[发明专利]用于生产注射拉伸吹塑聚烯烃容器的方法

说明书

本发明涉及一种拉伸吹塑法，包括使用辐射吸收性材料作为再加热添加剂以使热量（一般由红外线产生）能够更均匀和更快地渗入由聚烯烃制成的容器的表面内。

在本领域中通常使用注射拉伸吹塑方法（一步法和两步法）来生产由热塑性聚合物材料、特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的容器。

上述方法通常如下进行：首先通过注模制备型坯，然后对该型坯进行拉伸吹塑。在两步法中，为了进行拉伸吹塑步骤，将型坯再加热。

然而，对于聚烯烃，由于他们的导热性差，在再加热过程中会存在热量从型坯壁外部向该型坯内部传递慢的问题。结果造成该型坯的内部温度与外部温度相差几度。这个问题表现在难以控制容器的壁厚分布，根据设计的复杂度，其可能会导致比期望水平更高的废料水平。可以测量壁厚并就容器上几个位置处的偏差进行比较。更重要地，良好的壁厚分布改善了最终容器(尤其是瓶子)的顶部负荷（Top-Load）。这使得厂商能够降低该型坯所需的重量，并且节约了与其相关的成本和能源。

因此，为了有利于热量传递到该型坯内部，已有人提出在用于制备该型坯的聚烯烃材料中添加热吸收剂。

尤其是，WO 2004083294和WO 2006018777涉及在拉伸吹塑的聚丙烯中使用了各种红外热吸收剂。

上述文献表明，碳黑是有效的热吸收剂，但是如WO 2006018777中所述，其具有容易赋予最终制品深颜色的缺点。在所述文献中公开的其他热吸收剂材料是金属颗粒、石墨、红外吸收染料。

在所述WO 2006018777中，还描述了聚丙烯相对于PET呈现出极窄工艺窗口的重大缺陷。

现在已经发现，通过使用特定的金属化合物作为热吸收剂，能够获得注射拉伸吹塑的聚烯烃容器（尤其是瓶子），而不会可察觉地损害他们的颜色并且具有显著降低的壁厚分布。壁厚分布偏差的改善率在整个瓶子上介于50和100%之间。该更好的壁厚分布表现在瓶子具有介于20和40%之间更高的顶部负荷，而这又给予了用户在保持相同顶部负荷的同时减少瓶子厚度的巨大可能。另外增加的好处是废品率的明显降低，由此降低了生产成本。

而且，在该注射拉伸吹塑方法的再加热步骤中，对于基于丙烯聚合物的瓶子能够实现高于20%的显著节能，而对于基于乙烯聚合物的瓶子则能够实现差不多10%的节能，并且显著地扩大了工艺窗口，该工艺窗口是指能够制造符合要求的瓶子的温度范围。

在WO 2010100153中描述了所述的金属化合物，其中提到了他们作为再加热剂(reheating agent)的适宜性，但是没有公开通过在聚烯烃拉伸吹塑中使用它们所能获得的特定的和意想不到的优点。

因此本发明提供一种用于制备聚烯烃容器的注射拉伸吹塑方法，包括以下步骤：

1）通过注塑聚烯烃组合物来制备型坯，所述聚烯烃组合物包含选自乙烯聚合物、丙烯聚合物及其混合物的聚合物（A），和热吸收剂(B)；

2）提供热量以再加热在步骤1)中制备的型坯，和拉伸吹塑所述型坯；

其中热吸收剂(B)选自铜(Cu)、钙(Ca)、锡(Sn)和/或铁(Fe)的磷酸盐、缩合磷酸盐、亚磷酸盐、以及混合氢氧化物/磷酸盐氧阴离子（oxanion）化合物(即盐)。

上述热吸收剂(B)通常以微细分布的、分散的、或溶解的形式存在于该聚合物基体中。

优选的热吸收剂（B）的用量相对于(A)和(B)的总重量是250至1000ppm、最优选的是400至600ppm。

所述混合氢氧化物/磷酸盐氧阴离子化合物的例子是碱式磷酸盐。优选碱式磷酸铜。

热吸收剂(B)的具体例子是：碱式磷酸铜Cu₂(OH)PO₄（CAS号12158-74-6），由Budenheim以商标Budit LM 16销售；焦磷酸铜（CAS号10102-90-6）；磷酸铜Cu₃P₂O₈(CAS号 7798-23-4)。

该热吸收剂(B)通常能够吸收红外(IR)辐射，即表示波长介于700和25,000nm之间的辐射。

该聚合物(A)选自丙烯或乙烯均聚物、或者其共聚物或组合物(混合物)。

在所述丙烯均聚物或共聚物之中，优选含有一或多个选自乙烯和由通式CH₂=CHR表示的C₄-C₁₀ α-烯烃的共聚单体的丙烯共聚物，其中R是直链或支链的、具有2-8个碳原子的烷基或者是芳基(尤其是苯基)。