ES2902180T3 - Mezclas de polímeros para uso en estructuras multicapa y estructuras multicapa que comprenden las mismas - Google Patents

Mezclas de polímeros para uso en estructuras multicapa y estructuras multicapa que comprenden las mismas Download PDF

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Guihong Liao
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Peng Gao
Hongyu Chen
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Abstract

Una mezcla de polímeros que comprende: (a) un copolímero que comprende etileno y por lo menos uno de ácido acrílico y ácido metacrílico que tiene un contenido de ácido de 2 a 21 por ciento en peso basado en el peso del copolímero y que tiene un índice de fusión (I2) de 1 a 40 g/10 minutos, en la que la cantidad de copolímero (a) comprende 20-80 por ciento en peso de la mezcla basado en el peso total de la mezcla; y (b) un copolímero que comprende etileno y por lo menos uno de acrilato de metilo y acrilato de etilo que tiene un contenido de acrilato de 5 a 30 por ciento en peso basado en el peso del copolímero, en la que la cantidad de copolímero (b) comprende de 10 a 50 por ciento en peso de la mezcla basado en el peso total de la mezcla, en la que la cantidad de copolímero (a) y copolímero (b) es por lo menos el 70 por ciento en peso de la mezcla basado en el peso total de la mezcla y en la que la relación del índice de fusión (I2) del copolímero (a) al copolímero (b) (I2 del copolímero (a)/I2 del copolímero (b)) es mayor que 2.

Description

DESCRIPCIÓN
Mezclas de polímeros para uso en estructuras multicapa y estructuras multicapa que comprenden las mismas
Campo
La presente invención se refiere a mezclas de polímeros que se pueden usar en una estructura multicapa y a estructuras multicapa que comprenden una o más capas formadas a partir de tales mezclas de polímeros.
Introducción
Los copolímeros de etileno y ácido acrílico ("EAA"), tales como los disponibles en The Dow Chemical Company con el nombre PRIMACOR™, proporcionan una excelente adhesión a láminas de metal, papel y otros sustratos. Por esta razón, las resinas de EAA se usan típicamente como capas de unión para tales sustratos en estructuras de envase multicapa. A pesar de la utilidad de las resinas de EAA en las capas de unión, en algunos casos, el EAA en una capa de unión puede contribuir negativamente a la sensibilidad a la temperatura de la capa de unión.
Otros enfoques han implicado mezclar EAA con polietileno. Sin embargo, algunos de estos enfoques experimentaron problemas de procesado en aplicaciones tales como el revestimiento por extrusión.
De este modo, sigue existiendo la necesidad de enfoques alternativos para polímeros que puedan proporcionar una adhesión deseable a láminas, películas metalizadas o sustratos similares en estructuras multicapa al tiempo que se minimizan los efectos indeseables.
Sumario
La presente invención proporciona mezclas de polímeros que, en algunos aspectos, proporcionan una adhesión deseable cuando se usan como capa de unión en una estructura multicapa. Además, en algunos aspectos, la presente invención facilita el revestimiento por extrusión para formar estructuras multicapa al tiempo que minimiza los efectos indeseables tales como el estiramiento y el encogimiento. Por ejemplo, algunas realizaciones de la presente invención comprenden una mezcla cuidadosamente seleccionada de resinas que logran una adhesión deseable a sustratos tales como láminas de metal al tiempo que minimizan los efectos indeseables.
En un aspecto, la presente invención proporciona una mezcla de polímeros que comprende un copolímero que comprende etileno y por lo menos uno de ácido acrílico y ácido metacrílico que tiene un contenido de ácido de 2 a 21 por ciento en peso basado en el peso del copolímero y que tiene un índice de fusión (I2) de 1 a 40 g/10 minutos, en la que la cantidad de copolímero (a) comprende 20-80 por ciento en peso de la mezcla basado en el peso total de la mezcla, y (b) un copolímero que comprende etileno y por lo menos uno de acrilato de metilo y acrilato de etilo que tienen un contenido de acrilato de 5 a 30 por ciento en peso basado en el peso del copolímero, en la que la cantidad de copolímero (b) comprende de 10 a 50 por ciento en peso de la mezcla basado en el peso total de la mezcla, en la que la cantidad de copolímero (a) y copolímero (b) es por lo menos el 70 por ciento en peso de la mezcla basado en el peso total de la mezcla y en la que la relación del índice de fusión (I2) del copolímero (a) al copolímero (b) (I2 del copolímero (a)/I2 del copolímero (b)) es mayor que 2.
En otro aspecto, la presente invención proporciona una estructura multicapa que comprende por lo menos dos capas, teniendo cada capa superficies faciales opuestas, en la que la Capa A comprende cualquiera de las mezclas de polímeros de la presente invención descritas aquí, y en la que la Capa B comprende un sustrato, en la que una superficie facial superior de la Capa B está en contacto adherente con la superficie facial inferior de la Capa A. En algunas realizaciones, el sustrato comprende lámina de aluminio, película metalizada, una estera tejida, una estera no tejida o una malla /
Estas y otras realizaciones se describen con más detalle en la Descripción detallada.
Descripción detallada
A menos que se indique lo contrario, esté implícito en el contexto o sea habitual en la técnica, todas las partes y porcentajes están basados en el peso, todas las temperaturas están en °C y todos los métodos de ensayo están actualizados a la fecha de presentación de esta descripción.
El término "composición", como se usa aquí, se refiere a una mezcla de materiales que comprende la composición, así como productos de reacción y productos de descomposición formados a partir de los materiales de la composición.
"Polímero" quiere decir un compuesto polimérico preparado polimerizando monómeros, ya sean del mismo tipo o de un tipo diferente. De este modo, el término genérico polímero abarca el término homopolímero (empleado para referirse a polímeros preparados a partir de un solo tipo de monómero, en el entendido de que se pueden incorporar trazas de impurezas en la estructura del polímero), y el término interpolímero como se define a continuación. Se pueden incorporar trazas de impurezas (por ejemplo, residuos de catalizador) en y/o dentro del polímero. Un polímero puede ser un solo polímero, una mezcla de polímeros o una mezcla de polímeros.
El término "interpolímero", tal como se usa aquí se refiere a polímeros preparados mediante la polimerización de por lo menos dos tipos diferentes de monómeros. El término genérico interpolímero incluye, de este modo, copolímeros (empleado para referirse a polímeros preparados a partir de dos tipos diferentes de monómeros) y polímeros preparados a partir de más de dos tipos diferentes de monómeros.
Las expresiones "polímero basado en olefina" o "poliolefina", como se usan aquí, se refieren a un polímero que comprende, en forma polimerizada, una cantidad mayoritaria de monómero de olefina, por ejemplo, etileno o propileno (basado en el peso del polímero), y opcionalmente puede comprender uno o más comonómeros.
"Polipropileno" quiere decir un polímero que tiene más del 50% en peso de unidades derivadas del monómero propileno.
