聚丙烯双轴取向薄膜制造技术

采用栏幅架（４０）制备双轴取向聚丙烯薄膜的方法。该方法包括将低浓度成核体系与聚丙烯混合以便得到更好的加工性及提高的拉伸性能。成核体系包括成核剂混合物：单羧酸及双羧酸。将成核体系与聚丙烯混合，热熔混合后再形成双轴取向薄膜。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术者Nicholas Z.Karnavas以及Victor M.DiNardo专利技术背景本专利技术涉及聚丙烯薄膜以及性能改善的双轴取向薄膜。由聚丙烯得到的薄膜具有许多用途，这些用途包括小食品包装、香烟的外包装、电子元件包装、包装袋以及收缩薄膜。制备双轴取向薄膜常用的聚合物是具有高度立构规整性的全同立构均聚物，但在有些情况下提出使用间同立构聚合物。全同立构聚丙烯与少量乙烯的共聚物(轻微无规共聚物)也同样适用。全同立构聚丙烯是许多能够以聚合物链的立构规整性来表征的结晶聚合物中的一种。各种单体在形成有规立构聚合物时要涉及主要根据间同立构规整度以及全同立构规整度命名的各种有规立构结构关系。全同立构聚丙烯一般用于生产相对较薄的薄膜，生产中加热聚丙烯，接着再将聚丙烯从模头中挤出，并且在纵向(指机器方向)及有时称作拉幅方向的横向施力使薄膜双轴取向。全同立构聚丙烯的结构根据位于聚合物主链同一侧的连续的丙烯单体单元中叔碳上连接的甲基基团表征。也就是说，表征甲基是全部在聚合物链的上方还是都在聚合物链的下方。根据本
的知识，聚合物链结构的任何偏离或改变会降低聚合物的全同立构规整度及结晶度。与全同立构结构相反，间同立构聚丙烯中连接到链中连续的单体单元的叔碳原子上的甲基是位于聚合物平面交替的两侧。间同立构聚合物是半结晶的，与全同立构聚合物一样不能溶解于二甲苯。这种结晶度将全同立构及间同立构聚合物与结晶度很低、能高度溶解于二甲苯中的无规立构聚合物区分开来。无规立构聚合物的聚合物链中不会显示规整有序的重复单元构型，并且基本上形成蜡状产品。通常使用的全同立构聚合物一般是通过采用常规的Ziegler-Natta催化剂制备的，例如Myer等的美国专利Nos.4,298,718以及4,544,717中说明的催化剂类型。Peiffer的美国专利No.5,573,723中说明了一种以全同立构聚丙烯均聚物或者丙烯乙烯共聚物为基础的双轴取向聚丙烯薄膜的制备方法。α-烯烃聚合过程中采用的催化剂可以称为载体上的催化剂及非载体上的催化剂，或者有时称作均相催化剂。传统的催化剂是所谓的“常规”Ziegler-Natta催化剂，例如前面提及的Myer等的专利中说明的负载在活性二氯化镁上的四氯化钛。其它类型的可以得到全同立构聚烯烃的催化剂在美国专利Nos.4,794,096以及4,975,403中有说明。这些专利披露了手性、立构刚性(stereorigid)的茂金属催化剂，该催化剂能聚合烯烃形成全同立构聚合物，并且尤其适用于聚合高全同立构聚丙烯。正如前面提及的美国专利No.4,794,096所述，茂金属配位体中的立构刚性是通过延伸在环戊二烯基团之间的结构桥赋予的。该专利中具体披露的催化剂是立构规整茂金属铪。虽然一般提出将茂金属催化剂作为均相催化剂使用，但本
同样已知可以提供载体上的茂金属催化剂。如Welborn的美国专利Nos.4,701,432以及4,808,561中所述，茂金属催化剂组分可以以载体上的催化剂的形式使用。如所述，载体可以是任何载体如滑石、无机氧化物或者树脂载体材料如聚烯烃。Shamsoum等的美国专利No.5,242,876中披露了一种包括均相茂金属组分及非均相组分的催化剂体系，非均相组分可以是“常规”载体上的Ziegler-Natta催化剂，例如载体上的四氯化钛催化剂。Suga等的美国专利No.5,308,811以及Matsumoto的美国专利No.5,444,134中披露了各种含有载体上的茂金属催化剂的其它各种催化剂体系。聚丙烯薄膜可以采用本
