[发明专利]生产注塑螺帽盖子的PE模塑组合物和用其生产的用于充碳酸气的饮料的高强度螺帽盖子

说明书

本发明涉及特别适合于生产注塑螺帽盖子(例如瓶子的盖子)的具有多重模态分子量分布的聚乙烯模塑组合物，和涉及在合适催化剂、优选齐格勒催化剂的存在下制备该模塑组合物的方法。

本发明进一步涉及此类模塑组合物用于生产具有改进机械性能的注塑螺帽盖子的用途。

表达短语“具有多重模态分子量分布的聚乙烯模塑组合物”或简单地说“多重模态聚乙烯”是指聚乙烯模塑组合物或具有多重模态构型的分子量分布曲线的聚乙烯，即，包括多种的具有不同分子量的乙烯聚合物部分的聚乙烯。例如，根据本发明的优选实施方案，多重模态聚乙烯能够经由一种多阶段反应序列来制备，该序列包括在串联的各反应器中在预定的不同反应条件下进行以便获得具有不同分子量的各自聚乙烯部分的相继几个聚合步骤。这一类型的方法能够在悬浮介质中进行：在这种情况下，单体和分子量调节剂(优选氢气)首先在第一个反应器中在第一种反应条件下在悬浮介质和合适催化剂(优选齐格勒催化剂)的存在下进行聚合，然后转移到第二个反应器中并在第二种反应条件下进一步聚合，以及，如果所要制备的聚乙烯是三重模态，进一步转移到第三个反应器中并在第三种反应条件下进一步聚合，其中第一种反应条件不同于第二种和第三种反应条件，从而获得具有不同分子量的三种聚乙烯部分。在不同的乙烯聚合物部分中的分子量差异通常是通过重均分子量M_w来评价的。

虽然齐格勒催化剂特别适合于本发明的优选应用，但是还有可能使用其它催化剂，例如具有均匀的催化剂中心的催化剂(或“单中心”催化剂)例如金属茂催化剂。

聚乙烯广泛地用于生产注塑成品零件。用于该目的的聚乙烯应该具有高的机械强度和劲度，以便适合于生产薄壁的注塑零件。另外，该材料必须具有高度的耐环境应力开裂的性能。如果该成品零件用作食品包装，则该材料也必须具有优异的感官特性。另外，对于上述的注塑应用，模塑组合物必须是容易加工的，尤其通过注塑。

具有单模态分子量分布即包括具有预定分子量的单种乙烯聚合物部分的聚乙烯模塑组合物具有就可加工性、耐环境应力开裂性和机械韧性而言的缺点，这些对于注塑螺帽盖子应用是不令人满意的。

比较起来，具有双重模态分子量分布的模塑组合物代表了技术上的进步。以具有双重模态分子量分布的聚乙烯为基础的用于注塑成品零件的模塑组合物能够相对容易地加工并且与普通的单模态模塑组合物相比显示出更好的机械性能。虽然相对于单模态模塑组合物而言具有双重模态分子量分布的模塑组合物更容易加工并且在相同的密度下具有更好的耐环境应力开裂性和更高的机械强度，但是仍然另外需要在模塑组合物的劲度和弹性之间找到平衡，使之尤其适合于在螺帽盖子应用中的技术要求。

因此本发明的目的是提供模塑组合物，它是以聚乙烯共混物为基础的并且就机械强度与劲度和残留弹性一起而言具有显著的优点，同时当由注塑技术加工时保持良好的可加工性。

这一目的是通过具有多重模态分子量分布的模塑组合物来实现的，该组合物包括40-45wt％的第一种乙烯均聚物部分(I)，35-40wt％的第二种乙烯共聚物部分(II)和15-20wt％的第三种乙烯共聚物部分(III)，其中所有百分数是基于该模塑组合物的总重量，并且该模塑组合物具有在0.945-0.953g/cm³范围内的23℃下密度，在2-7g/10分钟范围内的MFR(190℃/5kg)，以及在200-250cm³/g范围内的根据ISO/R 1191在十氢萘中在135℃的温度下测量的由乙烯均聚物部分(I)、共聚物部分(II)和乙烯共聚物部分(III)组成的混合物的粘度值VN₃。

该表达短语“第一种乙烯均聚物(I)”、“第二种乙烯共聚物(II)”和“第三种乙烯共聚物(III)”是分别指乙烯均聚物(I)、乙烯共聚物(II)和乙烯共聚物(III)，就它们的分子量而言是彼此不同的，优选地，如果从(I)到(II)到(III)看，它们逐渐具有提高的分子量。

归因于前述特征的结合，和尤其因为乙烯聚合物的多重模态分子量分布与MFR、粘度值VN₃和密度的这些特殊范围的结合，本发明的聚乙烯模塑组合物能够理想地更容易地加工，同时保持了之后改进的强度和劲度与残留弹性的结合，使得该组合物尤其适合于螺帽盖子应用。