La expresión "interpolímero de etileno/a-olefina", como se usa aquí, se refiere a un interpolímero que comprende, en forma polimerizada, una cantidad mayoritaria de monómero de etileno (basada en el peso del interpolímero) y una aolefina.
La expresión "copolímero de etileno/a-olefina", como se usa aquí, se refiere a un copolímero que comprende, en forma polimerizada, una cantidad mayoritaria de monómero de etileno (basada en el peso del copolímero) y una aolefina, como los dos únicos tipos de monómero.
La expresión "en contacto adherente" y expresiones similares quieren decir que una superficie facial de una capa y una superficie facial de otra capa se tocan y se unen entre sí, de modo que una capa no se puede retirar de la otra capa sin dañar las superficies entre capas (es decir, las superficies faciales en contacto) de ambas capas.
Las expresiones "que comprende", "que incluye", "que tiene" y sus derivadas, no pretenden excluir la presencia de ningún componente, etapa o procedimiento adicional, tanto si se describe específicamente como si no. Para evitar cualquier duda, todas las composiciones reivindicadas mediante el uso de la expresión "que comprende" pueden incluir cualquier aditivo, adyuvante o compuesto adicional, ya sea polimérico o de otro tipo, a menos que se indique lo contrario. En contraste, la expresión "que consiste esencialmente en" excluye del alcance de cualquier cita subsiguiente cualquier otro componente, etapa o procedimiento, excepto aquellos que no son esenciales para la operabilidad. La expresión "que consiste en" excluye cualquier componente, etapa o procedimiento no específicamente definido o enumerado.
"Polietileno" o "polímero basado en etileno" querrá decir polímeros que comprenden más del 50% en peso de unidades que se han derivado del monómero etileno. Esto incluye homopolímeros o copolímeros de polietileno (lo que quiere decir, unidades derivadas de dos o más comonómeros). Las formas comunes de polietileno conocidas en la técnica incluyen polietileno de baja densidad (LDPE); polietileno lineal de baja densidad (LLDPE); polietileno de densidad ultra baja (ULDPE); polietileno de muy baja densidad (VLDPE); polietileno lineal de baja densidad catalizado en un solo sitio, que incluye resinas lineales y sustancialmente lineales de baja densidad (m-LLDPE); polietileno de densidad media (MDPE); y polietileno de alta densidad (HDPE). Estos materiales de polietileno son generalmente conocidos en la técnica; sin embargo, las siguientes descripciones pueden ser útiles para comprender las diferencias entre algunas de estas diferentes resinas de polietileno.
El término "LDPE" también se puede denominar "polímero de etileno de alta presión" o "polietileno altamente ramificado" y se define en el sentido de que el polímero es parcial o totalmente homopolimerizado o copolimerizado en autoclave o reactores tubulares a presiones superiores a 100 MPa (14500 psi) con el uso de iniciadores de radicales libres, tales como peróxidos (véase por ejemplo el documento US 4,599,392). Las resinas de LDPE normalmente tienen una densidad en el intervalo de 0.916 a 0.935 g/cm3.
El término "LLDPE" incluye tanto la resina elaborada usando los sistemas catalíticos tradicionales de Ziegler-Natta como los catalizadores de sitio único, que incluyen, entre otros, catalizadores de bis-metaloceno (a veces denominados "m-LLDPE") y catalizadores de geometría restringida, e incluye copolímeros u homopolímeros de polietileno lineales, sustancialmente lineales o heterogéneos. Los LLDPE contienen menos ramificaciones de cadena larga que los LDPE e incluyen los polímeros de etileno sustancialmente lineales que se definen con más detalle en la patente de EE. UU. 5,272,236, patente de EE. UU. 5,278,272, patente de EE. Uu .5,582,923 y patente de EE. UU. 5,733,155; las composiciones de polímero de etileno lineal homogéneamente ramificado tales como las de la patente de EE. UU. No. 3,645,992; los polímeros de etileno heterogéneamente ramificado tales como los preparados según el procedimiento descrito en la patente de EE. UU. No. 4,076,698; y/o mezclas de los mismos (como los descritos en los documentos US 3,914,342 o US 5,854,045). Los LLDPE se pueden preparar mediante polimerización en fase gaseosa, en fase de disolución o en suspensión o cualquier combinación de los mismos, usando cualquier tipo de reactor o configuración de reactor conocida en la técnica.
El término "MDPE" se refiere a polietilenos que tienen densidades de 0.926 a 0.935 g/cm3. El "MDPE" se elabora típicamente usando catalizadores de cromo o de Ziegler-Natta o usando catalizadores de sitio único que incluyen, entre otros, catalizadores de bis-metaloceno y catalizadores de geometría restringida, y típicamente tienen una distribución de peso molecular ("MWD") mayor que 2.5.
El término "HDPE" se refiere a polietilenos que tienen densidades mayores de alrededor de 0.935 g/cm3, que se preparan generalmente con catalizadores de Ziegler-Natta, catalizadores de cromo o catalizadores de sitio único que incluyen, pero no se limitan a, catalizadores de bis-metaloceno y catalizadores de geometría restringida.
El término "ULDPE" se refiere a polietilenos que tienen densidades de 0.880 a 0.912 g/cm3, que se preparan generalmente con catalizadores de Ziegler-Natta, catalizadores de cromo o catalizadores de sitio único que incluyen, pero no se limitan a, catalizadores de bis-metaloceno y catalizadores de geometría restringida.
La expresión "estructura multicapa" se refiere a cualquier estructura que comprende dos o más capas que tienen diferentes composiciones e incluye, sin limitación, películas multicapa, láminas multicapa, películas estratificadas, recipientes rígidos multicapa, tubos multicapa y sustratos revestidos multicapa.
A menos que se indique lo contrario aquí, los siguientes métodos analíticos se usan en los aspectos descriptivos de la presente invención:
La "densidad" se determina según la ASTM D792.
"Índice de fusión": los índices de fusión I2 (o I2) e I10 (o I10) se miden según la ASTM D-1238-04 a 190°C y a 2.16 kg y 10 kg de carga, respectivamente. Sus valores se expresan en g/10 min. El "índice de fluidez" se usa para resinas basadas en polipropileno y se determina según la ASTM D1238 (230°C a 2.16 kg).
"Contenido de ácido": el contenido de ácido de los copolímeros de etileno/ácido (met)acrílico se mide según la ASTM D4094.
"Contenido de acrilato": el contenido de acrilato de los copolímeros de etileno/(m)etacrilato se mide según la ASTM D4094.
