一種聚乙烯樹脂及其製備方法與流程
2023-10-09 11:01:34
本發明屬於高分子材料技術領域，具體涉及一種聚乙烯樹脂及其製備方法。
背景技術：
在線性低密度聚乙烯(LLDPE)的應用領域中，薄膜和注塑製品是其最大的應用，目前市場上LLDPE樹脂一般具有良好的抗撕裂強度、抗衝擊強度及抗穿刺性，而剛性較差，因此只能應用於剛性要求不高的包裝和小型注塑製品領域；另外，由於結構原因，LLDPE樹脂在吹膜加工中熔體動力黏度大，熔體冷卻時會形成大量的結晶和超分子結構，這種結晶結構尺寸大到足以引起散射光的程度，使得其製備的薄膜透明性不好，無法滿足對於清晰度要求高的包裝和非包裝用途，如冷凍食品袋、重包裝袋、垃圾袋、拉伸包裝膜等領域。
為克服LLDPE樹脂剛性較低的問題，傳統的改性方法中，有採用HDPE、聚丙烯或尼龍共混改性，這些改性方法雖在一定程度上提高了材料的剛性，但降低了材料的韌性、耐環境應力開裂性；目前生產廠家通常採用增加膜厚達到剛性要求，這也增加了生產成本；
為克服LLDPE樹脂透明性的問題，通常採用LDPE或茂金屬LLDPE樹脂共混來改性，但是這樣使得摻混樹脂的均勻性差。
技術實現要素：
本發明提供一種不僅具有優異的剛性，而且具有高的透明性的聚乙烯樹脂。
為了實現上述發明目的，本發明採用的技術方案是這樣的，一種聚乙烯樹脂，由下述物質按以下重量份數製備而成：
所述線性低密度聚乙烯採用如下方法製備而成：在Unipol氣相工藝聚乙烯裝置上，以體積分數達99.9％的乙烯氣體為原料，以1-丁烯為共聚單體，氫氣為鏈轉移劑，採用SLC-S催化劑，助催化劑一氯二乙基鋁和三正己基鋁，進行氣相聚合反應所得，其中乙烯的分壓為0.60-0.75MPa，氫氣與乙烯的摩爾比為0.100-0.225。
其中，氣相聚合過程中一氯二乙基鋁與SLC-S催化劑的摩爾比為0.38-0.42；三正己基鋁與SLC-S催化劑的摩爾比為0.28-0.32。
氣相聚合反應的反應溫度為89℃±5℃、反應壓力2.2±0.2MPa。
所有本領域人員所熟知的抗氧化劑、滷素吸收劑和流變改性劑均可適用本發明
優選地，所述的抗氧化劑選自酚類和亞磷酸酯類中的一種，進一步優選自四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)-丙酸]季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯、1,3,5,三(3,5-二叔丁基,4-羥基苄基)均三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)三酮、β-(4-羥基苯基-3,5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯、雙(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯中的一種或兩種以上的任意組合。
優選地，所述的滷素吸收劑選自硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、水滑石中的一種。
優選地，所述的流變改性劑選自脂肪酸醯胺類和氟聚合物中的一種。
所述的脂肪酸醯胺類優選自硬脂酸醯胺、油酸醯胺、芥酸醯胺、乙二胺雙硬脂醯胺中的一種。
所述的氟聚合物優選自聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯樹脂、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的一種。
本發明還提供一種薄膜用聚乙烯樹脂的製備方法，在線性低密度聚乙烯中添加成核劑、抗氧劑、滷素吸收劑，流變改性劑進行機械混合均勻後，通過雙螺杆擠出機熔融造粒，包裝後得到薄膜專用聚乙烯樹脂。
有益效果：
1)與現有技術相比，本發明採用Unipol氣相工藝製備線性低密度聚乙烯，採用特定配比範圍的乙烯、1-丁烯與氫氣，從源頭上解決了了現有LLDPE樹脂剛性不足、摻混樹脂的均勻性較差的現狀。
2)本發明提供的聚乙烯樹脂，在自製的線性低密度聚乙烯的基礎上，通過添加成核劑、抗氧劑、滷素吸收劑和流變改性劑改性而成，使其不僅具有更強剛度(拉伸屈服強度下降12％以上，彎曲模量提高20％以上)，而且還同時具有更高的透明度(霧度降低20％，水汽透過率下降20％)；適用於薄膜和注塑製品領域，尤其適用於剛性不足對透明度要求高的電子產品包裝、日用品包裝、食品保鮮、鮮果保鮮等領域。
具體實施方式
為了加深對本發明的理解，下面將結合實施例對本發明作進一步詳述，這些實施例僅用於解釋本發明，並不構成對本發明保護範圍的限定。
為了加深對本發明的理解，下面將結合實施例對本發明作進一步詳述，這些實施例僅用於解釋本發明，並不構成對本發明保護範圍的限定。
實施例1
一種聚乙烯樹脂，由下述物質按重量份數製備而成：
所述的聚乙烯樹脂的製備方法為：按上述重量比向線性低密度聚乙烯中添加成核劑HPN-20E、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)-丙酸]季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯、ZnSt和芥酸醯胺進行機械混合均勻後，通過雙螺杆擠出機熔融造粒，包裝後得到。
