的相同。包括多于三层的多层结构的中间层和基层的总厚度实质上与三层结构中的芯层的厚度相同。因此，包括多于三层的结构中的基层和中间层的组合可以实质上被看作芯组件，等效于三层结构的芯层，并且结晶的聚丙烯蜡和结晶的聚丙烯均聚物的混合物如有需要可以分布在整个基层和中间层中。
除非特别说明，剩下的说明将旨在包括基层和相对的表皮层的三层结构。然而，可以理解的是，包括多于三层的多层结构在本发明的范围内，例如，5层、7层等。同样，根据本发明的最广的范围，当多层结构为多于3层时，在三层结构中的芯层中，混合物的结晶的聚丙烯蜡和高结晶度的均聚物的百分比的可以分布在芯层和/或中间层中的一者或者多者中。
本发明的示意性实施方式的基层或者芯层包括重量百分比为3-7.5％的结晶的茂金属催化的聚丙烯蜡和重量百分比超过90％的高结晶度的聚丙烯均聚物的混合物。如有必要，其它已知的添加剂可以包括在基层中。
表皮层之一可以包括一种或多种聚丙烯无规共聚物，并且旨在在其上接收金属化层。例如，并且不作为限制，共聚物可以为丙烯/乙烯，和/或丙烯/丁烯共聚物。然而，根据本发明的最广的方面，表皮层的成分可以改变，并且膜不必包括金属化层。
相对的表皮层可以包括多种不同聚合物，包括均聚物、共聚物以及三元共聚物，如本领域公知的。
应当理解的是，本发明不限于上述结构或者成分的三层结构。例如，表皮层可以包括多种不同聚合物成分和添加剂，这取决于表皮层的所需的特性，如本领域公知的。
尽管基层的成分还可以不同于前面所述，根据本发明的优选方面，基于基层的总重，基层包括大于90％(以重量计)的高结晶度的聚丙烯均聚物和小于10％(以重量计)的结晶的茂金属催化的聚丙烯蜡。根据本发明的优选实施方式，三层结构的基层为最厚的组成部分，其构成多层膜的厚度的85％以上。
本发明的和根据本发明的共挤出方法制备的示意性的、双向取向的多层膜为三层膜，其包括相对的表皮层和芯层。表皮层可以为任何需要的成分，这取决于所需的特性。表皮层的成分不构成对本发明的限制。
在本发明的示意性实施方式中，芯层包括95％的名为Total 3270的高结晶度的聚丙烯均聚物，并且其由位于得克萨斯州的拉波特的Total Petrochemicals&Refining USA提供，和5％的结晶的茂金属催化的聚丙烯蜡，其由位于德国的法兰克福市的ClariantInternational LTD以名称Clariant Licocene PP 6502出售。
参照以下的表1，表1记录示出了产品的比较结果：根据本发明制备的实施例1、没有任何加工助剂的对照例1、以及包括现有技术共聚物形式加工助剂的比较例1。
实施例1采用了结晶的茂金属催化的聚丙烯蜡(由位于德国的法兰克福市的Clariant International LTD提供的Clariant Licocene PP 7502)。表1示出了使用结晶的茂金属催化的聚丙烯蜡，其以相对少的量作为加工助剂用于挤出膜，膜主要包括Total3270，其为高结晶度聚丙烯均聚物，相对于不具有任何加工助剂、由Total 3270形成的膜(对照例1)实质上提高了加工性能。Total 3270由位于德克萨斯州拉波特的TotalPetrochemicals&Refining USA提供。当结晶的茂金属聚丙烯蜡以大约3％的量引入到高结晶度的聚丙烯均聚物中时，同时保持了良好的模量和强度保留，从而实现了该改进的加工性能。事实上，通过使用结晶的茂金属催化的聚丙烯蜡作为加工助剂制备的膜的机器方向(MD)特性相对于不具有任何加工助剂的由Total 3270形成的膜的机器方向特性实际上略有改善。
与使用现有技术，共聚物加工助剂，例如，Braskem DS6D21混合物，与Total 3270(即，高结晶度的聚丙烯均聚物)(比较例1)相比，本发明使用结晶的茂金属催化的聚丙烯蜡作为加工助剂，在加工性能方面提供了显著增加的改进，同时具有实质上提高的性能平衡。
如表1所示，根据本发明(实施例1)，多层膜的机器方向和横向方向的拉伸强度(psi)和机器方向和横向方向的拉伸模量(psi)为在基层不包括茂金属催化的聚丙烯的相同多层膜的机器方向和横向方向的拉伸强度(psi)和机器方向和横向方向的拉伸模量(psi)的至少90％。事实上，与不包括任何加工助剂(对照例1)的现有技术的膜相比，在本发明的膜中(实施例1)，机器方向拉伸强度和机器方向的拉伸模量实际上更高。