Las propiedades y métodos de ensayo adicionales se describen con más detalle aquí. En un aspecto, la presente invención proporciona una mezcla de polímeros que comprende un copolímero que comprende (a) un copolímero que comprende etileno y por lo menos uno de ácido acrílico y ácido metacrílico que tiene un contenido de ácido de 2 a 21 por ciento en peso basado en el peso del copolímero y que tiene un índice de fusión (I2) de 1 a 40 g/10 minutos, en la que la cantidad de copolímero (a) comprende 20-80 por ciento en peso de la mezcla basado en el peso total de la mezcla, y (b) un copolímero que comprende etileno y por lo menos uno de acrilato de metilo y acrilato de etilo que tiene un contenido de acrilato de 5 a 30 por ciento en peso basado en el peso del copolímero, en la que la cantidad de copolímero (b) comprende de 10 a 50 por ciento en peso de la mezcla basado en el peso total de la mezcla, en la que la cantidad de copolímero (a) y copolímero (b) es por lo menos el 70 por ciento en peso de la mezcla basado en el peso total de la mezcla y en la que la relación del índice de fusión (I2) del copolímero (a) al copolímero (b) (I2 del copolímero (a)/I2 del copolímero (b)) es mayor que 2. En algunas realizaciones, la mezcla de polímeros comprende 40-70 por ciento en peso de copolímero (a) basado en el peso total de la mezcla. La mezcla de polímeros comprende 30-50 por ciento en peso de copolímero (b) basado en el peso total de la mezcla. En algunas realizaciones, la cantidad de copolímero (a) y copolímero (b) es por lo menos el 80 por ciento en peso de la mezcla basado en el peso total de la mezcla. La cantidad de copolímero (a) y copolímero (b) es por lo menos el 90 por ciento en peso de la mezcla basado en el peso total de la mezcla, en algunas realizaciones.
Se puede proporcionar una mezcla de polímeros que comprende (a) un copolímero que comprende etileno y por lo menos uno de ácido acrílico y ácido metacrílico que tiene un contenido de ácido de 2 a 21 por ciento en peso basado en el peso del copolímero y que tiene un índice de fusión (I2) de 1 a 40 g/10 minutos, en la que la cantidad de copolímero (a) comprende de 1 a 90 por ciento en peso de la mezcla basado en el peso total de la mezcla, y (b) un copolímero que comprende etileno y por lo menos uno de acrilato de metilo y acrilato de etilo que tienen un contenido de acrilato de 5 a 30 por ciento en peso basado en el peso del copolímero y que tienen un índice de fusión (I2) de 0.5 a 20 g/10 minutos, en la que la cantidad de copolímero (b) comprende de 1 a 50 por ciento en peso de la mezcla basado en el peso total de la mezcla, en la que la relación del índice de fusión del copolímero (a) al copolímero (b) (I2 del copolímero (a)/I2 del copolímero (b)) es mayor que 2. En algunas realizaciones, el índice de fusión (I2) del copolímero (a) es de 1 a 25 g/10 minutos. El índice de fusión (I2) del copolímero (a), en algunas realizaciones, es de 0.4 a 10 g/10 minutos.
En algunas realizaciones, las mezclas de polímeros de la presente invención comprenden además una poliolefina que tiene una densidad de 0.930 g/cm3 o menos. La mezcla comprende 30 por ciento en peso o menos de la poliolefina basado en el peso total de la mezcla en algunas realizaciones, o 20 por ciento en peso o menos de la poliolefina basado en el peso total de la mezcla en algunas realizaciones, o 10 por ciento en peso o menos. de la poliolefina basado en el peso total de la mezcla en algunas realizaciones.
En algunas realizaciones, una mezcla de polímeros comprende de 50 a 70 por ciento en peso de copolímero (a), de 30 a 50 por ciento en peso de copolímero (b) y de 0 a 20 por ciento en peso de una poliolefina que tiene una densidad de 0.930 g/cm3 o menos, basado en el peso total de la mezcla.
La mezcla de polímeros puede comprender una combinación de dos o más realizaciones como se describe aquí.
Las realizaciones de la presente invención también se refieren a estructuras multicapa que incluyen una capa formada a partir de una mezcla de polímeros de la presente invención. En un aspecto, una estructura multicapa comprende por lo menos dos capas, teniendo cada capa superficies faciales opuestas, en la que la Capa A comprende una mezcla de polímeros según cualquiera de las realizaciones descritas aquí, en la que la Capa B comprende un sustrato y en la que una superficie facial superior de La capa B está en contacto adherente con una superficie facial inferior de la capa A. En algunas realizaciones, el sustrato comprende una lámina de metal, una película metalizada, una estera tejida, una estera no tejida o una malla. En algunas realizaciones, el sustrato comprende lámina de aluminio. En algunas realizaciones, la adhesión de la Capa A a la Capa B es de por lo menos 30 N/15 mm cuando se mide según la ASTM D3330.
En algunas realizaciones, la estructura multicapa comprende además la Capa C, en la que una superficie facial superior de la Capa A está en contacto adherente con una superficie facial inferior de la Capa C. En algunas de tales realizaciones, la Capa C comprende una poliolefina, poliamida, una lámina de metal, o una película metalizada.
Las estructuras multicapa de la presente invención comprenden una combinación de dos o más realizaciones como se describe aquí.
Las realizaciones de la presente invención también se refieren a artículos que comprenden cualquiera de las estructuras multicapa (por ejemplo, películas multicapa) descritas aquí.
Mezclas de polímeros
Las mezclas de polímeros según las realizaciones de la presente invención comprenden un copolímero que comprende etileno y por lo menos uno de ácido acrílico y ácido metacrílico que tiene ciertas características especificadas aquí y un copolímero que comprende etileno y por lo menos uno de acrilato de metilo y acrilato de etilo que tiene ciertas características como se especifica aquí. Para facilitar la referencia, el copolímero que comprende etileno y por lo menos uno de ácido acrílico y ácido metacrílico también se denominará en el presente documento "copolímero de etileno/ácido (met)acrílico" con el entendimiento de que algunos de tales copolímeros pueden comprender tanto monómero de ácido acrílico como monómero de ácido metacrílico. Además, para facilitar la referencia, el copolímero que comprende etileno y por lo menos uno de acrilato de metilo y acrilato de etilo también se denominará en el presente documento "copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo" con el entendimiento de que algunos de tales copolímeros pueden comprender tanto monómero de acrilato de metilo como monómero de acrilato de etilo.
El copolímero de etileno/ácido (met)acrílico usado en realizaciones de la presente invención se caracteriza como un copolímero aleatorio. Tales copolímeros de etileno/ácido (met)acrílico se pueden preparar a alta presión mediante la acción de un iniciador de polimerización de radicales libres, que actúa sobre una mezcla de monómeros de etileno y ácido acrílico y/o ácido metacrílico usando técnicas conocidas por los expertos en la técnica. Los copolímeros de etileno/ácido (met)acrílico usados en las mezclas de polímeros de la presente invención se denominan más precisamente interpolímeros porque se forman mediante la polimerización de una mezcla de comonómeros, a diferencia de los copolímeros obtenidos por métodos de "injerto" o "polimerización de bloques".
El copolímero de etileno/ácido (met)acrílico usado en la presente invención se caracteriza por tener un contenido de ácido de 2 a 21 por ciento en peso basado en el peso del copolímero. El copolímero de etileno/ácido (met)acrílico tiene un contenido de ácido de 6 a 21 por ciento en peso basado en el peso del copolímero en algunas realizaciones. El copolímero de etileno/ácido (met)acrílico tiene un contenido de ácido de 10 a 21 por ciento en peso basado en el peso del copolímero en algunas realizaciones.
