[发明专利]聚烯烃组合物及其制品和制备方法

说明书

技术领域

先有申请参考

本申请要求2005年8月24日提交的临时申请NO.60/711283的权益，其全部内容以参考文献的形式并入全文。

背景技术

发明背景

本发明涉及用于制造高密度乙烯聚合物产品的乙烯聚合物组合物，如吹塑(blow molded)单层或多层瓶或容器、制造或模成型的装置和附件、和其它的高密度聚乙烯(HDPE)产品。该组合物在保持高瓶顶部负荷容量下提供增强的加工性能，如减少的瓶重量(由于其涉及减少挤出物或离模膨胀)，和增强的物理性能，如改善的抗环境致裂性(environmental stress crack resistance)。

吹塑产品，如家庭和工业容器(例如装牛奶、汁和水的塑料食物瓶；装清洁剂和发动机油的化学品瓶；和重型贮存桶)具有较高的性能及外表标准。吹塑产品通常使用现有的商业设备和现有的吹塑工艺技术，不用或用最小限度的设备改进进行生产。另外，制造者追求最少的生产产品的循环时间，因而增加的循环时间是不受欢迎的。顾客要求吹塑树脂包括产品的一致性、好的加工性能、足够的树脂膨胀、以及最适宜的顶部负荷(top load)(硬度、模量)平衡性和抗环境致裂性(ESCR)。吹塑树脂能够与一种或多种“滴入(drop-in)”树脂进行掺合，用于改善一种或多种上述性能。

用于吹塑产品的聚合物因而必须符合为吹塑产品的制造而建立的限制。吹塑可以接受的聚合物通常必须具有好的熔体强度(meltstrength)、无熔体破裂(no melt fracture)、和在制造者的设备限制之内的离模膨胀。具有相对较宽的分子量分布(MWD或Mw/Mn，其中Mw是聚合物的重均分子量，Mn是聚合物的数均分子量)的聚合物，通常具有较高的熔体强度。对于基于乙烯的聚合物来说，树脂的分子量分布依赖于在聚合过程中使用的催化剂和工艺技术。

符合瓶制造者建立的离模膨胀限制十分关键。如果膨胀太大，通常会增加瓶的重量。计算增加的瓶重量，改变制造条件，如将模具间隙(die gap)变窄，其接着会导致过多的溢料(flash)或毛边(trimming)问题。如果离模膨胀太小，不能形成其它的特性，如容器的边把手。用于制造吹塑制品的铬(或“铬合金”)催化的聚合物常常展现出或具有较高的膨胀性能。

此处所用的术语“离模膨胀”指在利用通常的塑炼挤出机在压力下将熔融的前体树脂传递至模具后，自由形式型坯(free form parison)(或熔融的塑料的环形管)在离开任何模具构型(汇聚(convergent)、发散(divergent)、变直(straight)等)的膨胀。自由形式型坯的膨胀出现在两个方向，(a)径向增加型坯的厚度，和(b)周向增加型坯的直径。每类吹塑树脂的径向膨胀都与周向膨胀相关联。径向膨胀通常在控制的条件下通过比较瓶重量来进行测量。需要更多的时间来确定的周向膨胀经常通过比较瓶上的毛边的宽度来过行测量。因为每类吹塑树脂的径向膨胀都与周向膨胀相关联，瓶重量(其是更简单和更可复制的试验)通常在树脂制造中用于测量和控制离模膨胀。树脂膨胀通常依赖于熔融形式的树脂的稳定性，和树脂的分子量分布。由树脂的分子结构引起的较高的固有膨胀使得型坯变重，因而增加了瓶的重量。因为工业上当前的趋势是向轻重量瓶发展，所以有必要精确控制吹塑瓶的型坯直径和厚度。

抗环境致裂性(ESCR)是测量容器对所盛货物的内部压力及化学相互作用的抗性。差的高密度乙烯聚合物吹塑制品的抗环境致裂性，如吹塑的家庭和工业货物容器，已经阻止了这些容器在这些货物方面的应用。由于不足的抗环境致裂性，由高密度乙烯聚合物制成的吹塑容器可能在贮存前或在贮存中破裂。会影响ESCR的结构特性包括分子量分布、共聚单体分布、百分数结晶度，其影响连接链(tie chains)的数量，后者加强了结晶薄片(crystal lamellae)。

在于小部分吹塑应用中，以前要增加树脂ESCR通过下列方法，增加树脂共聚单体含量和/或增加树脂的高分子量的含量。但是，虽然用这种方法可以看到改善的ESCR，共聚单体含量的增加导致树脂模量(顶部负荷)的降低，且高分子量含量的增加导致树脂膨胀的增加。需要具有较低的离模膨胀和能用于形成具有较高的ESCR和较好的顶部负荷性能的吹塑制品的基于聚乙烯的组合物。