一種聚乙烯薄膜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種聚乙烯薄膜。
【背景技術(shù)】
[0002] 雙向拉伸聚乙烯（Biaxially Oriented Polyethylene，Β0ΡΕ)薄膜是具有特殊分 子結(jié)構(gòu)的聚乙烯（PE)樹脂經(jīng)雙向拉伸工藝成型的薄膜材料。在Β0ΡΕ薄膜的成型加工過程 中，薄膜經(jīng)拉伸處理后，PE大分子鏈和結(jié)晶結(jié)構(gòu)發(fā)生高度取向，從而顯著提高了薄膜的拉伸 強(qiáng)度，降低了拉伸斷裂伸長(zhǎng)率，并使得薄膜的霧度更低、光澤度更高且透明性更好。此外，與 現(xiàn)有技術(shù)的擠出吹塑工藝和擠出流延工藝制備的聚乙烯薄膜制品相比，Β0ΡΕ薄膜具有力學(xué) 強(qiáng)度高、抗穿刺和抗沖擊性能好、光學(xué)性能優(yōu)良、節(jié)能環(huán)保性等優(yōu)勢(shì)。因此，Β0ΡΕ薄膜可被廣 泛用于包裝袋、重包裝袋、真空熱封膜、低溫包裝膜、復(fù)合膜、醫(yī)藥衛(wèi)生用品、農(nóng)用膜等方面。
[0003] 目前采用的塑料薄膜的雙向拉伸加工方法有平膜拉伸法和管泡拉伸法。平膜拉伸 法已經(jīng)應(yīng)用在聚丙烯（PP)、聚酰胺（PA)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET)等薄膜材料的加工 中，工藝較為成熟。與管泡拉伸法相比，平膜拉伸法的拉伸倍率大（橫向拉伸倍率可達(dá)10倍 以上）、成型速度快（最高收卷速度可達(dá)數(shù)百米/分鐘）、生產(chǎn)效率高，并且得到的薄膜的力 學(xué)強(qiáng)度、光學(xué)性能和厚度均勻性均更佳，但是薄膜成型受工藝條件波動(dòng)影響顯著，薄膜拉伸 加工難度大，對(duì)于薄膜原料有著更高的要求?，F(xiàn)有的雙向拉伸聚乙烯原料基本均只適用于 管泡拉伸法制備Β0ΡΕ薄膜，而將現(xiàn)有的這些聚乙烯原料采用平膜拉伸法制備Β0ΡΕ薄膜時(shí)， 成膜性差（拉伸速度和拉伸倍率很低）、膜容易出現(xiàn)破裂的缺陷，基本不適用于采用平膜拉 伸法制備薄膜，并且得到的聚乙烯薄膜的力學(xué)性能和光學(xué)性能均較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的聚乙烯薄膜的力學(xué)性能和光學(xué)性能較差的缺陷， 而提供一種新的聚乙烯薄膜。
[0005] 具體地，本發(fā)明提供的聚乙烯薄膜的縱向拉伸強(qiáng)度> 75MPa，橫向拉伸強(qiáng)度 彡9010^，穿刺強(qiáng)度彡51霧度彡7.5%且橫向撕裂強(qiáng)度彡0.51
[0006] 本發(fā)明提供的聚乙烯薄膜與具有相同原料密度的采用現(xiàn)有的加工原料和方法制 備的聚乙烯薄膜相比，具有力學(xué)強(qiáng)度高且光學(xué)性能好的優(yōu)點(diǎn)，極具工業(yè)應(yīng)用前景。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，當(dāng)所述聚乙烯薄膜由聚乙烯組合物形成，且所 述聚乙烯組合物含有組分A、組分B和組分C ;所述組分A為乙烯/ α烯烴共聚的線性低密 度聚乙烯，其在溫度為190°C、載荷為2. 16kg下的熔融指數(shù)ΜΙΑ為0. 01-2. 5g/10min，密度 P a為〇. 905-0. 920g/cm3 ;所述組分B為乙烯/ α烯烴共聚的線性低密度聚乙烯，其在溫度 為 190°C、載荷為 2. 16kg 下的熔融指數(shù)ΜΙΒ 為 0. 01-2. 5g/10min，密度 Ρ Β 為 0. 921-0. 936g/ cm3;所述組分C為乙烯/α烯烴共聚的線性低密度聚乙烯，其在溫度為190°C、載荷為 2. 16kg下的熔融指數(shù)MIC為10-80g/10min，密度P C為0· 905-0. 928g/cm3 ;所述組分A、組 分B和組分C的分子量分布指數(shù)均滿足Mw/Mn < 4. 5時(shí)，由該聚乙烯組合物形成的薄膜不僅 具有較好的力學(xué)性能和光學(xué)性能，而且其還具有非常優(yōu)異的拉伸成膜性，非常適用于平膜 雙向拉伸法制備聚乙烯薄膜。
