[发明专利]形成含金属层的多层结构的方法

说明书

发明领域

本发明涉及形成具有金属层的多层结构的方法。更具体地，本发明涉及在低的温度和接触时间形成具有金属层和含SBS的层的多层结构的方法。

发明背景

在过去的十年，运输、建筑和存储行业已经日益依赖于复合材料以替代完全由木头或金属组成施工设计。然而，由于复合材料的接受性的结果，在半拖挂车、卡车车身和便携式存储容器中的运输平板的所有-金属结构的应用已经减少，铝、钢和其他金属在用作复合物的部分时仍然相当昂贵，因为它们提供耐久性和强度。这些应用得益于金属层以尽可能有效的方式结合至结构的其他层的方法。相似的利益存在于其他的应用中，诸如使钉子粘合至排钉带(nail-collation tape)、线圈和缆带产品(cable products)，其中的铝丝典型地粘合于低密度聚乙烯的外层，或存在于复合的多层管应用中，其中铝内层是聚乙烯、交联的聚乙烯或聚丙烯的内外层之间夹心层。

已知多种粘合剂使不相似的材料，诸如烯烃聚合物的诸层粘结至EVOH或金属，和用于多层应用。含乙烯-丙烯橡胶的粘合剂在商业上广泛用于这样的应用中。也已经使用苯乙烯-基粘合剂。美国专利号6,184,298公开了在含聚乙烯和聚丙烯的多层结构中的含未修饰的苯乙烯-基弹性体的粘合剂。美国专利申请公布号2007/0167569公开了在含苯乙烯聚合物层的多层结构中的含苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯聚合物的粘合剂。美国专利申请公布号2009/0171022公开了在含苯乙烯聚合物层的多层结构中含苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯聚合物混合物的粘合剂。美国专利公布号2008/0163978公开了挤出(extrusion)和层压(lamination)方法，该方法使用含两个官能化的乙烯聚合物的连接-层将金属和聚烯烃层结合起来。然而，对以降低的温度和接触时间的更苛求的条件、可高效率地和有效地将金属层粘结至其他材料的方法存在持续的需求。

发明简述

本发明涉及生产多层结构的方法，该方法包括于325oF至425oF的温度下，使具有第一面和第二面的粘结层在其第一面上与具有第一面和第二面的金属层的第一面接触0.5至5.0秒的接触时间，由此使粘结层粘合至金属层。该粘结层包含45至85 wt%的乙烯-C4-8 α-烯烃直链低密度共聚物；5至25 wt%的与乙烯化不饱和羧酸或酸衍生物接枝的聚合物，所述聚合物选自聚乙烯树脂或弹性体；和0至30 wt%的、具有MI为5至50的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物。

发明详述

已经出乎意料地发现，可能通过在减低的温度和接触时间下，使金属层与含苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物的粘结层接触方法，生产出具有金属层的多层结构。该项方法提供较低的的操作成本和较高的生产率的优点，同时保留需要的产品粘合力水平。

使粘合剂和金属层接触。

可通过典型地由本领域技术人员实践的任何方法使粘结层和金属层接触，以形成A/M两-层结构，其中“A”是粘结层而“M”是金属层。优选地，用挤出层压或压缩模制方法使粘结层与金属层接触，在所述方法中使粘合剂和/或金属加热和加压在一起。挤出层压可包括热辊或延展层压方法(calendar lamination processes)，其中粘合剂和金属层被拉吸至一个或多个加热辊上。加热辊使粘合剂和金属层加热并将它们加压在一起。备选地，粘结层和/或金属层可穿过如在火焰层压方法中的明火焰，通过火焰和/或由金属传递的热使粘结层变软，然后将金属和粘结层加压在一起。在板材挤出方法中，聚乙烯或聚丙烯板层被挤出，然后使得其与粘结层接触。使得聚合物/粘结多层结构与金属层接触。自板层的挤出的剩余的热使粘合剂变软，然后使聚合物板材结合至金属层。

在压缩模制方法中，首先将含粘结层和金属层的多层结构置于打开的、加热的模具型腔中。优选地，使将要铸型的多层的层结构预-热。用顶柱塞(top force)或塞部件(plug member)闭合模具，施加压力以使多层结构在外力作用下使之与所有的模具面积接触，并维持热度和压力直至制模材料已经固化。

优选地，通过层压方法使粘合剂和金属粘合。

在从325°F至425o，更优选地，350°F至420°F和最优选390至410°F的温度下，使粘结层和金属层接触。优选地，在10 psig至50 psig的压力下，使粘结层和金属层接触。在挤出层压方法中，压力指的是压送辊压力(nip roll pressure)。在压缩模制方法中，压力指的是外加在模具上的压力。