一种食品包装瓶组合盖用低密度聚乙烯树脂及其制备方法与流程

本发明涉及高分子合成，具体涉及一种食品包装瓶组合盖用低密度聚乙烯树脂及其制备方法。

背景技术：

1、低密度聚乙烯(ldpe)加工性能好，适合热塑性塑料加工的各种成型工艺，其制品具有力学性能优良、透明性好、柔软度适中、安全可靠等特点，适合其在油品、酒类等调味食品产品包装瓶组合盖上的应用。

2、而合乎要求的聚乙烯专用料是生产食品包装瓶组合盖的关键。从组合盖注塑过程讲，在保证盖体成型的前提下，要尽可能的缩短脱模时间，还要保证良好的力学性能，包括：盖体的柔韧性、尺寸稳定性、组合性和密封性能。盖体尺寸稳定性好，盖体易组合，组合盖易压入瓶体，压盖力较小；盖体柔韧性好，组合盖密封性好，瓶内液体不易渗露，同时，盖体柔韧性好，拉环不易断裂。

3、这就要求食品包装瓶组合盖所用ldpe树脂具有合适的流动性能，具有结晶度较低，相应较低的密度；同时要求分子量分布适中。反应在大分子链结构上，就是要求长链支化和短链支化程度要高，因为长链支化、短链支化增多，甲基支化度提高，宏观密度降低，结晶度降低，盖体尺寸稳定性提高。还要求树脂具有相对较宽的分子质量分布，使制品具有较好的韧性和强度。

4、目前国内厂家使用的组合盖用ldpe树脂多为聚乙烯组合物，少数采用釜式法聚合工艺装置生产的聚乙烯树脂。本发明在管式e法高压聚合装置上，利用聚合工艺的调节，包括引发剂的选择及加入量配比，调整剂的选择及加入量配比，以及引发剂、调整剂在主流和侧流的加入比例，还通过调整聚合温度、聚合压力等工艺手段，来开发制备食品包装组合盖用低密度聚乙烯树脂。

5、中国授权专利201310350586.x公开了一种超纤革用高熔指低密度聚乙烯的制备方法，其通过在第一反应器加入过氧化物引发剂和调整剂丙醛，第二反应器加入触媒空气引发剂和调整剂丙醛，聚合反应在300～320℃，200～240mpa压力下制备而得。中国申请专利201610866633.x公开了一种热熔胶用高熔指ldpe专用料的制备方法，其通过在第一反应器加入过氧化物引发剂和调整剂丙烯，第二反应器加入触媒空气引发剂和调整剂丙醛，聚合反应在300～330℃，200～250mpa压力下制备而得。以上两种技术方案都追求较高的长支链含量，但因其产品本身流动性好、分子量小、分子链上较难引入长支链，长支链含量少。

6、因此，需要研究出一种可通过工艺改进，来提高了甲基支化度，以满足食品包装瓶组合盖所用需求。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种食品包装瓶组合盖用低密度聚乙烯树脂及其制备方法。采用该聚乙烯树脂制备组合盖，在注塑成型时具有良好的脱模性，所制得组合盖尺寸稳定、安全卫生。

2、本发明的技术方案具体如下。

3、本发明提供了一种食品包装瓶组合盖用低密度聚乙烯树脂的制备方法，其采用管式e法高压聚合工艺装置进行制备，包括以下步骤：

4、(1)将乙烯气体、第一、第二引发剂和调整剂进行压缩，压缩后分为两股压力为250～270mpa的主流、侧流进料气体；所述主流进料气体包括乙烯、第一引发剂、第二引发剂和调整剂；所述侧流进料气体包括乙烯和第二引发剂；

5、其中，所述第一引发剂为过氧化物组合物，包括第一过氧化物和第二过氧化物；所述第二引发剂为经过过滤和干燥的压缩空气；所述调整剂为c3～c4的醛；

6、(2)所述主流进料气体进入第一反应器，先预热升温到175±10℃，再在反应段进行聚合反应，控制聚合温度为310～330℃，压力为250～270mpa；反应时间为7～8秒；

7、在第一反应器中，所述第一引发剂的含量为5±0.5ppm，第二引发剂的含量为15±2ppm，调整剂的含量为400±40ppm；

8、(3)反应结束后，高温反应物经冷却出第一反应器，再和压缩机送来的侧流进料气体合并，进入第二反应器再次进行聚合反应，控制聚合温度为310～330℃，压力为240～260mpa，反应时间为11～12秒；

