聚乙烯树脂的氧气修整制造技术

本发明专利技术提供了使用０．５－７．９５ｖｏｌ％的含氧气体对聚乙烯进行修整的方法。修整发生在混合机／挤出机的熔体输送区，而不是在混合机／挤出机的进料区或熔融区。修整的效果是，与在基本上不存在氧气或含氧气体的条件下挤出／混合的类似聚乙烯相比，聚合物的弹性（Ｇ’／Ｇ”）提高超过１０％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施方式提供了一种方法，该方法在粒化过程中有意识地改进聚乙烯的流变性的方法，从而改善最终产品的性质，例如对于聚乙烯薄膜应用的膜泡稳定性和厚度均匀性以及对于吹塑和管材应用的胀大和熔塌。
技术介绍
修整树脂(例如聚乙烯均聚物或共聚物树脂)是改变分子构造从而改变树脂和由其制成的制品的本体性质的公知方法。修整涉及用能受控地改进树脂的试剂(例如过氧化物或氧气)来处理聚乙烯树脂。与未修整的粒状产品相比，对聚乙烯树脂流变性质进行修整的效果通常体现在已修整颗粒的零剪切粘度增加、弹性(G’/G”)增加和剪切变稀性增加。通过减小吹塑过程中的胀大、减小管材挤出过程中的熔塌、提高膜泡稳定性以及减小薄膜转化过程中的厚度差异，这些变化对将聚乙烯颗粒转化为最终有用制品的过程有利。在许多应用中，具有多峰分子量分布和/或多峰组成分布的聚烯烃树脂是人们所期望的。多峰聚乙烯包含两个或多个分子量组分或组成分布。包含两个组分的多峰树脂有时被称为双峰树脂。这样的聚烯烃树脂通常至少包括较高分子量聚烯烃与较低分子量聚烯烃的混合物。这样的聚烯烃树脂可以被生产来利用较高分子量树脂和由其制成的制品和薄膜的提高的强度性质以及较低分子量树脂的更好的加工性质。可以在串联的反应器，例如串联的气相反应器或串联的淤浆反应器中生产多峰树脂。或者，也可以用例如公开在美国专利No.5032562和5525678和欧洲专利EP 0729387中的双金属催化剂在单一反应器中生产多峰聚烯烃树脂。这些催化剂通常包括产生不同平均分子量聚烯烃的非茂金属催化剂组分和茂金属催化剂组分。例如美国专利No.5525678在一种实施方式中公开了一种双金属催化剂，包括产生较高分子量树脂的钛非茂金属组分和产生较低分子量树脂的锆茂金属组分。通过控制反应器内各催化剂的相对量或不同催化剂的相对反应性，可以控制所述多峰产品树脂。多峰聚乙烯树脂特别适合用在薄膜中。但通常，中密度聚乙烯(MDPE)树脂和高密度聚乙烯(HDPE)树脂的膜泡稳定性和厚度均匀性对于生产薄膜是不足的。已试图修整聚乙烯树脂以改善膜泡稳定性、厚度均匀性和/或以其它方式改善树脂或薄膜性质；参见例如欧洲专利公布EP0457441和美国专利No.5728335、5739266和6147167。其它背景参考文献包括FR 2251576、EP 0180444、美国专利No.5578682、EP 0728796和GB 1201060。WO 03/047839提出用氧气修整来提高剪切变稀性、增大弹性、提高熔体张力、减少吹塑过程中的胀大和提高薄膜吹塑过程中的膜泡稳定性。该文献提出在挤出机的熔体输送段使用8-40vol％的氧气来实现此目的。该文献并没有建议用较少量的氧气来达到这样的结果。美国专利No.5739266中提出通过使聚乙烯与氧气或包含氧气的气体混合物接触而在挤出机中对聚乙烯进行改性。该文献提出聚合物在其熔融之前与氧气接触，该文献进一步提出，在聚合物完全熔融之前进行氧气接触。此外，该文献提出，聚合物-氧气接触可以发生在挤出机的任何部分，除了挤出段或熔体输送段。该文献提出的气体混合物包含1-50vol％的氧气(在挤出机的料斗的气氛中测量)。商业上希望得到修整聚乙烯特别是聚乙烯薄膜树脂的改进方法，以提供在将这种树脂加工成薄膜时膜泡稳定性和厚度均匀性改善的树脂。专利技术概述一种实施方式提供了挤出/造粒聚乙烯的方法，所述方法包括a)向混合机/挤出机提供聚乙烯；b)将所述聚乙烯输送通过混合机/挤出机，所述混合机/挤出机包括熔体输送区，其中在所述熔体传输区，所述聚乙烯被基本上熔融；c)使基本上熔融的聚乙烯与包含0.5-7.9vol％的氧气的气体混合物接触，以制备经氧气处理的聚乙烯，其中所述接触发生在所述熔体传输区。