CN102050981B - 一种用于编织袋涂覆料的聚乙烯组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于编织袋涂覆料的聚乙烯组合物及其制备方法。所述组合物包含有共混的以下组分：低密度聚乙烯和高密度聚乙烯，其中低密度聚乙烯与高密度聚乙烯重量比为80∶20～99∶1。该组合物密度为0.915-0.935g/cm3，MFR(190℃/2.16kg)为2.5-7.0g/10min，具有4.0-7.0的Mw/Mn分子量分布宽度。所述聚乙烯组合物通过将所述物料按所述量混合后熔融挤出制得。本发明所述聚乙烯组合物具有优异的加工流变性能，涂覆宽度较宽，收缩幅度小并且制备方法简便，工艺容易控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂覆级的聚乙烯组合物，进一步地说，是涉及一种用于编织袋涂覆料的聚乙烯组合物及其制备方法。
背景技术
聚乙烯树脂用于塑料编织袋表面涂层、纸塑复合、粘合层、薄膜复合等，具有强度高、韧性好、粘合力强、成膜均匀、热封性好、防水、防潮等特点。涂覆级LDPE一般通过乙烯在高压下聚合得到，生产工艺一般为釜式法和管式法。LDPE通常具有优异的加工性能，但导致膜的机械性能较差，因此，人们常常将LDPE和其他的聚合物进行混合，进而得到易于加工且性能优良的涂覆膜。在挤出涂覆工艺中，挤出机推动熔融的聚合物通过水平的缝形模口到基材上。将聚合物熔融物从挤出机中引出，经过适配器和管道到达缝形模口，在此形成熔融的薄膜。然后将塑料薄膜拉伸到所需的厚度。当拉伸开始时，塑料膜宽度变窄，由于聚合物的内应力，有效的涂覆宽度通常比实际的模口缝宽度窄，形成向内收缩。这种向内收缩会影响涂覆效果，导致涂覆宽度变窄。
WO91/08262描述了将LLDPE和LDPE以及其他助剂通过共混，制备一种电缆涂覆料的制备方法。
WO01/62847描述了通过生产一种密度在0.915-0.960g/cm3双峰聚乙烯组合物，通过单独或者混入LDPE进行挤压涂覆，所要求的基材是纸或纸板。WO98/30628公开了一种挤压涂层结构，其包含一种双峰乙烯聚合物，该聚合物是至少两种不同乙烯聚合物的混合物并且含有80-100％的乙烯重复单元和20-0％的a烯烃重复单元，密度在0.920-0.960g/cm3，然后与15％LDPE进行混合，组合物可进行挤压涂覆。
以上两种方法通过加入LDPE改善高密度聚乙烯的涂覆性能，但是单独使用管式法工艺生产的LDPE的涂覆性能还不能令人满意，尤其是横向幅宽收缩偏大，导致涂覆宽度变窄。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种用于编织袋涂覆料的聚乙烯组合物，所述聚乙烯组合物的加工流变性能优异，具有宽的涂覆宽度，较少的向内收缩，制备方法简便，工艺容易控制。
本发明的目的之一是提供一种用于编织袋涂覆料的聚乙烯组合物；本发明的另一目的是提供一种上述聚乙烯组合物的制备方法。
本发明所述的用于编织袋涂敷料的聚乙烯组合物，包含有共混的以下组分：低密度聚乙烯和高密度聚乙烯。其中低密度聚乙烯与高密度聚乙烯重量比为80∶20～99∶1；优选为90∶10～99∶1。所述聚乙烯组合物的密度为0.915-0.935g/cm3，190℃及2.16Kg负荷下测得熔融指数，即MFR(190℃/2.16kg)为2.5-7.0g/10min，分子量分布宽度(Mw/Mn)为4.0-7.0。
以上所述低密度聚乙烯为密度为0.915-0.930g/cm3，熔融指数MFR(190℃/2.16kg)为6.0-9.0g/10min。优选密度为0.920-0.925g/cm3，熔融指数MFR(190℃/2.16kg)为6.5-8.0g/10min，分子量分布宽度为4.0-5.0的低密度聚乙烯。更优选管式法工艺生产的低密度聚乙烯2420M，该树脂是专用的聚乙烯涂覆料。低密度聚乙烯可提供组合物优良的加工性能。
