在盖和封闭件的技术领域中,发展现状是针对改善的成本效率。这包括三个基本要素:原材料减少(轻量化),其使更低的降低材料成本称为可能;缩短周期时间,其允许在改善的速度下更高的产量;以及降低能耗,其引起更低的资源成本。
特别地,轻量化依然是封闭件设计中的关键问题。然而,包装中的简单轻量化不再那么简单,因为盖和封闭件仍然需要具有良好的机械性能。特别地,耐环境应力开裂性(escr)和冲击性是重要的。因此,需要开发满足这些要求的新材料。
现在已经出人意料地发现,在盖和封闭件的生产中使用包含高密度聚乙烯(hdpe)作为基质材料和聚烯烃弹性体(poe)以及聚丙烯(pp)的树脂组合物产生了escr和冲击性的优异组合,其允许进一步的轻量化。
根据本发明的盖和封闭件包含高密度聚乙烯、聚烯烃弹性体和聚丙烯,其中高密度聚乙烯的量是高密度聚乙烯、聚烯烃弹性体和聚丙烯的总量的大于按重量计50%,并且其中高密度聚乙烯、聚烯烃弹性体和聚丙烯的总量为按重量计100%。
根据本发明的优选实施例,盖和封闭件的特征在于,所述盖和封闭件包含在>按重量计50%与<按重量计100%之间的范围内的hdpe、在>按重量计0.1%与≤按重量计40%之间的范围内的pp以及在>0.1%与≤40%之间的范围内的poe。
根据本发明的优选实施例,盖和封闭件包含在>按重量计55%与<按重量计100%之间的范围内的hdpe、在≥按重量计5%与≤按重量计35%之间的范围内的pp以及在≥按重量计2%与≤按重量计40%之间的范围内的poe。
根据本发明的优选实施例,盖和封闭件包含在>按重量计55%与<按重量计100%之间的范围内的hdpe、在>按重量计5%与≤按重量计35%之间的范围内的pp以及在≥按重量计2%与≤按重量计20%之间的范围内的poe。
根据本发明的优选实施例,盖和封闭件包含在≥按重量计55%与<按重量计100%之间的范围内的hdpe、在≥按重量计5%与≤按重量计35%之间的范围内的pp以及在≥按重量计5%与≤按重量计20%之间的范围内的poe。
根据本发明的优选实施例,盖和封闭件包含在≥按重量计55%与<按重量计100%之间的范围内的hdpe、在≥按重量计10%与≤按重量计30%之间的范围内的pp以及在≥按重量计5%与≤按重量计20%之间的范围内的poe。
根据本发明的优选实施例,盖和封闭件包含在≥按重量计55%与<按重量计80%之间的范围内的hdpe、在≥按重量计10%与≤按重量计30%之间的范围内的pp以及在≥按重量计5%与≤按重量计20%之间的范围内的poe。
根据本发明的优选实施例,盖和封闭件包含在>按重量计55%与<按重量计70%之间的范围内的hdpe、在>按重量计22%与<按重量计29%之间的范围内的pp以及在≥按重量计5%与≤按重量计20%之间的范围内的poe。
根据本发明的优选实施例,树脂组合物包含在≥按重量计52%与≤按重量计100%之间的范围内的hdpe。
根据本发明的优选实施例,树脂组合物包含在≥按重量计52%与<按重量计80%之间的范围内的hdpe。
根据本发明的优选实施例,树脂组合物包含在≥按重量计55%与≤按重量计70%之间的范围内的hdpe。
根据本发明的优选实施例,树脂组合物包含在>按重量计55%与<按重量计70%之间的范围内的hdpe。
根据本发明的优选实施例,树脂组合物包含在>按重量计0.1%与≤按重量计40%之间的范围内的pp。
根据本发明的优选实施例,树脂组合物包含在>按重量计5%与<按重量计35%之间的范围内的pp。
根据本发明的优选实施例,树脂组合物包含在>按重量计10%与<按重量计30%之间的范围内的pp。
根据本发明的优选实施例,树脂组合物包含在≥按重量计20%与<按重量计30%之间的范围内的pp。
