聚乙烯膜的制备制造技术

公开了基本上透明、高密度的聚乙烯膜。该膜的雾度小于或等于２０％，光泽度大于或等于４０％，和密度范围为０．９３５－０．９４８ｇ／ｃｃ．通过高注道吹胀挤塑方法制造该膜，然后纵向单轴取向。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及聚乙烯膜。更特别地，本专利技术涉及具有高密度和高透明度的聚乙烯膜。
技术介绍
聚乙烯分成高密度(HDPE，密度大于或等于0.941g/cc)、中密度(MDPE，密度为0.926-0.940g/cc)、低密度(LDPE，密度0.910-0.925g/cc)和线性低密度聚乙烯(LLDPE，密度0.910-0.925g/cc)(参见ASTM D4976-98；Standard Specification forPolyethylene Plastic Molding and Extrusion Materials(聚乙烯塑料模塑和挤出材料的标准技术规范))。聚乙烯(HDPE、LLDPE和LDPE)的主要用途之一是膜应用，例如杂货袋、机构(institutional)和消费罐的衬里、购物袋、运输袋、食品包装膜、多壁袋的衬里、产品袋、熟食包裹物(wrap)、拉伸包裹物和收缩包裹物。聚乙烯膜的重要物理性能包括撕裂强度、冲击强度、拉伸强度、劲度和透明度。总之，膜的强度是所需的，以便有把握地在各种应用中可使用该膜。膜的透明度是所需的，这是因为透明膜允许使用者在没有打开袋子的情况下看见袋子内部。尽管HDPE膜具有优异的强度、韧度和耐打孔性(puncture resistance)，但它们具有低的透明度和低的光泽度。对于聚烯烃工业来说，纵向取向(MDO)是已知的。当聚合物在单轴应力下应变时，取向在牵拉方向上校准。通过取向铸塑挤出膜而生产大多数商业MDO膜。当HDPE膜经历MDO时，所得膜通常显示出改进的光泽度和透明度。然而，改进非常有限且MDO膜保持不透明。改进膜的光泽度和透明度的其它设想也是已知的。例如，美国专利No.5989725教导了至少一层是HDPE的多层膜。多层膜显示出增加的透明度和光泽度。然而，多层膜通常比单层膜的成本更高。此外，与LLDPE膜相比，所要求保护的单层膜仍具有高的雾度和低的光泽度。类似地，欧洲专利申请EP0246328教导了由HDPE和LLDPE的共混物制造的透明膜。希望制备具有象HDPE膜一样的物理强度，但透明度和光泽度象LLDPE膜一样的聚乙烯膜。更希望在没有使用多层或者共混两种或多种不同树脂的情况下制备透明聚乙烯膜。
技术实现思路
本专利技术是聚乙烯膜。该膜的雾度小于或等于20％，光泽度大于或等于40％，和密度范围为0.935-0.948g/cc。通过高注道(high-stalk)吹胀挤塑方法制造膜，然后在纵向上单轴取向。与已知的HDPE膜不同的是，本专利技术的聚乙烯膜具有高的密度和高的物理强度，且它基本上是透明的。本专利技术还包括制造膜的方法。该方法包括将密度范围为0.935-0.948g/cc和MI2范围为0.03-0.15dg/min的聚乙烯通过高注道吹胀挤塑方法转化成膜，然后在纵向上单轴取向该膜。取向膜基本上透明且雾度为小于或等于20％和光泽度大于或等于40％。与现有技术中未知的方法不同的是，本专利技术的方法不要求使用多层膜或者两种或更多种树脂的共混物。具体实施例方式适合于制造本专利技术膜的聚乙烯树脂的密度范围为约0.935-约0.948g/cc。优选地，密度范围为约0.939-约0.945g/cc。更优选，密度范围为约0.939-约0.941g/cc。优选地，聚乙烯树脂的熔体指数MI2为约0.03-约0.15dg/min，更优选约0.04-约0.15dg/min，和最优选约0.05-约0.10dg/min。根据ASTM D-1238，在190℃下，在2.16kg压力下测量MI2。优选地，聚乙烯树脂的数均分子量(Mn)范围为约10,000-约25,000，更优选约12,000-约20,000，和最优选约14,000-约18,000。