一种聚乙烯组合物及其薄膜的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种聚乙烯组合物及其薄膜。
【背景技术】
[0002] 双向拉伸聚乙烯（Biaxially Oriented Polyethylene，Β0ΡΕ)薄膜是具有特殊分 子结构的聚乙烯（PE)树脂经双向拉伸工艺成型的薄膜材料。在Β0ΡΕ薄膜的成型加工过程 中，薄膜经拉伸处理后，PE大分子链和结晶结构发生高度取向，从而显著提高了薄膜的拉伸 强度，降低了拉伸断裂伸长率，并使得薄膜的雾度更低、光泽度更高且透明性更好。此外，与 现有技术的挤出吹塑工艺和挤出流延工艺制备的聚乙烯薄膜制品相比，Β0ΡΕ薄膜具有力学 强度高、抗穿刺和抗冲击性能好、光学性能优良、节能环保性等优势。因此，Β0ΡΕ薄膜可被广 泛用于包装袋、重包装袋、真空热封膜、低温包装膜、复合膜、医药卫生用品、农用膜等方面。
[0003] 目前采用的塑料薄膜的双向拉伸加工方法有平膜拉伸法和管泡拉伸法。平膜拉伸 法已经应用在聚丙烯（PP)、聚酰胺（PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)等薄膜材料的加工 中，工艺较为成熟。与管泡拉伸法相比，平膜拉伸法的拉伸倍率大（横向拉伸倍率可达10 倍以上）、成型速度快（最高收卷速度可达数百米/分钟）、生产效率高，并且得到的薄膜的 力学强度、光学性能和厚度均匀性均更佳，但是薄膜成型受工艺条件波动影响显著，薄膜拉 伸加工难度大，对于薄膜原料有着更高的要求。现有的双向拉伸聚乙烯原料基本均只适用 于管泡拉伸法制备Β0ΡΕ薄膜，而将现有的这些聚乙烯原料采用平膜拉伸法制备Β0ΡΕ薄膜 时，存在成膜性差（拉伸速度和拉伸倍率很低）、膜容易出现破裂的缺陷，即，基本不适用于 采用平膜拉伸法制备薄膜。因此，为了充分利用平膜拉伸法的上述优势，目前亟需开发一种 成膜性好且膜不容易出现破裂的适用于平膜拉伸法制备Β0ΡΕ薄膜的聚乙烯原料。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了克服将现有的聚乙烯原料采用平膜拉伸法制备聚乙烯薄膜 时存在成膜性差、膜容易破裂，即不适用于采用平膜拉伸法制备薄膜的缺陷，而提供一种新 的聚乙烯组合物及由该聚乙烯组合物制成的薄膜。
[0005] 具体地，本发明提供的聚乙烯组合物含有由乙烯与α烯烃共聚而成的线性低密 度聚乙烯，其中，所述聚乙烯组合物的重均分子量Mw为10万g/mol-18万g/mol，且Mw/Mn 为 4. 0-8. 0, Mz/Mw 为 4. 0-6. 0, Mz+1/Mw 为 4. 5-12. 5。
[0006] 本发明提供的薄膜至少包括一层由上述聚乙烯组合物形成的聚乙烯层。
[0007] 本发明的发明人经过深入研究后发现，在采用双向拉伸法制备薄膜的过程中，如 果聚乙烯组合物的分子量分布过窄，则可能无法进行双向拉伸加工；而如果聚乙烯组合物 的分子量分布过宽，则可能导致薄膜的厚度不均匀而不法满足后续使用要求的问题。而本 发明提供的聚乙烯组合物将重均分子量Mw控制在10万g/mol-18万g/mol，同时将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,将该聚乙烯组合物采用 双向拉伸法制备薄膜时具有拉伸倍率大、成膜速率高的优点，能够满足平膜拉伸法对聚乙 烯原料的较高要求，极具工业应用前景。
[0008] 根据本发明的一种优选实施方式，当所述聚乙烯组合物由分析型升温淋洗分 级法测得的升温淋洗曲线包括高温淋洗峰和低温淋洗峰，且所述高温淋洗峰的温度为 90-105°C，所述低温淋洗峰的温度为50-90°C，以所述高温淋洗峰和低温淋洗峰的总面积为 基准，所述高温淋洗峰的面积不高于60 %，所述低温淋洗峰的面积不低于40 %时，该聚乙 烯组合物在具有较好成膜性的基础上，由该聚乙烯组合物制备得到的薄膜还具有较为优异 的光学性能和力学性能，如雾度较低、光泽度较高、强度和耐穿刺能力较好。
