低密度聚乙烯及其制备方法和薄膜与流程

1.本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种低密度聚乙烯及其制备方法和薄膜。


背景技术：

2.随着社会审美观念的变化，人们对包装材料要求不断更新，近些年，高雾度(亚光、消光等)膜越来越多地受到企业、消费者的关注。高雾度膜手感舒适、外观宁静典雅、印刷时色彩能够逼真再现等诸多优点，逐渐成为薄膜行业新发展趋势。
3.高雾度膜级ldpe主要应用于两个领域，一是亚光、消光膜；二是表面保护膜。目前市场上多为通过在流延制膜过程中，对膜的表面进行特殊处理来提高薄膜表面粗糙度或者改变膜的层结构从而达到高雾度的效果，对流延设备及工艺具有较高的要求。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种高雾度的低密度聚乙烯(ldpe)，该低密度聚乙烯力学性能较高，晶点少；采用该低密度聚乙烯制备的薄膜具有较高的透光率、较高的雾度；采用该低密度聚乙烯制备薄膜具有较高的加工速度，可以满足不同制膜设备的工艺要求。
5.本发明与现有技术不同，从树脂本身出发，无需特殊处理通过简单的流延工艺即可达到较高的雾度，满足高雾度保护膜的要求。
6.根据本发明的第一方面，本发明提供一种低密度聚乙烯，该低密度聚乙烯重均分子量为50-65万；甲基支化度为2.2-2.7ch3/100c。
7.根据本发明的第二方面，本发明提供一种前述低密度聚乙烯的制备方法，该方法包括：
8.在催化剂的存在下，使乙烯分子单体进行加聚聚合反应，并使用分子量调节剂调节分子量，聚合反应条件包括：温度为240-250℃；压力为160-180mpa；分子量调节剂流量为40-45kg/h。
9.根据本发明的第三方面，本发明提供一种薄膜，该薄膜由前述低密度聚乙烯制备得到。
10.与现有技术相比，本发明从膜料本身出发，本发明提供的所述低密度聚乙烯作为膜料无需特殊处理，通过简单的流延工艺即可使薄膜达到较高的雾度，满足高雾度保护膜的要求；该低密度聚乙烯制备的薄膜力学性能较高，晶点少；采用该低密度聚乙烯作为膜料制备的薄膜具有较高的透光率、较高的雾度；采用该低密度聚乙烯制备薄膜具有较高的加工速度，可以满足不同制膜设备的工艺要求，取得了较好的技术效果。
具体实施方式
11.在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或
值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
12.本发明提供一种低密度聚乙烯(ldpe)，该低密度聚乙烯重均分子量为50-65万；甲基支化度为2.2-2.7ch3/100c。具有前述性质的低密度聚乙烯力学性能较高，晶点少，作为膜料无需特殊处理，通过简单的流延工艺即可使薄膜达到较高的雾度，满足高雾度保护膜的要求。
13.根据本发明的一种优选实施方式，所述低密度聚乙烯(ldpe)重均分子量为55-60万；甲基支化度为2.4-2.6ch3/100c；使用该低密度聚乙烯作为膜料，有利于提高薄膜的力学性能，且该低密度聚乙烯无需特殊处理，通过简单的流延工艺即可使薄膜达到较高的雾度和透明度，满足高雾度保护膜的要求。
14.根据本发明的一种优选实施方式，所述低密度聚乙烯在190℃/2.16kg下的熔体质量流动速率为4-9g/10min，优选为5-7g/10min；使用该低密度聚乙烯作为膜料，有利于提高薄膜的力学性能，且该低密度聚乙烯无需特殊处理，通过简单的流延工艺即可使薄膜达到较高的雾度和透明度，满足高雾度保护膜的要求。
15.根据本发明的一种优选实施方式，所述低密度聚乙烯分子量分布为23-35，优选为27-30；使用该低密度聚乙烯作为膜料，有利于提高薄膜的力学性能，且该低密度聚乙烯无需特殊处理，通过简单的流延工艺即可使薄膜达到较高的雾度和透明度，满足高雾度保护膜的要求。
