易加工茂金屬聚乙烯組合物及其制備方法技術

本發明專利技術涉及一種易加工茂金屬聚乙烯組合物及其制備方法，屬于高分子材料領域，由下述原料組成，各組分的重量份數為：mLLDPE樹脂100份；聚乙二醇0.15～1.0份；硬脂酸鈣0.08～1.0份；硬脂酸鋅0.02～0.8份；抗氧劑10760.02～0.08份；抗氧劑1680.06～0.24份。本發明專利技術制備方法簡單，成本低廉，材料環保；加工性能改善，明顯降低了mLLDPE的熔體粘度，有助于樹脂在低溫下成型加工，降低加工過程中的能耗和剪切生熱。制備的薄膜強度不降低的情況下，光學性能明顯提高。提高茂金屬聚乙烯的加工效率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種易加工茂金屬聚乙烯組合物及其制備方法，屬于高分子材料領域。
技術介紹
茂金屬線性聚乙烯薄膜由于優異的力學性能、熱性能和光學性能而有著廣闊的應用前景。但是，由于相對分子質量分布窄、組成分布均一的結構特點使其加工比普通聚乙烯要困難，其熔融粘度高，剪切敏感度低，熔融強度低，機器運行負荷高，易產生熔體破裂。目前有各種改進茂金屬聚合物的加工性能的方法如引入長支鏈、雙峰MWD(分子量分布MolecularWeightDistribution的簡稱)、寬MWD、三元共聚物及改進加工設備等，這些方法生產成本高，實施起來困難。加工助劑PPA(含氟聚合物：是由低表面能氟碳組合物組成)是為了改善聚合物加工性能常用的一種添加劑。此助劑是一種外潤滑劑，為確保分散好，多數情況下需要以母料的形式加入，且母料的粘度要與加工樹脂粘度匹配。當添加PPA的樹脂配方在擠出機塑化擠出過程中，在勢位差作用下，含氟聚合物向熔體外層移動并有在金屬表面上附著的趨勢，在擠出機內部的腔體、模具表面與聚合物熔體間形成一層潤滑層(該潤滑層形成需要一段時間，視機器大小決定)。在連續擠出過程中，這一涂覆層是處于動態平衡的，當動態平衡穩定后，擠出過程和產品質量才會達到穩定。也就是說要看到一個很好的動態平衡效果至少需要15分鐘以上，影響生產效率、增加生產成本。中國專利CN1465478A《改善茂金屬催化聚乙烯加工性能的方法與設備》，公開了一種用于改善茂金屬聚乙烯加工性能的方法與設備，其特點是茂金屬催化聚乙烯物料由超聲波基礎設備加工擠出，物料在設備內加熱塑化熔融，物料熔體經過超聲波輻照后從機頭口模毛細管流出。通過超聲輻照，加劇了茂金屬催化聚乙烯熔體分子鏈段的運動，導致擠出口模壓力和熔體表觀粘度降低來改善了其加工性能。該專利技術是通過一種超聲波設備改善茂金屬聚乙烯的加工性能，與本專利技術專利采用的方式明顯不同。中國專利CN1927897A《一種改善茂金屬聚乙烯加工性能的方法》，公開了一種改善茂金屬聚乙烯加工性能的方法，其特點是將茂金屬聚乙烯100重量份與抗氧劑0.1～3重量份均勻混合后加入磨盤形力化學反應器中，在溫度15～35度進行力化學反應處理。物料在強大的剪切應力場誘導作用下，優化了分子鏈結構和聚集態結構，獲得能在一般通用擠出、注射等加工設備上順利成型加工的茂金屬聚乙烯。該專利技術是通過一種力化學反應器完成的，與本專利技術采用的技術方法及組份不同。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種易加工茂金屬聚乙烯組合物及其制備方法，制備方法工藝簡單，成本低廉，材料環保；具有良好加工性能，進一步提高茂金屬薄膜制品的光學性能，提高茂金屬聚乙烯的加工效率。本專利技術所述的一種易加工茂金屬聚乙烯組合物，由下述原料組成，各組分的重量份數為：mLLDPE樹脂熔體質量流動速率MFR為0.5～2.5g/10min。mLLDPE樹脂是在金屬茂催化劑的存在下，由乙烯與1-已烯或1-丁烯共聚獲得的聚合物，分子量分布寬度指數2-4，密度為0.916-0.920g/cm3。抗氧劑1076的重量份數0.03-0.05份。抗氧劑168的重量份數為0.09-0.15份。硬脂酸鈣中鈣元素相對質量含量>8.5％，重量用量為0.1-0.6份；硬脂酸鋅中鋅元素相對質量含量>19.2％，重量用量為0.03-0.5份。聚乙二醇用量為0.2-0.8，分子量在3500-7000之間，分子量優選4000-6000之間。本專利技術所述硬脂酸鈣和硬脂酸鋅為內潤滑劑，兩者配合使用，在造粒和加工過程中起到潤滑作用，同時可以作為氯離子吸收劑，消除殘留催化劑對樹脂顏色和穩定性的不良影響。潤滑劑加入較少，樹脂加工性能改善不明顯，加入較多會影響制備薄膜表面、光學性能等，同時兩者相對比例不合適難以發揮良好的協同效果。內潤滑劑可減少樹脂分子鏈間的內聚力，降低熔融黏度，減弱高分子間的內摩擦，改善樹脂的流動性。