已知的方法制备，它包括双轴取向薄膜以及吹塑薄膜。双轴取向薄膜优选在拉幅架加工线或者双膜泡加工线上生产。优选可以根据各种加工条件对聚丙烯组合物进行取向，尤其是能根据各种纵向取向拉伸比及各种横向取向烘箱温度而对聚丙烯组合物进行取向，其原因有许多。对具体的薄膜生产，薄膜生产商可以在可接受的范围内灵活地改变一种或多种加工条件。另外，降低取向过程中卷材断裂的可能性，这样就能降低加工线开车成本。例如，标准的纵向取向拉伸比可以是聚烯烃薄膜原始长度的约5倍。标准横向烘箱温度约为166℃。这些加工条件被认为是标准条件，因为这种条件下薄膜卷材断裂的发生率很少。在各种条件例如纵向拉伸比在标准值最高为初始长度9倍的范围内、横向烘箱温度在标准值至低于标准值20℃的范围内使薄膜组合物取向的能力，使得生产商具有更大的灵活性。另一个加工优势就是能以较高线速度拉伸薄膜从而缩短生产时间。为了获得高线速度加工性，可以将茂金属聚合物与聚丙烯共混来保持薄膜性能并获得更宽的加工范围。然而，要取得两种目标，这种工艺的成本很高。在机器加工步骤过程中以及以后，双轴取向薄膜可以具有一些有利性能。对于双轴取向过程以及在最终应用中使用双轴取向薄膜产品的这两种情况，优选相对较低的摩擦系数。相对较高的刚度，例如由纵向及横向拉伸模量所表明的较高的刚度通常是有利的。较低的透气及透水性是合乎需要的。另外，加工薄膜的收缩因数高，虽然在某些情况中是不良的，但对于其它情况可能有利，例如对于薄膜用于食品、电子元件等的拉伸包装的情况。所得薄膜产品的性能可能在某种程度上取决于聚丙烯组合物生产的具体加工条件。例如，具有较高收缩因数及更好的阻隔性能的刚度较大的薄膜可能是由采用较大的纵向取向拉伸比的取向方法得到的。同样的，横向取向烘箱温度也会影响所得取向薄膜产品的性能，尤其是提高收缩因数。薄膜的物理及光学性能在薄膜行业是很重要的，对于不同的薄膜应用，这些性能必须在一定参数范围内。光学性能包括雾度、透明度以及光泽。雾度是一种光散射现象，由折射指数的局部变化产生。雾度定义为在各个角度检测到的各个方向的分散颗粒的散射强度占入射光强度的相对分数。透明度是接触透明度或透视质量的度量，由于是直接透射光线，透明度不同于雾度。例如，有些薄膜可能实际上是模糊的，但是与包装物接触时却显示是透明的。与雾度不同，透明度取决于距离，因此薄膜越薄，接触透明度就越好。光泽定义为薄膜在特定入射光角度的反射光强与理想光滑表面标准的反射光强之比。采用成核剂来提高加工材料的刚度。成核剂也可以提高所得材料的光学及阻隔性能。聚丙烯材料已使用了各种成核剂。例如，Ward等的美国专利5,300,549以及5,319,012(Ward专利)中披露了在接下来的成型制品生产中采用二羧酸及单羧酸。Sakai等的美国专利5,856,386采用松香酸金属盐作为成核体系。上述提及的专利在这里引作参考。大部分成核剂(苯甲酸钠、滑石等)本身是颗粒，更具体地，一般将其研磨至能作为成核剂用于聚烯烃中的合适粒度。例如，它们的粒度分布可以是例如平均粒度为2微米，最大粒度为10微米。虽然这样对于转变系统例如模塑或厚挤出(片材或管材)来说并不是问题，但对于薄型薄膜来说就会产生问题。薄膜中大多数颗粒成核剂会使薄膜在拉伸过程中断裂。即使是很低用量，要分散颗粒成核剂并得到有效的均匀成核也是很难的。而且，大多数情况中，成核膜的结晶很快，薄膜因为成核剂分散不均以及快速结晶所造成的拉伸范围窄，往往会在薄膜取向时断裂。为了解决这个问题，需要使用与薄膜拉伸动力学(较慢的成核速率)相一致的非颗粒体系。Ward专利中披露的成核体系例举了一些市售非本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚丙烯产品的制备方法，其包括以下步骤：（ａ）提供挤出级轻微无规的聚丙烯；（ｂ）将所述挤出级聚丙烯与非颗粒成核体系混合形成组合物；（ｃ）将所述组合物加工成所述产品；其特征在于，成核体系的浓度为２５ｐｐｍ至３ ００ｐｐｍ。

【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：VM迪那多，NZ卡那瓦斯，
申请(专利权)人：苏诺克股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]