[发明专利]用于大型模制品吹塑的交联聚乙烯树脂

说明书

相关申请

本申请要求2006年12月29日提交的美国临时专利申请号60/877,925 的权益。

技术领域

本发明通常涉及制造聚乙烯，且具体地涉及制造与过氧化物混合以增 加长链支化水平的聚乙烯。一方面，该聚乙烯用于大型模制品吹塑(LPBM) 应用。

附图简述

为了更完全地理解本发明公开内容和其益处，现在结合附图和详细说 明参考以下简要描述，其中相似的参考数字代表相似的部件。

图1是对于本发明的一个实施方案的样品，ESCR作为密度和HLMI 的函数的曲线图。

图2是对于本发明的一个实施方案的样品，挠曲模量作为密度和 HLMI的函数的曲线图。

图是来自包含不同量的过氧化物的样品的流变性质的曲线图。对于实 施例4样品的其它HMA。

详述

已发现，可以通过在挤压之前或期间向聚乙烯加入自由基引发剂来加 入或增加聚乙烯的长链支化水平而实现聚乙烯的加工性能的改进。改性的 聚乙烯可用于例如大型模制品吹塑应用。

用于大型模制品吹塑(LPBM)的典型聚乙烯树脂基于使用铬催化剂的 单峰反应堆(reactor)技术(淤浆环流(slurry loop)和气相)。

在制备大型模制品中尤其有用的聚乙烯是性质上双峰的，并可从齐格 勒-纳塔催化的聚合获得，且可能从茂金属聚合和铬催化的聚合获得。

作为相对于单峰铬树脂的双峰树脂的独特分子结构的结果，二者的加 工特性是显著不同的。制造具有最佳性能(好的耐环境应力开裂性(ESCR)、 堆叠(stackability)刚度和降落试验的冷抗冲击性(cold impact resistance for drop testing))的成品容器的关键因素是将容器制成具有最佳的壁分布。通 常优化LPBM工艺/设备以使用单峰铬树脂，如Total Petrochemicals，USA， Inc.HDPE 54050，其具有非常特殊的膨胀特性、垂度(sag)特性和伸长特性。 双峰ZN树脂的加工特性显著不同于单峰铬树脂，并因此以现有设备(加工 条件、工具和模具设计)难以制造具有最佳壁分布的容器，且因此难以利 用树脂双峰树脂的优良的性质。

在大型模制品吹塑(LPBM)应用中需要从树脂获得的关键性能包括耐 化学品性(ESCR)、堆叠性和制品的侧面接近性(来自密度的刚度)和低温降 落的抗冲击性。虽然使用这些树脂可获得成品部件的极佳的加工性能和固 态性质，但使用齐格勒-纳塔(ZN)催化剂技术的双峰树脂例如允许耐环境 应力开裂性(ESCR)中的阶跃变化改进以妥协刚度。这意味着对于给定密度 (其转化为刚度)，双峰级的ESCR高于常规单峰级的。相反地，对于给定 的ESCR水平，可以更高密度产生双峰级，从而转化为更硬的成品容器。 该改进是双峰级的优选的共聚单体并入的结果，这可被调整以使更多共聚 单体并入树脂的高分子量(Mw)部分。该益处随后可转化为需要使用更少聚 乙烯的容器(重量轻)或具有改进的堆叠性能的容器。

大型模制品吹塑通常包含例如从5加仑(20升)(在汽油罐情形)、30至 55加仑(在桶状物(drum)情形)和275(1040升)至330加仑(1250升)(在工业 散装货箱(IBC)情形)变动的容器尺寸。

为了使双峰树脂相对于单峰铬树脂的加工差异最小而不损害双峰树 脂固有的固态特征，通过经由自由基引发剂如过氧化物加入长链支化(LCB) 可改进双峰树脂的流变行为(即，增加剪切响应以使膨胀增加、垂度减少 且伸长性质更接近地匹配典型的LPBM单峰级的伸长性质)。

本发明的聚乙烯可为均聚物或共聚物。经由本文所述工艺形成的聚合 物(及其混合物)可包括但不限于直链低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中密 度聚乙烯和高密度聚乙烯。在一个方面，乙烯聚合物是具有从约90至约 100摩尔％的乙烯含量的共聚物，且剩余的由C₃-C₁₀α烯烃组成。