[0009] 根据本发明的另一种优选实施方式，当所述组分A、组分B和组分C的分子量分布 指数均满足M w/Mn < 4. 5时，该聚乙烯组合物在具有较好成膜性的基础上，由该聚乙烯组合 物制备得到的薄膜还具有较高的强度和抗穿刺性能。
[0010] 根据本发明的另一种优选实施方式，当所述聚乙烯组合物中同时含有组分A、组分 B和组分C，且所述聚乙烯组合物中组份A、组份B和组份C的密度P A、P B和Ρ ε之间的关 系满足-0. 04彡ρ Α-ρ Β彡0. 02且-0. 04彡ρ Α-ρ ε彡0. 02时，该聚乙烯组合物在具有较 好成膜性的基础上，由该聚乙烯组合物制备得到的薄膜还具有拉伸强度和抗穿刺强度高且 雾度低的优点。
[0011] 本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0012] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具 体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0013] 图1为用于制备聚乙烯组合物的多反应器并联装置的结构示意图。
[0014] 附图标记说明
[0015] 1-第一反应器；2-第二反应器；3-第三反应器；4-固/液（气）分离器；5-均化 料仓；6-熔融造粒系统。
【具体实施方式】
[0016] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0017] 本发明提供的聚乙烯组合物含有由乙烯与α烯烃共聚而成的线性低密度聚乙 烯，其中，所述聚乙烯组合物的重均分子量Mw为10万g/mol-18万g/mol，优选为10万g/ mol-15 万 g/mol ;且 Mw/Mn 为 4. 0-8. 0，Mz/Mw 为 4. 0-6. 0，Mz+l/Mw 为 4. 5-12. 5。在本发明 中，Mw、Mn、Mz、Mz+l均采用高温凝胶渗透色谱仪（GPC)进行测定。
[0018] 根据本发明提供的聚乙烯组合物，所述聚乙烯组合物由分析型升温淋洗分级 (TREF)法测得的升温淋洗曲线包括高温淋洗峰和低温淋洗峰，且所述高温淋洗峰的温度 优选为90-105°C，更优选为95-100°C ;所述低温淋洗峰的温度优选为50-90°C，更优选为 60-90°C。此外，所述高温淋洗峰的面积过大会导致由该聚乙烯组合物制备得到的双向拉伸 薄膜的光学性能变差，而低温淋洗峰的面积过大则会导致由该聚乙烯组合物制备得到的双 向拉伸薄膜的力学性能变差。因此，为了使得所述聚乙烯组合物在具有良好的成膜性能的 基础上，还同时具有较好的光学性能和力学性能，优选地，以所述高温淋洗峰和低温淋洗峰 的总面积为基准，所述高温淋洗峰的面积不高于60 %，所述低温淋洗峰的面积不低于40 %; 更优选地，以所述高温淋洗峰和低温淋洗峰的总面积为基准，所述高温淋洗峰的面积不高 于50 %，所述低温淋洗峰的面积不低于50 %;最优选地，以所述高温淋洗峰和低温淋洗峰的 总面积为基准，所述高温淋洗峰的面积为5-45 %，所述低温淋洗峰的面积为55-95 %。
[0019] 通常来说，如果聚乙烯组合物的熔融温度过高，则会导致后续流延加工过程中铸 片固化速度过快，不利于流延铸片的平整；而如果聚乙烯组合物的熔融温度过低，则会导致 后续流延加工过程中铸片固化速度较慢，既不利于加工效率的提高，也会导致薄膜强度过 低。因此，为了使得所述聚乙烯组合物在具有良好的成膜性能的基础上，还具有较好的流延 加工性以及较高的力学强度，优选地，所述聚乙烯组合物由示差扫描量热法（DSC)测得的 熔融峰温度为100-130°C，更优选为105-128°C。
