双向取向MDPE膜制造技术

双向取向的聚乙烯（BOPE）方法使用具有中密度和非常宽的分子量分布的所选聚乙烯。与先前使用的具有较高密度和/或较窄分子量分布的聚乙烯树脂相比，使用这种选定的聚乙烯有助于BOPE方法中的拉伸。BOPE方法中的拉伸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双向取向MDPE膜


[0001]双向取向的聚乙烯（BOPE）膜由具有非常宽的分子量分布的中密度聚乙烯（MDPE）制成。

技术介绍

[0002]公知的是聚合物膜可通过在两个方向上拉伸膜来取向。膜可依序拉伸——首先在“纵向（machine）”方向（MD）上，并且然后在“横向”方向（TD）上，或同时（同时在两个方向上施加拉伸力）。一种常见的拉伸方法称为“拉幅机”方法。所得膜通常称为“双向取向”或“双取向”。拉幅机方法通常与由聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）且尤其是聚丙烯（PP）制成的膜一起使用。然而，在聚乙烯（PE）的情况下，拉幅机方法不太成功，因为PE相对难以拉伸。如美国专利No. 6,946,203（Lockhart等人）中所述，在拉幅机方法中使用高密度聚乙烯（HDPE）取得了一些技术上的成功。
[0003]还提出了使用线性低密度（LLDPE）来制备BOPE：参见美国专利号6,469,137（Joyner等人）和10,363,700（Yun等人）。
[0004]我们现在发现，如果MDPE具有非常宽的分子量分布，则可以使用不同类型的聚乙烯——即中密度聚乙烯（MDPE）——来制备BOPE膜。