El copolímero de etileno/ácido (met)acrílico tiene un índice de fusión (I2) de 1 a 40 g/10 minutos. Todos los valores individuales y subintervalos entre 1 y 40 g/10 minutos se incluyen en este documento y se describen aquí. Por ejemplo, el copolímero de etileno/ácido (met)acrílico puede tener un índice de fusión desde un límite inferior de 1, 5, 10, 15 o 20 g/10 minutos hasta un límite superior de 10, 15, 20, 25, 30, 35 o 40 g/10 minutos. En algunas realizaciones, el copolímero de etileno/ácido (met)acrílico tiene un índice de fusión (I2) de 1 a 25 g/10 minutos, o de 0.4 a 10 g/10 minutos en algunas realizaciones.
La mezcla de polímeros comprende de 20 a 80 por ciento en peso de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico basado en el peso de la mezcla. En algunas realizaciones, la mezcla de polímeros comprende de 40 a 70 por ciento en peso del copolímero de etileno/ácido (met)acrílico basado en el peso de la mezcla.
Los ejemplos de copolímeros de etileno/ácido (met)acrílico disponibles comercialmente que se pueden usar en realizaciones de la presente invención incluyen copolímeros de etileno/ácido acrílico PRIMACOR™, que están disponibles comercialmente en The Dow Chemical Company, copolímeros de etileno/ácido acrílico Escor disponibles comercialmente en Exxon Mobil Corp., copolímeros de etileno/ácido metacrílico Nucrel disponibles comercialmente en DuPont, y copolímeros de etileno/ácido metacrílico disponibles comercialmente en INEOS.
Además de un copolímero de etileno/ácido (met)acrílico, las mezclas de polímeros de la presente invención comprenden además un copolímero que comprende etileno y por lo menos uno de acrilato de metilo y acrilato de etilo (copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo).
El copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo usado en realizaciones de la presente invención se caracteriza como un copolímero aleatorio. Tal copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo se puede preparar a alta presión mediante la acción de un iniciador de polimerización de radicales libres, que actúa sobre una mezcla de monómeros de etileno y acrilato de metilo y/o acrilato de etilo usando técnicas conocidas por las personas expertas en la técnica. Los copolímeros de etileno/acrilato de (m)etilo usados en las mezclas de polímeros de la presente invención se denominan más precisamente interpolímeros porque se forman mediante la polimerización de una mezcla de los comonómeros, a diferencia de los copolímeros obtenidos mediante métodos de "injerto" o "polimerización de bloques".
El copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo usado en algunas realizaciones de la presente invención se puede caracterizar por tener un contenido de acrilato de 5 a 30 por ciento en peso basado en el peso del copolímero. El copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo tiene un contenido de acrilato de 10 a 30 por ciento en peso basado en el peso del copolímero en algunas realizaciones. El copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo tiene un contenido de acrilato de 15 a 30 por ciento en peso basado en el peso del copolímero en algunas realizaciones.
El copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo se puede caracterizar además por tener un índice de fusión (I2) de 0.5 a 20 g/10 minutos en algunas realizaciones. Todos los valores individuales y subintervalos entre 0.5 y 20 g/10 minutos se incluyen aquí y se describen aquí. Por ejemplo, el copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo puede tener un índice de fusión desde un límite inferior de 0.5, 0.8, 1, 5, 10, 12 o 15 g/10 minutos hasta un límite superior de 5, 10, 12, 15, 18 o 20 g/10 minutos. En algunas realizaciones, el copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo tiene un índice de fusión (I2) de 0.5 a 5 g/10 minutos, o de 0.5 a 2 g/10 minutos en algunas realizaciones.
La mezcla de polímeros comprende de 10 a 50 por ciento en peso de copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo basado en el peso de la mezcla en algunas realizaciones. En algunas realizaciones, la mezcla de polímeros comprende de 30 a 50 por ciento en peso del copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo basado en el peso de la mezcla.
Los ejemplos de copolímeros de etileno/acrilato de (m)etilo disponibles comercialmente que se pueden usar en realizaciones de la presente invención incluyen copolímeros de etileno/acrilato de etilo AMPLIFY™ EA que están disponibles comercialmente en The Dow Chemical Company, y copolímeros de etileno/acrilato de metilo de Lotryl que están disponibles comercialmente de Arkema.
La relación del índice de fusión (I2) del copolímero de etileno/ácido (met)acrílico al índice de fusión (I2) del copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo puede ser importante en algunas realizaciones. En particular, puede ser importante tener una gran diferencia de índice de fusión (I2) entre el copolímero de etileno/ácido (met)acrílico y el copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo. Con esta diferencia en los índices de fusión (I2), el copolímero de etileno/ácido (met)acrílico forma una fase continua con el copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo como fase dispersa. Se cree que una dispersión de este tipo de copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo dentro de la fase continua de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico proporciona una capacidad de adhesión mejorada. La relación del índice de fusión (I2) del copolímero de etileno/ácido (met)acrílico al copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo (I2 del copolímero de etileno/ácido (met)acrílico/I2 del copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo) es mayor que 2. En algunas realizaciones, la relación del índice de fusión (I2) del copolímero de etileno/ácido (met)acrílico al copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo (I2 del copolímero de etileno/ácido (met)acrílico/I2 del copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo) es mayor que 4. En algunas realizaciones, la relación del índice de fusión (I2) del copolímero de etileno/ácido (met)acrílico al copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo (I2 del copolímero de etileno/ácido (met)acrílico/I2 del copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo) es inferior a 100.
La mezcla de polímeros comprenderá principalmente copolímero de etileno/ácido (met)acrílico y copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo. La cantidad total de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico y copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo es por lo menos el 70 por ciento en peso de la mezcla de polímero basado en el peso total de la mezcla. La mezcla de polímeros comprenderá principalmente copolímero de etileno/ácido (met)acrílico y copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo. La cantidad total de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico y copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo será por lo menos el 80 por ciento en peso de la mezcla de polímero basado en el peso total de la mezcla. En algunas realizaciones, la cantidad total de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico y copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo será por lo menos el 90 por ciento en peso de la mezcla de polímero basado en el peso total de la mezcla. En algunas realizaciones, la cantidad total de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico y copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo será por lo menos el 95 por ciento en peso de la mezcla de polímeros basado en el peso total de la mezcla. En algunas realizaciones, la cantidad total de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico y copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo será por lo menos el 99 por ciento en peso de la mezcla de polímeros basado en el peso total de la mezcla.
Además del copolímero de etileno/ácido (met)acrílico y del copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo, las mezclas de polímeros de la presente invención, en algunas realizaciones, pueden comprender además una poliolefina que tiene una densidad de 0.930 g/cm3 o menos. Tales poliolefinas pueden incluir polímeros que comprenden, en forma polimerizada, una cantidad mayoritaria de monómero de etileno o propileno (basado en el peso del polímero), y opcionalmente pueden comprender uno o más comonómeros.
