CN106317584A - 一种聚乙烯树脂及其制备方法 - Google Patents

一种聚乙烯树脂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚乙烯树脂，由下述物质按以下重量份数制备而成：线性低密度聚乙烯100份，成核剂HPN-20E0.1-0.3份，抗氧剂0.05-0.1份，卤素吸收剂0.02-0.1份，流变改性剂0.05-0.10份；线性低密度聚乙烯采用如下方法制备：在Unipol气相工艺聚乙烯装置上，以体积分数达99.9％的乙烯气体为原料，以1-丁烯为共聚单体，氢气为链转移剂，采用SLC-S催化剂，助催化剂一氯二乙基铝和三正己基铝，进行气相聚合反应所得，乙烯的分压为0.60-0.75MPa，氢气与乙烯的摩尔比为0.100-0.225；该聚乙烯树脂不仅具有优异的刚性，而且具有高的透明性，适用于薄膜和注塑制品领域。

Description

一种聚乙烯树脂及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种聚乙烯树脂及其制备方法。
背景技术
在线性低密度聚乙烯(LLDPE)的应用领域中，薄膜和注塑制品是其最大的应用，目前市场上LLDPE树脂一般具有良好的抗撕裂强度、抗冲击强度及抗穿刺性，而刚性较差，因此只能应用于刚性要求不高的包装和小型注塑制品领域；另外，由于结构原因，LLDPE树脂在吹膜加工中熔体动力黏度大，熔体冷却时会形成大量的结晶和超分子结构，这种结晶结构尺寸大到足以引起散射光的程度，使得其制备的薄膜透明性不好，无法满足对于清晰度要求高的包装和非包装用途，如冷冻食品袋、重包装袋、垃圾袋、拉伸包装膜等领域。
为克服LLDPE树脂刚性较低的问题，传统的改性方法中，有采用HDPE、聚丙烯或尼龙共混改性，这些改性方法虽在一定程度上提高了材料的刚性，但降低了材料的韧性、耐环境应力开裂性；目前生产厂家通常采用增加膜厚达到刚性要求，这也增加了生产成本；
为克服LLDPE树脂透明性的问题，通常采用LDPE或茂金属LLDPE树脂共混来改性，但是这样使得掺混树脂的均匀性差。
发明内容
本发明提供一种不仅具有优异的刚性，而且具有高的透明性的聚乙烯树脂。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是这样的，一种聚乙烯树脂，由下述物质按以下重量份数制备而成：
所述线性低密度聚乙烯采用如下方法制备而成：在Unipol气相工艺聚乙烯装置上，以体积分数达99.9％的乙烯气体为原料，以1-丁烯为共聚单体，氢气为链转移剂，采用SLC-S催化剂，助催化剂一氯二乙基铝和三正己基铝，进行气相聚合反应所得，其中乙烯的分压为0.60-0.75MPa，氢气与乙烯的摩尔比为0.100-0.225。
其中，气相聚合过程中一氯二乙基铝与SLC-S催化剂的摩尔比为0.38-0.42；三正己基铝与SLC-S催化剂的摩尔比为0.28-0.32。
气相聚合反应的反应温度为89℃±5℃、反应压力2.2±0.2MPa。
所有本领域人员所熟知的抗氧化剂、卤素吸收剂和流变改性剂均可适用本发明
优选地，所述的抗氧化剂选自酚类和亚磷酸酯类中的一种，进一步优选自四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸]季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、1,3,5,三(3,5-二叔丁基,4-羟基苄基)均三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)三酮、β-(4-羟基苯基-3,5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或两种以上的任意组合。
优选地，所述的卤素吸收剂选自硬脂酸钙、硬脂酸锌、水滑石中的一种。
优选地，所述的流变改性剂选自脂肪酸酰胺类和氟聚合物中的一种。
所述的脂肪酸酰胺类优选自硬脂酸酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺、乙二胺双硬脂酰胺中的一种。
所述的氟聚合物优选自聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯树脂、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的一种。
本发明还提供一种薄膜用聚乙烯树脂的制备方法，在线性低密度聚乙烯中添加成核剂、抗氧剂、卤素吸收剂，流变改性剂进行机械混合均匀后，通过双螺杆挤出机熔融造粒，包装后得到薄膜专用聚乙烯树脂。
有益效果：
