[其他]為擠壓高分子量、高密度線型聚乙烯形成重型管狀物件的工藝改進

無效

• 申請號: 86103378
• 申請日: 1986-05-21
• 公開（公告）號: CN86103378A
• 公開（公告）日: 1986-12-10
• 發明（設計）人: 邁克爾·赫希伯格
• 申請（專利權）人: 歐文斯-伊利諾衣公司
• 主分類號: B29C47/06
• 分類號: B29C47/06
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 劉元金,王惠

低密度與高密度兩種類型聚乙烯大量用于制造吹塑制品，如容器。在這類制品的生產中，聚乙烯先被擠壓成管子，常作為型坯。新擠壓的型坯再被吹塑成所要求的制品。上述工藝特別適用于加工尺寸適中、重量約在100克以下，容積在約1加侖以下的容器。但是，當用高生產速率制作有強度要求的較大的容器時，以及用具有很高的分子量或低熔融指數的聚乙烯制作或大、或小的容器時，采用上述工藝是困難的。

由于聚乙烯價格較低，增加了人們用其制作容積相當于50加侖B至更大的容器制品的興趣。因為某些原因，在制作這樣大制品時遇到了困難。特別是與制作小的產品相比較，制作大的吹塑制品所需要的型坯較長，且單位長度的重量明顯地大。在擠壓溫度，熔融狀的型坯具有較小的強度，當熔融狀聚合物脫離開擠出模時，大而重的型坯有較大的向下垂落的趨勢。這便導致產生很大問題，包括使型坯及由其吹塑的制品保持適當的壁厚。

已知擠出型坯的熔體強度是其所含熔融狀聚乙烯在通常加工溫度下的粘度的函數。同樣亦知熔融的聚乙烯粘度是溫度的函數。降低熔融狀聚乙烯的溫度，粘度就隨之提高。根據這種關系，擠出型坯的強度可用兩種辦法來提高。當研究一種指定的聚乙烯時，為提高熔融狀聚乙烯的粘度可在較低溫度下擠出型坯。一旦固定了擠出溫度，選用在規定溫度下具有高粘度的高分子量聚乙烯材料也可以使型坯提高強度。

擠出物溫度較低，就需要降低擠壓機螺旋速度。因此使得擠出量較低，從而增加了生產費用。

在改進型坯的熔體強度時，采用在所選擇的擠出溫度下具有較高熔體粘度的聚乙烯材料是更具有吸引力的。然而，具有較高熔體粘度的聚乙烯用來制作吹塑制品則是有限度的，因為擠壓這類聚乙烯型坯，有時產生不希望有的熔體破壞的現象。當加在熔融狀聚合物上的剪切應力超過約3-6×10⁶達因/厘米²時，就呈現出熔體破壞。剪切應力是以厘泊為單位的聚合物表觀粘度與以秒¹為單位的剪切速率的乘積。

在產生熔體破壞的條件下擠出型坯時，脫離擠壓機口模的擠出物就會有不規則的粗糙的表面。工人們俗稱這類表面為“鯊魚皮”。至少，這種擠出物的表面從審美觀點來看是令人不愉快的。在某些情況下，不規則的外表面對于成品的物理性能也會有不利的影響。所以，在產生熔體破壞的條件下擠壓型坯是不合要求的。

由于上述提及的原因，為了能用高的生產速率且在不產生熔體破壞的條件下擠壓高分子量聚乙烯材料重的管狀物件，例如型坯，需要改進工藝過程。

本發明為擠壓高分子量、高密度線型聚乙烯提供了一種工藝。它是將聚合物通過環形口模，形成重量至少約0.9克/線厘米的重型管狀物件＊。

＊為描述方便，在后面的討論中，術語型坯有時用另一較長的術語“管狀物件”代替互換使用。在剪切應力條件下，這類擠出物通常產生不規則的粗糙的標志著熔體破壞的外表面。然而采用本發明的工藝，將一層薄的第二種聚乙烯材料附著于高分子量，高密度線型聚乙烯的外表面并且使其接觸于環形口模的外唇進行共擠壓，可以消除熔體破壞。所用的第二種聚乙烯具有在擠出溫度及所用剪切速率條件下擠壓管狀物件不出現熔體破壞的熔體流動性質。然后使型坯采用慣用的工藝吹塑成型。

本發明還為制作具有強度對重量高比值的、尺寸適中的吹塑容器提供了一種工藝。按上述制作的多層型坯的主層是高分子量、高密度線型聚乙烯，至少其外層是第二種聚乙烯。兩種聚合物都具有于此所描述的熔體流動性質。在剪切應力條件下，如果單獨用高分子量、高密度聚乙烯擠壓成型坯，會產生熔體破壞。在型坯中含有第二種聚乙烯，則由于它有低的熔體粘度，可以防止熔體破壞。這樣，型坯就可采用慣用的吹塑工藝吹塑成制品。

按照上述方法制作的多層重型管狀擠出物還可用于除制備容器以外的生產目的，如用于制造無縫管子。

實用于本發明的高分子量、高密度線型聚乙烯（為方便下文有時稱其為“第一種聚乙烯”）密度至少約0.94克/毫升，重均分子量至少約200，000，最好大于約250，000，尤為突出的是大于約300，000。第一種聚乙烯典型的性質列于下表Ⅰ。

表Ⅰ

性能????操作范圍????最佳范圍

標準負荷熔融指數，

克數/10分鐘????0.04-0.20????0.05-0.15

（ASTM????1230-條件E）

高負荷熔融指數，

克數/10分鐘????4-20????5-15

（ASTM????1230-條件F）