En algunas realizaciones, la poliolefina comprende un polietileno que tiene una densidad de 0.930 g/cm3 o menos. Todos los valores individuales y subintervalos iguales o inferiores a 0.930 g/cm3 se incluyen y describen aquí; por ejemplo, la densidad del polietileno puede ser igual o menor de 0.930 g/cm3, o alternativamente, igual o menor de 0.920 g/cm3, o alternativamente, igual o menor de 0.900 g/cm3, o alternativamente, igual o menor de 0.0890 g/cm3, o alternativamente, igual o menor de 0.880 g/cm3. Cuando la poliolefina comprende polipropileno, las personas expertas en la técnica pueden identificar una densidad apropiada para el polipropileno en base a las enseñanzas del presente documento.
En algunas realizaciones, la poliolefina tiene un índice de fusión (I2) de 20 g/10 minutos o menos. Todos los valores individuales y subintervalos de hasta 20 g/10 minutos están incluidos aquí y se describen aquí. Por ejemplo, la poliolefina puede tener un índice de fusión desde un límite inferior de 0.2, 0.25, 0.5, 0.75, 1, 2, 4, 5 o 10 g/10 minutos hasta un límite superior de 1,2, 4, 5, o 10 g/10 minutos. La poliolefina tiene un índice de fusión (I2) de hasta 10 g/10 minutos en algunas realizaciones. La poliolefina tiene un índice de fusión (I2) de hasta 5 g/10 minutos en algunas realizaciones. En algunas realizaciones, la poliolefina tiene un índice de fusión (I2) menor de 3 g/10 minutos.
Los polietilenos que son particularmente muy adecuados para su uso en algunas realizaciones de la presente invención incluyen polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), polietileno de baja densidad (LDPE), elastómeros de poliolefina, plastómeros de poliolefina y combinaciones de los mismos.
Cuando la poliolefina comprende LDPE y/o LLDPE, la densidad del LDPE o LLDPE estará típicamente en el intervalo de 0.916 a 0.935 g/cm3. Cuando la poliolefina comprende plastómero de poliolefina o elastómero de poliolefina, la densidad normalmente será menor de 0.900 g/cm3y menor de 0.880 g/cm3 en algunas realizaciones.
Los ejemplos de LDPE comercialmente disponible que se pueden usar en realizaciones de la presente invención incluyen DOW™ LDPE 132i, DOW™ LDPE 150E, DOW™ LDPE 310E, DOW™ LDPE 450E, DOW™ LDPE 4012 y AGILITY™ 1001, así como otros polietilenos de baja densidad, que están disponibles comercialmente en The Dow Chemical Company. Los ejemplos de LLDPE comercialmente disponible que se pueden usar en realizaciones de la presente invención incluyen polietileno lineal de baja densidad dOw LEX™, tal como DOWLEX™ 2045, DOWLEX™ 2256G, DOWLEX™ 2049G, DOWLEX™ 2042G, DOWLEX™ 2645G y DOWLEX™ 2740G así como otros, que están disponibles comercialmente en The Dow Chemical Company. Los ejemplos de elastómeros de poliolefina disponible comercialmente que se pueden usar en realizaciones de la presente invención incluyen elastómeros de poliolefina ENGAGE™, tales como ENGAGE™ 8100, ENGAGE™ 8107, ENGAGE™ 8842, ENGAGE™ 8180, ENGAGE™ 8150, ENGAGE™ 8157, ENGAGE™ 8003, ENGAGE™ 8440, ENGAGE™ 8480, ENGAGE™ 8540, ENGAGE™ 8450 y ENGAGE™ 8452, así como otros, que están disponibles comercialmente en The Dow Chemical Company.
Las personas expertas en la técnica pueden seleccionar polipropilenos apropiados disponibles comercialmente para su uso en mezclas de polímeros en base a las enseñanzas del presente documento.
En realizaciones en las que tales poliolefinas se incluyen en la mezcla de polímeros, la mezcla de polímeros comprende 30 por ciento en peso o menos de la poliolefina basado en el peso de la mezcla en algunas realizaciones. En algunas realizaciones, la mezcla de polímeros comprende 20 por ciento en peso o menos de poliolefina basado en el peso de la mezcla en algunas realizaciones. En algunas realizaciones, la mezcla de polímeros comprende 10 por ciento en peso o menos de la poliolefina basado en el peso de la mezcla. Como se indicó anteriormente, en algunas realizaciones, la mezcla de polímeros no incluye ninguna de tales poliolefinas.
En algunas realizaciones en las que la mezcla de polímeros incluye tales poliolefinas, la mezcla de polímeros puede comprender de 20 a 80 por ciento en peso de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico, de 10 a 50 por ciento en peso de copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo y de 0 a 30 por ciento en peso de la poliolefina, basado en el peso total de la mezcla. En algunas realizaciones, la mezcla de polímeros puede comprender de 40 a 70 por ciento en peso de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico, de 30 a 50 por ciento en peso de copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo y de 0 a 30 por ciento en peso de la poliolefina, basado en el peso total de la mezcla. En algunas realizaciones, la mezcla de polímeros puede comprender de 50 a 70 por ciento en peso de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico, de 30 a 50 por ciento en peso de copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo y de 0 a 20 por ciento en peso de la poliolefina, basado en el peso total de la mezcla.
En algunas realizaciones, la mezcla de polímeros puede comprender además uno o más aditivos conocidos por las personas expertas en la técnica que incluyen, por ejemplo, antioxidantes, colorantes, agentes deslizantes, antibloqueo, coadyuvantes de proceso y combinaciones de los mismos. En algunas realizaciones, la mezcla de polímeros comprende hasta un 5 por ciento en peso de tales aditivos. Todos los valores individuales y subintervalos de 0 a 5% en peso se incluyen y describen aquí; por ejemplo, la cantidad total de aditivos en la mezcla de polímeros puede ser desde un límite inferior de 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4 o 4.5% en peso hasta un límite superior de 1,2, 3, 4 o 5% en peso.
Como se discutirá a continuación, una mezcla de polímeros de la presente invención se puede incorporar/convertir en un producto fabricado final (por ejemplo, una estructura multicapa) vía revestimiento por extrusión (u otro equipo) usando técnicas conocidas por las personas expertas en la técnica basándose en las enseñanzas del presente documento.
