帽和封闭件制造技术

本发明专利技术公开了通过对双峰高密度聚乙烯（ＨＤＰＥ）树脂进行注塑或压缩模塑而生产的用于碳酸饮料的帽和封闭件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及由双峰高密度聚乙烯树脂制备的用于碳酸饮料和不起泡饮料的帽(cap)和封闭件(closures)。由齐格勒-纳塔(ZN)催化剂体系制备的聚乙烯树脂通常用于制备用于碳酸饮料的帽和封闭件。这些树脂具有合理的高耐应力开裂性，但它们还需要改进。这种树脂例如购自Basell的HostalenGD4755、或购自Inovene的EltexB4020N。具有窄单峰多分散性指数的金属茂制备的树脂也在该领域中测试，但由于它们的有限耐应力开裂性，它们不提供理想的机械性能。因此需要制备可用于生产碳酸饮料的帽和封闭件的树脂。本专利技术的目的是生产具有高耐环境应力开裂性的用于碳酸饮料的帽和封闭件。本专利技术的目的还在于采用容易通过注塑或压缩模塑加工的树脂生产用于碳酸饮料的帽和封闭件。本专利技术的另一个目的是生产具有良好刚度的用于碳酸饮料的帽和封闭件。本专利技术的另一个目的是提供具有良好紧密性的用于碳酸饮料的帽和封闭件。本专利技术的进一步目的是制备具有良好尺寸稳定性的用于碳酸饮料的帽和封闭件。本专利技术的再进一步目的是制备具有良好耐蠕变性的用于碳酸饮料的帽和封闭件。本专利技术的目的还在于生产容易开启的用于碳酸饮料的帽和封闭件。本专利技术的再进一步目的是制备用于碳酸饮料的帽和封闭件，该帽和封闭件具有良好的感官和食品接触性能，这是由于它们具有非常小含量的挥发性有机化合物(VOC)。因此，本专利技术公开了通过对双峰高密度聚乙烯(HDPE)树脂进行注塑或压缩模塑而生产的用于碳酸饮料的帽和封闭件。双峰HDPE树脂可以由物理共混物或化学共混物制备。化学共混物可例如来自用于双环流反应器的单催化剂体系(其中回路在不同聚合条件下操作)，或来自用于单或双环流反应器的两种或多种催化剂体系。当使用双环流反应器时，它可以在不同模式下操作-氢分流(split)，其中不同的氢浓度用于不同的反应器，以在反应器中生产低分子量级分且其中多分散性在其它反应器中加宽；-共聚单体分流，其中不同的共聚单体浓度用于不同的反应器，以在反应器中产生低共聚单体浓度且在其它反应器中产生高共聚单体浓度；-共聚单体/氢分流，其中高分子量和高共聚单体浓度在一个反应器中产生，低分子量、低共聚单体浓度在第二反应器中产生。在该直接配置(directconfiguration)中，高共聚单体浓度在第一反应器中产生且反之亦然，在反向配置(inverse configuration)中，低共聚单体浓度在第一反应器中产生。采用直接配置的第一模式在本专利技术中是优选的。优选，双峰HDPE树脂由基于桥接的双茚基(bisindenyl)催化剂组分的催化剂体系制备。催化剂组分具有通式IR″(lnd)2MQ2(I)其中(Ind)是取代或未取代的茚基或氢化茚基，R″是在两个茚基之间的结构桥以赋予立体刚性，其包括C1-C4亚烷基、二烷基锗或硅或硅氧烷、或烷基膦或胺基团，该桥是取代或未取代的；Q是含有1-20个碳原子的烃基或卤素，且M是周期表4族过渡金属或钒。每种茚基或氢化茚基化合物可以采用相同的方式或彼此不同的方式在环戊二烯基环或在环己烯基环和桥接的一个或多个位置上进行取代。茚基上的每个取代基可以独立地选自式XRv表示的那些，其中X选自周期表第14族、氧和氮，且每个R相同或不同并选自氢或1-20个碳原子的烃基且v+1是X的化合价。X优选是C。如果环戊二烯基环是取代的，它的取代基体积一定不能太大以影响烯烃单体对金属M的配位。环戊二烯基环上的取代基优选具有作为R的氢或CH3。更优选，至少一个和最优选两个环戊二烯基环均是未取代的。在特别优选的实施方案中，两个茚基都是未取代的，和最优选它们是未取代的氢化茚基。最优选，其为异亚丙基双(四氢茚基)二氯化锆。用于聚合乙烯的活性催化剂体系包括上述催化剂组分和具有电离作用的合适的活化剂。