金属聚合物层压制品及其制作方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN85104645

申请日:

1985.06.15

公开号:

CN85104645A

公开日:

1986.12.10

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

|||公开|||

IPC分类号:

B32B15/04; B32B7/10

主分类号:

B32B15/04; B32B7/10

申请人:

宇部興产株式会社

发明人:

中村阳一; 渡会秀明; 松尾正太

地址:

日本山口县宇部市西本町1丁目12番32号

优先权:

专利代理机构:

中国国际贸易促进委员会专利代理部

代理人:

穆德俊;唐跃

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内容摘要

一种具有优良的粘合强度和冷加工性能的金属-聚合物层压制品,它至少包括一金属层,一聚合物层及插在金属层和聚合物层之间的粘合层,该粘合层的厚度为1微米或更厚且含有粘合性聚烯烃,其组成是:(A)10-80%(重量)的由至少一种烯烃聚合物树脂同接枝一改性剂之间的接枝一改性反应的产物,接枝一改性剂至少包含一种在升温下有乙烯不饱和有机硅烷化合物,最好有有机过氧化物的改性助剂存在;(B)10-80%(重量)的未改性的聚烯烃树脂;(C)5-50%(重量)的颗粒无机材料,例如碳酸钙或滑石。

权利要求书

1: 一种金属一聚合物层压制品它至少含有一层金属层,一层聚合物层,在金属层和聚合物层之间形成的厚度为1微米或更厚的粘合层,其特征是其粘合层由一种粘合的聚烯烃组合物构成而粘合的聚烯烃主要由(A)10%到80%(重量)的改性聚烯烃树脂,它至少是由一种烯烃聚合物树脂同接枝一改性剂之间的接枝一改性反应产物所组成,而接枝一改性剂是由至少一种在升温下含有乙烯不饱和基的有机硅烷化合物组成,(B)10%到80%(重量)至少由一种未改性烯烃聚合物组成的未改性的聚烯烃树脂,(C)5%到50%(重量)的颗粒无机材料所组成。
2: 根据权利要求1所述的层压制品,其特征在于要接枝-改性的烯烃聚合物树脂,其主要组成至少有一种选自结晶的聚丙烯均聚物和不超过30%(重量)的结晶无规或嵌段共聚物,而共聚物至少是从乙烯或含有4到10个碳原子的α-烯烃中选择一个所组成,其余部分为丙烯。
3: 根据权利要求1所述的层压制品,其特征在于要接枝-改性的烯烃聚合物树脂,其主要组成,至少有一种是选自:由密度为0.93克/厘米 3 或以上的聚乙烯,15%(重量)或以下的乙烯,其余为丙烯的无规和嵌段共聚物,50%或以下(重量)的密度为0.93克/厘米 3 的聚乙烯和至少一种上述的共聚物的混合物。
4: 根据权利要求1所述的层压制品,其特征在于要接枝改性的烯烃聚合物树脂的熔融物流速为0.01到20克/10分钟。
5: 根据权利要求1所述的层压制品,其特征在于有机硅烷化合物是从:乙烯基三乙氧基硅烷,甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷,γ -丙烯酰丙氧基三甲氧基硅烷,甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷,γ-甲基丙烯酰丙氧基三乙酰氧基硅烷,甲基丙烯酰氧基三乙氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰丙氧基三乙氧基硅烷中选择。
6: 根据权利要求1所述的层压制品,其特征在于接枝-改性剂除了有机硅烷化合物以外,还含有接枝-改性助剂。
7: 根据权利要求1所述的层压制品,其特征在于接枝-改性助剂至少含有一种有机过氧化物。
8: 根据权利要求1所述的层压制品,其特征在于所说的有机过氧化物,在温度从160℃到260℃时,其半衰期为一分钟。
9: 根据权利要求1所述的层压制品,其特征在于接枝-改性剂的使用量为100份(重量)的要接枝-改性的烯烃聚合物树脂,使用0.01到5份(重量)的接枝-改性剂。
10: 根据权利要求6所述的层压制品,其特征在于接枝-改性助剂的使用量为每100份(重量)的要接枝-改性的烯烃聚合物树脂,使用0.01到5份(重量)的接枝-改性助剂。
