[发明专利]高熔体强度茂金属聚乙烯树脂组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高熔体强度茂金属聚乙烯树脂组合物及其制备方法。具体涉及一种通过共混改性茂金属聚乙烯，来提高其熔体强度的茂金属聚乙烯树脂组合物及其制备方法。

背景技术

茂金属聚乙烯是一种新颖热塑性塑料，是上世纪90年代聚烯烃工业最重要的技术进展，是继LLDPE生产技术后的一项重要革新。由于它是使用单活性中心茂金属(MAO)为聚合催化剂生产出来的聚乙烯，因此，与传统的Ziegler-Natta催化剂聚合而成的LLDPE相比，由茂金属聚乙烯制得的薄膜具有如下优点：韧性高，耐穿刺强度高，耐撕裂，使用寿命长；热密封起始温度低，密封强度高；具有高光泽和低雾度。这些特性使茂金属聚乙烯树脂在薄膜领域应用前景广阔。而茂金属聚乙烯由于分子量分布窄以及分子链支化均匀而具有低的熔体强度，这就造成其吹膜膜泡难于控制，加工工艺操作窗口窄，加工困难。2007年大庆石化公司成功生产出茂金属聚乙烯树脂，拉开了茂金属聚乙烯国产化的序幕。在可以预见的将来，茂金属聚乙烯的应用必然日趋广泛，而采取措施提高其熔体强度从而使之易于加工也迫在眉睫。

文献“茂金属聚乙烯与通用聚乙烯共混物熔体的流变行为研究”(塑料工业，2009年第7期)报道了通过在茂金属聚乙烯树脂中添加低密度聚乙烯，由于低密度聚乙烯的熔体强度远高于茂金属聚乙烯，从而使掺混物的熔体强度得以提高。

国外公司通过改变催化剂或者聚合工艺的方法，改变茂金属聚乙烯的支链结构，从而得到高熔体强度的茂金属聚乙烯，如陶氏化学的可得到长支链的Insite技术，埃克森的埃能宝产品。

专利“一种改善茂金属聚乙烯加工性能的方法”(CN200610021813.4)公开了通过辐照的方法，专利“茂金属聚乙烯棚膜树脂组合物”(申请号201010114242.5)公开了通过过氧化物改性的方法。这两种方法都是通过在茂金属聚乙烯树脂中产生长支链从而提高其熔体强度。

以上通过催化剂和聚合工艺调整提高茂金属聚乙烯树脂熔体强度的方法依赖于大型生产装置，一般用户难以应用。而化学改性方法存在反应均匀性不易控制，反应效率有限的问题。在茂金属聚乙烯树脂中添加低密度聚乙烯进行物理改性则会降低茂金属聚乙烯树脂的物理机械性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种高熔体强度茂金属聚乙烯树脂组合物及其制备方法，其特点是通过在茂金属聚乙烯树脂中添加少量超高分子量聚乙烯和聚烯烃弹性体POE来提高茂金属聚乙烯的熔体强度。

本发明的一个方面是提供一种茂金属聚乙烯树脂组合物，该组合物含有占组合物总重量75％～95％，优选范围为80％～90％的茂金属聚乙烯树脂，该茂金属聚乙烯树脂为使用茂金属催化剂得到的均相支化、窄分布的乙烯/α-烯烃共聚物，其特征是用密度梯度法测得的密度在0.915～0.940g/cm³范围，用凝胶色谱法测得的Mw/Mn在1.5～4.0范围。该组合物还含有占组合物总重量4％～20％，优选范围为6％～12％的超高分子量聚乙烯UHMWPE，该超高分子量聚乙烯是粘均分子量150万以上的聚乙烯，密度范围0.936～0.964g/cm³，熔点范围130～156℃。该组合物同时含有占组合物总重量1％～5％，优选范围为2％～4％的聚烯烃弹性体POE，该聚烯烃弹性体POE为饱和的乙烯-辛烯共混物，是经由乙烯、辛烯的原位聚合技术生产得到的具有非常窄的分子量分布，密度范围0.852～0.880g/cm³，熔点范围50～70℃。

本发明的另一方面是一种高熔体强度茂金属聚乙烯树脂组合物的制备方法，该方法包括：先将超高分子量聚乙烯UHMWPE在200～250℃下熔融，然后降温至150～170℃，再加入聚烯烃弹性体POE，密炼后得到掺混料UHMWPE/POE，最后将掺混料UHMWPE/POE与茂金属聚乙烯掺混得到高熔体强度的茂金属聚乙烯树脂组合物。

本发明还提供了所述高熔体强度茂金属聚乙烯树脂组合物的最佳制备方法，具体步骤为：

(1)将超高分子量聚乙烯UHMWPE加入抗氧剂后在密炼机中熔融10～15分钟，温度为200～250℃，然后降温至150～170℃；

(2)在密炼机中按重量配比加入聚烯烃弹性体POE，然后在30～60转/分转速下密炼5～10分钟，温度为150～170℃，然后切粒得掺混料UHMWPE/POE；

(3)按重量配比称取密炼切粒后的掺混料UHMWPE/POE与茂金属聚乙烯，并在室温混合均匀；