9、在第二反应器中，所述第二引发剂的含量为25±3ppm；

10、(4)经第二反应器反应后，经冷却段冷却，反应物由反应器出口处的放料阀降压，排入高压制品分离器，进行气体与物料分离；然后，熔融状的聚乙烯产品进入低压制品分离器再次进行气体与物料分离，得到聚乙烯原料产品；

11、(5)反应得到的聚乙烯原料产品同抗氧剂1010、开口剂混合进入螺杆挤出机进行挤出造粒，制得食品包装瓶组合盖用低密度聚乙烯树脂。

12、进一步的，所述步骤(1)中的第一过氧化物为过氧化新癸酸叔丁脂，第二过氧化物为过氧化2-乙基己酸叔丁脂；所述过氧化新癸酸叔丁脂和过氧化2-乙基己酸叔丁脂的重量比为1：4。

13、进一步的，所述步骤(1)中的调整剂为丙醛。

14、进一步的，所述步骤(5)中的抗氧剂1010为[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸]季戊醇酯。

15、进一步的，所述步骤(5)中的开口剂为硫酸钙、油酸酰胺和硬脂酸酰胺的混合物，其重量比为5：3：1。

16、进一步的，所述步骤(5)中，以聚乙烯原料产品为基准，抗氧剂1010的含量为80±10ppm，开口剂的含量为900±90ppm。

17、本发明通过上述制备方法制备得到的食品包装瓶组合盖用低密度聚乙烯树脂，该聚乙烯树脂的数均分子量为1.8～3.0万，分子量分布指数为4～6，密度为0.919～0.924g/cm3，在190℃、2.16kg砝码条件下的熔体质量流动速率为5～9g/10min，正己烷提取物为1.4～1.8％。

18、本发明与现有技术相比，具有以下优点：

19、本发明的食品包装瓶组合盖用低密度聚乙烯树脂是在管式e法高压聚合装置上，通过选择合适比例的引发剂及分子量调整剂，在乙烯进料主流和侧流选择合适的加入比例，选择合适的聚合温度和聚合压力，选择合适比例的添加剂，开发制备食品包装瓶组合盖用低密度聚乙烯树脂。采用该聚乙烯树脂制备组合盖，在注塑成型时具有良好的脱模性，所制得组合盖尺寸稳定、安全卫生，具有较高的技术含量。

技术特征：

1.一种食品包装瓶组合盖用低密度聚乙烯树脂的制备方法，其特征在于，采用管式e法高压聚合工艺装置进行制备，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的第一过氧化物为过氧化新癸酸叔丁脂，第二过氧化物为过氧化2-乙基己酸叔丁脂；所述过氧化新癸酸叔丁脂和过氧化2-乙基己酸叔丁脂的重量比为1：4。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的调整剂为丙醛。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中的抗氧剂1010为[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸]季戊醇酯。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中的开口剂为硫酸钙、油酸酰胺和硬脂酸酰胺的混合物，其重量比为5：3：1。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中，以聚乙烯原料产品为基准，抗氧剂1010的含量为80±10ppm，开口剂的含量为900±90ppm。

7.根据权利要求1-6任一项所述制备方法制备所得的食品包装瓶组合盖用低密度聚乙烯树脂，其特征在于：该聚乙烯树脂的数均分子量为1.8～3.0万，分子量分布指数为4～6，密度为0.919～0.924g/cm3，在190℃、2.16kg砝码条件下的熔体质量流动速率为5～9g/10min，正己烷提取物为1.4～1.8％。

技术总结
本发明公开了一种食品包装瓶组合盖用低密度聚乙烯树脂及其制备方法。该聚乙烯树脂的数均分子量为1.8～3.0万，分子量分布指数为4～6，密度为0.919～0.924g/cm3，在190℃、2.16kg砝码条件下的熔体质量流动速率为5～9g/10min。其制备：在管式E法高压聚合装置上，通过选择合适比例的引发剂及分子量调整剂，在乙烯进料主流和侧流选择合适的加入比例，选择合适的聚合温度和聚合压力，选择合适比例的添加剂，开发制备食品包装瓶组合盖用低密度聚乙烯树脂。采用该聚乙烯树脂制备组合盖，在注塑成型时具有良好的脱模性，所制得组合盖尺寸稳定、安全卫生。具有较高的技术含量。

技术研发人员：沈锋明,翁向斌,陆夏亮,王正斐,陶红,钟峰
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22