11: 根据权利要求6所述的层压制品,其特征在于接枝-改性助剂的使用量为每100份(重量)的接枝改性剂,使用5到80份(重量)的接枝改性助剂。
12: 根据权利要求1所述的层压制品,其特征在于接枝-改性所需要升高的温度,要高于要接枝-改性的烯烃聚合物树脂的熔点而低于它的分解点。
13: 根据权利要求12所述的层压制品,其特征在于升高温度的范围从180℃到260℃。
14: 根据权利要求1所述的层压制品,其特征在于改性的聚烯烃树脂(A),其熔融物流速是从1到150克/10分钟。
15: 根据权利要求1所述的层压制品,其特征在于未改性的聚烯烃树脂(B),其组成至少有一种是选自:结晶聚丙烯均聚物,结晶的无规和嵌段共聚物,其中30%或以下(重量)的至少由乙烯和4到10个碳原子的α-烯烃中选择,其余部份为丙烯,密度为0.93克/厘米 3 或以上的聚乙烯,15%以下(重量)的乙烯,其余为丙烯的无规和嵌段共聚物,50%(重量)或更少的密度为0.93克/厘米 3 或以上的聚乙烯同至少一种上述的共聚物的混合物。
16: 根据权利要求1所述的层压制品,其特征在于未改性的聚烯烃树脂(B),其熔融物流速是从0.1到10克/10分钟。
17: 根据权利要求1所述的层压制品,其特征在于无机材料颗粒(C),其中主要组成至少有一种由重质碳酸钙,轻质碳酸钙和滑石中选择。
18: 根据权利要求1所述的层压制品,其特征在于颗粒无机材料(C)是一种平均大小从0.05到10微米的细小颗粒。
19: 根据权利要求1所述的层压制品,其特征在于金属层主要由铁、铝、铬、镍、金、银、铜、锌、锡和至少含有上述的一种金属的合金,镀锌钢、镀锡钢,和镀铬钢等金属材料中选择。
20: 根据权利要求1所述的层压制品,其特征在于聚合物层其主要选自聚烯烃、天然橡胶、合成橡胶和上述的改性聚合物或至少用一种不饱和有机酸、有机酸酯、有机酸盐、酰亚胺化合物,酰胺化合物部分接枝的衍生物等聚合材料。
21: 根据权利要求1所述的层压制品,其特征在于金属层厚度从0.1到2.0毫米。
22: 根据权利要求1所述的层压制品,其特征在于聚合物层的厚度从0.01到20毫米。
23: 根据权利要求1所述的层压制品,其特征在于其形状为一板(片)状。
24: 根据权利要求1所述的层压制品,其特征在于,层压制品由两层金属层,一层聚合物层和两层粘合层,以金属层/粘合层/聚合物层/粘合层/金属层的顺序所组成。
25: 根据权利要求24所述的层压制品,其特征在于金属层的厚度从0.1到20毫米,聚合物层从0.01到20毫米,而粘合层从0.001到2毫米,层压制品的总的厚度范围从0.212到64毫米。
26: 根据权利要求1所述的层压制品,其特征在于其形状为管状。
27: 生产金属-聚合物层压制品的方法包括的步骤有: (1)制造一种初级的层压制品,其中至少包括一层金属材料,一层聚合物材料彼此交替重叠,在重叠的金属层和聚合物层之间至少有一层粘合材料,粘合材料的量要足以形成1微米或更厚的粘合层,及 (2)在升温下热压处理初级的层压制品: 这个方法的特征是粘合材料包括一种粘性聚烯烃,其主要组成有(A)10%到80%(重量)的改性的聚烯烃树脂,其中主要包括至少一种烯烃聚合物树脂同接枝-改性剂进行接枝-改性反应后的产物,接枝-改性剂包括至少一种具有在升温下至少含有乙烯不饱和基的有机硅烷化合物,(B)10%到80%(重量)的未改性聚烯烃树脂,其中主要包括至少一种未改性的烯烃聚合物,(C)5%到50%(重量)的颗粒无机材料。
28: 根据权利要求27所述的方法,其特征在于初级的层压制品用这样的方法制备:聚合材料的熔融物和粘合材料的熔融物同时被 挤压,粘合材料的熔融层重叠并附着在聚合材料的熔融物层上形成一个复合层,而金属材料层是重叠在复合层中的粘合材料层之上。
29: 根据权利要求27所述的方法,其特征在于初级的层压制品是用这样的方法制备:粘合材料的薄膜重叠在聚合物材料层的表面上形成一个复合层,而金属材料层是重叠在复合层中的粘合材料薄膜上。
30: 根据权利要求27所述的方法,其特征在于初级的层压制品是用这样的方法制备:聚合材料的熔融物被挤压成薄片形状,延伸的聚合材料熔融层重叠并附着在粘合材料的薄膜上以形成复合层,把金属材料的薄片重叠在复合层中的粘合材料薄膜的上面。