[0008] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0009] 附圖是用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具 體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0010] 圖1為用于制備聚乙烯組合物的多反應(yīng)器并聯(lián)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011] 圖2為實(shí)施例1中薄膜試樣的小角X射線散射圖樣照片；
[0012] 圖3為實(shí)施例2中薄膜試樣的小角X射線散射圖樣照片；
[0013] 圖4為實(shí)施例3中薄膜試樣的小角X射線散射圖樣照片；
[0014] 圖5為對(duì)比例2中薄膜試樣的小角X射線散射圖樣照片。
[0015] 附圖標(biāo)記說明
[0016] 1-第一反應(yīng)器；2-第二反應(yīng)器；3-第三反應(yīng)器；4-固/液（氣）分離器；5-均化 料倉；6-熔融造粒系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0018] 本發(fā)明提供的聚乙烯薄膜的縱向拉伸強(qiáng)度> 75MPa，橫向拉伸強(qiáng)度> 90MPa，穿刺 強(qiáng)度> 5N，霧度< 7. 5%且橫向撕裂強(qiáng)度< 0. 5N ;優(yōu)選地，所述聚乙烯薄膜的縱向拉伸強(qiáng)度 彡80MPa，橫向拉伸強(qiáng)度彡95MPa，穿刺強(qiáng)度彡5. 2N，霧度彡5. 5%且橫向撕裂強(qiáng)度彡0. 3N。 在本發(fā)明中，所述縱向（MD)拉伸強(qiáng)度和橫向（TD)拉伸強(qiáng)度按照GB/T 1040. 3-2006標(biāo) 準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定。所述穿刺強(qiáng)度按照GB/T 10004-2008標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定，其中，試樣薄膜厚 度為25±2μπι。所述霧度按照GB/T 2410-2008標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定，其中，試樣薄膜厚度為 25±2 μ m。所述橫向撕裂強(qiáng)度按照GB/T 16578. 2-2009標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定，其中，試樣薄膜厚度 為 25±2 μ m。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明提供的聚乙烯薄膜，所述聚乙烯薄膜的拉伸斷裂伸長(zhǎng)率優(yōu)選< 300%， 更優(yōu)選為< 200%。所述聚乙烯薄膜的沖擊強(qiáng)度優(yōu)選> 3. 0J，更優(yōu)選為> 3. 2J。此外，優(yōu) 選地，所述聚乙烯薄膜的內(nèi)部聚乙烯片晶沿薄膜橫向方向擇優(yōu)取向。在本發(fā)明中，所述拉伸 斷裂伸長(zhǎng)率按照GB/T 1040. 3-2006標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定。所述沖擊強(qiáng)度按照GB 8809-1988標(biāo)準(zhǔn) 進(jìn)行測(cè)定，其中，試樣薄膜厚度為25±2 μ m。所述薄膜中內(nèi)部聚乙烯片晶的取向通過小角X 射線散射進(jìn)行測(cè)定，其中環(huán)狀X射線散射圖樣中的高亮度部分代表薄膜內(nèi)部聚乙烯片晶的 取向，兩對(duì)稱高亮度部分的連線方向即為薄膜的內(nèi)部聚乙烯片晶的取向方向。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述聚乙烯薄膜包括由以下聚乙烯組合物形 成的聚乙烯層，所述聚乙烯組合物含有組分A、組分B和組分C ;所述組分A為乙烯/ α 烯烴共聚的線性低密度聚乙烯，其在溫度為190°C、載荷為2. 16kg下的熔融指數(shù)MIaS 0. 01-2. 5g/10min，密度p A為0. 905-0. 920g/cm3 ;所述組分B為乙烯/ α烯烴共聚的線性低 密度聚乙烯，其在溫度為190°C、載荷為2. 16kg下的熔融指數(shù)ΜΙΒ為0. 01-2. 5g/10min，密度 P B為ο. 921-0. 936g/cm3 ;所述組分C為乙烯/ α烯烴共聚的線性低密度聚乙烯，其在溫度 為190°C、載荷為2. 16kg下的熔融指數(shù)肌￡為10-80g/10min，密度P C為0. 905-0. 928g/cm3 ; 所述組分A、組分B和組分C的分子量分布指數(shù)均滿足Mw/Mn < 4. 5,優(yōu)選均滿足2. 0 < Mw/ Mn < 4. 2。
