一種聚乙烯組合物及其薄膜的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種聚乙烯組合物及其薄膜。
【背景技術】
[0002] 雙向拉伸聚乙烯（Biaxially Oriented Polyethylene，Β0ΡΕ)薄膜是具有特殊分 子結構的聚乙烯（PE)樹脂經雙向拉伸工藝成型的薄膜材料。在Β0ΡΕ薄膜的成型加工過程 中，薄膜經拉伸處理后，PE大分子鏈和結晶結構發生高度取向，從而顯著提高了薄膜的拉伸 強度，降低了拉伸斷裂伸長率，并使得薄膜的霧度更低、光澤度更高且透明性更好。此外，與 現有技術的擠出吹塑工藝和擠出流延工藝制備的聚乙烯薄膜制品相比，Β0ΡΕ薄膜具有力學 強度高、抗穿刺和抗沖擊性能好、光學性能優良、節能環保性等優勢。因此，Β0ΡΕ薄膜可被廣 泛用于包裝袋、重包裝袋、真空熱封膜、低溫包裝膜、復合膜、醫藥衛生用品、農用膜等方面。
[0003] 目前采用的塑料薄膜的雙向拉伸加工方法有平膜拉伸法和管泡拉伸法。平膜拉伸 法已經應用在聚丙烯（PP)、聚酰胺（PA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)等薄膜材料的加工 中，工藝較為成熟。與管泡拉伸法相比，平膜拉伸法的拉伸倍率大（橫向拉伸倍率可達10 倍以上）、成型速度快（最高收卷速度可達數百米/分鐘）、生產效率高，并且得到的薄膜的 力學強度、光學性能和厚度均勻性均更佳，但是薄膜成型受工藝條件波動影響顯著，薄膜拉 伸加工難度大，對于薄膜原料有著更高的要求。現有的雙向拉伸聚乙烯原料基本均只適用 于管泡拉伸法制備Β0ΡΕ薄膜，而將現有的這些聚乙烯原料采用平膜拉伸法制備Β0ΡΕ薄膜 時，存在成膜性差（拉伸速度和拉伸倍率很低）、膜容易出現破裂的缺陷，即，基本不適用于 采用平膜拉伸法制備薄膜。因此，為了充分利用平膜拉伸法的上述優勢，目前亟需開發一種 成膜性好且膜不容易出現破裂的適用于平膜拉伸法制備Β0ΡΕ薄膜的聚乙烯原料。

【發明內容】

[0004] 本發明的目的是為了克服將現有的聚乙烯原料采用平膜拉伸法制備聚乙烯薄膜 時存在成膜性差、膜容易破裂，即不適用于采用平膜拉伸法制備薄膜的缺陷，而提供一種新 的聚乙烯組合物及由該聚乙烯組合物制成的薄膜。
[0005] 具體地，本發明提供的聚乙烯組合物含有由乙烯與α烯烴共聚而成的線性低密 度聚乙烯，其中，所述聚乙烯組合物的重均分子量Mw為10萬g/mol-18萬g/mol，且Mw/Mn 為 4. 0-8. 0, Mz/Mw 為 4. 0-6. 0, Mz+1/Mw 為 4. 5-12. 5。
[0006] 本發明提供的薄膜至少包括一層由上述聚乙烯組合物形成的聚乙烯層。
[0007] 本發明的發明人經過深入研究后發現，在采用雙向拉伸法制備薄膜的過程中，如 果聚乙烯組合物的分子量分布過窄，則可能無法進行雙向拉伸加工；而如果聚乙烯組合物 的分子量分布過寬，則可能導致薄膜的厚度不均勻而不法滿足后續使用要求的問題。而本 發明提供的聚乙烯組合物將重均分子量Mw控制在10萬g/mol-18萬g/mol，同時將Mw/Mn 控制在4. 0-8. 0, Mz/Mw控制在4. 0-6. 0，Mz+l/Mw控制在4. 5-12. 5,將該聚乙烯組合物采用 雙向拉伸法制備薄膜時具有拉伸倍率大、成膜速率高的優點，能夠滿足平膜拉伸法對聚乙 烯原料的較高要求，極具工業應用前景。
[0008] 根據本發明的一種優選實施方式，當所述聚乙烯組合物由分析型升溫淋洗分 級法測得的升溫淋洗曲線包括高溫淋洗峰和低溫淋洗峰，且所述高溫淋洗峰的溫度為 90-105°C，所述低溫淋洗峰的溫度為50-90°C，以所述高溫淋洗峰和低溫淋洗峰的總面積為 基準，所述高溫淋洗峰的面積不高于60 %，所述低溫淋洗峰的面積不低于40 %時，該聚乙 烯組合物在具有較好成膜性的基礎上，由該聚乙烯組合物制備得到的薄膜還具有較為優異 的光學性能和力學性能，如霧度較低、光澤度較高、強度和耐穿刺能力較好。