技术实现思路

[0005]在一个实施方案中，本专利技术提供了一种双向取向的聚乙烯膜，其包含至少60重量％的中密度聚乙烯，所述中密度聚乙烯具有：1）密度为0.94至0.95克/立方厘米。
[0006]2）熔融指数I2，通过ASTM D1238在190℃下使用2.16kg负载测得为0.2至5克/10分钟；和3）分子量分布Mw/Mn为10至50。
[0007]在另一个实施方案中，本专利技术提供了一种制备双向取向聚乙烯膜的方法，包括：A）提供包含至少60重量％的中密度聚乙烯的基础结构，所述中密度聚乙烯具有：1）密度为0.94至0.95克/立方厘米。
[0008]2）熔融指数I2，通过ASTM D1238在190℃下使用2.16kg负载测得为0.2至5克/10分钟；和3）分子量分布Mw/Mn为10至50；B）在纵向方向上将所述基础结构拉伸到约3:1至约10:1的程度；和C）在横向方向上将所述基础结构拉伸到约3:1至约10:1的程度。
[0009]具体实施方式描述拉幅机方法通常用于制备双向取向膜并且适合用于本专利技术。拉幅机方法对于膜制作领域的技术人员来说是公知的，因此本文仅提供简要描述。方法从配备狭缝模头的挤出机开始，以形成片材。为方便起见，该挤出片材在本文中称为基础结构。一旦基础结构已在
冷却辊上淬火，MD拉伸或MD取向（MDO）通过使用几个以逐渐增加的表面速度旋转的辊拖拉基础结构来完成。在MD拉伸之后，夹子（其连接到链上）夹住移动幅材的边缘并将其运送至烘箱中。在烘箱中，基础结构的边缘被拉开，使片材更宽，从而提供TD取向（TDO）。取向/拉伸导致膜变薄，与取向或拉伸比成比例。例如，要制备1密耳的具有纵向拉伸比为5:1、横向拉伸比为8:1的成品膜，方法必须从40密耳的片材开始。进一步的细节由Kanai等人在“Film Processing Advances”(2014); Hanser Publishers中提供。
[0010]双向取向可提高膜的韧性、阻隔性、光学性、耐热性和刚度。然而，传统的PE被认为不太适合拉幅机方法，因为它的拉伸性差（与聚丙烯或PET相比）。
[0011]根据本公开制备的BOPE膜适合用于广泛种类的包装应用。在一个实施方案中，BOPE膜可用于层合结构——例如，当层合至由低密度聚乙烯制成的密封剂幅材上时，BOPE膜可用作印刷幅材。与含有层合至聚乙烯层上的聚酯层或聚丙烯层的传统层合结构相比，这种类型的层合结构可更容易回收利用。
[0012]MDPE通过ASTM D972测得，本公开中使用的中密度聚乙烯（MDPE）具有0.94至0.95克/立方厘米（g/cc）的密度。
[0013]MDPE还具有10至50（尤其是10至30）的多分散性指数Mw/Mn。
[0014]在一个实施方案中，MDPE具有550,000至1,500,000，尤其是600,000至1,500,000的Mz。
[0015]在一个实施方案中，本公开的BOPE膜由60至100重量％的具有上述所有特性的MDPE制成。在一个实施方案中，BOPE膜包含70％至90％的这种MDPE。在一个实施方案中，BOPE膜包含80至95%的这种MDPE，并且用于制备BOPE膜的剩余（一种或多种）聚合物也是聚乙烯（因为仅使用聚乙烯制备BOPE膜允许膜与由聚合物混合物制成的膜相比，更容易回收利用）。
[0016]在一个实施方案中，MDPE是用铬催化剂在气相聚合中制得。所得MDPE可含有一些长链分支（LCB）。在另一个实施方案中，MDPE是用Ziegler Natta催化剂制得并且所得MDPE含有少量或不含LCB。
[0017]与其它聚合物的共混物本公开的BOPE膜由包含至少60重量％的上述定义MDPE的聚合物组合物制备。使用聚合物的共混物制备BOPE膜在本领域中是已知的并且这也是本公开所设想的。适合用于根据本公开的共混物的聚合物的实例包括：1)线性低密度聚乙烯（LLDPE）。在一个实施方案中，LLDPE的熔融指数（I2）为0.1至10（尤其是0.9至2.3）克/10分钟，并且密度为0.89至0.935克/立方厘米；2)高密度聚乙烯（HDPE），尤其是熔融指数（I2）为0.1至10（尤其是0.4
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0.9）克/10分钟且密度为至少0.95克/立方厘米的HDPE；和3)高压低密度聚乙烯（HPLD），其通过乙烯，尤其是熔融指数（I2）为0.1至10克/分钟且密度为0.92至0.94克/立方厘米的HDLD的自由基聚合制备。
[0018]为清楚起见，本文使用的术语LLDPE意在包括“塑性体”，其中术语塑性体是具有0.89至0.91g/cc的相对低密度的LLDPE族的子集。
[0019]多层基础结构
在制备BOPE膜的领域中已知的是使用多层膜作为（未拉伸的）起始膜。这些起始膜在被拉伸之前相对厚，并且通常被称为“片材”而不是膜。为方便起见，这样的未拉伸的多层片材可称为“基础结构”。根据本公开的合适的基础结构含有基于基础结构的总重量计的至少60重量％的上述定义的MDPE。在一个实施方案中，MDPE形成“芯”层（即多层基础结构的内层）。
[0020]可用于制备其它层的聚合物的实例包括上述的LLDPE；HDPE和HPLD。
[0021]在一个实施方案中，多层基础结构含有至少三层，包括两个表层（即基础结构的每个外表面上的层）和一个或多个芯层。在一个实施方案中，一个表层可由HDPE制成，而另一个表层是密封层，如公开的美国专利申请号2016/000031191（下文称为“Paulino '191”）中所公开的。如在Paulino '191中所公开的，密封层可包含LLDPE（特别是当用茂金属催化剂聚合时）；“塑性体”；弹性体及其共混物。乙烯
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种双向取向的聚乙烯膜，其包含至少60重量％的中密度聚乙烯，所述中密度聚乙烯具有：1）密度为0.94至0.95克/立方厘米；2）熔融指数I2，通过ASTM D1238在190℃下使用2.16kg负载测得为0.2至5克/10分钟；和3）分子量分布Mw/Mn为10至50。2.根据权利要求1所述的膜，其中所述中密度聚乙烯的特征还在于具有550,000至1,500,000的Mz。3.根据权利要求1或2所述的膜，其特征在于，所述膜在纵向方向上被拉伸至约3:1至约10:1的程度。4.根据权利要求2或3所述的膜，其特征在于，所述膜在横向方向上被拉伸至约3:1至约10:1的程度。5.根据权利要求1所述的膜，其由具有至少三层的基础结构制备，并且其中所述基础结构的至少一个芯层包含所述中密度聚乙烯。6.一种用于制备双向取向的聚乙烯膜的方法，包括：A）提供包含至少60重量％的中密度聚乙烯的基础结构，所述中密度聚乙烯具有：1）密度为0.94至0.95克/立方厘米；2）熔融指数I2，通过ASTM D1238在190℃下使用2.16kg负...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
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：