16.具有本发明前述特征的低密度聚乙烯(ldpe)均可以实现本发明的目的，对其制备方法无特殊要求，根据本发明的优选实施方式，本发明提供一种所述低密度聚乙烯的制备方法，该方法包括：
17.在催化剂的存在下，使乙烯分子单体进行加聚聚合反应，并使用分子量调节剂调节分子量，聚合反应条件包括：温度为240-250℃，压力为160-180mpa；分子量调节剂流量为40-45kg/h。使用该方法制备的低密度聚乙烯作为膜料，有利于提高薄膜的力学性能，且该低密度聚乙烯无需特殊处理，通过简单的流延工艺即可使薄膜达到较高的雾度和透明度，满足高雾度保护膜的要求。
18.根据本发明的一种优选实施方式，前述制备方法在反应器中进行，可选地，所述反应器为釜式反应器，可以为一个、两个或多个反应器，优选为两个串联的釜式反应器；有利于提高薄膜的力学性能和加工性能，且该低密度聚乙烯无需特殊处理，通过简单的流延工艺即可使薄膜达到较高的雾度和透明度，满足高雾度保护膜的要求。
19.根据本发明，所述催化剂为本领域常规催化剂，针对本发明，可选地，所述催化剂包括有机过氧化物，优选为过氧化3,5,5-三甲基己酸叔丁酯(tbpin)、过氧化3,5,5-三甲基己酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化特戊酸特丁酯和过氧乙酸叔丁酯中的一种或多种；使用前述催化剂制备的低密度聚乙烯作为膜料，有利于提高薄膜的力学性能，且薄膜无需特殊表面处理，通过简单的流延工艺即可使薄膜达到较高的雾度和透光率，满足高雾度保护膜的要求。
20.根据本发明的一种优选实施方式，所述分子量调节剂为丙烯和乙烷中的一种或两种；使用前述分子量调节剂制备的低密度聚乙烯作为膜料，有利于提高薄膜的力学性能，且
该低密度聚乙烯无需特殊处理，通过简单的流延工艺即可使薄膜达到较高的雾度和透明度，满足高雾度保护膜的要求。
21.本发明提供一种薄膜，所述薄膜至少一层由前述的低密度聚乙烯形成的薄膜。
22.根据本发明，所述低密度聚乙烯成膜方式较广，可选地，所述成膜方式为单层或多层共挤吹塑成型、单层或多层共挤流延成型中的一种。
23.根据本发明的一种优选实施方式，所述薄膜雾度为≥40％；更优选为≥45％。
24.根据本发明的一种优选实施方式，所述薄膜透光率为≥90％。
25.以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受实施例的限制。
26.以下实施例和对比例的测试方法包括：
27.1、熔体质量流动速率：根据gb/t 3682-2000中规定的方法测定；测试温度为190℃，载荷为2.16千克。
28.2、拉伸性能的测定方法为gb/t 1040.3-2006，测试速度为500mm/min。
29.3、甲基支化度测试方法为gb/t 6040-2002，采用红外光谱仪测试。
30.4、分子量采用凝胶渗透色谱法，测试方法为q/szsy.07.16-2008，溶剂使用三氯苯。
31.5、雾度和透光率的测定方法为gb/t 2410-2008，薄膜厚度为30um。
32.6、晶点测试使用流延膜机ocs在线检测，薄膜厚度30um，测试方法为q/szsy.07.10-2008。
33.7、熔体拉伸张力和熔体拉伸断裂速率测定方法为q/szsy.07.23-2008，测试温度为190℃。
34.本发明以下实施例中采用的反应器为引进日本住友化学株式会社的气相自由基聚合工艺的双釜串联反应器。
35.实施例1
36.1)ldpe粒料的制备：以乙烯为原料进入双釜串联反应器，并加入催化剂tbpin，反应器温度控制在245℃，压力为165mpa，加入分子量调节剂丙烯，丙烯流量为45kg/h，得到ldpe粒料，测试熔体质量流动速率、甲基支化度、分子量、晶点、熔体拉伸张力及熔体拉伸断裂速度。ldpe粒料测试结果见表1。
37.2)薄膜制备：以步骤(1)制备的粒料为三层共挤流延膜的原料，制备三层流延膜，总厚度为30um，测试薄膜力学及光学性能。薄膜测试结果见表2。