Las mezclas de polímeros de la presente invención se pueden preparar mezclando en estado fundido las cantidades prescritas de los componentes con una extrusora de doble tornillo antes de introducirlas en una revestidora por extrusión (u otro equipo) para la fabricación de películas. Tales mezclas de polímeros también se pueden preparar mezclando en tambor las cantidades prescritas de los componentes antes de introducirlos en la revestidora por extrusión (u otro equipo) para la fabricación de la película. En algunas realizaciones, las mezclas de polímeros de la presente invención pueden estar en forma de pelets. Por ejemplo, los componentes individuales se pueden mezclar en masa fundida y a continuación formar pelets usando una extrusora de doble tornillo u otras técnicas conocidas por las personas expertas en la técnica basándose en las enseñanzas de este documento. En algunas realizaciones, una mezcla de polímeros puede incluir la combinación de un pelet compuesto y un polímero adicional que se mezcla en un tambor antes de introducirlo en la revestidora por extrusión. Por ejemplo, un pelet que comprende una mezcla de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico y poliolefina se puede mezclar en tambor con copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo para proporcionar una mezcla de polímeros que tenga los porcentajes en peso deseados de copolímero de etileno/ácido (met)acrílico, copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo y poliolefina.
Estructuras multicapa
En algunas realizaciones, la presente invención se refiere a estructuras multicapa en las que por lo menos una capa se forma a partir de una mezcla de polímeros según cualquier realización descrita aquí. La estructura multicapa, en algunas realizaciones, comprende por lo menos dos capas, teniendo cada una superficies faciales opuestas. En tales realizaciones, una primera capa (Capa A) (por ejemplo, una capa que comprende una mezcla de polímeros de la presente invención) está en contacto adherente con una segunda capa (Capa B), estando una superficie facial superior de la segunda capa (Capa B) en contacto adherente con una superficie facial inferior de la primera capa (Capa A).
En realizaciones en las que se forma una primera capa (Capa A) a partir de una mezcla de polímeros de la presente invención, una segunda capa (Capa B) puede comprender un sustrato. Los ejemplos de sustratos que se pueden usar como la segunda capa (Capa B) en las realizaciones de la presente invención incluyen láminas de metal, esteras tejidas (por ejemplo, esteras de fibra de vidrio tejidas), esteras no tejidas (por ejemplo, esteras de fibra de vidrio no tejidas), mallas, películas metalizadas (por ejemplo, PET metalizado) y películas poliméricas (por ejemplo, polipropileno orientado, PET orientado, etc.). Las mezclas de polímeros de la presente invención son particularmente útiles para adherirse a láminas de metal o películas metalizadas. Cualquier lámina de metal o película metalizada puede formar el sustrato sobre el que se aplica la capa de mezcla de polímeros. Las láminas de metal ejemplares incluyen láminas de aluminio y láminas de cobre. La lámina, cuando está presente, se puede, pero no es necesario, tratar con llama o corona o someter a otro tratamiento para mejorar la humectabilidad y/o adhesión. Las películas metalizadas ejemplares incluyen películas de PET metalizado, películas de polipropileno orientado metalizado, películas de poliamida metalizada y películas de polietileno metalizado. En algunas realizaciones, los sustratos distintos de las láminas de metal también se pueden tratar con llama o corona o someter a otro tratamiento para mejorar la humectabilidad y/o adhesión. En algunas de tales realizaciones, los sustratos comprenden películas de polipropileno orientado o poliamida orientada. Las personas expertas en la técnica pueden identificar dichos sustratos basándose en las enseñanzas de este documento.
En algunas realizaciones, una estructura multicapa de la presente invención comprende una primera capa (Capa A) formada a partir de una mezcla de polímeros según cualquiera de las realizaciones descritas aquí y una segunda capa (Capa B) que comprende un sustrato metálico (por ejemplo, una lámina de metal o una película metalizada) en contacto adherente con la primera capa, en la que la adhesión de la primera capa al sustrato metálico (por ejemplo, una lámina de metal) es de por lo menos 30 N/15 mm cuando se mide según la ASTM D3330. En algunas realizaciones, el sustrato de metal es una lámina de aluminio.
En realizaciones en las que la estructura multicapa incluye una capa de lámina de metal (por ejemplo, una capa de lámina de aluminio), la lámina de metal tiene un grosor de 5.08 a 508 pm (0.20 a 2.0 mil), más preferentemente de 5.08 a 12.7 pm (0.20 a 0.50 mil). Todos los valores individuales y subintervalos de 5.08 a 12.7 pm (0.20 a 0.50 mil) se incluyen y describen aquí; por ejemplo, el grosor de la capa de lámina de metal puede variar desde un límite inferior de 5.08, 6.35, 7.62, 8.89, 10.16 o 11.43 pm (0.20, 0.25, 0.30, 0.35, 0.40 o 0.45 mil) hasta un límite superior de 7.62, 8.89, 10.16, 12.7 pm (0.30, 0.35, 0.40, 0.45 o 0.50 mil). Por ejemplo, el grosor de la capa de la lámina de metal puede variar de 5.08 a 12.7 pm (0.20 a 0.50 mil), o como alternativa, de 5.08 a 15.24 pm (0.20 a 0.60 mil), o como alternativa, de 15.24 a 25.4 pm (0.60 a 1.0 mil), o como alternativa, de 6.35 a 12.7 pm (0.25 a 0.50 mil). Para una persona experta en la técnica, el grosor de la capa de lámina de metal se define como suficiente para la aplicación.
En realizaciones en las que la estructura multicapa incluye una capa de película metalizada (por ejemplo, una película de PET metalizado, una película de polipropileno orientado metalizado, una película de poliamida metalizada o una película de polietileno metalizado), la capa metalizada de la película puede tener varios grosores dependiendo de factores tales como el rendimiento (por ejemplo, propiedades de barrera, opacidad, etc.) y el coste. En algunas realizaciones, la capa metalizada sobre la capa de película metalizada tiene un grosor de 3 a 40 nm. Todos los valores individuales y subintervalos de 3 a 40 nm se incluyen y describen aquí; por ejemplo, el grosor de la capa metalizada puede variar desde un límite inferior de 3, 5, 10, 17, 20, 22, 25, 30 o 35 nm hasta un límite superior de 10, 12, 15, 20, 23, 25, 32, 35, 37 o 40 nm. Para una persona experta en la técnica, el grosor de la capa metalizada de la película metalizada se define como suficiente para la aplicación.
La capa formada a partir de la mezcla de polímeros se puede aplicar a una capa de sustrato metálico (por ejemplo, una lámina de metal) de cualquier manera aceptable, tal como laminación por extrusión y/o revestimiento por extrusión. En el revestimiento por extrusión la capa de mezcla de polímeros sobre la capa de sustrato metálico (por ejemplo, lámina de metal), en algunas realizaciones, las mezclas de polímeros pueden mantener niveles aceptables de velocidad de estiramiento y reducción al tiempo que proporcionan una adhesión aceptable a la capa de lámina de metal. Las mezclas de polímeros de la presente invención, en algunas realizaciones, se pueden revestir por extrusión sobre una capa de sustrato metálico a temperaturas (por ejemplo, ~ 300°C o menos) inferiores a las temperaturas (por ejemplo, ~ 320°C) usadas cuando una capa de polímero que comprende solo polietileno de baja densidad se reviste por extrusión, mientras que sigue proporcionando una adhesión aceptable al sustrato metálico. De este modo, la capacidad de revestir por extrusión a una temperatura relativamente más baja mientras se logra una adhesión aceptable es una ventaja de algunas realizaciones de la presente invención.
