聚乙烯共混物和膜制造技术

本发明专利技术公开了包含高分子量中密度聚乙烯（ＨＭＷＭＤＰＥ）和线性低密度聚乙烯（ＬＬＤＰＥ）的共混物。所述共混物包含约２０％重量至约８０％重量的ＨＭＷＭＤＰＥ。所述ＨＭＷＭＤＰＥ的密度为约０．９２至约０．９４４ｇ／ｃｃ，熔体指数ＭＩ＃－［２］为约０．０１至约０．５ｄｇ／分钟，熔体流动比值ＭＦＲ为约５０至约３００。所述共混物还包含约２０％重量至约８０％重量的ＬＬＤＰＥ。所述ＬＬＤＰＥ的密度为约０．９０至约０．９２５ｇ／ｃｃ，ＭＩ＃－［２］为约０．５０至约５０ｄｇ／分钟。所述共混物提供的膜与ＭＤＰＥ或ＨＤＰＥ相比，具有显著改进的韧性和撕裂强度，与ＬＬＤＰＥ相比，具有高的模量。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚乙烯共混物。所述共混物包含高分子量中密度聚乙烯(HMW MDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)。本专利技术还涉及由所述共混物制备的膜。
技术介绍
聚乙烯分为高密度聚乙烯(HDPE，密度0.941g/cc或更大)、中密度聚乙烯聚乙烯(MDPE，密度为0.926至0.940g/cc)、低密度聚乙烯(LDPE，密度为0.910至0.925g/cc)和线性低密度聚乙烯(LLDPE，密度为0.910至0.925g/cc)。(参见ASTM D4976-98StandardSpecification for Polyethylene Plastic Molding and ExtrusionMaterials(聚乙烯塑料模塑和挤出材料的标准说明))。聚乙烯(HDPE、LLDPE和LDPE)的一个主要用途是在膜应用中，如杂货店包装袋、机构和消费者罐头内衬里(can liners)、商品袋、多壁袋衬里、产品袋(produce bags)、熟食包装物和收缩包装物。聚乙烯膜的关键物理参数包括撕裂强度、冲击强度、抗拉强度、劲度和透明度。撕裂强度在机器方向(MD)和横向(TD)上进行测量。总撕裂强度(MD撕裂和TD撕裂的积)是总体撕裂性能的指征。在膜生产线上的关键的加工性能包括产量、膜泡稳定性、厚度控制(膜厚度的变化)、挤出机压力和温度。膜劲度可通过模量来度量。模量是膜耐应力变形的性能。它与其密度相关。较高的密度给出较高的模量。通常的LLDPE膜的模量为约32000psi，而HDPE膜的模量为约100000psi或更高。LLDPE膜具有更高的冲击强度和MD撕裂强度，而HDPE具有较高的劲度和抗拉强度。当LLDPE生产者欲增加密度(从而增加膜的模量)时，他们时常遇到冲击强度和MD撕裂强度的损失。在历史上，LLDPE与HDPE的共混还未达到“突破”性的成功。所述共混物通常给出具有改进的劲度和抗拉性能，但冲击和撕裂性能通常有损失的膜。还没有兼具两种性能的简单的方法或单一树脂。虽然几乎没有模量在约40000psi至约90000psi之间的聚乙烯膜，但对这种膜的需求在日益增加。例如，在美国园艺已成为花费美圆的最大嗜好之一。为支持园艺者，需要以大大小小的包装形式销售各种产品。由于消费者的感觉是重要的，所述袋需要具有高美感的外观和极佳的机械完整性。当消费者将50磅的肥料或杀虫剂袋装入他们的汽车时，他们需要感觉舒适和安全。这要求所述袋易于操作和堆置，耐刺穿和扯裂扩展，具有良好的密封性和极佳的密封强度，并且有光泽和可印刷。适应这些市场的现有的膜主要是LLDPE树脂。虽然HDPE膜与在这些工业中它们已取代的纸更相似，但HDPE膜不具有对于可接受的耐久性标准来说必需的冲击和撕裂性能。近来，已开发出高分子量中密度聚乙烯(HMW MDPE)(参见共同待批申请，流水号09/648303(案号(docket No.)88-1026A)，于2000年8月25日申请)。HMW MDPE具有许多独特的性能并提供了对聚乙烯膜进行改进的新的机会。专利技术简述本专利技术是一种共混物，其包含高分子量中密度聚乙烯(HMWMDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)。所述共混物包含约20％重量至约80％重量的HMW MDPE。所述HMW MDPE的密度为约0.92至约0.944g/cc，熔体指数MI2为约0.01至约0.5dg/分钟，熔体流动比值MFR为约50至约300。其具有包括高分子量组分和低分子量组分的多峰分子量分布。所述低分子量组分的MI2为约50至约600dg/分钟，密度为约0.94至约0.97g/cc。所述共混物还包含约20％重量至约80％重量的LLDPE。