38.实施例2
39.1)ldpe粒料的制备：以乙烯为原料进入双釜串联反应器，并加入催化剂tbpin，反应器温度控制在245℃，压力为165mpa，加入分子量调节剂丙烯，丙烯流量为40kg/h，得到ldpe粒料，测试熔体质量流动速率、甲基支化度、分子量、晶点、熔体拉伸张力及熔体拉伸断裂速度。ldpe粒料测试结果见表1。
40.2)薄膜制备：以步骤(1)制备的粒料为三层共挤流延膜的原料，制备三层流延膜，总厚度为30um，测试薄膜力学及光学性能。薄膜测试结果见表2。
41.实施例3
42.1)ldpe粒料的制备：以乙烯为原料进入双釜串联反应器，并加入催化剂tbpin，反
应器温度控制在245℃，压力为165mpa，加入分子量调节剂丙烯，丙烯流量为43kg/h，得到ldpe粒料，测试熔体质量流动速率、甲基支化度、分子量、晶点、熔体拉伸张力及熔体拉伸断裂速度。ldpe粒料测试结果见表1。
43.2)薄膜制备：以步骤(1)制备的粒料为三层共挤流延膜的原料，制备三层流延膜，总厚度为30um，测试薄膜力学及光学性能。薄膜测试结果见表2。
44.实施例4
45.1)ldpe粒料的制备：以乙烯为原料进入双釜串联反应器，并加入催化剂tbpin，反应器温度控制在250℃，压力为165mpa，加入分子量调节剂丙烯，丙烯流量为45kg/h，得到ldpe粒料，测试熔体质量流动速率、甲基支化度、分子量、晶点、熔体拉伸张力及熔体拉伸断裂速度。ldpe粒料测试结果见表1。
46.2)薄膜制备：以步骤(1)制备的粒料为三层共挤流延膜的原料，制备三层流延膜，总厚度为30um，测试薄膜力学及光学性能。薄膜测试结果见表2。
47.实施例5
48.1)ldpe粒料的制备：以乙烯为原料进入双釜串联反应器，并加入催化剂tbpin，反应器温度控制在240℃，压力为165mpa，加入分子量调节剂丙烯，丙烯流量为45kg/h，得到ldpe粒料，测试熔体质量流动速率、甲基支化度、分子量、晶点、熔体拉伸张力及熔体拉伸断裂速度。ldpe粒料测试结果见表1。
49.2)薄膜制备：以步骤(1)制备的粒料为三层共挤流延膜的原料，制备三层流延膜，总厚度为30um，测试薄膜力学及光学性能。薄膜测试结果见表2。
50.实施例6
51.1)ldpe粒料的制备：以乙烯为原料进入单釜式反应器，并加入催化剂tbpin，反应器温度控制在245℃，压力为165mpa，加入分子量调节剂丙烯，丙烯流量为45kg/h，得到ldpe粒料，测试熔体质量流动速率、甲基支化度、分子量、晶点、熔体拉伸张力及熔体拉伸断裂速度。ldpe粒料测试结果见表1。
52.2)薄膜制备：以步骤(1)制备的粒料为三层共挤流延膜的原料，制备三层流延膜，总厚度为30um，测试薄膜力学及光学性能。薄膜测试结果见表2。
53.对比例1
54.1)ldpe粒料的制备：以乙烯为原料进入双釜串联反应器，并加入催化剂tbpin，反应器温度控制在245℃，压力为140mpa，加入分子量调节剂丙烯，丙烯流量为45kg/h，得到ldpe粒料，测试熔体质量流动速率、甲基支化度、分子量、晶点、熔体拉伸张力及熔体拉伸断裂速度。ldpe粒料测试结果见表1
55.2)薄膜制备：以步骤(1)制备的粒料为三层共挤流延膜的原料，制备三层流延膜，总厚度为30um，测试薄膜力学及光学性能。薄膜测试结果见表2。
56.对比例2
57.1)ldpe粒料的制备：以乙烯为原料进入釜式反应器，并加入催化剂tbpin，反应器温度控制在230℃，压力为165mpa，加入分子量调节剂丙烯，丙烯流量为45kg/h，得到ldpe粒料，测试熔体质量流动速率、甲基支化度、分子量、晶点、熔体拉伸张力及熔体拉伸断裂速度。ldpe粒料测试结果见表1。
58.2)薄膜制备：以步骤(1)制备的粒料为三层共挤流延膜的原料，制备三层流延膜，
总厚度为30um，测试薄膜力学及光学性能。薄膜测试结果见表2。
59.表1
[0060][0061][0062]