说明书


金属-聚合物层压制品及其制作方法

    本发明涉及一类金属-聚合物层压制品及其制作方法。特别是涉及一类至少包含一金属层和至少一聚合物层且以一种特殊的接枝改性聚烯烃粘接层将其牢固地粘合在一起的层压制品,及其制作方法。

    聚烯烃树脂是非极性的,具有极好的化学和电性能,因此在各种工业领域内都能使用。然而,众所周知普通的聚烯烃树脂不能作为不同材料的粘合材料,因为聚烯烃分子是非极性的,因此,粘合性是极其弱的。

    为了增加聚烯烃树脂的粘合性,作了各种各样的试验。例如,试验过在至少包含一种有机过氧化物的改性助剂存在下,从γ-甲基丙烯酰基丙氧基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酸缩水甘油酯中选择一种作为改性剂来改性聚烯烃树脂。

    然而,改性的聚烯烃树脂的粘合活性仍然是不能令人满意地。特别是改性的聚烯烃树脂作为金属板的粘合材料使用时,例如镀铬钢板,或不锈钢板,必须用碱或酸的水溶液除去金属板表面的油。但是,即使对金属板作了除油处理,由金属板制成的层压制品的粘合强度还是不能令人满意。

    在上述情况下,粘合材料工业需要把改性的聚烯烃树脂的粘合性能增强到一种令人满意的水平。

    本发明的目的就是提供一类金属-聚合物的层压制品,其中至少有一金属层,用一个薄的粘合层把至少一层聚合物层牢固地结合在一起,及制造这种金属-聚合物层压制品的方法。

    上述的目的可以用本发明的金属-聚合物层压制品来实现,它包括至少一金属层,至少一聚合物层和在金属层和聚合物层之间,至少一层厚度在1微米或更厚的粘合层,这种层压制品的特征在于其粘合层包括:

    (A)10%到80%(重量)的改性聚烯烃树脂,该树脂至少包括一种烯烃聚合物树脂同接枝-改性剂的接枝改性反应产物,这种接枝改性剂至少包括一种在升温下有乙烯不饱和基的有机硅烷化合物。

    (B)10%到80%(重量)的至少含有一种未改性的烯烃聚合物的未改性的聚烯烃树脂。

    (C)5%到50%(重量)的无机物的颗粒。

    上述的金属-聚合物层压制品可以用本发明方法的下述步骤制造:

    (1)制成一种初级的层压制品,它包括至少一层金属材料和至少一层聚合物材料,彼此交替地重叠,在金属层和聚合物层之间夹有至少一层粘合材料,质量要足以使形成的粘合层的厚度达到1微米或更厚。

    (2)初级的层压制品,在升温下进行热压处理。

    本方法的特征在于粘合材料主要包括具有下述组份的粘合聚烯烃:

    (A)10%到80%(重量)的改性的聚烯烃树脂,该树脂包括至少一种使用接枝改性剂的烯烃聚合物树脂的接枝改性反应产物,这种接枝改性剂至少包括一种具有在升温下至少一个乙烯不饱和基的有机硅烷化合物。

    (B)10%到80%(重量)的至少含有一种未改性的烯烃聚合物的未改性的聚烯烃树脂。

    (C)5%到50%(重量)的颗粒无机材料。

    本发明的金属-聚合物层压制品包括至少一金属层,至少一聚合物层和至少一粘合层,其中金属层牢固地同聚合物层结合在一起形成了层压制品的实体。

    在本发明的层压制品中,金属层主要由铁、铝、铬、镍、金、银、铜、锌、锡和含有上述金属的合金,如不锈钢,镀锌钢,镀锡钢和镀铬钢中选择出的金属材料所组成的,金属材料可以是钢或不锈钢,优先考虑的是从铁、钢、不锈钢和铝中选择金属材料。

    金属材料不局限于一种特定的形状,即金属材料的形状可以是板、薄板、管子、棒。优先选用的是薄板,金属材料可以除油也可不除油。当金属材料是管状时,聚合物层可以同金属管的外壁或内壁结合在一起。