[0020] 本发明对所述聚乙烯组合物中衍生自a烯烃的结构单元的含量没有特别地限 定，例如，以所述聚乙烯组合物中乙烯结构单元和衍生自a烯烃的结构单元的总含量为基 准，所述衍生自α烯烃的结构单元的含量可以为0. 5-20mol%，优选为2.0-10m〇l%。在本 发明中，所述乙烯结构单元是指由乙烯聚合形成的结构单元；所述衍生自a烯烃的结构单 元是指由α烯烃聚合形成的结构单元。
[0021] 根据本发明的一种优选实施方式，所述聚乙烯组合物含有组分A、组分C以及选择 性含有的组分B ;所述组分A为乙烯/a烯烃共聚的线性低密度聚乙烯，其在温度为190°C、 载荷为2. 16kg下的熔融指数MIA为0. 01-2g/10min，密度P a为〇. 880-0. 936g/cm3 ;所述 组分B为乙烯/a烯烃共聚的线性低密度聚乙烯，其在温度为190°C、载荷为2. 16kg下 的熔融指数MIB为2. 1-14. 9g/10min，密度P b为〇. 910-0. 930g/cm3 ;所述组分C为乙烯/ a烯烃共聚的线性低密度聚乙烯，其在温度为190°C、载荷为2. 16kg下的熔融指数MIC为 15_150g/10min，密度 p c 为 0· 880-0. 930g/cm3。
[0022] 根据本发明提供的聚乙烯组合物，优选地，所述组分A在温度为190°C、载荷为 2. 16kg下的熔融指数MIA为0. 01-1. 5g/10min，所述组分B在温度为190°C、载荷为2. 16kg 下的熔融指数MIB为3-10g/10min，所述组分C在温度为190°C、载荷为2. 16kg下的熔融 指数[。为15-100g/10min。更优选地，所述组分A在温度为190°C、载荷为2. 16kg下的 熔融指数MIA为0. 01-lg/10min，所述组分B在温度为190°C、载荷为2. 16kg下的熔融指 数MIBS 3-5g/10min，所述组分C在温度为190°C、载荷为2. 16kg下的熔融指数MICS 20-60g/10min0
[0023] 在本发明中，所述熔融指数均按照GB/T3682-2000中规定的方法进行测定，其中， 测试条件包括温度为190°C，载荷为2. 16kg。
[0024] 根据本发明提供的聚乙烯组合物，优选地，所述组分A的密度PAS 0. 910-0. 930g/cm3,所述组分B的密度P b为〇. 913-0. 928g/cm3,所述组分C的密度P c 为0. 905-0. 928g/cm3。更优选地，所述组分A的密度P a为〇. 915-0. 926g/cm3,所述组分 B的密度P B为0· 913-0. 924g/cm3,所述组分C的密度P c为0· 910-0. 926g/cm3。特别优 选地，所述聚乙烯组合物中组份A、组份B和组份C的密度PA、〇 8和Ρε之间的关系满 足-0. 04彡Ρ Α- Ρ Β彡0. 02,且-0. 04彡P A- P c彡0. 02,这样能够使得到的聚乙烯组合物在 具有较好的成膜性能的基础上，还具有非常高的拉伸强度和抗穿刺强度以及较低的雾度。
[0025] 所述组分A、组分B和组分C均为乙烯/ a烯烃共聚的线性低密度聚乙烯，其中，线 性结构是指分子链中仅含有短支链结构，而不含有长支链结构和交联结构，其由聚合单体 和聚合工艺条件所决定，具体为本领域技术人员公知，在此不作赘述。
[0026] 根据本发明提供的聚乙烯组合物，为了使得到的聚乙烯组合物在具有良好成膜性 能的基础上，还具有较好的力学性能和光学性能，优选地，在所述聚乙烯组合物中，所述组 分A的质量份数W A为25-90重量份，所述组分B的质量份数WB为0. 1-10重量份，所述组分 C的质量份数We为10-75重量份；更优选地，在所述聚乙烯组合物中，所述组分A的质量份 数WA为30-80重量份，所述组分B的质量份数WB为0. 5-8重量份，所述组分C的质量份数 Wc为20-70重量份。进一步地，所述组分A的质量份数WA和组分C的质量份数We与组分A 的熔融指数MIA的关系优选满足5. 2 X lgMIA+l 1. 6彡WA/WC彡0. 9 X lgMIA+2. 1，更优