[发明专利]具有阻挡性能的多层塑料物品及其生产方法

说明书

本发明涉及多层塑料物品，它包括基于非极性聚烯烃的至少两层和包括位于所述两层之间并与之接触的对烃类具有阻挡性能的层，本发明还涉及其生产方法。

当今由塑料制成的容器被广泛用于运输和储存危险的液体和气体产品，因为它们具有耐化学性，机械强度，良好的可加工性，具体地包括在复杂成型工艺中的加工性，和低重量。在车辆的构造中，作为例举，由塑料制成的燃料容器几乎完全替代了先前常规的金属燃料容器。当今，便携式或非-固定的容器，例如用于可燃液体和类似物的汽油罐(petrol canister)，瓶子，圆筒和油箱也几乎仅仅由塑料生产。特别地在较低重量/体积比，避免腐蚀问题和低成本生产中发现塑料容器的特别的优点。

具体地，在所述应用部分中，对位于容器/油箱内部内的液体和/或气体不可渗透是重要的。因此，作为例举，当今塑料容器必须符合就烃的渗透而言的严格的排放法规。

聚烯烃树脂，例如聚乙烯，聚丙烯及其共聚物，具有非常良好的可模塑性和可加工性以及高的机械强度。然而，它们对挥发性的非极性有机物质，尤其烃类的渗透性相对高。因此，重要的是提供运输和/或储存包括烃类，例如汽油或柴油在内的危险物质用容器合适的处理。尤其借助氟化，涂布或等离子聚合，由这些聚烯烃制造的塑料容器的阻挡性能可得到显著改进。

表面改性和涂布方法的通常的缺点是，阻挡层必然施加在容器的内部和/或外部表面上，因此未受保护地暴露于环境影响下。因此，随着时间流逝，可出现上述阻挡层的分离和/或化学改变，和这自然会导致阻挡性能的显著损害。

因此，目前的研发主要集中在例如通过共挤出工艺，生产并构造多层体系，其中具有阻挡性能的聚合物，主要是乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)和聚酰胺(PA)与聚烯烃和其他成分一体化，得到多层复合材料。阻挡聚合物的常见位置大致是容器壁的中间；这导致的第一结果是最小化在阻挡聚合物内产生的弯曲应力，其中当施加机械负载时，所述阻挡聚合物大多数相对脆，和第二结果是，基体材料保护阻挡聚合物避免环境影响。同样可能的情况是使用共挤出技术，将仍然进一步的层一体化到多层复合材料内，和因此这一方法得到仅仅使用单一聚合物不可能实现的具有宽泛的各种有利性能的材料。

然而，缺点是通常作为具有阻挡性能使用的聚合物，例如乙烯-乙烯基共聚物和聚酰胺通常具有极性，且相对于非极性的基础材料，例如聚乙烯和聚丙烯，不具有任何种类的粘合性能。即使在熔融状态下共挤出所述材料的两层并“粘合”到彼此上，在冷却工艺之后或者更早，它们也分离成两个空间分离的层。

因此，使用共挤出，在由低成本的聚烯烃制造的基础材料制成的层和由明显更加昂贵的阻挡聚合物制成的阻挡层(它所使用的层厚因此也最小化)之间引入粘合促进层，所述粘合促进层确保在其他情况下不相容的极性和非极性层耐久粘结。作为例举，当今，在机动车辆部分内的容器通常具有通过共挤出获得的六层结构，所述六层结构包括(从容器的内侧到外侧)由“原始(virgin)”的HDPF制成的基础层，包括循环材料，例如再粉碎材料(实质上同样是HDPE)或由其组成的粉碎材料层，粘合促进层，阻挡层，另一粘合促进层和由“原始”HDPE制成的另一层。

然而，例如对于两个额外的挤出机来说，引入至少两层额外的粘合促进层到共挤出物内的装置成本，以及挤出工艺所使用的体系的其他昂贵的重新建造也具有对这类体系的基本建设费用成本巨大增加的影响。

另一方法提供使用聚芳基酰胺作为阻挡材料，再者此处需要粘合促进剂，以便确保稳定粘结到基于聚烯烃的基础材料上。然而，在这一情况下，在基础材料和阻挡层之间的两个独立层内没有施加粘合促进剂，而是在加工之前，将其加入到基础材料中。然而，这一方法要求非常大量的粘合促进剂，这同样昂贵。

因此，本发明的一个目的是在没有损害塑料物品阻挡性能的情况下，提供简化的工艺，该工艺就材料成本和/或基本建设费用来说是有利的，所述成本和/或费用随着生产具有阻挡性能的多层塑料物品用的每一挤出层的增加而升高。而且还应当优选对塑料物品的耐化学性，耐热性或机械强度没有损害。

令人惊奇地，现已发现，允许生产具有阻挡层的多层塑料物品的方法，所述阻挡层兼有对烃类的阻挡性能和对非极性聚烯烃的粘合促进性能，且它可与(来自其他挤出机的)其他挤出层通过共挤出工艺结合，不过它本身可通过挤出机挤出。

通过本发明方法生产的容器对烃类具有良好的阻挡性能，而且，还具有非常好的机械稳定性，所述机械稳定性还适用于(applies to)单独的挤出层之间的粘结强度。