表2
[0063][0064]
从实施例1-5结果可以看出，采用本发明提供的低密度聚乙烯制备的薄膜雾度很高，在45％以上，甚至达到50％以上，这是由于本发明通过工艺调节使低密度聚乙烯树脂具有较高的重均分子量以及较多的长链支化结构，从而使加工的薄膜表面起伏，产生较高的雾度。本发明的低密度聚乙烯制备的薄膜在具有高雾度的同时还具有优秀的力学性能以及较低的晶点，能够满足高雾度薄膜使用需要。
[0065]
对比例1中反应釜压力太低，会使聚合物分子量下降、熔指升高，长支链减少，因此雾度很低。
[0066]
对比例2中反应温度较低，导致分子量太高但支链较少，薄膜的取向严重，薄膜雾度、透光率以及拉伸应变均较低，大分子含量高导致凝胶严重，薄膜中大晶点数目也较多。
[0067]
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其
它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种低密度聚乙烯，其特征在于，该低密度聚乙烯重均分子量为50-65万；甲基支化度为2.2-2.7ch3/100c。2.根据权利要求1所述的低密度聚乙烯，其中，所述低密度聚乙烯重均分子量为55-60万；甲基支化度为2.4-2.6ch3/100c。3.根据权利要求1或2所述的低密度聚乙烯，其中，所述低密度聚乙烯分子量分布为23-35，优选为27-30。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的低密度聚乙烯，其中，所述低密度聚乙烯在190℃/2.16kg下的熔体质量流动速率为4-9g/10min，优选为5-7g/10min。5.一种权利要求1-4中任意一项所述低密度聚乙烯的制备方法，其特征在于，该方法包括：在催化剂的存在下，使乙烯分子单体进行加聚聚合反应，并使用分子量调节剂调节分子量，聚合反应条件包括：温度为240-250℃，压力为160-180mpa；分子量调节剂流量为40-45kg/h。6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述分子量调节剂为丙烯和乙烷中的一种或两种。7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其中，所述催化剂包括有机过氧化物，优选为过氧化3,5,5-三甲基己酸叔丁酯、过氧化3,5,5-三甲基己酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化特戊酸特丁酯和过氧乙酸叔丁酯中的一种或多种中的一种或多种。8.一种薄膜，其特征在于，所述薄膜至少一层为由权利要求1-4中任意一项所述的低密度聚乙烯形成的薄膜。9.根据权利要求8所述的薄膜，其中，所述薄膜雾度≥40％。10.根据权利要求8或9所述的薄膜，其中，所述薄膜雾度为≥45；和/或透光率为≥90％。

技术总结
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种低密度聚乙烯及其制备方法和薄膜，该低密度聚乙烯重均分子量为50-65万；甲基支化度为2.2-2.7CH3/100C。本发明从膜料本身出发，本发明提供的所述低密度聚乙烯作为膜料无需特殊处理，通过简单的流延工艺即可使薄膜达到较高的雾度，满足高雾度保护膜的要求；该低密度聚乙烯制备的薄膜力学性能较高，晶点少；采用该低密度聚乙烯作为膜料制备的薄膜具有较高的透光率、较高的雾度；采用该低密度聚乙烯制备薄膜具有较高的加工速度，可以满足不同制膜设备的工艺要求，取得了较好的技术效果。取得了较好的技术效果。


技术研发人员：王琳 周子辰 刘芳 杜东 赵志杰 李德军 成卫戍 吕琨 张清怡 徐尧
受保护的技术使用者：北京燕山石化高科技术有限责任公司
技术研发日：2022.01.06
技术公布日：2023/7/20