根据本发明的优选实施例,树脂组合物包含在>按重量计0.1%与≤按重量计40%之间的范围内的poe。
根据本发明的优选实施例,树脂组合物包含在≥按重量计2%与<按重量计40%之间的范围内的poe。
根据本发明的优选实施例,树脂组合物包含在>按重量计2%与≤按重量计20%之间的范围内的poe。
根据本发明的优选实施例,树脂组合物包含在≥按重量计5%与≤按重量计20%之间的范围内的poe。
根据本发明的优选实施例,树脂组合物包含在>按重量计4%与≤按重量计20%之间的范围内的poe。
根据本发明的优选实施例,树脂组合物包含在>按重量计4%与<按重量计15%之间的范围内的poe。
根据本发明的另一个优选实施例,pp的量高于poe的量,并且其中这是基于pp的wt%和poe的wt%。
根据本发明的另一个优选实施例,高密度聚乙烯的重量高于聚丙烯的重量,并且其中这是基于高密度聚乙烯的wt%和聚丙烯的wt%。
根据本发明的优选实施例,hdpe的密度范围在≥940kg/m3与≤964kg/m3之间(根据iso1183测量)。
根据本发明的另一个优选实施例,hdpe的密度范围在≥950kg/m3与≤958kg/m3之间(根据iso1183测量)。
根据本发明的另一个优选实施例,hdpe的密度范围在≥950kg/m3与≤955kg/m3之间(根据iso1183测量)。
根据本发明的优选实施例,hdpe的mfi范围在≥0.1g/10min与≤30g/10min之间(根据iso1133在190摄氏度和2.16kg下测量)。
根据本发明的优选实施例,hdpe的mfi范围在≥0.6g/10min与≤15g/10min之间(根据iso1133在190摄氏度和2.16kg下测量)。
根据本发明的优选实施例,hdpe的mfi范围在≥0.6g/10min与≤3g/10min之间(根据iso1133在190摄氏度和2.16kg下测量)。
hdpe可以是单峰hdpe和多峰hdpe,例如双峰hdpe和三峰hdpe。
根据本发明的优选实施例,hdpe是多峰hdpe。
hdpe的生产方法总结在由andrewpeacock编辑的handbookofpolyethylene[聚乙烯手册](2000;dekker;isbn0824795466)的第43-66页中。用于生产聚乙烯的合适催化剂包括齐格勒纳塔催化剂、基于铬的催化剂和单位点催化剂。
单峰聚乙烯可以例如通过在二氧化硅负载的含铬催化剂和烷基硼化合物的存在下,在浆料中使乙烯和任选地至少一种烯烃共聚单体聚合来获得。合适的共聚单体包括,例如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯和/或1-辛烯。
单峰聚乙烯可以例如通过在气相聚合中,使乙烯和任选地至少一种烯烃共聚单体聚合来获得。
双峰高密度聚乙烯(hdpe)的生产方法总结在“pe100pipesystems[pe100管系统]”(由bromstrup编辑;第二版,isbn3-8027-2728-2)的第16-20页中。alt等人在“bimodalpolyethylene-interplayofcatalystandprocess[双峰聚乙烯-催化剂与方法的相互影响]”(macromol.symp.[大分子研讨会文集]2001,163,135-143)中描述了通过低压浆料法生产双峰高密度聚乙烯(hdpe)。聚乙烯的特征是尤其由催化剂体系以及催化剂、共聚单体和氢气的浓度决定的。通过低压浆料法生产双峰高密度聚乙烯(hdpe)也可以通过三阶段方法进行。两阶段级联方法的概念在alt等人“bimodalpolyethylene-interplayofcatalystandprocess[双峰聚乙烯-催化剂相互作用和方法]”(macromol.symp.2001,163)第137-138页中阐明。