所述高密度聚乙烯为密度为0.945-0.960g/cm3，熔融指数2-50g/10min，优选2-21g/10min，更优选2-10g/10min(190℃/21.6kg)，分子量分布宽度Mw/Mn为12-18。高密度聚乙烯可增加组合物的可高速拉伸性，尤其是Cr系催化剂CPC工艺生产的高密度聚乙烯，因此本发明所述的高密度聚乙烯优选Cr系催化剂CPC工艺生产的具有单峰宽分子量分布的聚乙烯，更优选为高密度聚乙烯TR570，其密度一般为0.950-0.955g/cm3。
本发明所述的聚乙烯组合物中还可以包含聚乙烯涂覆料中常用的各种添加剂，如：抗氧剂1010、168等，添加剂的用量为常规用量。
本发明所述的一种用于编织袋涂覆料的聚乙烯组合物的制备方法，包含有以下步骤：
(1)按所述重量比将包括所述高密度聚乙烯和低密度聚乙烯在内的组分充分混合均匀；
(2)将步骤(1)中所得混合物熔融共混制得所述用于编织袋涂覆料的聚乙烯组合物。
以上步骤(1)中混料设备采用塑料加工领域里常用的混料设备，如高速搅拌机、捏合机等。混合一般在常温下进行，搅拌混合至混合均匀即可，一般混合时间可为3～5分钟。
以上步骤(2)中所述的熔融共混可采用聚乙烯加工中常用的熔融共混设备，如螺杆挤出机、混炼机等。一般双螺杆挤出机对聚乙烯物料进行熔融共混时，各段温度及工艺参数如下：
一区温度为170-180℃，二区温度为185-190℃，三区温度为190-195℃，四区温度为190-195℃，五区温度为190-200℃，六区温度为190-195℃，模口温度为200-210℃，熔体温度为230-280℃，螺杆转速为250-300rpm/min，喂料机速度为20-50rpm/min。聚乙烯组合物中会由于不同组分的熔体粘度不一致而难以均匀共混，本发明采取相对高的熔体温度保证了共混组分混合均匀。
采用本发明所述的聚乙烯组合物用于编制袋涂覆料，加工性能优异，具有宽的涂覆宽度，较高的牵伸速率和较窄的缩幅，制备方法简便，工艺容易控制，生产成本低。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本发明。
分析测试方法说明：
熔融指数MFR根据ISO1133方法测量，温度为190℃，负荷为2.16kg或21.6kg。密度根据ISO1872/1-1986，使用密度梯度柱测量。
分子量分布(MWD)通过凝胶渗透色谱法(GPC)根据以下方法测得：
选用仪器为美国产waters150C型凝胶色谱仪于聚苯乙烯型交联共聚物柱和作为溶剂的1.2.4-三氯苯(加入稳定剂和抗氧剂)一起使用，最后通过窄分布聚苯乙烯(PS)标准的普适标定来校准。所得Mw/Mn表示分子量分布宽度。
动态流变学测量是利用流变仪，即ARES-2KFRTN-FCOHR，在氮气气氛、190℃下用直径25mm的平板系统进行测量，剪切频率在1-100rad/s、在应变的线性粘弹区进行震荡剪切试验。得到储能模量(G’)、损耗模量(G”)和复数粘度(η*)的值为频率(ω)的函数。
根据“Rheological indicators to predict the extrusion coating performance ofLDPE”，Per-Ake Clevenhag and Claes Oveby(TAPPI Journal，Vol 4：No.12，Page21-23)：
牵引速度(DD)＝1311-7.55G’-0.022η0(m/min)
缩幅(NI)＝0.13DD+44(mm)。
实施例1