优选地，聚乙烯树脂的重均分子量(Mw)范围为约100,000-约250,000，更优选约150,000-约250,000，和最优选约150,000-约200,000。优选地，聚乙烯树脂的分子量分布(Mw/Mn)范围为约5-约20，更优选约5-约15，和最优选约8-约15。通过凝胶渗透色谱法(GPC)，在配有混合床GPC柱(PolymerLabs混合的B-LS)和1，2，4-三氯苯(TCB)作为移动相的WatersGPC2000CV高温仪器上，获得Mw、Mn和Mw/Mn。在1.0ml/min的标称流速和145℃的温度下使用移动相。没有将抗氧剂加入到移动相中，但将800ppm的BHT加入到样品溶解所使用的溶剂中。在每隔30分钟轻微搅拌下，在175℃下加热聚合物样品2小时。注射体积为100微升。使用由Waters Millenium 4.0软件所使用的累积匹配％的校正工序，计算Mw和Mn。这牵涉首先使用窄的聚苯乙烯标准物(PSS，WatersCorporation的产品)生成校正曲线，然后通过万能校正(UniversalCalibration)工序形成聚乙烯的校正曲线。优选地，聚乙烯树脂是包括约85wt％-约98wt％乙烯重复单元和约2wt％-约15wt％C3-C10α-烯烃重复单元的共聚物。合适的C3-C10α-烯烃包括丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯和1-辛烯和类似物及其混合物。可通过齐格勒催化剂或最近开发的单位点催化剂生产合适的聚乙烯树脂。齐格勒催化剂是公知的。合适的齐格勒催化剂的实例包括卤化钛、烷氧化钛、卤化钒及其混合物。齐格勒催化剂与助催化剂，例如烷基铝化合物一起使用。单位点催化剂可分成茂金属和非茂金属。茂金属单位点催化剂是含有环戊二烯基(Cp)或Cp衍生物配体的过渡金属化合物。例如，美国专利No.4542199教导了茂金属催化剂。非茂金属单位点催化剂含有除了Cp以外的配体，但具有与茂金属相同的催化特征。非茂金属单位点催化剂可含有杂原子配体，例如硼代芳基、吡咯基、氮杂硼啉基(azaborolinyl)或喹啉基。例如，美国专利Nos.6034027、5539124、5756611和5637660教导了非茂金属催化剂。聚乙烯通过高注道吹胀挤塑方法转化成厚膜。高注道吹胀膜挤塑方法是已知的。例如，美国专利No.4606879教导了高注道吹胀膜挤塑装置和方法。工艺温度范围优选为约150℃-约210℃。膜的厚度范围优选为约3-约12mil，更优选范围为约6-约8mil。然后纵向(或加工方向)单轴拉伸该膜成较薄的膜。取向之前和之后膜厚之比被称为“牵伸比”。例如，当6mil的膜拉伸成1mil时，牵伸比为6∶1。优选地，牵伸比使得膜处于或接近最大延伸下。最大延伸是在没有断裂的情况下，膜不可能进一步拉伸时的牵伸膜厚。据说当根据ASTM D-882，纵向(MD)拉伸强度小于100％断裂伸长率时，该膜处于最大延伸下。在MDO过程中，加热来自吹胀薄膜生产线的膜到取向温度下。优选地，取向温度介于玻璃化转变温度(Tg)的60％至熔点(Tm)和熔融温度(Tm)之间。例如，若共混物的Tg为25℃和Tm为125℃，则取向温度范围优选为约60℃-约125℃。优选利用多个加热辊进行加热。接下来，将加热的膜喂入到具有夹膜辊的缓慢牵引辊内，该辊具有与加热辊相同的辊压速度。然后薄膜进入快速牵引辊。快速牵引辊的速度比缓慢牵引辊快2-10倍，它连续有效地拉伸膜。拉伸膜然后进入到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚乙烯膜，其雾度小于或等于２０％，光泽度大于或等于４０％，和密度范围为０．９３５－０．９４８ｇ／ｃｃ，其中通过高注道吹胀挤塑方法制造该膜，然后纵向单轴取向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：DR布里斯，
申请(专利权)人：伊奎斯塔化学有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]