[发明专利]具有改进的膜泡稳定性的聚乙烯薄膜

说明书

技术领域

本发明涉及具有良好阻隔性和改进的加工特性的高密度聚乙烯吹塑薄膜。该方法结合使用过氧化物，导致改进诸如熔体强度、膜泡稳定性和厚度均匀性的加工特性而不会损失阻隔性或者光学性能。

背景技术

本发明涉及单层或多层吹塑薄膜挤出。在吹塑薄膜挤出中，首先通过在挤出机机筒内对树脂进行剪切、加热和施加压力使树脂熔融，迫使熔融树脂通过模头。来自挤出机的熔体通常通过端口分布在模头的底部和侧面。来自各端口的熔体通过绕模头内的心轴表面的螺旋槽均匀分布在模头周围，并通过模头的开孔挤出为管形。

形成膜泡后，膜泡塌陷，通过夹辊、空转辊和各缠绕机和上光辊拉制膜层，用于包装或随后转化为最终产品。

虽然吹塑薄膜挤出方法可能是复杂的，但是大多数问题都发生在形成膜泡期间。这是因为在膜泡形成期间对树脂配方的要求最高。树脂配方和物理特性以及设备特性和加工条件能产生具有特定物理性质和尺寸的薄膜，并且随这些条件而变化。对特定的树脂，挤出产量、模口间隙和模头直径与牵伸比、吹胀比(BUR)和霜白线高度结合产生具有以下特性的薄膜：特定光学性能如光泽和雾度，以及物理性质如强度、由拉伸性质、落镖和撕裂定义的韧性、以及薄膜的阻隔性，即薄膜透水、透湿、渗透气味等的能力。可能很难对膜泡的总体稳定性进行定量。理论上，在吹塑和冷却时仍能保持产生恒定厚度的薄膜。但是，膜泡可能是如此不稳定，以致会发生过大的薄膜厚度变化，或者在极端情况薄膜破裂。因此，成功的方法很大程度上取决于树脂的特性。

聚乙烯一般按照密度范围分类，例如高密度聚乙烯(HDPE，密度大于或等于0.941克/厘米³)，中密度聚乙烯(MDPE，密度为0.941-0.927克/厘米³)和线型低密度聚乙烯(LLDPE，密度为0.910-0.926克/厘米³)。参见例如ASTM D4976-98。HDPE通常用于制备吹塑薄膜，用于诸如食品包装、垃圾袋、购物袋和杂货袋之类的应用。

密度、分子量分布(MWD)和熔体指数(MI2)是用于吹塑薄膜制造的HDPE的三个重要性质。大多数HDPE薄膜由宽MWD的HDPE制备，因为这种类型的HDPE的加工容易得多，即挤出更容易和膜泡稳定性更好。但是，这类薄膜的阻隔性通常较差。类似地，低MI2的HDPE一般具有更好的膜泡稳定性，但是在某些情况显示熔体破坏和较差的阻隔性。

因此，需要改进窄分子量分布、高熔体指数的HDPE的膜泡稳定性且在保持最佳加工性能的同时没有损失制成的HDPE薄膜的阻隔性。本发明通过在HDPE树脂或配方中加入过氧化物而满足了这一需要。

发明概述

在一个实施方式中，本发明是一种双轴向取向的吹塑薄膜，该薄膜包含聚乙烯，其密度大于0.950克/厘米³，分子量分布MWD约在2.0-6.5范围；

流变宽度参数(rheological breadth parameter)a，已通过在聚乙烯中加入过氧化物而减小至少约5％，但不大于45％；所述薄膜的厚度不大于约5密耳；氧气透过速率不大于140厘米³/米²/天。

另一个实施方式是一种吹塑薄膜，该薄膜包含：聚乙烯，其密度大于约0.955克/厘米³；分子量分布MWD在约5.0-6.5；流变宽度参数a，已通过向聚乙烯加入过氧化物而减小至少约10％，但不大于45％；所述薄膜的厚度不大于约5密耳；氧气透过速率不大于约140厘米³/米²/天。

又一个实施方式是一种制备薄膜的方法，该方法包括：至少混合聚乙烯和约5-75ppm的过氧化物，所述聚乙烯的密度大于约0.950克/厘米³，分子量分布小于约7.0；在吹塑薄膜生产线上由该混合物生产薄膜；制成薄膜，该薄膜厚度为5-0.5密耳，氧气透过速率不大于约140厘米³/米²/天。

在此所述的任何实施方式的薄膜的雾度值不大于约35％，和/或光泽值大于约40％。