取1900g低密度聚乙烯2420M(LDPE 2420M，茂名石化生产，密度为0.923g/cm3；熔融指数7.0g/10min(190℃/2.16kg)，分子量分布宽度为4.7)，高密度聚乙烯TR570(HDPE TR50，茂名石化生产，密度0.953g/cm3；熔融指数5.0g/10min(190℃/21.6kg)，分子量分布宽度16.7)95g，抗氧剂1010(瑞士汽巴嘉基生产)20g，将称取的组合物料加入到高速混合机中，混合4分钟，形成均匀混合物。然后用喂料机加入到双螺杆挤出机中熔融共混挤出成条，再经切粒机切粒，制得样品1号。
加工工艺为：双螺杆挤出机的一区温度为176℃，二区温度为187℃，三区温度为191℃，四区温度为191℃，五区温度为193℃，六区温度为191℃，模口温度为200℃，熔体温度为234℃，螺杆转速为250rpm/min，喂料机速度为30rpm/min。
测得样品1号的性能如下：
熔融指数MFR(190℃/2.16kg)为3.9g/10min，密度为0.9240g/cm3，分子量分布Mw/Mn为4.89。通过流变表征，牵引速度(DD)为414m/min，缩幅(NI)97.9mm。
对比例1
将1995g的低密度聚乙烯2420M(同实施例1)和抗氧剂1010(同实施例1)20g，加入到高速混合机中，混合4分钟，形成均匀混合物。然后用喂料机加入到双螺杆挤出机中熔融共混挤出成条，再经切粒机切粒，制得对比样1号。
加工工艺同实施例1。测得对比样1号的性能如下：
牵引速度(DD)为797.8m/min，缩幅(NI)为147.7mm。
通过实施例1和对比例1的测试结果，可以看出样品1的缩幅明显低于对比样1号，可明显减少向内收缩，达到较好的涂覆效果。
Claims (9)
1.一种用于编织袋涂覆料的聚乙烯组合物，包含有共混的以下组分：
低密度聚乙烯和高密度聚乙烯，其中低密度聚乙烯与高密度聚乙烯重量比为80∶20～99∶1重量；所述聚乙烯组合物的密度为0.915-0.935g/cm3，190℃及2.16Kg负荷下测得熔融指数为2.5-7.0g/10min，分子量分布宽度为4.0-7.0，
所述低密度聚乙烯的密度为0.915-0.930g/cm3，190℃及2.16Kg负荷下测得熔融指数为6.0-9.0g/10min，分子量分布宽度为4.0-5.0；所述高密度聚乙烯密度为0.945-0.960g/cm3，190℃及21.6Kg负荷下测得熔融指数为2-50g/10min，分子量分布宽度为12-18。
2.如权利要求1所述的聚乙烯组合物，其特征在于：
所述低密度聚乙烯与高密度聚乙烯重量比为90∶10～99∶1。
3.如权利要求2所述的聚乙烯组合物，其特征在于：
所述低密度聚乙烯密度为0.920-0.925g/cm3，190℃及2.16Kg负荷下测得熔融指数为6.5-8.0g/10min。
4.如权利要求3所述的聚乙烯组合物，其特征在于：
所述低密度聚乙烯为管式法工艺生产的低密度聚乙烯2420M。
5.如权利要求2所述的聚乙烯组合物，其特征在于：
所述高密度聚乙烯190℃及21.6Kg负荷下测得熔融指数为2-21g/10min。
6.如权利要求5所述的聚乙烯组合物，其特征在于：
所述高密度聚乙烯是Cr系催化剂CPC工艺生产的具有单峰宽分子量分布的高密度聚乙烯。
7.如权利要求6所述的聚乙烯组合物，其特征在于：
所述高密度聚乙烯190℃及21.6Kg负荷下测得熔融指数为2-10g/10min。
8.如权利要求7所述的聚乙烯组合物，其特征在于：
所述高密度聚乙烯为高密度聚乙烯TR570。
9.一种如权利要求1～8之任一项所述用于编织袋涂覆料的聚乙烯组合物的制备方法，包含以下步骤：
（1）按所述重量比将包括所述高密度聚乙烯和低密度聚乙烯在内的组分充分混合均匀；
（2）将步骤（1）中所得混合物熔融共混制得所述用于编织袋涂覆料的聚乙烯组合物。
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