聚烯烃弹性体的合适实例包括例如具有4-10个碳原子的乙烯-α烯烃共聚物。
乙烯-α烯烃共聚物的合适实例包括例如乙烯-1-辛烯共聚物和乙烯-1-丁烯共聚物,如例如l.t.kale等人在“structurepropertyrelationshipofethylene–1-octenecopolymerandethylene-1-butenecopolymermadeusinginsitetechnology[使用原位技术制备的乙烯-1-辛烯共聚物和乙烯-1-丁烯共聚物的结构性质关系]”(1995polymers,laminationandcoatingsconference[聚合物、层压和涂层会议],第423-433页)中描述的。
合适的乙烯-α烯烃共聚物还披露于us8729200b2、us6559230b2、ep2076551b、ep2326654b、ep2077269b、ep2365990b、ep2010576以及ep2185611b。
根据本发明的优选实施例,乙烯-α烯烃共聚物是乙烯-辛烯共聚物。
根据本发明的优选实施例,聚烯烃弹性体的密度范围在≥857kg/m3与≤880kg/m3之间(根据astmd1505测量)。
根据本发明的优选实施例,聚烯烃弹性体的密度范围在≥865kg/m3与≤870kg/m3之间(根据astmd1505测量)。
根据本发明的优选实施例,聚烯烃弹性体的mfi范围在≥0.5g/10min与≤30g/10min之间(根据astmd1238在190摄氏度和2.16kg下测量)。
根据本发明的优选实施例,聚烯烃弹性体的mfi范围在≥0.6g/10min与≤10g/10min之间(根据astmd1238在190摄氏度和2.16kg下测量)。
根据本发明的优选实施例,聚烯烃弹性体的mfi范围在≥0.6g/10min与≤5g/10min之间(根据astmd1238在190摄氏度和2.16kg下测量)。
根据本发明的优选实施例,聚烯烃弹性体的mfi范围在≥0.6g/10min与≤3g/10min之间(根据astmd1238在190摄氏度和2.16kg下测量)。
在本发明中使用的丙烯聚合物可以是均聚物、无规共聚物或抗冲共聚物。
根据本发明的优选实施例,该丙烯聚合物是抗冲共聚物。
根据本发明的优选实施例,pp的密度范围在≥900kg/m3与≤920kg/m3之间(根据iso1183测量)。
根据本发明的优选实施例,pp的密度范围在>902kg/m3与<906kg/m3之间(根据iso1183测量)。
根据本发明的优选实施例,聚丙烯的mfi范围在0.3g/10min与100g/10min之间(根据iso1133在230摄氏度和2.16kg下测量)。
根据本发明的优选实施例,聚丙烯的mfi范围在0.3g/10min与20g/10min之间(根据iso1133在230摄氏度和2.16kg下测量)。
根据本发明的优选实施例,聚丙烯的mfi范围在0.3g/10min与10g/10min之间(根据iso1133在230摄氏度和2.16kg下测量)。
根据本发明的优选实施例,聚丙烯的mfi范围在0.3g/10min与5g/10min之间(根据iso1133在230摄氏度和2.16kg下测量)。
已知由丙烯均聚物、无规丙烯共聚物或抗冲共聚物组成的聚丙烯组合物。
丙烯均聚物是通过在合适的聚合条件下使丙烯聚合获得的。