表1
Figure BDA0001400264020000101
Figure BDA0001400264020000111
1芯树脂的Mw；
2改性剂的Mw。
以下表2中示出的测试结果的获得是通过评估申请人记录的、一系列的四种Licocene PP结晶的、茂金属催化的蜡(所有为膜层的7.5％(以重量计))在Total 3270高结晶度的、聚丙烯均聚物中。在170℃时，蜡的熔点和/或粘度不同，但是所有被视为在本发明的广泛的范围内。如在下文中更详尽地讨论的，所使用的Licocene PP 6502,7502和2602被视为是比Licocene 6102更优选的。
在讨论表2中报道的结果之前，应当注意的是，在本发明中采用的茂金属催化的蜡的三个重要的参数分别为粘度、结晶度和熔点。如果粘度太低，则膜的加工性能可能受到不利影响。如果结晶度和熔点太低，则膜的物理特性可能受到不利影响。
转向表2，对于实施例2-5报道了结果，该结果在本发明的范围内，并且这后四个实施例的结果与对照例1(其不具有加工助剂)和比较例1(其具有现有技术的共聚物加工助剂)进行比较。
表2
Figure BDA0001400264020000112
Figure BDA0001400264020000121
1芯树脂的Mw；
2改性剂的Mw。
应当注意的是，与使用本发明的结晶的茂金属催化的聚丙烯蜡作为加工助剂相比(实施例2-5)，传统的现有技术的共聚物加工助剂(比较例1)出现了拉伸强度和拉伸模量(MD和TD二者)的实质上大幅度下降。
尽管对照例1(没有加工助剂)的TD拉伸强度稍微优于根据本发明的实施例(实施例2-5)的TD拉伸强度，但是不幸地是，对照例的加工性能严重不足，导致了不均匀的取向，特别是在TD，并且还在TD拉伸期间不可接受的大量的膜破裂。所有的落入本发明的范围内的实施例均优于对照例1。
本发明的实施例4(其采用了Licocene PP 6102)是在本发明中采用的最不优选的蜡，因为它的低粘度不利地影响了膜层的加工性能。然而，Licocene PP 6102的结晶度和熔点在可接受的水平以保持所需的物理特性，例如，拉伸强度和拉伸模量。
由申请人所测试的最优选的蜡为Licocene PP 6502,7502和2602。所有这三种在后的加工助剂在所有的方面优于采用现有技术共聚物加工助剂的比较例1。特别地，6502和7502蜡提供了最佳的加工性能特性，评级为五级中的四级，并且2602给出了最高可能的5级。然而，比较例1的加工性能仅仅被评级为3级。此外，6502、7502和2602蜡提供了最佳的物理特性，比比较例1中采用现有技术共聚物加工助剂实现的物理特性更好。
由以上表1和表2中所报告的两组实验的结果也可用于帮助建立、识别或者确定本发明的一些可接受的参数，如下：(1)本发明的结晶的茂金属催化的聚丙烯蜡在高结晶度的聚丙烯均聚物中的优选掺入水平或者范围，以实现本发明所期望的益处(被认为是包括蜡的膜层的3-7.5％(以重量计))；(2)对于熔点/落点(drop point)的添加剂的敏感性(结果示出了132-151C优选，并且86C不太优选，因为相比于测试中采用其他蜡，其更不利于模量保留(modulus retention))；(3)添加剂的粘度范围(对于加工性能，确定1700-6300mPa是从良好到最佳，但是60mPa被确定是不太良好)。
测量或测试了结晶的茂金属催化的聚丙烯蜡的多个等级的蜡添加百分比对拉伸聚合物难易程度的影响，并且结果在下图表3中以图表方式呈现。该测试通过以下方式进行：通过同时双向取向2英寸乘以2英寸乘以23密耳(mil)的聚合物，然后，确定延展温度，在该延展温度下，样品的屈服应力等于350psi(称为T350)。这提供了在一系列的聚合物测试中拉伸聚合物的难易程度的比较数据。本发明的用于高结晶度的聚丙烯均聚物中的加工助剂的不同重量百分比的响应似乎等于或稍微比现有技术Braskem DS6D21共聚物添加物的响应更尖锐(更陡(steeper))。更尖锐的响应表明优秀的性能。
图表3
Figure BDA0001400264020000131