[0021] 在上述聚乙烯組合物中，優(yōu)選地，所述組分A在溫度為190°C、載荷為2. 16kg下的 熔融指數(shù)MIA為0. 01-lg/10min，所述組分B在溫度為190°C、載荷為2. 16kg下的熔融指數(shù) MIB為0. 01-1. 5g/10min，所述組分C在溫度為190°C、載荷為2. 16kg下的熔融指數(shù)MIC為 15-60g/10min〇
[0022] 在本發(fā)明中，所述熔融指數(shù)均按照GB/T3682-2000中規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定，其中， 測(cè)試條件包括溫度為190°C，載荷為2. 16kg。
[0023] 在上述聚乙烯組合物中，優(yōu)選地，所述組分A的密度PA為0.910-0. 918g/cm3,所 述組分B的密度P b為〇. 926-0. 930g/cm3,所述組分C的密度P c為0. 910-0. 926g/cm3。
[0024] 所述組分A、組分B和組分C均為乙烯/ a烯烴共聚的線性低密度聚乙烯，其中，線 性結(jié)構(gòu)是指分子鏈中僅含有短支鏈結(jié)構(gòu)，而不含有長(zhǎng)支鏈結(jié)構(gòu)和交聯(lián)結(jié)構(gòu)，其由聚合單體 和聚合工藝條件所決定，具體為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知，在此不作贅述。
[0025] 在上述聚乙烯組合物中，為了使得到的聚乙烯組合物在具有較好的力學(xué)性能和光 學(xué)性能的基礎(chǔ)上，還具有良好的成膜性能，優(yōu)選地，在所述聚乙烯組合物中，所述組分A的 質(zhì)量份數(shù)W A為25-90重量份，所述組分B的質(zhì)量份數(shù)WB為5-75重量份，所述組分C的質(zhì)量 份數(shù)W e為10-75重量份；更優(yōu)選地，在所述聚乙烯組合物中，所述組分A的質(zhì)量份數(shù)WA為 30-80重量份，所述組分B的質(zhì)量份數(shù)W B為5-45重量份，所述組分C的質(zhì)量份數(shù)We為20-70 重量份。優(yōu)選地，所述組分A的質(zhì)量份數(shù)W A、組分B的質(zhì)量份數(shù)WB和組分C的質(zhì)量份數(shù)Wc 與組分 A 的熔融指數(shù) MIA 的關(guān)系滿足 5. 2 X lgMIA+l 1. 6 > (WA+WB) /Wc > 0· 9 X lgMIA+2. 1，特 別優(yōu)選滿足2. 9XlgMIA+6. 8彡（WA+WB)/WC彡1. lXlgMIA+2. 7,這樣能夠使得由所述聚乙烯 組合物制備得到的薄膜同時(shí)具有優(yōu)異的力學(xué)性能、光學(xué)性能以及成膜性能。
[0026] 在上述聚乙烯組合物中，如上所述，所述組分A、組分B和組分C的分子量分布指數(shù) 滿足M w/Mn < 4. 5,優(yōu)選滿足2. 0 < Mw/Mn < 4. 2。具體地，為了獲得具有上述分子量分布的 組分A、組分B和組分C，所述組分A、組分B和組分C采用茂金屬催化劑聚合得到。其中，所 述茂金屬催化劑的種類可以為本領(lǐng)域的常規(guī)選擇，其通常由茂金屬化合物和有機(jī)鋁化合物 以及任選的給電子體組成，具體為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知，在此不作贅述。
[0027] 本發(fā)明對(duì)所述組分A、組分B和組分C中a烯烴共聚單體的含量沒有特別地限 定，例如，所述組分A、組分B和組分C中a烯烴共聚單體的摩爾含量可以各自獨(dú)立地為 0. 2_15mol%，優(yōu)選為2-10mol%。在本發(fā)明中，a烯烴共聚單體的摩爾含量是指由a烯烴 聚合形成的結(jié)構(gòu)單元的摩爾量占總單體結(jié)構(gòu)單元的摩爾量的比例。此外，所述組分A、組分 B和組分C中的a烯烴各自獨(dú)立地為C3_C2。烯烴中的至