[发明专利]具有增加的耐环境应力开裂性的具有聚乙二醇的聚乙烯

说明书

一种具有增加的耐环境应力开裂性(ESCR)的聚乙烯组合物包含高密度聚乙烯(HDPE)和聚乙二醇(PEG)的聚合物共混物。所述PEG在所述聚合物共混物中的存在量是所述聚合物共混物总重量的0.5wt％‑15wt％。所述PEG的平均分子量可为2000‑40000。在一种形成具有增加的ESCR的聚乙烯组合物的方法中，通过将HDPE与PEG在聚合物共混物中组合来改性该HDPE，所述PEG的存在量是所述聚合物共混物总重量的0.5wt％‑15wt％。所述聚合物共混物可以成形为制品例如瓶帽。

技术领域

本发明涉及具有改进的耐环境应力开裂性的高密度聚乙烯组合物。

背景技术

合成聚合材料、特别是热塑性树脂在从医疗器械到食品容器的各种最终用途制品的制造中被广泛使用。常规丙烯聚合材料长期以来在如热成型、吹塑、涂布等的方法中使用，需要可通过增加分子量和扩展分子量分布实现的高熔体强度。分子量和分子量分布可在聚合过程自身中通过选择具体过程条件和催化剂来改变。

聚丙烯(PP)已广泛用来生产帽和罩子。但为了实现所需帽强度，通常需要内衬(例如由乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚氯乙烯(PVC)、丁基橡胶或类似物制成)以实现必需的密封性质和感官性质。这类两层帽是昂贵的。另一方面，高密度聚乙烯(HDPE)通常具有必需的刚度、流动性质和更好的感官性质以用于制作诸如螺旋帽的一件式罩子。但HDPE主要缺乏耐受随时间开裂的能力(如通过耐环境应力开裂性(ESCR)测试测量的)。因此，需要改进HDPE组合物的ESCR性质。

已经尝试来改进这样的性质。它们包括在聚合过程中引入所使用的C₄、C₆和/或C₈共聚单体，其可以在气相中或者在溶液中进行。还已经使用了对分子量分布(双峰或者多峰)进行细调，以及将聚乙烯与其他聚合物进行共混。还已经使用了聚乙烯的硅烷接枝交联。

考虑到塑料部件(例如帽和罩子、瓶和容器)规格降低和将塑料容器用于存储侵蚀性化学品(漂白剂瓶)的增长趋势，增强塑料的ESCR性能变得更为重要。例如，如由许多品牌所有者目前要求将瓶帽重量由3g减至1.8-2.0g而仍保持其ESCR性能是一个新兴的挑战。

尽管存在各种方法来提高聚乙烯的ESCR性质，但这些方法中的许多者因为它们成本高昂或仅仅可适用于制造起始聚乙烯材料的方法而不是现有聚乙烯材料而受损。因此，持续需要具有增加的ESCR的基于聚乙烯的组合物，特别是适合于帽和罩子应用的组合物。

发明内容

具有增加的耐环境应力开裂性的聚乙烯组合物包含高密度聚乙烯(HDPE)和聚乙二醇(PEG)的聚合物共混物，所述聚乙二醇(PEG)的存在量是聚合物共混物总重量的0.5wt％-15wt％。

在具体实施方案中，HDPE是单峰HDPE、双峰HDPE和多峰HDPE中的至少一种。在某些情况中，PEG的平均分子量可为2000-40000。在其他情况中，PEG的平均分子量可为5000-20000。在本发明上下文中，PEG的平均分子量被理解为以g/mol表达。PEG的存在量可为聚合物共混物总重量的1wt％-20wt％。

聚合物共混物提供了ESCR为至少40小时的模制制品，其是通过ASTM D 1693-15B测定的。在具体实施方案中，聚合物共混物提供了ESCR是40小时-1000小时的模制制品，其是通过ASTM D 1693-15B测定的。

在某些实施方案中，HDPE可以包括具有选自C₃-C₁₀烯烃单体的共聚单体的共聚物，所述共聚单体在HDPE共聚物中的存在量是2wt％或者更小。在一些实施方案中，HDPE具有1wt％或者更少的任何共聚单体C₃-C₁₀烯烃单体。在其他实施方案中，HDPE是纯HDPE。

PEG的平均分子量可为2000-20000，并且存在量可为聚合物共混物总重量的1wt％-7wt％。