尽管本发明详尽地并且参照其具体示例进行了描述，但是对于本领域的技术人员显而易见的是，在不背离本发明的精神和范围下，可以对其进行各种改变和变型。例如，芯层和/或中间层可以设置在任何所需的添加剂中，包括有机或者无机空隙剂，例如碳酸钙，聚对苯二甲酸丁二醇酯等，颜料，防粘剂，增滑添加剂，硬树脂等。

Claims (16)

1.一种取向膜层，包括结晶的聚丙烯蜡和高结晶度的聚丙烯均聚物的混合物，其中所述高结晶度的聚丙烯均聚物具有的二甲苯可溶物水平低于3％，由差示扫描量热仪测量的熔融热大于82J/g，并且分子间立构规整性大于93％。
2.如权利要求1所述的取向膜层，所述结晶的聚丙烯蜡为结晶的茂金属催化的聚丙烯蜡。
3.如权利要求1所述的取向膜层，包括以重量计的小于10％的结晶的聚丙烯蜡。
4.如权利要求1所述的取向膜层，包括以重量计的小于10％的结晶的聚丙烯蜡和高于90％的高结晶度的聚丙烯均聚物。
5.如权利要求4所述的取向膜层，所述结晶的聚丙烯蜡为结晶的茂金属催化的聚丙烯蜡。
6.一种使挤出的膜层取向的方法，所述膜层包括高结晶度的聚丙烯均聚物，所述方法包括将高结晶度的聚丙烯均聚物与结晶的聚丙烯蜡混合的步骤，将所述混合物挤出以形成所述膜层的步骤，以及随后取向所述挤出的膜层的步骤，其中所述高结晶度的聚丙烯均聚物具有的二甲苯可溶物水平低于3％，由差示扫描量热仪测量的熔融热大于82J/g，并且分子间立构规整性大于93％，其中所述混合物包括以重量计的小于10％的结晶的聚丙烯蜡和以重量计高于90％的高结晶度的聚丙烯均聚物。
7.如权利要求6所述的方法，其中，将所述混合物挤出以形成所述膜层的所述步骤为共挤出工艺的一部分，所述共挤出工艺用于形成多层膜，所述多层膜包括基层，可选的一个或多个中间层，以及至少一个表皮层，其中所述膜层为所述基层中的一者或多者和所述多层膜的所述中间层的一者或多者。
8.如权利要求6的方法，其中，将所述混合物挤出以形成所述膜层的所述步骤为共挤出工艺的一部分，所述共挤出工艺用于形成具有所述膜层的多层膜，所述膜层为所述多层膜的基层，并且其中，对所述膜层取向的步骤是通过双向取向所述多层膜来进行的。
9.一种形成取向的、多层的挤出的膜的方法，所述膜包括基层，可选的一个或多个中间层，以及至少一个表皮层，所述方法包括将高结晶度的聚丙烯均聚物与结晶的聚丙烯蜡混合的步骤，将所述混合物和至少一个表皮层共挤出以由所述混合物形成所述基层和/或一个或多个所述可选的中间层的步骤，并且对所述多层、共挤出的膜进行取向的步骤，其中所述高结晶度的聚丙烯均聚物具有的二甲苯可溶物水平低于3％，由差示扫描量热仪测量的熔融热大于82J/g，并且分子间立构规整性大于93％。
10.如权利要求9所述的方法，其中，对所述膜取向的步骤是通过双向取向所述共挤出的膜来进行的。
11.一种双向取向的多层膜，包括基层和在所述基层的一侧上的至少一个中间层以及邻近于所述至少一个中间层的至少一个表皮层，所述基层和/或至少一个中间层包括结晶的聚丙烯蜡和高结晶度的聚丙烯均聚物的混合物，其中所述高结晶度的聚丙烯均聚物具有的二甲苯可溶物水平低于3％，由差示扫描量热仪测量的熔融热大于82J/g，并且分子间立构规整性大于93％。
12.如权利要求11所述的双向取向的多层膜，其中，所述蜡为结晶的茂金属催化的聚丙烯蜡。
13.如权利要求11所述的双向取向的多层膜，其中，所述结晶的聚丙烯蜡以重量计小于混合物的10％，并且所述多层膜的机器方向和横向方向的拉伸强度和机器方向和横向方向的拉伸模量为以下膜的机器方向和横向方向的拉伸强度和机器方向和横向方向的拉伸模量的至少90％：除了在基层中不包含该结晶的聚丙烯蜡以外与所述多层膜相同的多层膜。
14.如权利要求13所述的双向取向的多层膜，其中，所述结晶的聚丙烯蜡为结晶的茂金属催化的聚丙烯蜡。
15.如权利要求13所述的双向取向的多层膜，其中，所述结晶的聚丙烯蜡为所述混合物以重量计的3.0-7.5％的范围内。
16.如权利要求14所述的双向取向的多层膜，其中，所述结晶的聚丙烯蜡为所述混合物的3.0-7.5％的范围内。
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