注塑成型用高熔體流動速率LLDPE的生產與應用

陳 雷，唐兆坤，楊科雷，魏凌峰，馬宏偉，吳 雙

（1.中國石油天然氣股份有限公司大慶石化分公司塑料廠，黑龍江省大慶市 163714；2.東北石油大學化學化工學院，黑龍江省大慶市 163714）

注塑成型用高熔體流動速率LLDPE的生產與應用

陳 雷1，唐兆坤1，楊科雷1，魏凌峰1，馬宏偉1，吳 雙2

（1.中國石油天然氣股份有限公司大慶石化分公司塑料廠，黑龍江省大慶市 163714；2.東北石油大學化學化工學院，黑龍江省大慶市 163714）

在線型低密度聚乙烯（LLDPE）裝置上采用氣相法生產工藝，以1-丁烯為共聚單體，生產注塑成型用高熔體流動速率（MFR）LLDPE DNDA 8320。DNDA 8320的MFR為15.0～25.0 g/10 min，密度為0.921～0.927 g/cm3，拉伸屈服應力≥7 MPa，斷裂標稱應變≥80%。與采用相同工藝生產的注塑成型專用高密度聚乙烯DMDA 8008相比，DNDA 8320的密度低、MFR高，加工流動性好。采用DNDA 8320注塑成型周轉箱，力學性能均滿足行業標準和用戶要求。

線型低密度聚乙烯 注塑成型 高熔體流動速率 拉伸性能

注塑成型時，為保證熔體流動性好，要求聚乙烯的熔體流動速率（MFR）高，同時要求力學性能好［1］。目前，我國注塑成型用聚乙烯的表觀消費量為500 kt/a以上，主要是中國石油天然氣股份有限公司大慶石化分公司（簡稱大慶石化）或中國石油天然氣股份有限公司獨山子石化分公司生產的牌號為DMDA 8008的高密度聚乙烯，但用于生產對熔體流動性要求高的制品時，DMDA 8008的MFR偏低，加工性略差［2］。

大慶石化擁有3套線型低密度聚乙烯（LLDPE）裝置，均采用Unipol氣相流化床技術，其中78 kt/a的LLDPE裝置，以乙烯（C2H4）為原料，共聚單體為1-丁烯（C4H8），鏈轉移劑為H2，誘導冷凝劑為異戊烷，采用齊格勒-納塔催化劑，所生產的LLDPE密度為0.915～0.955 g/cm3，MFR為0.25～55.00 g/10 min。目前，LLDPE裝置主要生產牌號為DFDA 7042的薄膜專用LLDPE，占裝置總產量的90%以上［3］。

針對目前對注塑成型用LLDPE的需求，結合裝置特點，以C4H8為共聚單體，采用專用催化劑，研發生產注塑成型專用高MFR，牌號為 DNDA 8320的LLDPE。2015年7月至2016年5月，生產DNDA 8320共41批次，產量總計5 266 t。

1 生產過程

1.1原料規格

生產DNDA 8320所需原料的指標及實際性能見表1。

表1 生產DNDA 8320所需原料規格Tab.1 Specifications of feedstock of DNDA 8320 production

1.2工藝路線

原料加入氣相流化床反應器中進行聚合，其中的氣相反應物通過循環氣壓縮機連續循環使用，循環氣流經LLDPE粉料床，使聚合床層流化并帶走反應熱，誘導冷凝劑異戊烷通過循環氣冷卻器從循環氣中撤走反應熱和壓縮熱。各原料及催化劑注入反應床層，LLDPE粉料間斷地從反應器流入兩套排料系統，通過高壓輸送系統交替運行送入脫氣倉。LLDPE粉料經脫氣，加入添加劑，擠出造粒后，得到LLDPE粒料。

生產DNDA 8320時，采用專用催化劑，無需助催化劑，通過調整n（C4H8）∶n（C2H4）來控制LLDPE顆粒的密度，通過H2加入量、反應溫度來調控LLDPE的MFR和相對分子質量。生產過程中，在保證LLDPE相對分子質量分布的前提下，提高催化劑的共聚合性能，從而提高LLDPE分子中的長鏈支化度，使LLDPE既有良好的加工性能又有優異的力學性能。