    通常,本发明层压制品的金属材料的厚度从0.1毫米到20毫米,优先选用从0.1到2毫米。

    本发明的层压制品中的聚合物层是由不局限于某一特定类型的聚合物材料所组成,也就是聚合物材料最好从烯烃聚合物类中选择。例如,丙烯聚合物其中包括结晶聚丙烯的均聚物,丙烯乙烯无规和嵌段共聚物,丙烯和至少一种含有4~10个碳原子的α-烯烃,例如丁烯-1,己烯或辛烯的无规和嵌段共聚物,乙烯聚合物,其中包括聚乙烯的均聚物,乙烯-乙烯醋酸酯的共聚物,乙烯同至少一种含有4~10个碳原子的α-烯烃,例如丁烯-1,己烯或辛烯的共聚物,天然橡胶,合成橡胶,例如乙烯-丙烯共聚物橡胶,乙烯-丙烯-非共轭二烯三聚物橡胶,乙烯-丙烯酸酯离子交联聚合物,苯乙烯-丁二烯的共聚物和改性的上述的聚合物,或者,特别是从不饱和的有机酸,有机酸酯,有机酸盐,酰亚氨化合物中至少选择一种接枝过的。

    适合本发明用的聚合物层可以包含一种常见的添加剂,例如一种无机填充剂如碳酸钙,滑石,碳黑和金属材料。无机填充剂可以是粉末,纤维或织物状态。无机填充剂的用量根据层压制品不同的使用目的而变化。

    聚合物层可以形成一定数量的彼此分离的,或是彼此连接的气孔。

    聚合物层的厚度最好是从0.01到20毫米,更好的是从0.1到5毫米。

    聚合物层和粘合层可以含有导电的填料,例如含有碳的纤维,薄片或粉末;金属的纤维、薄片或粉末或镀有导电金属的聚合物的纤维,薄片或粉末。导电填料的存在使得本发明的金属-聚合物层压制品可以点焊。

    本发明的金属-聚合物层压制品中的粘合层的厚度是1微米或更厚,最好是从1到2000微米,更好是从10到80微米,但包含一种粘合的聚烯烃组份,其中主要包括:(A)10%到80%(重量)的改性聚烯烃树脂,该树脂至少包括一种用接枝改性剂的烯烃聚合物树脂的接枝改性反应产物,这种接枝改性剂至少包括一种在升温下至少有一个乙烯不饱和基的有机硅烷化合物。(B)10%到80%(重量)的至少含有一种未改性的烯烃聚合物的未改性的聚烯烃树脂。(C)5%到50%(重量)的无机物颗粒。本发明的特殊的粘合聚烯烃组份有效地使金属层和聚合物层极牢固地粘合在一起。这种特殊的聚烯烃组份的类型随着聚合物层和金属层的类型而变化。

    在升温下,最好是在至少含有一种有机过氧化物的接枝-改性助剂存在下来进行需要接枝改性的烯烃聚合物树脂和至少含有一种特殊的有机乙烯不饱和硅烷化合物的接枝-改性剂之间的接枝改性反应。

    需要改性的烯烃聚合物树脂,最好是至少从下述物质中选择一个:结晶聚丙烯均聚物;结晶的无规或嵌段共聚物,其中至少要从乙烯和含有4到10个碳原子的α-烯烃,例如丁烯-1,戊烯,己烯和庚烯中选择一个,其重量是在30%或以下,其余的重量由丙烯来平衡;密度为0.03克/厘米3或以上的聚乙烯均聚物;无规和嵌段共聚物,其中至少要从α-烯烃,例如丙烯,丁烯-1,戊烯,己烯和庚烯中选择一个,其重量大约在15%或以下,其余的重量由乙烯来平衡。优先选用的需要接枝-改性的烯烃聚合物树脂可以选自:聚丙烯均聚物;2%到15%(重量)的乙烯,其余为丙烯的无规和嵌段共聚物:50%(重量)或以下的混合物,最好是25%或以下的密度至少为0.93克/厘米3的聚乙烯,其余的为至少有一种上述的共聚物的混合物。

    需要被接枝-改性的烯烃聚合物树脂的熔融流速最好是从0.01到20克/10分钟,更好的是从0.1到10克/10分钟。需要接枝-改性的烯烃聚合物树脂可以含有一般的添加剂,例如稳定剂。

    含有至少一个乙烯基不饱和基的有机硅烷化合物最好选自:乙烯基三乙氧基硅烷,甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷,γ-甲基丙烯酰基丙氧基-三甲氧基硅烷,甲基丙烯酰氧基-环己基三甲氧基硅烷,γ-甲基丙烯酰丙氧基三乙酰氧基硅烷,甲基丙烯酰氧基三乙氧基硅烷,和γ-甲基丙烯酰丙氧基三乙氧基硅烷中选择。

