[发明专利]一种低温适用聚乙烯及其注塑组合物

说明书

技术领域

一种低温适用聚乙烯及其注塑组合物，属于低密度聚乙烯注塑技术领域。

背景技术

塑料注塑是将熔融的塑料利用压力注进塑料制品模具中，冷却成型制得各种塑料件。聚乙烯作为一种结晶性原料，吸湿性极小，不超过0.01%，在加工前无需进行干燥处理。聚乙烯分子链柔性好，键间作用力小，熔体粘性低，流动性极好，因此成型时无需太高压力就能成型出薄壁长流程制品。

因为聚乙烯的收缩率范围大，收缩值大，方向性明显，低密度聚乙烯收缩率为1.22%左右，高密度聚乙烯收缩率在1.5%左右。聚乙烯容易变形翘曲。又因为聚乙烯注塑产品的低温韧性较差，导致聚乙烯制品需要添加各种低温改性剂和/或抗冲改性剂才能够在低温环境下使用，这样无疑会增加生产成本，增加工艺难度。严重限制了聚乙烯树脂的应用领域。

本发明发明人发现聚乙烯注塑产品的低温韧性较差主要是因为聚乙烯的结晶能力很高，传统聚乙烯的片晶厚度分布不均匀，聚乙烯中在特定熔点的组分过于集中，才导致低温下聚乙烯制品抗冲性能偏低，产品在低温环境下使用，可能会发生破坏。所以本发明发明人认为若通过改变聚乙烯的片晶厚度分布情况，调节聚乙烯的熔限更宽，各熔点聚乙烯含量分散，有利于提高聚乙烯注塑产品的低温韧性，可以在不添加低温改性剂和/或抗冲改性剂的情况下使注塑制品的使用寿命延长和聚乙烯树脂的应用领域得以拓宽。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种熔限宽、各熔点聚乙烯含量分散、具有较高的低温韧性的低温适用聚乙烯及其注塑组合物。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该低温适用聚乙烯，其特征在于：由α-烯烃单体与乙烯单体按质量比0.020~0.040：1采用负载型茂催化剂气相聚合体系中聚合制得，聚合体系中聚合温度为83~87℃，聚合压力为2.0~2.2MPa，乙烯分压为75~90%，聚合体系中氢气浓度为800~1200ppm；制得聚乙烯的熔体质量流动速率为30~160g/10min，密度为0.915~0.922g/cm³，差示扫描量热仪测定聚乙烯树脂熔融温度范围为110~140℃，支化度为0.1~3.0，按结晶热分级的片晶厚度在4.109埃~12.147埃的结晶级份含量分布均匀分散；

所述的负载型茂金属催化剂由负载在多孔载体上的桥连或非桥连茂金属化合物与助催化剂组成，所述茂金属化合物含有一个或多个η-配体，所述茂金属化合物中的金属为第4、5或6副族金属；所述助催化剂为甲基铝氧烷类化合物或改性甲基铝氧烷；所述多孔载体为无机氧化物或/和无机氯化物。

所述的聚乙烯按结晶热分级的片晶厚度组成为：片晶厚度均值为4.109埃的结晶级份含量为4.0~11.0%，片晶厚度均值为4.444埃的结晶级份含量为5.0~6.0%，片晶厚度均值为4.850埃的结晶级份含量为7.0~8.0%，片晶厚度均值为5.338埃的结晶级份含量为9.0~14.0%，片晶厚度均值为5.973埃的结晶级份含量为16.0~18.0%，片晶厚度均值为6.780埃的结晶级份含量为19.0~21.5%，片晶厚度均值为7.906埃的结晶级份为16.0~19.0%，片晶厚度均值为9.480埃的结晶级份含量为8.0~11.0%，片晶厚度均值为12.147埃的结晶级份含量为1.0~3.0%。

优选的，所述的氢气浓度为900~1100ppm。

优选的，所述的α-烯烃单体与乙烯单体质量比为0.025~0.028：1。

优选的，所述的α-烯烃为1-己烯。

本发明使用负载型茂金属催化剂，通过控制精确的聚合温度、聚合压力、乙烯分压、氢气浓度的反应条件，实现对聚乙烯晶体的不同片晶厚度组分含量进行控制，得到的聚乙烯按结晶热分级的片晶厚度组成在各厚度分布比较均匀。片晶厚度越厚，熔点越高，对聚乙烯中各个熔点的组成进行调节搭配。 片晶厚度对熔点的影响与结晶的表面能有关。聚乙烯晶体表面普遍存在堆砌较不规整的区域，在结晶表面上的链不对熔融热作完全的贡献。结晶温度较低时，链的活动能力差，不允许链段进行充分的排列。规整性差的晶体在较低温度下即会瓦解，而规整性好的晶体要待更高温度才能熔融，因而形成较宽的熔限。本发明的工艺控制得到的片晶厚度组分含量搭配，实际是对聚乙烯分子链活动能力的搭配，实现的是聚乙烯度环境温度的适应调节能力。本发明的聚乙烯通过片晶厚度的搭配，在低温环境下的直接应用效果良好，无需添加各种低温改性剂。