上述所述的線性低密度聚乙烯採用如下方法製備而成：在Unipol氣相工藝聚乙烯裝置上，以體積分數達99.9％的乙烯氣體為原料，以1-丁烯為共聚單體，氫氣為鏈轉移劑，採用催化劑SLC-S，進行氣相聚合所得，聚合過程中各工藝參數見表1所示:和三正己基鋁
表1
實施例2
一種聚乙烯樹脂，由下述物質按重量份數製備而成：
所述的聚乙烯樹脂的製備方法為：按上述重量比向線性低密度聚乙烯中添加成核劑HPN-20E、1,3,5,三(3,5-二叔丁基,4-羥基苄基)均三-2,4,6-(1H,3H,5H)三酮、雙(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、水滑石和硬脂酸醯胺進行機械混合均勻後，通過雙螺杆擠出機熔融造粒，包裝後得到。
所述的線性低密度聚乙烯採用如下方法製備而成：在Unipol氣相工藝聚乙烯裝置上，以體積分數達99.9％的乙烯氣體為原料，以1-丁烯為共聚單體，氫氣為鏈轉移劑，採用催化劑SLC-S，進行氣相聚合所得，聚合過程中各工藝參數見表2所示:
表2
所述的聚乙烯樹脂的製備方法為：按上述重量比向線性低密度聚乙烯中添加成核劑、抗氧劑、滷素吸收劑，流變改性劑進行機械混合均勻後，通過雙螺杆擠出機熔融造粒，包裝後得到聚乙烯樹脂。
實施例3
一種聚乙烯樹脂，由下述物質按重量份數製備而成：
所述的聚乙烯樹脂的製備方法為：按上述重量比向線性低密度聚乙烯中添加成核劑HPN-20E、β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)-丙酸十八碳醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸 酯、硬脂酸鈣和二硬脂醯乙二胺進行機械混合均勻後，通過雙螺杆擠出機熔融造粒，包裝後得到。
所述的線性低密度聚乙烯採用如下方法製備而成：在Unipol氣相工藝聚乙烯裝置上，以體積分數達99.9％的乙烯氣體為原料，以1-丁烯為共聚單體，氫氣為鏈轉移劑，採用催化劑SLC-S，進行氣相聚合所得，聚合過程中各工藝參數見表3所示:
表3
實施例4
一種聚乙烯樹脂，由下述物質按重量份數製備而成：
所述的聚乙烯樹脂的製備方法為：按上述重量比向線性低密度聚乙烯中添加成核劑HPN-20E、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)-丙酸]季戊四醇酯酯、硬脂酸鋅和油酸醯胺進行機械混合均勻後，通過雙螺杆擠出機熔融造粒，包裝後得到。
所述的線性低密度聚乙烯採用如下方法製備而成：在Unipol氣相工藝聚乙烯裝置上，以體積分數達99.9％的乙烯氣體為原料，以1-丁烯為共聚單體，氫氣為鏈轉移劑，採用催化劑SLC-S，進行氣相聚合所得，聚合過程中各工藝參數見表4所示:
表4
實施例5
一種聚乙烯樹脂，由下述物質按重量份數製備而成：
所述的聚乙烯樹脂的製備方法為：按上述重量比向線性低密度聚乙烯中添加成核劑HPN-20E、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)-丙酸]季戊四醇酯酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯、水滑石和油酸醯胺進行機械混合均勻後，通過雙螺杆擠出機熔融造粒，包裝後得到。
所述的線性低密度聚乙烯採用如下方法製備而成：在Unipol氣相工藝聚乙烯裝置上，以體積分數達99.9％的乙烯氣體為原料，以1-丁烯為共聚單體，氫氣為鏈轉移劑，採用催化劑SLC-S，進行氣相聚合所得，聚合過程中各工藝參數見表5所示:
表5
實施例6
一種聚乙烯樹脂，由下述物質按重量份數製備而成：
所述的聚乙烯樹脂的製備方法為：按上述重量比向線性低密度聚乙烯中添加成核劑HPN-20E、β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)-丙酸十八碳醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯、硬脂酸鋅和二硬脂醯乙二胺進行機械混合均勻後，通過雙螺杆擠出機熔融造粒，包裝後得到。
所述的線性低密度聚乙烯採用如下方法製備而成：在Unipol氣相工藝聚乙烯裝置上，以體積分數達99.9％的乙烯氣體為原料，以1-丁烯為共聚單體，氫氣為鏈轉移劑，採用催化劑SLC-S，進行氣相聚合所得，聚合過程中各工藝參數見表6所示:
表6
對比例1：密度918g/cm3，熔體流動速率1g/10min的市售LLDPE樹脂。
對比例2：密度920g/cm3，熔體流動速率2.4g/10min的市售LLDPE樹脂。
實施例1-6以及各個對比例的性能數據見表7
表7
熔體流動速率(MFI)測定參照標準GB/T 3682-2008進行，在190℃下測定2.16公斤負荷下的MFI；
密度測定參照GB 1033.1-2008進行；
拉伸屈服強度的測定參照GB1040-2-2006進行；
懸臂梁衝擊強度的測定參照GB 1843-2008；
彎曲模量的測定參照GB9341-2008；
霧度和水汽透過率的測定參照GB/T 2410-2008。
上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容並據以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍，凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。