    接枝-改性剂除了乙烯不饱和有机硅烷化合物外,至少还应从下列乙烯不饱和化合物中另外再选一种:烯丙基缩水甘油醚类的化合物,例如烯丙基缩水甘油醚和α-甲基-烯丙基缩水甘油醚;丙烯酸和甲基丙烯酸盐,例如丙烯酸钠,甲基丙烯酸钠,丙烯酸钙,甲基丙烯酸钙,丙烯酸镁,甲基丙烯酸镁,丙烯酸锌,甲基丙烯酸锌,丙烯酸铝,甲基丙烯酸铝,丙烯酸铁(Ⅲ),甲基丙烯酸铁(Ⅳ);烯丙基三聚氰酸酯类化合物,例如,三烯丙基三聚氰酸酯,和三(2-甲基烯丙酸)三聚氰酸酯;丙烯酰三吖嗪类化合物,例如,1,3,5-三丙烯酰六氢-S-三吖嗪,1,3,5-三甲基丙烯酰六氢-S-三吖嗪;丙烯酰氧基苯类化合物,例如,4-丙烯酰氧基苯酚,4-(丙烯酰氧基甲基)苯酚,4-丙烯酰氧基苯甲醇,4-甲基丙烯酰氧基苯酚,4-甲基丙烯酰氧基甲醇,和4-(甲基丙烯酰氧基甲基)苯甲醇。

    通常,另选的这一种乙烯不饱和化合物的使用是为有机硅烷化合物重的400%或更少。

    最适合本发明的改性助剂至少包括一种当温度为160℃到260℃时半衰期为一分钟有有机过氧化物。这种有机过氧化物可以选用:过氧化特-丁基异丙基碳酸酯,二过氧化特-丁基邻苯二甲酸酯,过氧化特-丁基乙酸酯,2,5-二甲基-2,5-二(过氧化特-丁基)己烷,2,5-二甲基-2,5-二(过氧化特-丁基)乙炔-3,过氧化特-丁基月桂酸酯,过氧化特-丁基顺丁烯二酸,过氧化特-丁基苯甲酸酯,过氧化甲基-乙基酮,二枯基过氧化物,环己烷过氧化物,特-丁基枯基过氧化物,及2,5-二甲基己烷-2,5-二过氧化氢化合物。

    改性助剂即可以包含单一的有机过氧化物,也可以包含两种或多种有机过氧化物的混合物。

    在接枝-改性聚烯烃树脂(A)制备中,接枝改性剂的使用量为每100份(重量)的需要接枝-改性的聚烯烃树脂,用从0.01到5份(重量),更好是从0.1到3份(重量)的接枝改性剂。

    改性助剂的使用量为每100份(重量)的需要接枝-改性的聚烯烃树脂,用从0.01到5份(重量),更好是从0.1到2份(重量)的改性助剂。同时,每100份(重量)的接枝-改性剂使用5到80份(重量)的改性助剂。

    在接枝-改性聚烯烃树脂(A)的制备中,把要接枝-改性的聚烯烃树脂同接枝改性剂和改性助剂用常规的方法混合时,要在适当的条件下,使改性助剂既不分解也不失活,进行混合。

    在适当的升温下加热混合物,该温度要高于被接枝-改性的聚烯烃树脂的熔点而要低于它的分解点,以便引发聚烯烃树脂在改性助剂的存在下与接枝-改性剂反应。通常混合物加热温度大约从180℃到260℃,最好是从220℃到250℃。最简单的热反应方法是把混合物送到挤压机中,在上述的温度下,加热熔化它2到5分钟,然后从挤压机中把熔融物挤压出。

    制成的接枝-改性聚烯烃树脂的熔融物流速以1到150克/10分钟为好最好是从10到50克/分钟,挤压出的接枝-改性聚烯烃树脂可以成型为母炼胶丸片。

    本发明适用的未改性聚烯烃树脂(B),可以从那些要改性的聚烯烃树脂中选择,通常,同已经接枝-改性的聚烯烃树脂相同类型的非改性的聚烯烃树脂(B)是优先选用的。

    未改性的聚烯烃树脂(B)最好具有从0.1到10克/10分钟的熔融物流速,更好的未改性聚烯烃树脂(B)至少要从下列一组中选用一个:结晶聚丙烯均聚物;含量是30%(重量)或更低的从乙烯和具有4到10个碳原子的α-烯烃中至少选用一个,其余的重量为丙烯的结晶的无规和嵌段共聚物;密度在0.93克/厘米3或以上的聚乙烯;2%到15%(重量)的乙烯其余为丙烯的无规和嵌段共聚物;50%(重量)或以下的密度为0.93克/厘米3或以上的聚乙烯同至少一种上述的共聚物的混合物。未改性的聚烯烃树脂(B)可以含有一般的添加剂,例如抗氧化剂和紫外线吸收剂。

