由高冲击强度聚乙烯和齐格勒纳塔催化的聚乙烯及高压低密度聚乙烯的掺合物制备的多层膜制造技术

由高冲击强度聚乙烯(HI聚乙烯)、齐格勒纳塔催化的聚乙烯(Z/N聚乙烯)和高压低密度聚乙烯(LD聚乙烯)制备多层膜，且所述多层膜具有以下要求：i)至少一个表层基本上由HI聚乙烯构成，和ii)至少一个芯层包含Z/N聚乙烯和所述LD聚乙烯的掺合物。HI聚乙烯具有约0.915-0.930g/cc的密度和至少300g/密耳的标准化冲击强度。HI聚乙烯的量为30-55重量％(基于HI+ZN+LD聚乙烯的组合重量)。本发明专利技术的膜易于在吹膜设备上制备，并提供优良的机械性质的平衡。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由高冲击强度聚乙烯和齐格勒纳塔催化的聚乙烯及高压低密度聚乙烯的掺合物制备的多层膜
本专利技术涉及多层塑料膜。
技术介绍
聚乙烯膜广泛用于许多包装应用。最早市售可得的聚乙烯类型在高压下使用自由基引发剂制备。这类聚乙烯被普遍称为高压/低密度聚乙烯和“LD”聚乙烯。LD聚乙烯易于加工，但使用LD聚乙烯制备的单层膜具有相对差的机械性质。使用齐格勒纳塔催化剂可生产比LD聚乙烯具有更好机械性质的乙烯共聚物-但这些共聚物比LD聚合物更难以加工。近来，茂金属催化剂的使用可以生产具有增强的冲击强度的乙烯共聚物(但与LD聚乙烯相比，再次以差的加工性为代价)。使用聚乙烯掺合物制备单层膜是公知的。特别地，已知掺合LD聚乙烯与“Z/N”催化的聚乙烯或茂金属催化的聚乙烯，以改进加工性-但损害掺合物的机械性质。还已知使用这些聚乙烯改进多层膜。实际上，当掺合LD聚乙烯与密度为约0.915-0.930g/cc的茂金属催化的聚乙烯时，冲击强度的损失尤其成问题(因为较低密度茂金属聚乙烯的高冲击强度使得损失更易被容许，并且因为较高密度茂金属树脂具有本来较低的冲击强度，因此通常不用于冲击强度重要的膜应用中)。
技术实现思路
本专利技术提供：多层膜，其包含密度为0.915-0.930g/cc和SCBDI为70-100的HI聚乙烯；Z/N聚乙烯和LD聚乙烯，所述膜包含A)表层，其基本上由所述HI聚乙烯构成；和B)芯层，其包含所述Z/N聚乙烯和所述LD聚乙烯的掺合物，条件是：a)所述HI聚乙烯的量为30-55重量％，基于所述HI聚乙烯加所述ZN聚乙烯加所述LD聚乙烯的组合重量；和b)所述LD聚乙烯的量为5-20重量％，基于所述HI聚乙烯加所述ZN聚乙烯加所述LD聚乙烯的组合重量。具体实施方式A.Z/N聚乙烯术语“齐格勒纳塔催化剂”对于本领域技术人员是公知的，且在本文中用于传达其常规含义。齐格勒纳塔催化剂包含选自周期表第3、4或5族的过渡金属中的至少一种过渡金属化合物(使用IUPAC命名法)和通过下式限定的有机铝组分：Al(X’)a(OR)b(R)c其中：X’为卤化物(优选氯)；OR为烷氧基或芳氧基；R为烃基(优选具有1-10个碳原子的烷基)；且a，b或c各自为0、1、2或3，条件是a+b+c＝3且b+c≥1。高度优选的是过渡金属化合物含有钛或钒中的至少一种。示例性的钛化合物包括卤化钛(尤其是氯化钛，其中优选TiCl4)；烷基钛；醇钛(其可通过使烷基钛与醇反应而制备)和“混合配体”化合物(即，含有多于一种上述卤化物、烷基和醇盐配体的化合物)。示例性的钒化合物还可含有卤化物、烷基或醇盐配体。此外，已知三氯氧化钒(“VOCl3”)为齐格勒纳塔催化剂组分，并且适用于本专利技术。以上限定的有机铝化合物为齐格勒纳塔催化剂的基本成分。铝对过渡金属的摩尔比{例如，铝/(钛+钒)}优选为1/1-100/1，尤其是1.2/1-15/1。乙烯聚合领域的技术人员将理解，常规的齐格勒纳塔催化剂还可结合另外的组分，例如电子授体-例如胺；或镁化合物-例如烷基镁(例如丁基乙基镁)和卤化物来源(其一般为氯化物，例如叔丁基氯)。若采用这些组分，可在将它们引入反应器前加入至其它催化剂组分或可直接加入至反应器。使用上述催化剂体系制备本专利技术中使用的ZN聚乙烯。预期使用i)乙烯均聚物；和ii)乙烯与C4-8α-烯烃的共聚物。本专利技术中使用的ZN聚乙烯具有0.2-10克每10分钟(优选0.5-5克每10分钟)的熔体指数(I2)和0.910-0.965g/cc(优选0.915-0.960g/cc)的密度。B.高冲击强度聚乙烯(HI聚乙烯)本领域技术人员将理解，相对于用茂金属催化剂制备的乙烯共聚物，ZN催化剂产生具有相对宽的分子量分布和相对宽的短链支化分布的乙烯共聚物。聚合物结构的差异影响不同聚乙烯的性质。具体地，与具有相同密度和熔体指数但用ZN催化剂制备的乙烯共聚物相比，用茂金属催化剂制备的乙烯共聚物一般具有更高的冲击强度。优选使用茂金属催化剂制备HI聚乙烯。本文使用的术语茂金属催化剂意思是催化剂含有至少一种环戊二烯基液体。