另一种实施方式提供了制备用于吹塑薄膜的聚乙烯的方法，该树脂在吹塑薄膜挤出过程中具有改善的膜泡稳定性，所述方法包括a)将粒状聚乙烯均聚物或共聚物引入混合机/挤出机；b)将所述粒状聚乙烯输送通过混合机/挤出机的进料区、和/或熔融区和熔体输送区；c)将气体混合物引入所述熔体输送区，所述熔体输送区包含气体混合物，所述聚乙烯均聚物或共聚物基本上熔融，所述气体混合物包含2.5-4.5vol％的氧气，所述气体混合物的剩余组分包含非反应性气体或非反应性气体的混合物，所述气体混合物在所述熔体输送区中在与所述基本上熔融的聚乙烯均聚物或共聚物的相同方向或相反方向上流动，以形成经氧气处理的聚乙烯均聚物或共聚物；d)通过以下进一步的操作加工所述经氧气处理的聚乙烯均聚物或共聚物i)造粒；或ii)形成薄膜；或iii)造粒和形成薄膜，其中所述聚乙烯均聚物或共聚物具有0.930-0.970g/cm3的密度，并且具有比在基本上不存在氧气的条件下混合/挤出的相似的聚乙烯均聚物或共聚物高至少30％的弹性(G’/G”)。本专利技术还提供了制备在吹塑薄膜制备过程中具有改善的膜泡稳定性和厚度均匀性的聚乙烯的方法，所述方法包括a)将粒状聚乙烯均聚物或共聚物引入混合机/挤出机；b)将所述粒状聚乙烯输送通过挤出机的进料区、和/或熔融区和熔体输送区；c)将气体混合物引入所述熔体输送区，所述熔体输送区基本上由挤出机螺杆元件和机筒组成，所述气体混合物和所述聚乙烯均聚物或共聚物基本上熔融；所述气体混合物包含3-4vol％的氧气，所述气体混合物的剩余组分包含非反应性气体或非反应性气体的混合物，所述气体混合物在所述熔体输送区中在与所述基本上熔融的聚乙烯均聚物或共聚物的相同方向或相反方向上流动，以形成经氧气处理的聚乙烯均聚物或共聚物；d)通过以下进一步的操作加工所述经氧气处理的聚乙烯均聚物或共聚物i)造粒；或ii)形成薄膜；或iii)造粒和形成薄膜，其中所述聚乙烯均聚物或共聚物具有0.930-0.970g/cm3的密度，并且具有比在基本上不存在氧气的条件下混合/挤出的相似的聚乙烯均聚物或共聚物高至少40％的弹性(G’/G”)。本专利技术还提供了修整聚乙烯的方法，所述方法包括a)将粒状聚乙烯引入混合机/挤出机；b)将所述粒状聚乙烯输送通过混合机/挤出机的进料区、和/或熔融区和熔体输送区，其中所述进料区和所述熔融区基本上不含氧气；c)将气体混合物引入所述熔体输送区，所述熔体输送区包含所述气体混合物和基本上熔融的所述聚乙烯；所述气体混合物包含3-4vol％的氧气，所述气体混合物的剩余组分包含非反应性气体或非反应性气体的混合物，所述气体混合物在所述熔体输送区中在与所述基本上熔融的均聚物或共聚物的相同方向或相反方向上流动，以形成经氧气处理的聚乙烯均聚物或共聚物；d)通过以下进一步的操作加工所述经氧气处理的聚乙烯i)造粒；或ii)形成薄膜；或iii)造粒和形成薄膜；其中所述聚乙烯均聚物或共聚物具有0.930-0.970g/cm3的密度，并且具有比在基本上不存在氧气的条件下混合/挤出的相似的聚乙烯均聚物或共聚物高至少40％的弹性(G’/G”)。附图说明图1为Kobe混合机的示意图；图2为Farrel混合机的示意图；图3为Werner-Pfleiderer混合机-挤出机的示意图。专利技术详述聚乙烯树脂在本专利技术的实施方式中，待修整的聚乙烯树脂可以包括密度为0.900-0.970g/cm3的聚乙烯，包括密度为0.900-本文档来自技高网...

【技术保护点】
挤出／造粒聚乙烯的方法，包括：　　　　ａ）向混合机／挤出机提供聚乙烯；　　　　ｂ）将所述聚乙烯输送通过混合机／挤出机，所述混合机／挤出机包括熔体输送区，其中在所述熔体输送区，所述聚乙烯基本上熔融；和　　　　ｃ）使所述基本上熔融的聚乙烯与包含０．５－７．９ｖｏｌ％氧气的气体混合物接触，以制备经氧气处理的聚乙烯，其中所述接触发生在所述熔体输送区。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：海尔拜特冬耐尔三世，波特香农，帕迪普师尔蒂卡，李东明，托马斯威尔瑞尔，
申请(专利权)人：尤尼威蒂恩技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]