    适用于本发明的颗粒无机材料C(已极精细粉碎了的)优先从重质碳酸钙,轻质碳酸钙和滑石中选用,而且无机材料优先选用平均大小在0.05到10微米,更好是从0.05到2微米的细粉。无机材料细粉可以进行表面处理,但是最好是不进行表面处理。

    无机材料(C)和/或改性的聚烯烃树脂(A)可以和大量的未改性的聚烯烃树脂(B)掺和以提供母炼胶丸片。

    本发明适用的改性聚烯烃组合物可以由10%到80%(重量),最好是10到70%(重量)的接枝改性的聚烯烃树脂(A)同5%到50%(重量)最好是8%到50%(重量)的无机物颗粒(C)和从10%到80%,最好是从10%到65%(重量)的未改性聚烯烃树脂(B)混合制备。

    如上述组分(A)、(B)和(C)的量落在上述的范围之外,聚烯烃的组合物会对各种材料都显示出不令人满意的粘合性质。

    在改性聚烯烃组合物的制备中,一定量的添加剂,如老化稳定剂,热稳定剂,熔融助剂,颜料,如碳黑,抗静电剂,火焰阻止剂,导电材料,如金属纤维和磨细的金属粉,橡胶材料和乙烯丙烯共聚物橡胶,然塑性树脂,如聚酰氨都可以加入到上述(A)、(B)、(C)组份的混合物中。

    混合是用把接枝改性的聚烯烃树脂(A),无机材料(C),和未改性聚烯烃树脂(B)送入到一台挤压机中,在温度大约180℃到260℃,最好是从220℃到250℃,1到10分钟,加进的组份(A)、(B)、(C)熔融混合来完成的。然后熔融物挤压成改性聚烯烃组份所需要的形状。挤压机是单轴挤压机、双轴挤压机或FCM型的连续混合器。在挤压操作中,对挤压器中的熔融物最好采用通风操作,通风操作可有效地除去附着在无机材料颗粒表面的水份,从而增强改性聚烯烃组合物的粘合性质。

    适用于本发明的粘合聚烯烃组合物比起一般的粘合材料如以聚烯烃作为其主要成份者显示出特别高的粘合性质。特别是粘合聚烯烃组合物不仅对除油的金属件,也对没除油的金属件,例如,未除油的镀铬钢制品或未除油的不锈钢制品都有极其良好的粘合性质,因此粘合聚烯烃组合物可以作为各种金属材料的粘合材料的主要成份。

    在本发明的层压制品中含有至少一层金属层,至少一层聚合物层,至少一层厚度为1微米或以上的粘合层,以任何次序进行层压最好用下面的例子的顺序:金属层/粘合层/聚合物层,聚合物层/粘合层/金属层/粘合层/聚合物层,或金属层/粘合层/聚合物层/粘合层/金属层。

    在本发明的方法中,用按照所需要的顺序重叠金属材料,聚合物材料,和粘合物质层,只要粘合物质层插在金属材料层的聚合物材料之间,就可以制备初级的层压制品。粘合材料层的量要足以形成1微米或更厚的厚度。

    用任何的方法都可制备初级的层压制品。例如用一层聚合物层予先粘合上一层粘合材料,然后再在复合层的粘合材料上重叠上一层金属材料,以形成初级的层压制品的复合层。

    复合层也能够用这样的方法生产,聚合物材料的熔融物和粘合物质的熔融物同时被挤压出,产生的粘合材料熔融层重叠并附着在形成的聚合物材料熔融物层上。

    在其他的方法中,复合层也可用这样的方法制备,粘合材料的熔融物挤压成一张熔融物的薄片,熔融物薄片重叠并附着在复合物材料的薄片上。

    此外,也可用这样的方法制备复合层,聚合物材料的熔融物挤压成薄片形状,挤压出的聚合物材料熔融物的薄片重叠附着在粘合材料的薄膜上。

    本发明的层压制品可连续生产,例如一种金属层/粘合层/聚合物层/粘合层/金属层类型的层压制品用下述的方法能连续生产。

    复合层用两张粘合材料的薄膜一张聚合物材料的薄片以下面的顺序:粘合物质薄膜/聚合物材料薄片/粘合物质薄膜,层压在一起来制作。复合层插在两张金属薄片之间,金属薄片彼此可以是相同的,也可是不同的,且金属薄片是已经除油了的并予先加然到了需要的温度,例如用烤箱或加热滚筒加热到了高于改性聚合物树脂的熔点的温度。制成的初级层压制品送到热压机中,例如热压辊或压热钢带。