1)与现有技术相比，本发明采用Unipol气相工艺制备线性低密度聚乙烯，采用特定配比范围的乙烯、1-丁烯与氢气，从源头上解决了了现有LLDPE树脂刚性不足、掺混树脂的均匀性较差的现状。
2)本发明提供的聚乙烯树脂，在自制的线性低密度聚乙烯的基础上，通过添加成核剂、抗氧剂、卤素吸收剂和流变改性剂改性而成，使其不仅具有更强刚度(拉伸屈服强度下降12％以上，弯曲模量提高20％以上)，而且还同时具有更高的透明度(雾度降低20％，水汽透过率下降20％)；适用于薄膜和注塑制品领域，尤其适用于刚性不足对透明度要求高的电子产品包装、日用品包装、食品保鲜、鲜果保鲜等领域。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，这些实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，这些实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种聚乙烯树脂，由下述物质按重量份数制备而成：
所述的聚乙烯树脂的制备方法为：按上述重量比向线性低密度聚乙烯中添加成核剂HPN-20E、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸]季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、ZnSt和芥酸酰胺进行机械混合均匀后，通过双螺杆挤出机熔融造粒，包装后得到。
上述所述的线性低密度聚乙烯采用如下方法制备而成：在Unipol气相工艺聚乙烯装置上，以体积分数达99.9％的乙烯气体为原料，以1-丁烯为共聚单体，氢气为链转移剂，采用催化剂SLC-S，进行气相聚合所得，聚合过程中各工艺参数见表1所示:和三正己基铝
表1
实施例2
一种聚乙烯树脂，由下述物质按重量份数制备而成：
所述的聚乙烯树脂的制备方法为：按上述重量比向线性低密度聚乙烯中添加成核剂HPN-20E、1,3,5,三(3,5-二叔丁基,4-羟基苄基)均三-2,4,6-(1H,3H,5H)三酮、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、水滑石和硬脂酸酰胺进行机械混合均匀后，通过双螺杆挤出机熔融造粒，包装后得到。
所述的线性低密度聚乙烯采用如下方法制备而成：在Unipol气相工艺聚乙烯装置上，以体积分数达99.9％的乙烯气体为原料，以1-丁烯为共聚单体，氢气为链转移剂，采用催化剂SLC-S，进行气相聚合所得，聚合过程中各工艺参数见表2所示:
表2
所述的聚乙烯树脂的制备方法为：按上述重量比向线性低密度聚乙烯中添加成核剂、抗氧剂、卤素吸收剂，流变改性剂进行机械混合均匀后，通过双螺杆挤出机熔融造粒，包装后得到聚乙烯树脂。
实施例3
一种聚乙烯树脂，由下述物质按重量份数制备而成：
所述的聚乙烯树脂的制备方法为：按上述重量比向线性低密度聚乙烯中添加成核剂HPN-20E、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸十八碳醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、硬脂酸钙和二硬脂酰乙二胺进行机械混合均匀后，通过双螺杆挤出机熔融造粒，包装后得到。
所述的线性低密度聚乙烯采用如下方法制备而成：在Unipol气相工艺聚乙烯装置上，以体积分数达99.9％的乙烯气体为原料，以1-丁烯为共聚单体，氢气为链转移剂，采用催化剂SLC-S，进行气相聚合所得，聚合过程中各工艺参数见表3所示:
表3
实施例4
一种聚乙烯树脂，由下述物质按重量份数制备而成：
所述的聚乙烯树脂的制备方法为：按上述重量比向线性低密度聚乙烯中添加成核剂HPN-20E、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸]季戊四醇酯酯、硬脂酸锌和油酸酰胺进行机械混合均匀后，通过双螺杆挤出机熔融造粒，包装后得到。
所述的线性低密度聚乙烯采用如下方法制备而成：在Unipol气相工艺聚乙烯装置上，以体积分数达99.9％的乙烯气体为原料，以1-丁烯为共聚单体，氢气为链转移剂，采用催化剂SLC-S，进行气相聚合所得，聚合过程中各工艺参数见表4所示:
表4
实施例5
一种聚乙烯树脂，由下述物质按重量份数制备而成：
所述的聚乙烯树脂的制备方法为：按上述重量比向线性低密度聚乙烯中添加成核剂HPN-20E、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸]季戊四醇酯酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、水滑石和油酸酰胺进行机械混合均匀后，通过双螺杆挤出机熔融造粒，包装后得到。