[0009] 根據本發明的另一種優選實施方式，當所述組分A、組分B和組分C的分子量分布 指數均滿足M w/Mn < 4. 5時，該聚乙烯組合物在具有較好成膜性的基礎上，由該聚乙烯組合 物制備得到的薄膜還具有較高的強度和抗穿刺性能。
[0010] 根據本發明的另一種優選實施方式，當所述聚乙烯組合物中同時含有組分A、組分 B和組分C，且所述聚乙烯組合物中組份A、組份B和組份C的密度P A、P B和Ρ ε之間的關 系滿足-0. 04彡ρ Α-ρ Β彡0. 02且-0. 04彡ρ Α-ρ ε彡0. 02時，該聚乙烯組合物在具有較 好成膜性的基礎上，由該聚乙烯組合物制備得到的薄膜還具有拉伸強度和抗穿刺強度高且 霧度低的優點。
[0011] 本發明的其他特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【附圖說明】
[0012] 附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具 體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：
[0013] 圖1為用于制備聚乙烯組合物的多反應器并聯裝置的結構示意圖。
[0014] 附圖標記說明
[0015] 1-第一反應器；2-第二反應器；3-第三反應器；4-固/液（氣）分離器；5-均化 料倉；6-熔融造粒系統。
【具體實施方式】
[0016] 以下對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。
[0017] 本發明提供的聚乙烯組合物含有由乙烯與α烯烴共聚而成的線性低密度聚乙 烯，其中，所述聚乙烯組合物的重均分子量Mw為10萬g/mol-18萬g/mol，優選為10萬g/ mol-15 萬 g/mol ;且 Mw/Mn 為 4. 0-8. 0，Mz/Mw 為 4. 0-6. 0，Mz+l/Mw 為 4. 5-12. 5。在本發明 中，Mw、Mn、Mz、Mz+l均采用高溫凝膠滲透色譜儀（GPC)進行測定。
[0018] 根據本發明提供的聚乙烯組合物，所述聚乙烯組合物由分析型升溫淋洗分級 (TREF)法測得的升溫淋洗曲線包括高溫淋洗峰和低溫淋洗峰，且所述高溫淋洗峰的溫度 優選為90-105°C，更優選為95-100°C ;所述低溫淋洗峰的溫度優選為50-90°C，更優選為 60-90°C。此外，所述高溫淋洗峰的面積過大會導致由該聚乙烯組合物制備得到的雙向拉伸 薄膜的光學性能變差，而低溫淋洗峰的面積過大則會導致由該聚乙烯組合物制備得到的雙 向拉伸薄膜的力學性能變差。因此，為了使得所述聚乙烯組合物在具有良好的成膜性能的 基礎上，還同時具有較好的光學性能和力學性能，優選地，以所述高溫淋洗峰和低溫淋洗峰 的總面積為基準，所述高溫淋洗峰的面積不高于60 %，所述低溫淋洗峰的面積不低于40 %; 更優選地，以所述高溫淋洗峰和低溫淋洗峰的總面積為基準，所述高溫淋洗峰的面積不高 于50 %，所述低溫淋洗峰的面積不低于50 %;最優選地，以所述高溫淋洗峰和低溫淋洗峰的 總面積為基準，所述高溫淋洗峰的面積為5-45 %，所述低溫淋洗峰的面積為55-95 %。
[0019] 通常來說，如果聚乙烯組合物的熔融溫度過高，則會導致后續流延加工過程中鑄 片固化速度過快，不利于流延鑄片的平整；而如果聚乙烯組合物的熔融溫度過低，則會導致 后續流延加工過程中鑄片固化速度較慢，既不利于加工效率的提高，也會導致薄膜強度過 低。因此，為了使得所述聚乙烯組合物在具有良好的成膜性能的基礎上，還具有較好的流延 加工性以及較高的力學強度，優選地，所述聚乙烯組合物由示差掃描量熱法（DSC)測得的 熔融峰溫度為100-130°C，更優選為105-128°C。
