聚乙烯组合物 本发明涉及聚乙烯树脂组合物和制备这样的组合物的方法、聚乙烯薄膜组合物和制备这样的薄膜组合物的方法。聚乙烯薄膜具有良好的强度、刚性、光泽、滑爽性、耐低温性和可密封性，并可被用于制造包、文件夹、和类似的产品。
长期以来一直希望获得制造具有良好强度和外观的包、文件夹、和类似产品用的材料。尽管这些产品有时是由纸或纸与其他材料的混合物制造的，但这样的产品经常缺乏必要的强度与外观性。于是，在这方面聚乙烯早就被应用。然而，由聚乙烯制造的薄膜通常包括暗泡或熔垂，从而使产品质量很差和加工的困难。此外，这类材料在较低挤出速率时通常具有熔融断裂表面性质或“鲨鱼皮”表面熔融断裂，导致下一步加工困难。
本发明地聚乙烯树脂组合物是由包括以下步骤的方法制备的：
(a)通过掺合下列各组分制备混合物：
(ⅰ)约40～80％的聚乙烯，
(ⅱ)约5～30％的使用金属茂催化剂制造的线型低密度聚乙烯，
(ⅲ)约1～10％的低密度聚乙烯，和
(ⅳ)约10～30％的高密度聚乙烯；和
(b)在温度范围为80～120℃下将该混合物加热0.45～1.5小时。
本发明的聚乙烯树脂组合物可被有利地用于制造包、文件夹、和类似产品用的聚乙烯薄膜。该聚乙烯薄膜组合物是通过包括以下步骤的方法制备的：
(a)通过掺合下列各组分制备混合物：
(ⅰ)约40～80％的聚乙烯，
(ⅱ)约5～30％的使用金属茂催化剂制造的线型低密度聚乙烯，
(ⅲ)约1～10％的低密度聚乙烯，和
(ⅳ)约10～30％的高密度聚乙烯；
(b)在温度范围为80～120℃下将该混合物加热0.45～1.5小时；和
(c)将该混合物供入到薄膜吹塑机并在温度范围为180～210℃将其加工而制得聚乙烯薄膜。
通过使用管状模头与薄膜吹塑机可以有利地制备该聚乙烯薄膜，这样生产的聚乙烯薄膜是管状薄膜。
图1所示的是一种与薄膜吹塑机一起使用的生产片形聚乙烯薄膜的“T-形模头”。
图2所示的是一种与薄膜吹塑机一起使用的生产管状聚乙烯薄膜的“管形模头”。
除非另有说明者外，所有在本文中所说的浓度均是基于混合物总重量的重量％。被结合到树脂组合物中的聚乙烯(PE)组分处于浓度范围为约40-80％，优选为约50～75％。在特别被优选的实施方案中，被结合到树脂混合物中的聚乙烯(PE)组分的浓度为约60％。该PE的熔体流动速率为1～2g/min和密度为1～1.4g/cm3。市场上可购到的和特别被优选用于本发明的PE的例子是PAPERMATCH系列聚乙烯产品(生产厂为A.Schulman Inc.of Guent,England)。
树脂组合物的线型低密度聚乙烯(LLDPE)组分是以浓度范围为约5～30％、优选为10～20％的量被掺入到树脂混合物中的。在特别被优选的实施方案中，被结合到树脂混合物中的LLDPE组分的浓度为约12～15％、例如为12％。该LLDPE可以是乙烯与一种含4个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物。该LLDPE一般被称为“线型”聚合物，因为它基本上不存在从聚合物“主链”悬垂的聚合单体单元的支链。链烯烃共聚单体的量通常足以使LLDPE的密度基本上与低密度聚乙烯(LDPE)的密度处于相同的密度范围内，由于聚合物分子上的烷基侧链而仍使聚合物属于“线型的”类中。该LLDPE组分一般是使用金属茂催化剂制备的。可被用来生产这样的LLDPE组合物的适用的金属茂催化剂和生产条件和装置被介绍于例如美国专利№5324800(Ewen andWelborn),5272236(Lai et al.),5281679(Jejelowo et al.)，和5420220(Cheruvu et al.)，在此将它们作为参考文献编入。市场上可购得的并且特别被优选用于本发明的LLDPE的例子是可从Mitsui Sekka of Japan获得的EVOLUE金属茂LLDPE产品。此LLDPE是使用金属茂催化剂(它可以包括铝氧烷例如甲基铝氧烷)、在气-相制造法过程中制备的乙烯与α-烯烃的共聚物。此LLDPE具有通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定为约1.5～3.5的窄分子量分布(Mw/Mn)，密度为约0.90～0.94、优选为约0.92g/cm3，和熔体流动速率(MFR)为约2g/10min(在密度为约0.92g/cm3时测定)。
