用于生产双轴取向聚丙烯薄膜的树脂组合物制造技术

本发明专利技术提供可用于制备双轴取向聚丙烯薄膜（ＢＯＰＰ）的聚丙烯树脂组合物。本发明专利技术的树脂是高结晶度（低可溶物）聚丙烯均聚物和乙烯／丙烯无规共聚物（ＲＣＰ）的共混物。这些共混物能够用来替代标准高可溶物ＢＯＰＰ级聚丙烯均聚物。另外，高结晶度聚丙烯均聚物在共混物中的使用赋予了成品薄膜以改进的劲度，同时保持了共混物的良好加工性能。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及聚丙烯树脂的领域。更具体地说，本专利技术涉及用于制造双轴取向聚丙烯薄膜的聚丙烯树脂的领域。
技术介绍
BOPP(双轴取向聚丙烯)薄膜通过在低于树脂的熔融温度的温度下以两个方向拉伸聚丙烯的流延片材来生产。用于生产BOPP材料的标准聚丙烯需要特有属性，比如比较大量的二甲苯可溶性物质和相对低的全同立构规整度。已知的是，对于既定PP来说，全同立构规整度越低，PP的熔融温度越低和它加工成BOPP薄膜的性能越好。然而PP的这些同样的性能导致了所得薄膜的性能较低劣。因此，在BOPP材料中存在可加工性-性能折衷选择。另外，生产一般用于BOPP薄膜的可溶物含量高的材料不是容易的，因为它需要特定的催化剂体系和粉料的仔细处理。已知的是，难以生产二甲苯可溶级分高于6％的均聚物，因为需要特定催化剂体系以及反应器中的聚合物粉料的仔细处理。一般，在聚丙烯中的大量的二甲苯可溶物变粘，常常引起聚合物粉料在反应器中附聚，中断在工厂中的连续生产。为了避免生产可溶物含量高的材料的该问题，已经研究了改进可溶物含量低的材料的可加工性的共混物。众所周知，用齐格勒-纳塔(ZN)催化剂生产的全同立构PP(iPP)具有宽全同立构规整度和分子量分布，因此显示了宽的熔融温度范围。相反，用金属茂催化剂生产的PP显示了窄的全同立构规整度和分子量分布，因此，熔融温度范围是相对窄的。不象用ZN催化剂生产的PP，在金属茂全同立构PP(m-iPP)中存在一定程度的单体的区域错误插入，即“头对头”，或“尾对尾”插入。除了全同立构规整度以外，m-iPP的熔融温度也受区域错误插入程度的影响。因此，熔融温度比普通ZN-iPP低得多的iPP能够用金属茂催化剂生产。当用于BOPP薄膜时，然而，由于窄全同立构规整度和分子量分布，更窄的温度范围可供拉伸利用。Phillips等人，J.of Applied Polymer Science，80，2400(2001)考察了将m-iPP加入到ZN-iPP对BOPP薄膜的影响。结果发现，将m-iPP加入到ZN-iPP提供了相对于ZN-iPP材料的高温拉伸性能和室温薄膜性能的平衡。在US专利6,207,093中(Hanyu，2001年3月27日，Fina Technology)，宣称通过将一定量的金属茂间同立构PP加入到ZN-iPP中而获得了BOPP的改进可加工性，包括较少的膜幅断裂和在较高线速度下的可拉伸性。添加一定量的改性剂往往改进了iPP的可加工性和/或所得薄膜的性能。改性剂的选择取决于所需的薄膜性能和改性剂的可获得性。在US专利5,691,043(Keller等人)中，论述了将各种无规立构和间同立构聚丙烯以及各种丙烯共聚物加入到标准BOPP级全同立构聚丙烯均聚物中以生产多层单轴收缩薄膜的芯层的方法。然而，Keller没有论述用可溶物含量低的材料替代标准BOPP级聚丙烯聚合物的可能性。除了寻求高可溶物含量的聚丙烯的替代物以外，BOPP薄膜制造商已经长期寻求提供更坚硬的取向薄膜，同时保持可接受的可拉伸性的材料。高结晶度PP材料为成品赋予了所需的劲度，然而，这些材料一般不适合于加工成BOPP薄膜。在US专利5,691,043中报道了高结晶度材料的这种低劣的可操作性。希望提供适合于生产具有良好的可加工性并赋予成品薄膜以所需特性的BOPP薄膜的树脂组合物。进一步希望提供避免了与生产高可溶物含量PP均聚物有关的问题的用于生产BOPP薄膜的树脂。这种组合物还能够包括高含量的高结晶度聚丙烯均聚物以赋予材料以较高的劲度。本专利技术的概述 本专利技术提供了非BOPP级聚丙烯均聚物与乙烯/丙烯无规共聚物的共混物。