En algunas realizaciones, una capa formada a partir de una mezcla de polímeros de la presente invención puede estar en contacto adherente con otra capa, además de un sustrato (por ejemplo, además de una capa de lámina de metal). Por ejemplo, en algunas realizaciones, la capa formada a partir de la mezcla de polímeros puede estar adicionalmente en contacto adherente con una capa que comprende una poliolefina, una poliamida, una lámina de metal o una película metalizada. Es decir, en tales realizaciones, la capa formada a partir de una mezcla de polímeros de la presente invención puede estar entre la otra capa y el sustrato (por ejemplo, la lámina de metal), estando una superficie facial superior del sustrato en contacto adherente con una superficie facial inferior de la capa de mezcla de polímero, y estando una superficie facial superior de la capa de mezcla de polímero en contacto adherente con una superficie facial inferior de la otra capa (por ejemplo, poliolefina, poliamida, una lámina de metal o una película metalizada).
En realizaciones que comprenden una capa de poliolefina, la poliolefina puede ser cualquier polietileno, polipropileno y sus derivados (por ejemplo, copolímero de etileno-propileno) que las personas expertas en la técnica saben que son apropiados para su uso como capa en una estructura multicapa basándose en la enseñanzas del presente documento. Por ejemplo, el polietileno que se puede usar en dicha capa, así como en otras capas en la estructura multicapa, en algunas realizaciones, puede ser polietileno de densidad ultra baja (ULDPE), polietileno de baja densidad (LDPE), polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), polietileno de densidad media (MDPE), polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno de alta densidad de alta resistencia a la fusión (HMS-HDPE), polietileno de densidad ultra alta (UHDPE), copolímeros de etileno/a-olefina homogéneamente ramificados elaborados con un catalizador de un solo sitio, tal como un catalizador de metaloceno o un catalizador de geometría restringida, y combinaciones de los mismos. En algunas realizaciones, los polietilenos usados en la capa de poliolefina se pueden preparar vía polimerización en fase gaseosa. En algunas realizaciones, los polietilenos usados en la capa de poliolefina se pueden preparar mediante polimerización en fase gaseosa, en fase de disolución o en suspensión o cualquier combinación de los mismos, usando cualquier tipo de reactor o configuración de reactor conocida en la técnica.
Algunas realizaciones de estructuras multicapa pueden incluir capas aparte de las descritas anteriormente. Por ejemplo, aunque no necesariamente en contacto adherente con una capa formada a partir de una mezcla de polímeros según la presente invención (aunque, en algunas realizaciones, tales capas pueden estar en contacto con la capa formada a partir de tal mezcla de polímeros), una estructura multicapa puede comprenden además otras capas típicamente incluidas en estructuras multicapa dependiendo de la aplicación, que incluyen, por ejemplo, capas de barrera, capas de sellador, capas de unión, otras capas de polietileno, capas de polipropileno, etc. Adicionalmente, otras capas como capas impresas, de alto módulo, de alto brillo se puede estratificar para formar estructuras multicapa (por ejemplo, películas) de la presente invención. Además, en algunas realizaciones, la estructura multicapa se puede revestir por extrusión sobre un sustrato que contiene fibra tal como papel o fibra de vidrio (por ejemplo, esteras no tejidas, esteras tejidas, mallas y similares).
Además del revestimiento por extrusión, las estructuras multicapa de la presente invención se pueden coextruir como películas sopladas o películas moldeadas usando técnicas conocidas por las personas expertas en la técnica basándose en las enseñanzas de este documento. En algunas realizaciones, las estructuras multicapa de la presente invención también se pueden formar mediante estratificación o mediante una combinación de película soplada/moldeada seguida de laminación térmica.
Envase
En algunas realizaciones, la presente invención se refiere a envases que comprenden la estructura multicapa de cualquier realización descrita aquí. En una realización particular, el envase es un envase de retorta y/o esterilización. El envase se puede usar para contener, en diversas realizaciones, sólidos, suspensiones, líquidos o gases. A modo de ejemplo y no de limitación, el envase se puede usar para contener disoluciones ácidas, aceite de maíz, alcoholes, carnes, quesos, protector solar, champú, especias, salsa de soja, leche en polvo, café aromatizado, leche, zumo, detergente, comida aséptica, zumo de llenado en caliente, alimentos grasos, toallitas húmedas para bebés, disolución de yodo, aderezos para ensaladas, kétchup, salsas y otros artículos.
Algunas realizaciones de la invención se describirán ahora en detalle en los siguientes Ejemplos.
Ejemplos
Las siguientes materias primas se usan en los ejemplos que se describen a continuación:
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DOWLEX™ 2045 es un polietileno lineal de baja densidad disponible comercialmente en The Dow Chemical Company. ENGAGE™ 8100 es un elastómero de poliolefina disponible comercialmente en The Dow Chemical Company. PRIMACOR™ 3440 es un copolímero de etileno/ácido acrílico disponible comercialmente en The Dow Chemical Company. AMPLIFY™ EA 100 y AMPLIFY™ EA 101 son copolímeros de etileno/acrilato de etilo disponibles comercialmente en The Dow Chemical Company. LOTRYL 24MA02 es un copolímero de etileno/acrilato de metilo disponible comercialmente en Arkema Group. ALCUDIA EBA PA-1704 es un copolímero de etileno/acrilato de butilo disponible comercialmente en Repsol S.A.
Los siguientes ejemplos ilustran la adhesión de mezclas de polímeros según algunas realizaciones de la presente invención a un sustrato de aluminio. El sustrato de aluminio es una lámina de aluminio convencional que tiene un grosor nominal de 1 mm. En los ejemplos siguientes, la capa A es la mezcla de polímeros (o un solo polímero para algunos de los ejemplos comparativos, y la capa B es el sustrato de lámina de aluminio).
Se preparan varias estructuras multicapa como se muestra en la Tabla 1:
Tabla 1
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Los componentes de la Capa A se combinan y extruyen en una extrusora de doble tornillo co-giratorio entrelazada Leistritz ZSE-27 (Leistritz AG) que tiene un diámetro de 28 mm y una relación de longitud a diámetro (L/D) de 48. La extrusora está equipada con un motor de 34 kW y tiene una velocidad máxima del tornillo de 1200 rpm para proporcionar una producción de 5-30 kg/hora.
Los ejemplos comparativos y de la invención se preparan mediante estratificación térmica como sigue. Se colocan 15 gramos de la mezcla polimérica bien mezclada entre dos piezas del sustrato de lámina de aluminio, y a continuación se coloca la estructura entre dos moldes planos de acero inoxidable. Todos los moldes se colocan en una máquina de prensado en caliente a una temperatura de 150°C en las siguientes condiciones: tiempo de precalentamiento = 3 minutos; número de ventilaciones = 6, tiempo de prensado final = 1 minuto a 5 MPa (50 bares) de presión; tiempo de enfriamiento = 1 minuto.