[0020] 本發明對所述聚乙烯組合物中衍生自a烯烴的結構單元的含量沒有特別地限 定，例如，以所述聚乙烯組合物中乙烯結構單元和衍生自a烯烴的結構單元的總含量為基 準，所述衍生自α烯烴的結構單元的含量可以為0. 5-20mol%，優選為2.0-10m〇l%。在本 發明中，所述乙烯結構單元是指由乙烯聚合形成的結構單元；所述衍生自a烯烴的結構單 元是指由α烯烴聚合形成的結構單元。
[0021] 根據本發明的一種優選實施方式，所述聚乙烯組合物含有組分A、組分C以及選擇 性含有的組分B ;所述組分A為乙烯/a烯烴共聚的線性低密度聚乙烯，其在溫度為190°C、 載荷為2. 16kg下的熔融指數MIA為0. 01-2g/10min，密度P a為〇. 880-0. 936g/cm3 ;所述 組分B為乙烯/a烯烴共聚的線性低密度聚乙烯，其在溫度為190°C、載荷為2. 16kg下 的熔融指數MIB為2. 1-14. 9g/10min，密度P b為〇. 910-0. 930g/cm3 ;所述組分C為乙烯/ a烯烴共聚的線性低密度聚乙烯，其在溫度為190°C、載荷為2. 16kg下的熔融指數MIC為 15_150g/10min，密度 p c 為 0· 880-0. 930g/cm3。
[0022] 根據本發明提供的聚乙烯組合物，優選地，所述組分A在溫度為190°C、載荷為 2. 16kg下的熔融指數MIA為0. 01-1. 5g/10min，所述組分B在溫度為190°C、載荷為2. 16kg 下的熔融指數MIB為3-10g/10min，所述組分C在溫度為190°C、載荷為2. 16kg下的熔融 指數[。為15-100g/10min。更優選地，所述組分A在溫度為190°C、載荷為2. 16kg下的 熔融指數MIA為0. 01-lg/10min，所述組分B在溫度為190°C、載荷為2. 16kg下的熔融指 數MIBS 3-5g/10min，所述組分C在溫度為190°C、載荷為2. 16kg下的熔融指數MICS 20-60g/10min0
[0023] 在本發明中，所述熔融指數均按照GB/T3682-2000中規定的方法進行測定，其中， 測試條件包括溫度為190°C，載荷為2. 16kg。
[0024] 根據本發明提供的聚乙烯組合物，優選地，所述組分A的密度PAS 0. 910-0. 930g/cm3,所述組分B的密度P b為〇. 913-0. 928g/cm3,所述組分C的密度P c 為0. 905-0. 928g/cm3。更優選地，所述組分A的密度P a為〇. 915-0. 926g/cm3,所述組分 B的密度P B為0· 913-0. 924g/cm3,所述組分C的密度P c為0· 910-0. 926g/cm3。特別優 選地，所述聚乙烯組合物中組份A、組份B和組份C的密度PA、〇 8和Ρε之間的關系滿 足-0. 04彡Ρ Α- Ρ Β彡0. 02,且-0. 04彡P A- P c彡0. 02,這樣能夠使得到的聚乙烯組合物在 具有較好的成膜性能的基礎上，還具有非常高的拉伸強度和抗穿刺強度以及較低的霧度。
[0025] 所述組分A、組分B和組分C均為乙烯/ a烯烴共聚的線性低密度聚乙烯，其中，線 性結構是指分子鏈中僅含有短支鏈結構，而不含有長支鏈結構和交聯結構，其由聚合單體 和聚合工藝條件所決定，具體為本領域技術人員公知，在此不作贅述。
[0026] 根據本發明提供的聚乙烯組合物，為了使得到的聚乙烯組合物在具有良好成膜性 能的基礎上，還具有較好的力學性能和光學性能，優選地，在所述聚乙烯組合物中，所述組 分A的質量份數W A為25-90重量份，所述組分B的質量份數WB為0. 1-10重量份，所述組分 C的質量份數We為10-75重量份；更優選地，在所述聚乙烯組合物中，所述組分A的質量份 數WA為30-80重量份，所述組分B的質量份數WB為0. 5-8重量份，所述組分C的質量份數 Wc為20-70重量份。進一步地，所述組分A的質量份數WA和組分C的質量份數We與組分A 的熔融指數MIA的關系優選滿足5. 2 X lgMIA+l 1. 6彡WA/WC彡0. 9 X lgMIA+2. 1，更優