[发明专利]聚合物薄膜及其生产方法

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及聚合物薄膜。具体地说，本发明涉及中密度聚乙烯组合物以及由此种聚乙烯组合物吹塑而成并具有改进的冲击性及优异机械性能和优良加工性的聚合物薄膜。本发明还涉及制造该聚合物组合物的方法。

相关技术描述

出于环境及降低成本的考虑，目前对较薄薄膜(减薄)的需求正日益增长。不管如何减薄，薄膜强度及性能应能满足包装生产线的要求，因此需要高机械性能的硬质薄膜来满足未来的要求。

吹塑薄膜领域使用的聚烯烃材料可分为以下5类材料：

1)宽分子量分布(MWD)的低密度聚乙烯(LDPE)，由单个反应器的自由基聚合制备；

2)窄MWD的线型低密度聚乙烯(LLDPE)，在齐格勒催化剂存在下由单个反应器聚合制备

3)宽MWD的高密度/中密度聚乙烯(HD/MDPE)，在Cr催化剂存在下由单个反应器聚合制备

4)双峰(宽)MWD的高密度聚乙烯(HDPE)，在齐格勒催化剂存在下由2个串联(顺次)反应器聚合制备

5)双峰(宽)MWD的线型低密度聚乙烯(LLDPE)，在齐格勒催化剂存在下由2个串联反应器聚合制备。

PE薄膜市场在上面各类材料的基础上正在不断开发满足包装要求的改良解决方案。

薄膜领域使用的单峰LLD材料(上述2类)，通常密度低于926kg/cm³，表现出优良机械性能(如，撕裂强度或落镖强度)。然而，在有些用途中，其劲度嫌不够高。这些领域使用较高密度的材料。当不得不提高密度以增加劲度时，往往以牺牲机械性能为代价。

双峰LLD薄膜材料(上述5类)，与单峰LLD相比，除了具有优异的可加工性外在机械性能与劲度之间具有极好的平衡。这类材料例如已在芬兰专利申请No.945926中描述。其他双峰LLDPE-型材料公开在欧洲专利申请No.0,492,656、0,691,367、0,773,257及0,773,258中。

然而，还有一些要求更高劲度的领域。现有一类双峰高密度薄膜材料(上述4类)可供使用，它具有高劲度。这类材料例如已在欧洲专利申请No.0,691,353中涉及。遗憾的是，此时会出现机械性能的降低。

双峰(或多峰)聚乙烯存在的一个问题是该材料固有的非均相性，这是由于它由具有许多不同分子量(或熔体流动速率)和共聚单体含量(或密度或支化度)的成分组成。分子量差异所带来的问题已在，例如Bhm，Enderle及Fleissner的文章(“性能改善的双峰品级聚乙烯的工业合成”)中讨论到，文中提到(pg.355)，当分子量之比大于10的不同聚合物进行机械掺混时预计将出现问题。不同支化度(或不同密度)所带来的问题由Morgan，Hill，Barham和Frye在最近发表的文章(“线性聚乙烯与2种乙烯-丁烯共聚物的三元共混物中的液-液分层”，《聚合物》，卷38，第8期，pp.1903～1909,1997)中做了研究。作者展示，当线性聚乙烯与较低支化度乙烯-丁烯共聚物掺混时会发生相分离(例如，图1和图4)。Alamo,Kim,Mandelkern,Galante,Wignall,Londono及Stehling在他们的文章(“均聚物与共聚物的混合物的共结晶：聚烯烃”《聚合材料科学与工程》，卷78，pp.213～214,1998,pg213)中也指出，当线性聚乙烯与支化含量大于8mol％的支化聚乙烯掺混时，熔体中将发生相分离。

用于吹塑薄膜的MDPE的消耗正日益增加，该市场通常由单峰Cr催化产品供应。这类材料已广泛用于共挤出薄膜以改善劲度，然而对其他物理性能，如包装要求的冲击性能则贡献较小。在薄膜吹塑生产线上的可加工性以及最终薄膜的物理性能则在程度上依赖于聚合物结构，尤其是MWD和SCBD。

由此可见，现有吹膜材料在劲度与其他机械性能之间的均衡方面只能提供有限的选择。

发明概述

本发明的一个目的是克服现有技术的种种问题并提供新型的聚合物吹塑薄膜。

本发明另一个目的是提供一种适于生产薄膜的，尤其是适于吹塑薄膜的聚乙烯材料的制造方法。

上述以及其他目的，乃至相对于已知方法及产物的优点，从下面的说明书中可清楚地看出，并且已在本发明中如下文所述及权利要求规定的那样完成。