该组合物包括大约70到大约95％的非BOPP级聚丙烯均聚物和大约5到大约30％的乙烯/丙烯无规共聚物。该共混物允许使用结晶度高于用其它组合物加工成BOPP薄膜所必需的结晶度限度的聚丙烯均聚物(低可溶物含量)。根据本专利技术的组合物能够通过熔体掺混单独的树脂粉料或通过在聚合物生产过程中的就地反应器内共混方法来生产。附图简述附图说明图1显示了随温度而变的各种配混料的T.M.Long屈服应力。图2显示了随流延片材密度而变的在280和290°F下拉伸的T.M.Long屈服应力。图3显示了与FF029A(31J026)相比，HCPP(FF050HC)及其与30％RCP的共混物的热分级吸热(thermal fractionationendotherm)。图4显示了随温度而变的各种配混料的T.M.Long屈服应力。图5显示了随流延片材密度而变的在280和290°F下拉伸的T.M.Long屈服应力。图6显示了由各种树脂制备的薄膜的拉伸应力。图7显示了由各种树脂制备的薄膜的拉伸模量。图8显示了由各种树脂制备的薄膜的雾度。图9显示了由各种树脂制备的薄膜的％透射率。图10显示了由各种树脂制备的薄膜的45度光泽。图11显示了由各种树脂制备的薄膜的收缩率。本专利技术的详细描述 根据本专利技术的树脂组合物是非BOPP级聚丙烯均聚物和乙烯/丙烯无规共聚物的共混物。根据本专利技术的共混物可以通过熔体掺混单独的粉料或通过用反应器内方法就地生产共混物来制备。在任何一种情况下，根据本专利技术的共混物显示了比得上或优于标准BOPP级聚丙烯均聚物的加工特性。另外，用根据本专利技术的树脂制备的薄膜显示了与使用标准BOPP级聚丙烯均聚物生产的薄膜相比的就雾度、光泽和劲度而言的改进质量。包含根据本专利技术的树脂的薄膜能够用生产包括标准BOPP级均聚物的薄膜的任何工业方法来制备。例如，用于生产取向薄膜的两种流行的方法是拉幅机方法和“膜泡成型”或吹塑薄膜方法。在典型的拉幅机方法中，将熔融聚合物供给平缝口模头，由此挤出流延片材或薄膜。该流延片材或薄膜然后被输送到冷却辊，在那里它被冷却到适合的温度。然后将该流延片材或薄膜输送到预热辊，在那里它被加热到适当的拉伸温度。纵向拉伸利用一对连贯辊来完成。第一慢辊之后是第二快辊，后者在足以产生比该慢辊通常快4-7倍的表面速度的速度下旋转。在快辊和慢辊之间的速度差引起流延片材或薄膜在纵向上的4-7倍的拉伸。在纵向上拉伸之后，然后再次通过另外的冷却辊冷却该薄膜，之后输送到第二预热辊，在那里它被加热到适于横向拉伸的温度。拉幅机的横向拉伸部分然后借助多个拉幅布铗拉伸薄膜，它抓紧薄膜的对置侧和以横向拉伸。拉伸方法的终结部分可以包括退火区段。在冷却到适当温度之后，然后修除该薄膜的废物，再缠绕到卷取筒上。在膜泡成型或吹塑薄膜方法中涉及的典型步骤包括通过环形模头挤出熔融聚合物和在水中骤冷，形成定径管。该管然后被输送到取向塔，在那里它被再加热到取向的最佳温度。在塔的顶部，该管通过第一拉伸辊隙气密挤压。然后加热该管，以及用高压空气吹胀，形成大直径的膜泡。该膜泡使薄膜以横向取向，同时，该膜泡通过在第一和第二拉伸辊隙之间的速度差而以纵向拉伸。取向膜泡然后用夹辊破坏，然后退火。在退火之后，将该薄膜切割为两张膜幅。各膜幅进行电晕处理或火焰处理，然后缠绕。本领域的那些技术人员会认识到，拉幅机和膜泡成型方法的这些实例仅仅用于举例说明的目的。对于任何一种方法的变动是本领域的技术人员所了解的，并且被认为是在本专利技术的范围内。此外，使用根据本专利技术的树脂组合物生产的薄膜不限于通过拉幅机或膜泡成型方法所生产本文档来自技高网...

【技术保护点】
适于加工成双轴取向聚丙烯薄膜的树脂组合物，该组合物包括：大约７０到大约９５ｗｔ％的聚丙烯均聚物，所述聚丙烯均聚物具有低于３ｗｔ％二甲苯可溶物；和大约５到大约３０ｗｔ％的乙烯／丙烯共聚物，所述乙烯／丙烯共聚物含有大约０．５到大 约７．０ｗｔ％乙烯。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金世铉，MR斯蒂芬斯，
申请(专利权)人：桑诺克公司RM，
类型：发明
国别省市：US[美国]