丙烯无规共聚物是通过使丙烯和一种或多种其他α-烯烃共聚获得的,例如选自具有2或4至10个c原子的α-烯烃的组的α-烯烃(优选乙烯),例如其中在合适的聚合条件下,基于总的丙烯共聚物,α-烯烃的量小于10wt%。丙烯均聚物和无规共聚物的制备是,例如描述于moore,e.p.(1996)polypropylenehandbook[聚丙烯手册]。polymerization,characterization,properties,processing,applications,hanserpublishers:newyork[聚合,表征,特性,加工,应用,汉瑟出版社:纽约]。
抗冲聚丙烯在本文定义为多相丙烯共聚物,其中所述多相丙烯共聚物由以下各项组成:
(a)基于丙烯的基质,其中所述基于丙烯的基质以基于所述总多相丙烯共聚物计60wt%至95wt%的量存在,以及
(b)分散的乙烯-α-烯烃共聚物,其中,所述基于丙烯的基质的总量和分散的乙烯-α-烯烃共聚物的总量的总和是100wt%。
所使用的丙烯聚合物(其可以是均聚物、无规共聚物或抗冲共聚物)可以通过任何已知的聚合技术以及任何已知的聚合催化剂体系来制备。关于技术,可以参考浆料、溶液或气相聚合;关于催化剂体系,可以参考齐格勒-纳塔、茂金属或单位点催化剂体系。
包含高密度聚乙烯、聚烯烃弹性体和聚丙烯的聚合物组合物可以作为干共混物和作为混配物应用。
所有组分都可以使用重力计量系统直接添加到注塑机上。
所有组分可以作为干共混物一起添加。材料的混合可以通过工业混合设备进行,如nauta混合器和henschel混合器。
所有组分可以通过熔融共混作为混配物一起添加。混配通常在混合器(也称为混料机)、单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中进行,其中聚合物和添加剂被熔融共混。混配技术在本领域中是熟知的。
树脂组合物中的聚合物以及还有根据本发明的树脂组合物可以包含添加剂,例如成核剂和澄清剂、稳定剂、脱模剂、填充剂、增塑剂、抗氧化剂、润滑剂、抗静电剂、抗刮擦剂、高性能填充剂、颜料和/或着色剂、抗冲改性剂、发泡剂、酸清除剂、再循环添加剂、偶联剂、抗微生物剂、防雾添加剂、滑动添加剂、抗阻塞添加剂和聚合物加工助剂。这些添加剂在本领域中是熟知的。技术人员将选择添加剂的类型和量,使得它们不会不利地影响组合物的目标特性。
根据本发明的盖和封闭件可以是例如用于封闭或密封瓶、广口瓶、容器或罐的装置。根据本发明的盖和封闭件可以应用于例如封闭或密封含有液体和气体混合物的装置,例如用于饮料,特别是用于碳酸软饮料、静水和果汁的单片封闭件。封闭件例如披露于us20140021157。
本发明现将通过以下非限制性实例来说明。
实例
实例i.
使用包含按重量计66.5%聚乙烯(沙特基础工业公司(sabic)的hdpecc253)、按重量计5%聚烯烃弹性体(沙特基础工业公司的poec1070d)和按重量计28.5%抗冲聚丙烯(沙特基础工业公司的pp83mf90)的混合物的测试棒,根据astmd1693弯曲条escr测试(10%igepalco-630,50℃,方法a)和根据iso6603-2的vem抗冲性进行escr测试(23℃/50%rh)。
结果:见表1.
对比实例a显示了包含按重量计100%聚乙烯(沙特基础工业公司的hdpecc253)的测试棒的值。
表1
实例ii.
使用包含按重量计56%聚乙烯(沙特基础工业公司的cc253)、按重量计20%聚烯烃弹性体(沙特基础工业公司的poec1070d)和按重量计24%无规聚丙烯(沙特基础工业公司的pp620p)的混合物的测试棒,根据astmd1693弯曲条escr测试(10%igepalco-630,50℃,方法a)和根据iso6603-2的vem抗冲性进行escr测试(23℃/50%rh)。
对比实例b显示了包含按重量计100%聚乙烯(沙特基础工业公司的hdpecc253)的测试棒的值,
结果:见表2.
表2
与对比实例a和b相比,实例i和ii显示出明显改善的escr性能以及相同或甚至更好的冲击性能。