所述LLDPE的密度为约0.90至约0.925g/cc，MI2为约0.50至约50dg/分钟。本专利技术还包括由所述共混物制备的膜和制备所述膜的方法。我们意外发现，将HMW MDPE与高性能、通用型或单中心LLDPE共混给出的膜的韧性和撕裂强度类似于LLDPE，而劲度和抗拉性能类似于中密度HDPE膜。专利技术详述本专利技术的共混物包含约20％重量至约80％重量的高分子量、中密度聚乙烯(HMW MDPE)。优选所述共混物包含约30％重量至约70％重量的HMW MDPE。所述HMW MDPE的密度为约0.92至约0.944g/cc。优选所述密度为约0.935至约0.944g/cc。优选的HMWMDPE是共聚物，其包含约85至约98％重量的乙烯重复单元和约2至约15％重量的C3至C10α-烯烃的重复单元。适用的C3至C10α-烯烃包括丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯和1-辛烯等，以及它们的混合物。所述HMW MDPE的MI2为约0.01至约0.5dg/分钟，优选为约0.01至约0.3dg/分钟，MFR为约50至约300。熔体指数(MI2)通常用来度量聚合物分子量，熔体流动比值(MFR)用来度量分子量分布。较大的MI2表示较低的分子量。较大的MFR表示较宽的分子量分布。MFR是高负荷熔体指数(HLMI)与MI2的比值。MI2和HLMI可按照ASTM D-1238来进行测量。MI2在190℃在2.16kg压力下进行测量。HLMI在190℃在21.6kg压力下进行测量。与通用HDPE或LLDPE相对比，HMW MDPE具有相当高的分子量(或较低的MI2)和较宽的分子量分布(或较大的MFR)。HMW MDPE具有多峰分子量分布。术语“多峰分子量分布”不仅是指HMW MDPE具有至少两种不同分子量的组分，而且所述两种组分在化学和结构上互相不同。所述低分子量组分的MI2在约50至约600dg/分钟的范围内，而高分子量组分的MI2优选小于约0.5dg/分钟。高分子量(低MI2)组分给出的聚乙烯在吹膜过程中有优异的膜泡稳定性，低分子量(高MI2)组分给出的聚乙烯有极佳的加工性能。另外，低分子量组分的密度为约0.94至约0.97g/cc(即，在通用HDPE的范围内)，而高分子量组分的密度优选为0.90至0.94g/cc，更优选0.91至0.94g/cc，其与通用LLDPE相似。于2000年8月25日申请的共同待批申请(流水号09/648303(案号88-1026A))教导了用Ziegler催化剂通过多区工艺来制备HMWMDPE。例如，可通过如下方法来制备HMW MDPE，即，在第一反应区中对含有约85至约98％重量乙烯和约2至约15％重量C3至C10α-烯烃的烯烃混合物进行聚合以制备第一聚合物，从所述第一聚合物中除去一些挥发性物质，然后通过添加更多的烯烃混合物在第二反应区中继续进行聚合。本专利技术的共混物包含约20％重量至约80％重量的线性低密度聚乙烯(LLDPE)。优选所述共混物包含约30％重量至约70％重量的LLDPE。所述LLDPE的密度范围为约0.90至约0.925g/cc，MI2范围为约0.5至约50dg/分钟。可通过Ziegler催化剂或新开发的单中心催化剂来制备LLDPE。Ziegler催化剂是公知的。用于制备LLDPE的合适的Ziegler催化剂的实例包括钛卤化物、钛烷氧化物、钒卤化物和它们的混合物。Ziegler催化剂与如烷基铝化合物的助催化剂一起使用。单中心催化剂可分为金属茂和非金属茂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物共混物，其包含： （ａ）约２０％重量至约８０％重量的高分子量中密度聚乙烯，其密度为约０．９２至约０．９４４ｇ／ｃｃ，ＭＩ↓［２］为约０．０１至约０．５ｄｇ／分钟，ＭＦＲ为约５０至约３００，并具有包括低分子量组分和高分子量组分的多峰分子量分布，其中低分子量组分的ＭＩ↓［２］为约５０至约６００ｄｇ／分钟，密度为约０．９４至约０．９７ｇ／ｃｃ；和 （ｂ）约２０％重量至约８０％重量的线性低密度聚乙烯，其密度为约０．９０至约０．９２５ｇ／ｃｃ，ＭＩ↓［２］为约０．５至约５０ｄｇ／分钟。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：KL威廉姆斯，LV克里布斯，SM艾姆菲尔德，V善德拉舍卡，
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]