    另一种方法中,每张金属薄片的一个面的表面予先附着一层粘合材料的薄膜,把聚合物材料的薄片插入到覆有粘合材料薄膜的金属薄片的表面之间,形成初级的层压制品。

    制成的初级层压制品在升温下热压,其温度至少要使粘合材料薄膜和聚合物薄片的表面部份都熔融。

    当聚合物薄片是由结晶的丙烯聚合物组成时,温度范围最好是从170℃到270℃,更好的是从180℃到240℃,压力范围从1到100公斤/厘米2更好的是从3到100公斤/厘米2,热压过程经常是在5秒到10分钟内完成。

    热压的层压制品最好冷却到比所用的改性聚烯烃树脂结晶温度低的温度,同时用冷辊或冷滚筒加压。当粘合的聚烯烃组合物中含有接枝-改性的结晶聚丙烯树脂时,冷却过程是在加压下使层压制品冷却到110℃或以下的温度,然后冷却到室温,冷却速度最好是从1到300℃/分。

    制成的层压制品经过剪切工序,层压制品的边缘和端部被切掉,如果需要的话,层压制品经过消除应力的操作,并切成所需要的尺寸,或按需要的长度成卷。

    本发明制成的层压制品厚度最好从0.2到20毫米,在金属层和聚合物层之间有良好的粘结强度,与同样尺寸的相应的金属材料相比重量比较轻,有很好的隔声作用,隔热作用和优良的冷加工性能。所以本发明的层压制品在剪切、钻孔、弯曲和压延等工艺方面都显示出优良的可加工性能。

    本发明的层压制品适用于汽车车体和车内构件及建筑业用的板材或薄片,适合作工业材料和包装材料。

    下面的具体实例是为了说明本发明的特征和优点。然而这些实例应该理解为仅仅是本发明的举例说明,不能因此而以任何方式对本发明的范围加以限制。

    在实例中,聚合物的熔融物流速按照美国材料学会标准方法(ASTM)D1238测定。层压制品的T-剥落强度按照日本工业标准(Japan    Industnial    Standard,JIS)K6854测定,试样宽度25毫米,剥落速度20厘米/分。

    弯曲可加工性用V-弯曲试验方法评价,拉拔可加工性用深度拉拔试验方法评价。

    实例1:

    往Henshel混合器中装入100份(重量)的未改性的粉碎得很细的乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂〔树脂(1)〕,树脂中共聚了的乙烯占8%(重量),熔融物流速1.0克/10分钟,熔点大约160℃;0.1份(重量)的抗氧化剂,即四个-〔亚甲基3-〔3′,5′-二-特-丁基-4′-羟苯基)丙酸酯〕甲烷(可购买Ciba-Geigyco.生产的商标为Irganox1010的产品);0.2份(重量)的二硬脂酰硫代二丙酸酯(可购买Nippon    Oil    and    Fat    Co.生产的商标为AnfioxS的产品);0.05份(重量)的硬脂酸钙;0.7份(重量)由γ-甲基丙烯酸丙氧基三甲氧基硅烷组成的改性试剂;0.35份(重量)由过氧化特丁基苯甲酸酯组成的改性助剂。加入物在混合器中混合10分钟,混匀后的混合物送进一个单轴挤压机,挤压筒内径50毫米,在240℃停留时间2分钟使之熔融。生成的改性乙烯-丙烯共聚物挤压成直径2毫米长3毫米的丸粒,生成的改性乙烯-丙烯嵌段共聚物具有熔融流速为25克/10分钟。

    40份(重量)的上述接枝-改性聚烯烃树脂(A)同20份(重量)的由平均大小为1.25微米,比表面积为1.85米2/克的碳酸钙颗粒组成的无机材料(C)和40份(重量)的由乙烯-丙烯嵌段共聚物丸粒(这共聚物与上述的改性共聚物(A)是同一类型)组成的未改性聚烯烃树脂(B)作为掺合剂一起混合,未改性的共聚物丸粒(B)含有适量的硬脂酸钙作为抗氧化剂。

