[发明专利]高密度聚乙烯

说明书

一种多峰聚乙烯聚合物，其具有2.0g/10min以下的MFR₂、6以上的Mw/Mn、950kg/m³以上的密度，并且其中蠕变应变≤0.0055ln(时间)+0.014,其中蠕变应变根据ISO 899‑1:2003测量；并且其中时间以秒测量为处于范围200≤时间(s)≤30000中，优选为50000。

技术领域

本发明涉及一种用于注塑成型或压缩模塑的制品、特别是用于制造盖子和封盖的聚乙烯聚合物。本发明还涉及生产所述聚合物的方法、包含所述聚合物的注塑成型或压缩模塑的制品，并且涉及所述聚合物用于生产注塑成型或压缩模塑的制品如盖子或封盖的用途。本发明的聚乙烯是具有一组特定性能的多峰高密度聚乙烯，其能够形成在良好的抗应力开裂性和低蠕变应变方面具有有利特征的模塑制品，如通过制品方面(低隆起)所证明。

背景技术

注塑成型可以用于制造各种各样的制品，包括具有相对复杂形状和各种尺寸的制品。例如，注塑成型适于制造用作食品和饮料应用(例如用于含有碳酸饮料或非碳酸饮料的瓶子)或者适用于非食品应用如化妆品和药品容器的盖子和封盖的制品。

注塑成型是一种模塑工艺，其中聚合物被熔融，然后通过注射填充到模具中。在初始注射期间，使用高压并且聚合物熔体被压缩。因此，注入模具时，聚合物熔体首先膨胀或“松弛”以填充模具。然而，模具的温度低于聚合物熔体的温度，因此当聚合物熔体冷却时，倾向于发生收缩。为了补偿这种影响，施加背压。此后，聚合物熔体被进一步冷却以使模塑制品能够从模具中移除而不引起变形。

注塑成型制品的一个重要特性是其抗应力开裂性。应该理解，本发明的注塑成型制品不应该表现出脆性破坏，因此应该具有高的抗应力开裂性。然而，抗应力开裂性的增加通常与拉伸强度例如拉伸模量的降低有关。因此，较低的密度导致ESCR高但拉伸强度较低。还可以理解，注塑成型制品优选是刚性的。

与较高的ESCR相关联的拉伸模量降低对HDPE特别显著。本发明人寻求特别为盖子和封盖市场开发的新型HDPE，其具有改善的抗应力开裂性和刚度(即高密度)。然而，为了增加挑战，这些改进不得以聚合物的可加工性或任何形成制品的外观为代价。可加工性必须保持或甚至改善以满足客户的需求。快速生产注塑成型制品，任何可加工性的降低都会增加循环时间并因此降低工艺效率。

本发明人已经发现，如果HDPE在适于注塑成型的熔体流动速率下具有一定的蠕变应变关系，则能够实现高耐应力开裂性和可加工性的有利组合。特别地，本发明描述了具有定制分子量的多峰HDPE聚合物，其导致改善的(即降低的)蠕变应变而不降低FNCT。我们的FNCT在一系列可比的商业聚合物等级上有明显的改进。另外，使用这种聚合物生产的盖子或封盖具有更好的外观，特别是在较小的隆起程度方面。

蠕变是固体材料在机械应力的影响下永久变形的趋势，并且聚合物制造商不希望这种趋势。我们的低蠕变聚合物因此是有利的。

盖子的特定应用是形成加压瓶的封盖。当瓶子的内容物被加压时，例如当与含有碳酸饮料的瓶子一起使用时，盖子受到持续的内部压力。这会导致盖子在长时间存放后变形，在本领域中称为“隆起”。在本质上，盖子向上变形，在盖子顶部形成隆起形状或凸起形状。

隆起的发生必然导致盖壁厚度的变化，这可能导致弱点。隆起表面的厚度减小意味着盖子上的应力更高，并且由于应力开裂而导致破裂的可能性更高。这可能导致压力损失或最终甚至盖子破裂。

过度隆起也可能降低产品的美学吸引力。

本发明依赖于使用具有特别低的蠕变应变的聚合物。低蠕变应变导致较少的隆起和更有利的盖子。这是根据本发明在高密度和FNCT下实现的。

本发明依赖于使用具有宽分子量分布并理想地具有Mz、Mn和Mw值之间仔细选择的关系的多峰聚乙烯。本发明的聚合物优选具有高分子量末端。