这些催化剂(和由它们制备的HI聚乙烯)是公知的且广泛商用。可用所谓的短链支化分布指数(SCBDI)限定乙烯共聚物中的支化分布。使用茂金属催化剂制备的聚乙烯共聚物通常具有狭窄的支化分布(这对应于高SCBDI值)。SCBDI定义为共聚单体含量具有聚合物中值共聚单体含量的50％的聚合物的重量％。根据美国专利5089321(Chum等人)中描述的方法测定SCBDI。本专利技术的HI聚合物具有70-100的SCBDI，这对应于狭窄的支化分布。使用茂金属催化剂制备的极低密度聚乙烯(具有小于0.915g/cc的密度)一般具有格外高的冲击强度。这些聚合物可与LD聚乙烯混合，以改进加工性，并且绝对上讲，该掺合物仍将呈现高冲击强度。为了清楚起见：掺合物确实导致了冲击强度的降低，但实际冲击强度通常仍然相当高(鉴于极低密度聚乙烯极高的初始冲击强度)。本专利技术不包括极低密度共聚物的使用。替代地，本专利技术仅利用密度范围为0.915-0.930g/cc的“茂金属”共聚物。用于本专利技术的HI聚合物的优选的熔体指数为0.5-2.0g/10分钟。由这些共聚物制备的吹膜将具有高初始冲击强度-对于一密耳膜至少300克的值为典型值。然而，这些共聚物相对难以挤出。挤出困难性通常以两种方式显现：首先，挤出量降低(和/或对于给定的输出需要更多的功率)和其次，吹膜“气泡”的“稳定性”受损。可通过掺合HI树脂与LD树脂缓解挤出问题。然而，这导致成品膜冲击强度的降低。该问题对于本专利技术的HI聚乙烯(即，密度为0.915-0.930g/cc的聚乙烯)而言特别严重，因为这些树脂的初始冲击强度不像较低密度聚乙烯的初始冲击强度那样高。本专利技术按以下方式解决这些问题(对于多层膜)：1)HI树脂并未与LD树脂掺合-替代地，LD树脂与ZN树脂掺合；和2)通过挤出作为Z/N树脂与LD树脂的掺合物的层来提供气泡稳定性；进一步的条件为3)HI树脂的总量小于或等于55重量％(相对于HI+ZN+LD聚乙烯的组合重量)，和4)LD树脂的总量为5-20重量％(相对于HI+ZN+LD聚乙烯的组合重量)。我们观察到，本专利技术的膜的掺合物和多层层状结构给予吹膜过程良好的气泡稳定性，并提供具有良好的机械性质平衡的多层膜。总之，本专利技术中使用的HI聚乙烯具有1)0.915-0.930g/cc的密度；和2)70-100的SCBDI；且优选具有3)0.5-2.0g/10分钟的熔体指数。由这些HI聚乙烯制备的单层吹膜一般将呈现出至少300克的“标准化”冲击强度。术语“标准化”意在向本领域技术人员传达其常规含义，且它反映对于膜厚度的修正-例如，具有1.5密耳厚度的单层膜将会具有450克的总(实际)冲击强度，以具有300克/密耳(即，450/1.5＝300)的“标准化”厚度。C.高压低密度(LD)聚乙烯本专利技术中使用的LD聚乙烯为公知的商品种类，其通过在高压下使用自由基引发剂(例如过氧化氢)聚合乙烯制备。本专利技术使用的LD聚合物可在管式或高压釜反应器中制备，并具有0.2-10克每10分钟(优选0.3-3)的熔体指数(I2)和约0.915-0.930g/cc的密度。D.膜结构本专利技术的多层膜优选含有3或5本文档来自技高网...

【技术保护点】
包含HI聚乙烯、Z/N聚乙烯和LD聚乙烯的多层膜，所述HI聚乙烯具有0.915‑0.930g/cc的密度和70‑100的SCBDI，所述膜包含：A)基本上由所述HI聚乙烯构成的表层；和B)包含所述Z/N聚乙烯和所述LD聚乙烯的掺合物的芯层，条件是：a)所述HI聚乙烯的量为30‑55重量％，基于所述HI聚乙烯加所述ZN聚乙烯加所述LD聚乙烯的组合重量；和b)所述LD聚乙烯的量为5‑20重量％，基于所述HI聚乙烯加所述ZN聚乙烯加所述LD聚乙烯的组合重量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.12 CA 28094021.包含HI聚乙烯、Z/N聚乙烯和LD聚乙烯的多层膜，所述HI聚乙烯具有根据ASTMD792测量为0.915-0.930g/cc的密度和根据美国专利5089321中描述的方法测定为70-100的SCBDI，所述膜包含：A)基本上由所述HI聚乙烯构成的表层；和B)由所述Z/N聚乙烯和所述LD聚乙烯的掺合物构成的芯层，条件是：a)所述HI聚乙烯的量为30-55重量%，基于所述HI聚乙烯加所述ZN聚乙烯加所述LD聚乙烯的组合重量；和b)所述LD聚乙烯的量为5-20重量%，基于所述HI聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·博尔斯，N·D·J·奥比，P·S·基斯霍姆，S·K·戈亚尔，J·M·马勒，
申请(专利权)人：诺瓦化学品国际股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH