用于帽和封闭件的高密度聚乙烯的制作方法
【专利摘要】本发明涉及改进的高密度聚乙烯(HDPE)，其特别适合于制造帽和封闭件，其可例如用作用于碳酸饮料或不充气饮料的螺旋帽。因此，本发明还涉及这样的帽和封闭件以及它们的用途。
【专利说明】用于帽和封闭件的高密度聚乙烯
【技术领域】
[0001]本发明涉及改进的高密度聚乙烯(HDPE)，其特别适合于制造帽(盖子，cap)和封闭件(closure),其可例如用作用于碳酸饮料或不充气(still)饮料的螺旋帽(screw-oncap)。因此，本发明还涉及这样的帽和封闭件以及它们的用途。
【背景技术】
[0002]聚乙烯已经成为帽和封闭件市场上优先选择的材料之一。这是因为聚乙烯提供机械性质的良好平衡并且可容易地通过注射模塑或通过压缩模塑进行加工。近来的针对减少聚乙烯帽和封闭件重量的努力现在使得具有改善性质的聚乙烯成为必要。
[0003]因此，本发明的 一个目的是提供包括具有改善的刚性(rigidity)的聚乙烯组合物的帽或封闭件。
[0004]本发明的另一目的是提供包括具有改善的ESCR性质的聚乙烯组合物的帽或封闭件。
[0005]本发明的进一步目的是提供包括在注射模塑或压缩模塑或两者中具有良好加工性的聚乙烯的帽或封闭件。
[0006]本发明另外的目的是提供具有可接受的感官性质的帽或封闭件。
【发明内容】
[0007]现已惊讶地发现，以上目的可通过包括如本文中所公开的特定的且严格限定的聚乙烯组合物的帽或封闭件而单独地或者以任意组合实现。
[0008]因此，本发明提供帽或封闭件，所述帽或封闭件包括具有至少940kg/m3且至多970kg/m3的密度和至少35dg/min且至多180dg/min的高负荷熔体指数HLMI的聚乙烯组合物，所述聚乙烯组合物由第一聚乙烯级分和第二聚乙烯级分组成，其中所述第一聚乙烯级分具有至少920kg/m3且至多945kg/m3的密度和至少3dg/min且至多12dg/min的熔体指数HL275，和其中所述第二聚乙烯级分具有至少960kg/m3且至多980kg/m3的密度，条件是选择所述第二聚乙烯级分的密度和熔体指数使得所述聚乙烯组合物的密度和熔体指数如所限定的那样，并且各性质如测试方法中所指出的那样测定。
[0009]此外，本发明提供帽或封闭件的制造方法，所述方法包括如下步骤:
[0010](a)在第一聚合反应器中在齐格勒-纳塔聚合催化剂的存在下使乙烯聚合以制造具有至少920kg/m3且至多945kg/m3的密度和至少3dg/min且至多12dg/min的熔体指数HL275的第一聚乙烯级分；
[0011](b)在第二聚合反应器中在齐格勒-纳塔聚合催化剂的存在下使乙烯和至少一种共聚单体聚合以制造具有至少960kg/m3且至多980kg/m3的密度的第二聚乙烯级分；
[0012](c)将所述第一聚乙烯级分和所述第二聚乙烯级分共混以获得具有至少940kg/m3且至多970kg/m3的密度和至少35dg/min且至多180dg/min的高负荷熔体指数HLMI的聚乙烯组合物；[0013](d)随后对所述聚乙烯组合物进行注射模塑以获得帽或封闭件，
[0014]条件是选择所述第二聚乙烯级分的密度和熔体指数使得所述聚乙烯组合物的密度和熔体指数如所限定的那样，并且各性质如测试方法中所指出的那样测定。
【具体实施方式】
[0015]对于本申请而言，所述聚合物和制品的各性质如测试方法中详细指出的那样测定。
[0016]对于本申请而言，术语“聚乙烯”用于表示乙烯均聚物以及乙烯共聚物。
[0017]本申请的帽或封闭件包括具有特定密度和特定熔体指数的聚乙烯组合物。
[0018]优选地,所述帽或封闭件包括至少70重量％、更优选至少80重量％或90重量％、甚至更优选至少97重量％或98重量％、且还甚至更优选至少99重量％的所述聚乙烯组合物，相对于所述聚乙烯组合物的总重量。最优选的是，所述帽和封闭件基本上由所述聚乙烯组合物组成。术语“基本上由...组成”意在包括如以下定义的添加剂以它们通常使用的浓度的可能存在。在任何情况下，要求所述聚乙烯组合物的组分的重量百分数合计为100。
[0019]本文中使用的聚乙烯组合物具有至少35dg/min且至多180dg/min的高负荷熔体指数HLMI。所述熔体指数HLMI优选为至少40dg/min、且最优选至少45dg/min。所述高负荷熔体指数HLMI优 选为至多140dg/min或120dg/min、更优选至多100dg/min或90dg/min、甚至更优选至多80dg/min、且最优选至多75dg/min。
[0020]本文中使用的聚乙烯组合物具有至少940dg/m3且至多970kg/m3的密度。所述密度优选为至少945kg/m3、更优选至少950kg/m3、甚至更优选至少951kg/m3、且最优选至少952kg/m3。所述密度优选为至多965kg/m3、更优选至多960kg/m3、甚至更优选至多959kg/m3、还甚至更优选至多958kg/m3、且最优选至多957kg/m3。
[0021 ] 必要的是，本文中使用的聚乙烯组合物由各自具有特定性质的第一聚乙烯级分和第二聚乙烯级分组成。
[0022]所述第一聚乙烯级分具有至少920kg/m3且至多945kg/m3的密度。所述第一聚乙烯级分的密度优选为至少925kg/m3、更优选至少928kg/m3、甚至更优选至少929kg/m3、且最优选至少930kg/m3。所述第一聚乙烯级分的密度优选为至多940kg/m3、更优选至多937kg/m3、甚至更优选至多936kg/m3、且最优选至多935kg/m3。
[0023]所述第一聚乙烯级分具有至少3.0dg/min且至多12dg/min的熔体指数HL275。所述第一聚乙烯级分的熔体指数HL275优选为至少3.5dg/min、更优选至少4.0dg/min、且最优选至少4.5dg/min。所述第一聚乙烯级分的熔体指数HL275优选为至多lldg/min。
[0024]因此，所述第一聚乙烯级分基本上为乙烯与一种或多种优选单一共聚单体的共聚物。优选的共聚单体为具有3-20个碳原子或3-10个碳原子的α-烯烃。更优选的共聚单体选自丙烯、丁烯-1、戍烯-1、己烯-1、庚烯-1、辛烯-1、壬烯-1和癸烯-1。甚至更优选的共聚单体选自丁烯-1、己烯-1和辛烯-1。最优选的共聚单体为己烯-1。
[0025]所述第二聚乙烯级分具有至少960kg/m3且至多980kg/m3的密度。其因此为基本上不具有任何共聚单体的乙烯均聚物。“基本上不具有”指的是，在所述第二聚乙烯级分的制造期间未有意加入共聚单体，但是所述共聚单体仍然可以最高达0.2重量％、优选最高达0.1重量％且最优选最高达0.05重量％存在,相对于所述第二聚乙烯级分的总重量。所述聚乙烯级分的密度优选为至少965kg/m3、更优选至少966kg/m3、甚至更优选至少967kg/m3、且最优选968kg/m3。所述聚乙烯级分的密度优选为至多975kg/m3、更优选至多974kg/m3、甚至更优选至多973kg/m3、且最优选至多972kg/m3。
[0026]所述第二聚乙烯级分的性质特别是其密度和熔体指数尽管没有特别限制，但是选择成使得由所述第一和第二聚乙烯级分的共混得到的所述聚乙烯组合物的性质在如本申请中所限定的界限内。
[0027]所述第二聚乙烯级分的熔体指数和密度可例如使用以下方程计算
[0028]log (HLMI ) = W1.log (HLMI1)+W2.1g(HlMI2)(I)
[0029]d共混物=W1.(^+W2.d2(II)
[0030]其中HLMI μ^为所述聚乙烯组合物的高负荷熔体指数HLMI，HLMI1为所述第一聚乙烯级分的高负荷熔体指数HLMI，HLMI2为所述第二聚乙烯级分的高负荷熔体指数，d^.m为所述聚乙烯组合物的密度，Cl1为所述第一聚乙烯级分的密度，(12为所述第二聚乙烯级分的密度，W1为所述第一聚乙烯级分的重量％和W2为所述第二聚乙烯级分的重量％，相对于所述聚乙烯组合物的总重量。
[0031]优选地，本文中使用的聚乙烯组合物包括相对于所述聚乙烯组合物的总重量的至少35重量％且至多55重量％的所述第一聚乙烯级分。优选地，所述聚乙烯组合物包括至少40重量％的所述第一聚乙烯级分。优选地，所述聚乙烯组合物包括至多50重量％的所述第一聚乙烯级分。第二聚乙烯组合物包括在所述聚乙烯组合物中，使得相对于所述聚乙烯组合物的总重量，所述第一和第二聚乙烯级分的重量百分数合计为100。
[0032]所述聚乙烯组合物可进一步包括至少一种添加剂，所述添加剂独立地选自例如抗氧化剂、光稳定剂、除酸剂、润滑剂、抗静电剂、成核/澄清剂、加工助剂、和着色剂。这样的添加剂的综述可参见Plastics Additives Handbook, H.Zweifel编辑，第5版，2005，Hanser Publishers。
[0033]优选地，所述聚乙烯组合物包括至少一种选自如下的添加剂:成核剂；抗静电剂；加工助剂；以及这些中的任意种的共混物，例如成核剂和抗静电剂的共混物、或者成核剂和加工助剂的共混物、或者抗静电剂和加工助剂的共混物、或者所有三种的共混物。
[0034]成核剂
[0035]优选地，本文中使用的聚乙烯组合物包括一种或多种成核剂，更特别地一种或多种α-成核剂。对于本申请而言，成核剂定义为提高聚丙烯组合物的结晶温度的化合物。
[0036]本文中使用的合适的成核剂可选自本领域技术人员已知的任意成核剂。然而，优选的是，所述成核剂选自滑石、羧酸盐、山梨醇缩醛、磷酸酯盐、取代的苯三甲酰胺(benzenetricarboxamide)和聚合物型成核剂、以及这些的共混物。
[0037]羧酸盐的实例为有机羧酸盐。具体实例为苯甲酸钠以及苯甲酸锂。所述有机羧酸盐还可为脂环族有机羧酸盐，优选双环有机二羧酸盐并且更优选双环[2.2.1]庚烷二羧酸盐。这种类型的成核剂由Milliken Chemical作为HYPERFORM? HPN-68销售。
[0038]山梨醇缩醛的实例是二亚苄基山梨醇(DBS)、双(对甲基二亚苄基山梨醇)(MDBS)、双(对乙基二亚苄基山梨醇)、双(3，4-二甲基二亚苄基山梨醇)(DMDBS)和双(4-丙基亚苄基)丙基山梨醇。优选双(3，4-二甲基二亚苄基山梨醇)(DMDBS)和双(4-丙基亚苄基)丙基山梨醇。这些可例如从Milliken Chemical以商品名Millad3905、Millad3940、Millad3988 和 Millad NX8000 获得。
[0039]磷酸酯盐的实例为2，2’-亚甲基-双(4，6-二叔丁基苯基)磷酸酯的盐。这样的磷酸酯盐例如可从Asahi Denka作为NA-11或NA-21获得。
[0040]取代的三甲酰胺的实例为通式(II)的那些:
[0041]
【权利要求】
1.帽或封闭件，其包括具有至少940kg/m3且至多970kg/m3的密度和至少35dg/min且至多180dg/min的高负荷熔体指数HLMI的聚乙烯组合物,所述聚乙烯组合物由第一聚乙烯级分和第二聚乙烯级分组成， 其中所述第一聚乙烯级分具有至少920kg/m3且至多945kg/m3的密度和至少3dg/min且至多12dg/min的熔体指数HL275，和 其中所述第二聚乙烯级分具有至少960kg/m3且至多980kg/m3的密度， 条件是选择所述第二聚乙烯级分的密度和熔体指数使得所述聚乙烯组合物的密度和熔体指数如所限定的那样，并且各性质如测试方法中所指出的那样测定。
2.根据权利要求1的帽或封闭件，其中所述聚乙烯组合物具有至少945kg/m3且至多965kg/m3的密度。
3.根据前述权利要求任一项的帽或封闭件，其中所述聚乙烯组合物具有至少35dg/min且至多140dg/min的高负荷熔体指数HLMI。
4.帽或封闭件，其中所述聚乙烯组合物包括相对于所述聚乙烯组合物的总重量的至少35重量％且至多55重量％的所述第一聚乙烯级分。
5.帽或封闭件，其中所述聚乙烯组合物如权利要求6-8中所限定的那样制造。
6.帽或封闭件的制造方法，所述方法包括如下步骤: (a)在第一聚合反应器中在齐格勒-纳塔聚合催化剂的存在下使乙烯聚合以制造具有至少920kg/m3且至多945kg/m3的密度和至少3dg/min且至多12dg/min的熔体指数HL275的第一聚乙烯级分； (b)在第二聚合反应器中在齐格勒-纳塔聚合催化剂的存在下使乙烯和至少一种共聚单体聚合以制造具有至少960kg/m3且至多980kg/m3的密度的第二聚乙烯级分； (c)将所述第一聚乙烯级分和所述第二聚乙烯级分共混以获得具有至少940kg/m3且至多970kg/m3的密度和至少35dg/min且至多180dg/min的高负荷熔体指数HLMI的聚乙烯组合物； (d)随后对所述聚乙烯组合物进行注射模塑以获得帽或封闭件， 条件是选择所述第二聚乙烯级分的密度和熔体指数使得所述聚乙烯组合物的密度和熔体指数如所限定的那样，并且各性质如测试方法中所指出的那样测定。
7.根据权利要求6的方法，其中在步骤(a)之后进行步骤(b)，并且将所述第一聚乙烯级分输送至所述第二聚合反应器，并且步骤(b)是在所述第一聚乙烯级分的存在下进行的。
8.根据权利要求6或7的方法，其中步骤(a)和(b)是在相同的齐格勒-纳塔聚合催化剂的存在下进行的。
9.权利要求1-4的帽或封闭件用于碳酸饮料和不充气饮料的用途。
【文档编号】B65D39/00GK103958593SQ201280059071
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年9月28日 优先权日:2011年9月30日
【发明者】D.里波尔, A.斯坦达尔特, D.西劳克斯, L.霍里昂, O.劳斯特 申请人:道达尔研究技术弗吕公司