[发明专利]吹塑用聚合物组合物

说明书

本发明涉及新型乙烯聚合物组合物以及由其制得的制品，特别是通过吹塑制得的制品。

吹塑是一种可形成中空塑料部件的生产工艺。在该工艺中，使用通过挤出或注塑制备的塑料管状型材形成所述部件。该型材被称作坯料或预制坯，采用空气或另一种压缩气体将其注入。使其相对于模具腔侧面膨胀，形成具有模具的尺寸和形状的中空物体。吹塑常用于生产例如瓶子等塑料器皿和容器。

对用于吹塑应用的聚合物组合物的要求通常集中在组合物的加工性和制得中空制品的足够硬度方面。通过采用具有较高刚性的组合物，可降低中空模塑制品的壁厚，从而节省每单位面积的聚合物质量和由例如较轻的瓶重量带来的节省生产/运输成本。

此外，应理想地同时获得良好的加工性、高硬度和良好的机械性质。然而，具有因较高密度引起的较高拉伸模量的组合物通常赋予吹塑制品较差的机械性质，如抗环境应力开裂性(ESCR)和抗冲击性。

在吹塑工艺中，良好的加工性通常在熔体强度和模口膨胀方面表现。吹塑用聚合物通常需要在生产设备的制约下，表现出良好的熔体强度，无熔体破裂和良好的模口膨胀。具有相对宽分子量分布和/或表现出存在长链分支(LCB)的聚合物，通常具有较高的熔体强度与模口膨胀比。从而，期望的熔体强度与模口膨胀比可通过特定范围的分子量分布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)、熔体存储模量G’和熔体流动比如HLMI/MI₂来表示。然而，这些特征是相互关联的，使得改变一个会影响另一个，和寻找最佳组合以实现期望的物理性质不是一件容易的任务。

此外，满足瓶制造者制定的模口膨胀要求是关键的。如果模口膨胀过高，则瓶重通常会增加。为了应对瓶重增加，改变生产条件如缩窄模口间隙，这又会导致过多飞边和清理的问题。如果模口膨胀过低，则不能形成其它特征，如容器上的侧把手。

以往已经采用铬催化剂制备了适用于吹塑应用的聚乙烯组合物。然而，这些会存在具有相对较差的ESCR的问题。为克服该问题，目前使用以齐格勒-纳塔催化剂制备的多峰分布聚乙烯组合物，即包含低分子量(LMW)组分和高分子量(HMW)组分的组合物，作为替代方案。低分子量部分的存在可改进树脂的挤出性，而高分子量部分的存在保证了良好的机械性质。与采用铬催化剂制备的树脂相比，这些多峰分布组合物通常具有改进的机械性质，如抗应力开裂性和抗冲击强度，但多分布组合物具有相对低的模口膨胀比和低熔体强度。与采用铬催化剂制备的组合物相比，多峰分布组合物的改进机械性质，使之能够提高组合物的密度，从而提升中空模塑制品的刚性或降低壁厚。

US 2009/0036610公开了用于吹塑应用的双峰分布聚乙烯组合物。其实施例具有940-958kg/m³的密度，5-82g/10min的高负荷熔体指数(HLMI)，和67-119的HLMI与熔体指数MI₂之比。然而，其实施例均不具备本发明要求保护的这三种性质的特定组合。

US 6194520公开了吹塑用双峰分布聚乙烯组合物，其具有至少2g/10min的HLMI和至少60的HLMI/MI₂。实施例3具有955kg/m³的密度、27g/lmin的HLMI、100的HLMI/MI₂比和50∶50的双峰分布聚合物中两种组分的比率。然而，其中没有公开G’(G”＝3000)，且该专利主要涉及改进组合物的抗环境应力开裂性(ESCR)和加工性。这特别通过提高双峰分布组合物中HMW组分的分子量分布来实现。

WO 2009/085922公开了吹塑用双峰分布聚乙烯组合物，其具有低于955kg/m³的密度，和至少15g/10min的HLMI。然而，所有实施例均具有高于约150的HLMI/MI₂比。

市场上已有的市售产品具有在22-27g/10min范围内的HLMI，约60-70的HLMI/MI₂比，和高于958kg/m³的密度。如上所述，这些具有相对差的ESCR。部分这些产品的细节将在下文实施例中给出。

因此，本发明的一个目的在于提供适用于中空模塑制品制备的多峰分布聚乙烯组合物，其具有加工性(由挤出性、模口膨胀比和熔体强度表示)、高刚性和优良机械性质(特别是抗环境应力开裂性(ESCR)和抗冲击性)间的良好平衡。