所述外潤滑劑為聚乙二醇，它是一種非離子表面活性劑，分子是一根鋸齒型的長鏈，鏈結構排列規整，鏈段的柔順性好，可減弱mLLDPE樹脂分子間相互作用，引發mLLDPE熔體在聚乙二醇微粒面上的界面滑移。在擠出成型時，既產生一定的壁面滑移，同時誘發較強的內部滑移。外潤滑劑的加入都有一定的飽和度，加太多會起反作用，另外還有成本考慮。外潤滑劑與樹脂間的相容性較內潤滑劑小，它附著于熔融樹脂表面、加工機械表面，形成潤滑分子層，從而降低樹脂與加工設備之間的摩擦，分子碳鏈長的潤滑劑，能使兩個摩擦面間距離更遠些，具有更大的潤滑效果。內外潤滑劑的協同作用，兩者的比例為1：1-5時，使潤滑性能更好，在擠出過程中，初期潤滑效果、中期潤滑效果和后期潤滑效果相互更為平衡。三種關系遵循以下公式：0.75x+y<z<4x+9.8y(1)1.5<x/y<5.3(2)其中x代表硬脂酸鈣含量；y代表硬脂酸鋅含量；z代表聚乙二醇含量。樹脂在加工成制品時，需要經過高溫熔融的過程，聚乙烯在高溫熔融受到熱、氧等的作用，會發生降解或者交聯，比如薄膜會發生凝膠，肉眼看到的凝膠稱“魚眼”。另外制品在使用過程中受到外界熱、氧的作用也會發生結構變化，影響使用，為避免樹脂加工和制品使用過程中熱、氧等不利因素帶來的影響，需要在聚合物體系中加入抗氧劑，保持樹脂對熱、氧的穩定性。所述抗氧劑為長效熱穩定的受阻酚類抗氧劑1076和亞磷酸酯類抗氧劑168，抗氧劑1076捕獲自由基效能優良，不易揮發遷移，用量為0.02-0.8份，優選0.03-0.05份。亞磷酸酯類抗氧劑168用量為0.06～0.24份，優選0.09-0.15份。易加工茂金屬聚乙烯組合物的制備方法：100份mLLDPE樹脂中，加入聚乙二醇0.15～1.0份，硬脂酸鈣0.08～1.0份，硬脂酸鋅0.02～0.8份，抗氧劑10760.02～0.08份，抗氧劑1680.06～0.24份，在高速攪拌機中混合，攪拌轉速1200～1700轉/分，攪拌時間10～14min，攪拌溫度35～40℃；將混合均勻的物料加入到雙螺桿擠出機中熔融、塑化、擠出、造粒。螺桿長徑比為34～38，采用的螺桿組合中6～9段剪切塊，其中2～4段反向剪切塊；加工溫度150～210℃，呈梯度分布；在造粒過程中抽真空，造粒抽真空達到的真空度‐0.2～‐0.4MPa。本專利技術是通過內外潤滑劑的協同作用得到一種加工性好的茂金屬薄膜制品。本專利技術的茂金屬聚乙烯熔體對溫度、剪切速率的敏感性提高，在加工溫度、加工剪切速率范圍內的表觀粘度降低，加工流動性得到了顯著的改進，可在普通聚乙烯加工設備上，制備性能優良的茂金屬聚乙烯薄膜制品。與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：(1)制備方法工藝簡單，成本低廉，材料環保；(2)聚乙二醇和硬脂酸鈣、硬脂酸鋅復合使用時具有很好的協同效應，在復合加工潤滑劑使用量很少的情況下就使加工性能迅速得到改善，明顯降低了mLLDPE的熔體粘度，有助于樹脂在低溫下成型加工，降低加工過程中的能耗和剪切生熱。(3)制備的薄膜強度不降低的情況下，光學性能明顯提高。(4)提高茂金屬聚乙烯的加工效率。具體實施方式下面結合實施例對本專利技術做進一步的說明。實施例1制備易加工茂金屬聚乙烯組合物所用的原料及其重量份本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種易加工茂金屬聚乙烯組合物，其特征在于，由下述原料組成，各組分的重量份數為：

【技術特征摘要】
1.一種易加工茂金屬聚乙烯組合物，其特征在于，由下述原料組成，各組分的重量份數為：2.根據權利要求1所述的易加工茂金屬聚乙烯組合物，其特征在于，mLLDPE樹脂熔體質量流動速率MFR為0.5～2.5g/10min。3.根據權利要求1或2所述的易加工茂金屬聚乙烯組合物，其特征在于，mLLDPE樹脂是在金屬茂催化劑的存在下，由乙烯與1-已烯或1-丁烯共聚獲得的聚合物，分子量分布寬度指數2-4，密度為0.916-0.920g/cm3。4.根據權利要求1所述的易加工茂金屬聚乙烯組合物，其特征在于，抗氧劑1076的重量份數0.03-0.05份。5.根據權利要求1所述的易加工茂金屬聚乙烯組合物，其特征在于，抗氧劑168的重量份數為0.09-0.15份。6.根據權利要求1所述的易加工茂金屬聚乙烯組合物，其特征在于，硬脂酸鈣中鈣元素相對質量含量>8.5％，重量用量為0.1-0.6份；硬脂酸鋅中鋅元素相對質量含量>19.2％，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：許平，王日輝，王群濤，郭銳，高凌雁，石晶，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，
類型：發明
國別省市：山東;37