[发明专利]双轴取向的聚丙烯薄膜

说明书

本发明涉及双轴取向的聚丙烯薄膜。双轴取向的聚丙烯薄膜(也 被称为取向的聚丙烯薄膜)被用在广泛的技术应用中，例如包装、胶 带或电容器膜。这些薄膜的希望的性能是高的劲度和好的耐热性。同 时，所述薄膜应该具有有益的加工性能。特别地，感兴趣的是具有低 的拉伸温度，同时仍然获得具有高拉伸比和无膜断裂或流挂(sagging) 的薄膜。然而，任何加工性能的改进不应当以最终薄膜的机械和/或热 性能为代价来实现。

EP 0745637 A1公开了具有高表面模量和低于1wt％的正庚烷可 溶级分的双轴取向的聚丙烯薄膜。使用单中心金属茂催化剂来制备所 述聚合物。

WO 98/10016公开了由包含均聚物级分和共聚物级分的聚丙烯制 备的双轴取向的薄膜。在制备所述聚丙烯的方法中，使用了两种不同 的金属茂催化剂。

考虑到上面列出的问题，本发明的一个目的是提供双轴取向的聚 丙烯薄膜，其具有在机械和热性能与加工性能之间的改进的平衡。特 别地，所述薄膜应当具有高的劲度和高的耐热性，同时仍然可以在低 的拉伸温度下以高的拉伸比获得而无膜断裂和无流挂。

本发明基于以下发现：通过引入特定程度的短链支化和特定量的 非结晶区域，可实现机械和/或热性能与加工性能的改进的平衡。

在本发明的第一个实施方案中，通过提供包含聚丙烯的双轴取向 的聚丙烯薄膜解决了上述目标，所述聚丙烯具有：

a)至少0.5wt％的二甲苯可溶物(XS)，和

b)在1.00s^-1的形变速率dε/dt和180℃的温度下测定的至少0.15 的应变硬化指数(SHI1s^-1)，其中所述应变硬化指数(SHI)被定义为 在1和3之间的Hencky应变范围内，作为Hencky应变以10为底的对 数(lg(ε))的函数的、拉伸应力增长函数以10为底的对数(lg())的斜率。

令人惊讶地，已经发现具有这样的特征的包含聚丙烯的双轴取向 的薄膜与本领域中已知的膜相比具有优异的性能。特别地，本发明的 薄膜可以在高加工稳定性和低加工温度下得到。此外并且令人惊讶地， 本发明的薄膜还具有良好的机械性能，如以拉伸模量表示的高劲度。

本发明的第一个实施方案的第一个要求是所述双轴取向的薄膜包 含聚丙烯，该聚丙烯具有某种程度的二甲苯可溶物，即至少0.50wt％ 的二甲苯可溶物。二甲苯可溶物是聚合物的可溶于冷二甲苯中的部分， 其通过在沸腾的二甲苯中溶解并使不溶的部分从冷却中的溶液结晶出 来而测定(对于该方法，参见下文实验部分)。所述二甲苯可溶物部 分含有低有规立构性的聚合物链并且是非结晶区域的量的指示。

优选地，所述薄膜的聚丙烯组分具有多于0.60wt％的二甲苯可溶 物。另一方面，二甲苯可溶物的量不应该太高，因为它们对于某些应 用如食品包装来说是有害的，并且代表了潜在的污染风险。因此，优 选所述二甲苯可溶物不多于1.50wt％，还更优选不多于1.35wt％，还 更优选不多于1.00wt％。在优选的实施方案中，所述二甲苯可溶物在 0.50～1.50wt％的范围内，还更优选在0.60～1.35wt％的范围内，还 更优选在0.60～1.00wt％的范围内。

优选地，所述双轴取向的聚丙烯薄膜具有低于1.35wt％的二甲 苯可溶物。更优选地，所述薄膜具有0.5wt％～低于1.35wt％，甚至 更优选0.60wt％～低于1.35wt％，最优选0.60wt％～1.00wt％范围 内的二甲苯可溶物。

本发明的薄膜的聚丙烯组分特别通过拉伸熔体流动性能表征。所 述拉伸流动或涉及粘性材料的拉伸的变形，是在典型的聚合物加工操 作中出现的会聚(converging)和挤压(squeezing)流动中的主要形变 类型。拉伸熔体流动测量在聚合物表征中是特别有用的，因为它们对 被测试的聚合物体系的分子结构非常敏感。当拉伸的真实应变率(也 称为Hencky应变率)恒定时，简单拉伸在一定意义上被说成是“强流”， 因为它可以产生比简单剪切中的流动高得多的分子取向度和拉伸。结 果，拉伸流动对结晶度和宏观结构效应如短链支化非常敏感，并且就 聚合物表征而言其本身可以比应用剪切流动的其它类型的本体流变测 量具有更大的描述性。