树脂组合物的低密度聚乙烯(LDPE)组分是以约1～10％、优选为约1～5％的浓度被结合到树脂组合物中的。在特别优选的实施方案中，LDPE组分是以约3％的浓度被结合到树脂混合物中的。LDPE组分可以随意地包括50～70％的二氧化钛，优选为约60％重量的二氧化钛(以LDPE组分的总重量为基准计)。此LDPE组分具有密度为约1710kg/cm3(23℃)、和MFI为8g/10min(在2.16kg/190℃时测定)。市场上可购得的并且特别被优选用于本发明的LDPE的例子是可从Cabot Corporation获得的PLASWITE PE 7024产品。
树脂组合物的高密度聚乙烯(HDPE)组分是以约10～30％、优选为约20～25％的浓度被结合到树脂组合物中的。在特别优选的实施方案中，HDPE组分是以约22～25％的浓度，例如25％而被结合到树脂混合物中的。此HDPE组分具有的密度范围为0.94～0.97g/cm3，和其特征在于，如果它被单独使用的话，它产生的吹塑薄膜具有密度为0.95-0.96g/cm3和MFR为0.03～0.05(在190℃时测定)。市场上可购得的并且特别被优选用于本发明的HDPE的例子是Mitsui Hi-Polymer(Asia)Ltd.的HI-ZEX 7000F产品。
该树脂组合物另外还可包含本技术领域的熟练人员所已知的其他的添加剂，诸如颜料、染料、稳定剂、抗静电剂、防滑剂、防粘连剂、消雾剂、润滑剂、成核剂、增塑剂、防老化剂、盐酸吸收剂、抗氧剂、等等。
该树脂组合物可以使用例如注塑、吹塑、挤塑、滚塑、和薄膜吹塑等的常规的聚合物加工工艺进行再加工。可在本发明中使用的吹塑薄膜制造的工艺条件包括，例如，在本文中作参考文献编入的美国专利№5370940(Hazlitt et al.)和5420220(Cheruvu et al.)中所述的那些条件。在特别被优选的实施方案中，该树脂组合物可以使用常规薄膜吹塑机进行加工而生产出吹塑聚乙烯薄膜。在一实施方案中，“T形模头”(图1)可与常规的薄膜吹塑机一起使用生产出本发明的单片聚乙烯薄膜。在另一实施方案中，“管形模头”(图2)可与常规的薄膜吹塑机一起使用生产出本发明的管状聚乙烯薄膜。如在树脂的情况那样，薄膜还可以包含本技术领域的熟练人员所已知的其他的添加剂，诸如颜料、染料、稳定剂、抗静电剂、防滑剂、防粘连剂、消雾剂、润滑剂、成核剂、增塑剂、防老化剂、抗氧剂、等等。
通过下面的实施例对本发明作进一步的说明：
实施例1
按以下所述制备聚乙烯树脂组合物。使用汉歇尔混合机或类似设备干式掺混下列组分：
组 分 浓 度聚乙烯(A.Schulman Inc.Ltd.PAPERMATCH 60％T.4228)LLDPE(Mitsui Sekka EVOLUE) 12％LDPE(Cabot Corp.PLASWITE PE 7024) 3％HDPE(Mitsui HI-ZEX 7000F) 25％
将此混合物在温度约120℃干燥约一小时以制备聚乙烯树脂。
实施例2
将实施例1的聚乙烯树脂供入到装有管型模头的常规三室薄膜吹塑机。将该机的三个室分别加热到温度约为180℃、180～190℃、和180～190℃，并将管型模头加热到温度为200～210℃。在改进的薄膜吹塑生产线上使用下列生产条件制造薄膜：
55mm挤出机
6英寸模头
1mm模口间隙
400RPM的挤出机速度
1∶6的吹胀比
10～12英寸霜白处理线高度
由此制得的薄膜的薄膜性能如下：
拉伸屈服(kg/cm2)230
拉伸断裂(kg/cm2)300
伸长率(％)＞500
挠曲模量(kg/cm2) 10600
落镖(Dart)A(gm) 155
制成的聚乙烯薄膜是管形的并被用于制造具有良好的强度、高耐水性和良好外观的无缝壁购物袋。