合适的活化剂是本领域公知的它们包括烷基铝、铝氧烷或硼类化合物。任选地，催化剂组分可以在载体上负载。该催化剂体系优选用于液体充满(liquid full)双环流反应器，其中回路在不同条件下操作以生产双峰树脂。双环流反应器可以采用直接配置操作(其中该高共聚单体浓度的共聚物在第一反应器中制备)、或采用反向配置操作(其中该低共聚单体浓度的均聚物在第一反应器中制备)。本专利技术的双峰树脂的密度为0.940-0.965g/cm3，优选0.945-0.955g/cm3和更优选约0.950g/cm3。它们的熔融指数MI2为1-50dg/分钟，优选1-10dg/分钟，更优选1.5-8dg/分钟，最优选1.5-4dg/分钟。它们的多分散性指数优选为至少3，更优选3.0-4.0和最优选3.1-3.6。分子量由GPC-DRI测定。在溶液中，长支化聚合物比线性链呈现更紧密的构型和因此可轻微低估它们的分子量。密度遵循标准测试ASTM 1505的方法在23℃的温度下测量。熔体流动指数MI2和HLMI遵循标准测试ASTM D 1238的方法在190℃的温度下和分别在2.16和21.6kg的负荷下测量。多分散性指数D定义为重均分子量Mw与数均分子量Mn之比Mw/Mn且分子量由凝胶渗透色谱(GPC)测量。通过注塑或压缩模塑制备本专利技术的帽和封闭件。注塑循环可以分解成三个阶段填充、填塞(packing)-保持、和冷却。在填充期间，将聚合物熔体强制进入空的冷空腔；一旦填充该空腔，将额外的材料在空腔内部填塞并在高压下保持以补偿冷却期间的密度增加。当模腔浇口(cavity gate)由聚合物固化而密封时，开始冷却阶段；进一步的温度降低和聚合物结晶在冷却阶段期间出现。填充步骤的典型温度是160-280℃，优选230-260℃。压缩模塑在相似条件下进行。开发不同的方案以评价注塑过程中的树脂加工性能。对填充期间流道内和模腔内的流动进行测试的第一方案在于测量在高剪切速率下和在等温条件下的粘度。在高剪切速率下的粘度是影响模具填充的最重要的物理性能。适当的应变速率依赖于树脂、注射压力和模具几何形状，但典型的应变速率是大于1500-2500s-1。对于由模具内部的温差引起的粘度差异进行考虑也是重要的，其中中心温度高于外围温度。第二方案包括对注塑过程进行模拟的非等温测试。在这些测试中，考虑到了聚合物的流变、结晶和热性能。然而，该测试不产生物理性能的数值，但给出加工性能的纯经验、设备依赖性的量度。螺旋流动测试在于，测量在标准填充条件下注入标准模具的熔融聚合物的凝固之前的螺旋流动长度。根据本专利技术的帽和封闭件的特征为显著低的挥发性有机化合物的含量。 附图说明图1表示测试的树脂的分子量分布。图2表示几种树脂的复数粘度(单位为Pa·s)与频率(单位为rad/s)的函数关系。图3表示流动长度FL(单位为mm)与注射压力(单位为巴)的函数关系。实施例在碳酸饮料用的帽和封闭件的生产中测试几种树脂。对这些树脂进行如下选择。树脂R1是由异亚丙基-双(四氢茚基)二氯化锆制备的单峰高密度聚乙烯(HDPE)树脂。树脂R3-R5是由异亚丙基-双(四氢茚基)二氯化锆(THI)在反向配置的双环流反应器中制备的双峰HDPE树脂，即其中均聚物在第一反应器中制备。树脂R2、R6和R9是由异亚丙基-双(四氢茚基)二氯化锆(THI)在直接配置的双环流反应器中制备的双峰HDPE树脂，即其中共聚物在第一反应器中制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
由双峰高密度聚乙烯（ＨＤＰＥ）树脂制备的用于碳酸饮料的帽和封闭件，该树脂采用包括双茚基类催化剂组分的催化剂体系生产。

【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：文森特斯蒂芬妮，埃里克马齐尔斯，奥利维尔迈泽克，马丁斯拉温斯基，
申请(专利权)人：托塔尔石油化学产品研究弗吕公司，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]