    混合物送入一台风冷型单轴挤压机,挤压筒内径50毫米,在250℃熔融捏合2分钟,然后熔融物用成膜机成型为厚度为80微米的薄膜,就得到了由粘合聚烯烃组合物构成的粘合薄膜。

    准备出由同上述的树脂(1)相同的未改性聚烯烃树脂做成的聚合物薄片,其厚度为0.47毫米。分别准备好两张未除油的厚度为0.2毫米,长度为300毫米,宽度为300毫米的由镀铬钢板的金属薄片。

    按照下列顺序:金属薄片/粘合材料薄膜/聚合材料薄片/粘合材料薄膜/金属薄片,把两张粘合材料薄膜,一张聚合材料薄片,两张金属薄片彼此叠合制备初级层压制品。

    把初级层压制品在压缩机内用180℃到220℃预热5分钟,再在表面压强为3公斤/厘米2或更高的压强下加压3分钟,然后在25分钟内逐步冷却到50℃。

    得到总厚度为1.03毫米的5层的层压制品。

    表1中给出了得到的层压制品的T-剥落强度。

    实例2:

    除了粘合材料薄膜厚度变为40微米,聚合物材料薄片厚度变为0.55毫米以外,按照实例1中所叙述的同样方法来完成。

    制成的层压制品的T-剥落强度列在表1中。

    实例3:

    除了用两张未除油的厚度为0.15毫米的不锈钢(SUS    304)板代替镀铬钢板外,按照实例1中所叙述的同样方法来完成。

    制成的层压制品的T-剥落强度列在表1中。

    实例4:

    除了把钢板浸在3%碱性除油剂的水溶液中(除油剂商标Methasol    H-400,Marubishi    Yuka    Kogyo    K.K生产)在70℃到80℃5分钟,用水冲洗,然后干燥使之除油以外,其余按照例1中所叙述的同样方法来完成。

    制成的层压制品的T-剥落强度列在表1中。

    实例5:

    除了用80份(重量)的和树脂(1)相同的未改性聚烯烃树聚同20份(重量)的同实例1中所述相同类型的碳酸钙掺和一起制备聚合材料薄片以外,其余按照实例1中所叙述的同样方法来完成。

    制成的层压制品的T-剥落强度列在表1中。

    对照实例1:

    除了单独用与实例1所述相同的接枝-改性乙烯-丙烯嵌段共聚物来制备粘合材料薄膜以外,其余按照实例1中所叙述的相同方法来完成。

    制成的对比层压制品的T-剥落强度列在表1中。

    实例6:

    除了使用20份(重量)的接枝-改性乙烯-丙烯嵌段共聚物,25份(重量)的碳酸钙,55份(重量)的未改性乙烯-丙烯嵌段共聚物之外,其余按照实例1中所叙述的相同方法来完成。

    制成的层压制品显示出优良的冷加工性能,T-剥落强度为13.7公斤/厘米2。

    实例7:

    除了使用70份(重量)的接枝-改性乙烯-丙烯嵌段共聚物,10份(重量)的碳酸钙,20份(重量)的非改性乙烯-丙烯嵌段共聚物以外,其余按照实例1所叙述的相同方法来完成。

    制成的层压制品显示出优良的冷加工性能T-剥落强度为12.8公斤/厘米。

    实例8:

    除了使用10份(重量)的接枝-改性乙烯-丙烯嵌段共聚物,40份(重量)的碳酸钙,50份(重量)的未改性乙烯-丙烯嵌段共聚物以外,其余按照实例1中所叙述的相同方法来完成。

    制成的层压制品显示优良的冷加工性能,T-剥落强度为13.5公斤/厘米。

    

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一种具有优良的粘合强度和冷加工性能的金属-聚合物层压制品,它至少包括一金属层,一聚合物层及插在金属层和聚合物层之间的粘合层,该粘合层的厚度为1微米或更厚且含有粘合性聚烯烃,其组成是:(A)10-80(重量)的由至少一种烯烃聚合物树脂同接枝一改性剂之间的接枝一改性反应的产物,接枝一改性剂至少包含一种在升温下有乙烯不饱和有机硅烷化合物,最好有有机过氧化物的改性助剂存在;(B)10-80(重量)的未改性。

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