48 horas después de la estratificación térmica, se mide la adhesión (o resistencia al pelado) de la mezcla de polímero de la Capa A al sustrato de lámina de aluminio según la configuración de resistencia al pelado en T de la ASTM D3330 usando un bastidor de carga INSTRON 5566. Se cortan tiras de muestra de 300 mm por 15 mm de estructuras de ejemplo comparativo y de la invención para la medida. La adhesión se mide con un ángulo de pelado de 180° y una velocidad de separación de agarre de 100 mm/minuto. Se ensayan por lo menos cinco muestras de cada ejemplo.
Además, las muestras se colocan en un microscopio electrónico de barrido (SEM) y se analizan con un detector de electrones de retrodispersión (BSE) a un voltaje de aceleración de 5 kV, una distancia de trabajo de 6.5 mm y un tamaño de punto de 5. Las imágenes del SEM se revisan para determinar si el fallo en el ensayo de adhesión es un fallo adhesivo (la capa A se despegó limpiamente del sustrato de lámina de aluminio) o un fallo cohesivo (la capa A no se retiró por completo del sustrato de lámina de aluminio, sino que se observa una fractura fibrosa).
Los resultados se muestran en la Tabla 2:
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El copolímero de etileno/ácido acrílico puro (Ejemplo comparativo A) proporciona una buena unión al sustrato de lámina de aluminio, pero el de etileno y acrilato de etilo puro (Ejemplo comparativo B) tiene poca unión. Sorprendentemente, se observó que la resistencia al pelado del Ejemplo de la invención 1 (mezcla de polímeros de 60% de copolímero de etileno/ácido acrílico y 40% del de etileno y acrilato de etilo) es 4 veces mayor que la del Ejemplo comparativo A. Además, cuando se examina bajo SEM, el modo de fallo es bastante diferente. Para cada uno de los puntos de referencia, la capa A se desprendió del sustrato de lámina de aluminio, que es un modo de fallo adhesivo. Sin embargo, para el ejemplo de la invención 1, la capa A no se despega del sustrato de lámina de aluminio, sino que la capa A se rasga internamente formando una fractura fibrosa, lo que indica un fallo cohesivo.
La diferencia de viscosidad entre el copolímero de etileno/ácido acrílico y el copolímero de etileno/acrilato de (m)etilo (expresada por la relación del índice de fusión (I2 de EAA dividido entre I2 del EEE) también afecta al rendimiento. EEA1 y EEA2 tienen una química similar ya que ambos son copolímeros de etileno/acrilato de etilo que tienen contenidos de acrilato de etilo de ~ 15-19 por ciento en peso. Sin embargo, el índice de fusión (I2) de EEA2 es mucho más alto y más cercano al índice de fusión delcopolímero de etileno y ácido acrílico. Sorprendentemente, la resistencia al pelado del Ejemplo de la invención 1 (Índice de fusión de 8.5) es más de seis veces mayor que la resistencia al pelado del Ejemplo comparativo E (Índice de fusión de 1.8). De este modo, en algunas realizaciones, se desea una mayor diferencia de índice de fusión (I2) entre el copolímero de etileno/ácido (met)acrílico y el copolímero de etileno/acrilato de etilo.
Los ejemplos comparativos C y D junto con los ejemplos de la invención 1 y 2 ilustran que la química del componente combinado con el componente de etileno/ácido (met)acrílico también puede ser importante. Como se muestra en los Ejemplos comparativos C y D, la mezcla con un polietileno lineal de baja densidad o un copolímero de etileno/acrilato de butilo no proporcionó la mayor resistencia al pelado deseada, incluso con diferencias similares en los índices de fusión (I2) de los componentes.
Los ejemplos de la invención 6 y 7 ilustran que algunos componentes no polares adicionales (por ejemplo, elastómero de poliolefina o LLDPE) se pueden incluir en las mezclas de polímeros y aún proporcionar un rendimiento mejorado (resistencias al pelado más altas que cada uno de los ejemplos comparativos). El elastómero de poliolefina de menor densidad parecía tener un impacto menos significativo sobre la resistencia al pelado que el LLDPE de mayor densidad en los Ejemplos de la invención 6 y 7.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Una mezcla de polímeros que comprende:
(a) un copolímero que comprende etileno y por lo menos uno de ácido acrílico y ácido metacrílico que tiene un contenido de ácido de 2 a 21 por ciento en peso basado en el peso del copolímero y que tiene un índice de fusión (I2) de 1 a 40 g/10 minutos, en la que la cantidad de copolímero (a) comprende 20-80 por ciento en peso de la mezcla basado en el peso total de la mezcla; y
(b) un copolímero que comprende etileno y por lo menos uno de acrilato de metilo y acrilato de etilo que tiene un contenido de acrilato de 5 a 30 por ciento en peso basado en el peso del copolímero, en la que la cantidad de copolímero (b) comprende de 10 a 50 por ciento en peso de la mezcla basado en el peso total de la mezcla, en la que la cantidad de copolímero (a) y copolímero (b) es por lo menos el 70 por ciento en peso de la mezcla basado en el peso total de la mezcla y en la que la relación del índice de fusión (I2) del copolímero (a) al copolímero (b) (I2 del copolímero (a)/h del copolímero (b)) es mayor que 2.
2. La mezcla de polímeros de la reivindicación 1, que comprende además una poliolefina que tiene una densidad de 0.930 g/cm3 o menos.
3. La mezcla de polímeros de la reivindicación 2, en la que la mezcla comprende 30 por ciento en peso o menos de la poliolefina basado en el peso total de la mezcla.
4. La mezcla de polímeros de cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en la que la mezcla comprende de 50 a 70 por ciento en peso de copolímero (a), de 30 a 50 por ciento en peso de copolímero (b) y de 0 a 20 por ciento en peso de poliolefina, basado en el peso total de la mezcla.
5. Una estructura multicapa que comprende por lo menos dos capas, teniendo cada capa superficies faciales opuestas, en la que:
La capa A comprende la mezcla de polímeros de cualquiera de las reivindicaciones 1-4; y
La capa B comprende un sustrato, en la que una superficie facial superior de la capa B está en contacto adherente con una superficie facial inferior de la capa A.
6. La estructura multicapa de la reivindicación 5, en la que el sustrato comprende una lámina de metal, una película metalizada, una estera tejida, una estera no tejida o una malla.
7. La estructura multicapa de la reivindicación 6, en la que el sustrato comprende lámina de aluminio.
8. La estructura multicapa de cualquiera de las reivindicaciones 5-7, que comprende además la Capa C, en la que una superficie facial superior de la Capa A está en contacto adherente con una superficie facial inferior de la Capa C.
9. La estructura multicapa de la reivindicación 8, en la que la capa C comprende una poliolefina, una poliamida, una lámina de metal o una película metalizada.
10. La estructura multicapa de cualquiera de las reivindicaciones 5-9, en la que la adhesión de la Capa A a la Capa B es de por lo menos 30 N/15 mm cuando se mide según la ASTM D3330.
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