所述的线性低密度聚乙烯采用如下方法制备而成：在Unipol气相工艺聚乙烯装置上，以体积分数达99.9％的乙烯气体为原料，以1-丁烯为共聚单体，氢气为链转移剂，采用催化剂SLC-S，进行气相聚合所得，聚合过程中各工艺参数见表5所示:
表5
实施例6
一种聚乙烯树脂，由下述物质按重量份数制备而成：
所述的聚乙烯树脂的制备方法为：按上述重量比向线性低密度聚乙烯中添加成核剂HPN-20E、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸十八碳醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、硬脂酸锌和二硬脂酰乙二胺进行机械混合均匀后，通过双螺杆挤出机熔融造粒，包装后得到。
所述的线性低密度聚乙烯采用如下方法制备而成：在Unipol气相工艺聚乙烯装置上，以体积分数达99.9％的乙烯气体为原料，以1-丁烯为共聚单体，氢气为链转移剂，采用催化剂SLC-S，进行气相聚合所得，聚合过程中各工艺参数见表6所示:
表6
对比例1：密度918g/cm3，熔体流动速率1g/10min的市售LLDPE树脂。
对比例2：密度920g/cm3，熔体流动速率2.4g/10min的市售LLDPE树脂。
实施例1-6以及各个对比例的性能数据见表7
表7
熔体流动速率(MFI)测定参照标准GB/T 3682-2008进行，在190℃下测定2.16公斤负荷下的MFI；
密度测定参照GB 1033.1-2008进行；
拉伸屈服强度的测定参照GB1040-2-2006进行；
悬臂梁冲击强度的测定参照GB 1843-2008；
弯曲模量的测定参照GB9341-2008；
雾度和水汽透过率的测定参照GB/T 2410-2008。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种聚乙烯树脂，其特征在于，由下述物质按以下重量份数制备而成：
所述线性低密度聚乙烯采用如下方法制备而成：在Unipol气相工艺聚乙烯装置上，以体积分数达99.9％的乙烯气体为原料，以1-丁烯为共聚单体，氢气为链转移剂，采用SLC-S催化剂，助催化剂一氯二乙基铝和三正己基铝，进行气相聚合反应所得，其中，乙烯的分压为0.60-0.75MPa，氢气与乙烯的摩尔比为0.100-0.225。
2.根据权利要求1所述的聚乙烯树脂，其特征在于，气相聚合过程中一氯二乙基铝与SLC-S催化剂的摩尔比为0.38-0.42；三正己基铝与SLC-S催化剂的摩尔比为0.28-0.32。
3.根据权利1所述的一种聚乙烯树脂，其特征在于，气相聚合反应的反应温度为89℃±5℃、反应压力2.2±0.2MPa。
4.根据权利1所述的一种聚乙烯树脂，其特征在于，所述的抗氧剂选自酚类和亚磷酸酯类中的一种。
5.根据权利4所述的一种聚乙烯树脂，其特征在于，所述的抗氧剂选自四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸]季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、1,3,5,三(3,5-二叔丁基,4-羟基苄基)均三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)三酮、β-(4-羟基苯基-3,5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或两种以上的任意组合。
6.根据权利1所述的一种聚乙烯树脂，其特征在于，所述的卤素吸收剂选自硬脂酸钙、硬脂酸锌、水滑石中的一种。
7.根据权利要求1所述的聚乙烯树脂，其特征在于，所述的流变改性剂选自脂肪酸酰胺类和氟聚合物中的一种。
8.根据权利要求5所述的聚乙烯树脂，其特征在于，所述的脂肪酸酰胺类选自硬脂酸酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺、乙二胺双硬脂酰胺中的一种。
9.根据权利要求5所述的聚乙烯树脂，其特征在于，所述的氟聚合物选自聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯树脂、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的一种。
10.权利要求1-9任一权利要求所述的聚乙烯树脂的制备方法，其特征在于在线性低密度聚乙烯中添加成核剂、抗氧剂、卤素吸收剂，流变改性剂进行机械混合均匀后，通过双螺杆挤出机熔融造粒，包装后得到聚乙烯树脂。
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