1.3操作條件

試生產DNDA 8320的工藝條件見表2。生產過程中，聚合溫度、壓力、床重、催化劑活性等均在指標范圍內，各主要運行參數平穩，單耗、能耗等消耗正常。

表2 生產DNDA 8320的工藝條件Tab.2 Process conditions of DNDA 8320 production

1.4DNDA 8320產品質量

2015年10月，對DNDA 8320的生產過程進行了72 h標定。標定期間原料質量合格，主要運行參數和DNDA 8320質量控制平穩，連續抽取3批次DNDA 8320，合格率達100%。從表3看出：DNDA 8320的力學性能優良，達到設計指標要求，說明聚合溫度、p（C2H4）、聚合壓力、n（C4H8）∶n（C2H4）等工藝條件設計和控制合理。

表3 DNDA 8320的質量指標和性能Tab.3 Specifications and properties of DNDA 8320

從表3還可以看出：與采用相同工藝生產的DMDA 8008相比，DNDA 8320的密度低、MFR高，所以其加工性能好。

2 應用情況

大慶塑料制品公司采用上海塑料機械廠生產的XS-ZY4000型注塑機，將DNDA 8320與色母料和其他樹脂摻混后生產周轉箱，料筒溫度為210～240 ℃，噴嘴溫度為220～230 ℃，注塑壓力為65～75 MPa，注射時間為8～10 s，保壓時間為3～5 s，冷卻時間為50～60 s，結果表明：DNDA 8320加工性能優良。周轉箱的箱體冷卻后，按照BB/T 0043—2007進行檢驗，其堆碼配合測試表明，同規格配合適宜，空箱壓力性能、振動性能、跌落性能、懸掛性能測試中均無明顯變形，無裂紋、破損等功能性損傷，側壁變形率為0.5%，尺寸及質量見表4。結果表明：注塑成型的周轉箱符合BB/T 0043—2007要求。

表4 周轉箱的箱體檢驗結果Tab.4 Inspection results of plastic turnover box

3 結論

a）所確定的高MFR注塑成型專用DNDA 8320的工藝路線、聚合條件等可靠，可實現穩定生產。

b）與采用相同流化床工藝生產的DMDA 8008相比，DNDA 8320的密度小、MFR高，加工性能好。

c）DNDA 8320與色母粒和其他樹脂摻混后注塑成型的周轉箱符合行業標準，滿足用戶要求。

[1] 洪定一.塑料工業手冊［M］.北京：化學工業出版社，1991：458-568.

[2] 中國石油化工與銷售分公司.中國石油化工產品生產工藝及加工應用［M］.北京：石油工業出版社，2007：11；13-29.

[3] 周曉明，王景良，張洪達，等.流延膜用線性茂金屬聚乙烯樹脂18H20DX的生產與應用［J］.煉油與化工，2014，25（2）：11-13.

Production and application of LLDPE with high MFR for plastic injection molding

Chen Lei1， Tang Zhaokun1， Yang Kelei1， Wei Lingfeng1， Ma Hongwei1， Wu Shuang2
（1. Plastics Plant， Daqing Petrochemical Co.， PetroChina， Daqing 163714， China；2. School of Chemical Industry， Northeast Petroleum University， Daqing 163714， China）

Linear low density polyethylene（LLDPE）with high melt flow rate（MFR）for plastic injection molding， DNDA 8320， is produced by gas phase process with 1-butene as comonomer. The MFR of the product is 15.0-25.0 g/10 min， whose density is 0.921-0.927 g/cm3， the tensile and yield stress is larger than 7 MPa， as well as the fracture strain over 80%. The product features lower density， higher MFR， and better processing flowability， in contrast with the high density polyethylene DMDA 8008 fabricated by same process. The mechanical properties of turnover box made from DNDA 8320 via plastic injection molding have met the requirements of customers and industrial standards.

linear low density polyethylene； injection molding； high melt flow rate； tensile property

TQ 325.1+2

B

1002-1396（2016）06-0048-03

2016-05-30；

2016-08-29。

陳雷，男，1972年生，高級工程師，2005年畢業于哈爾濱理工大學高分子材料專業，現從事聚乙烯的生產及科研管理等工作。聯系電話：（0459）6761941；E-mail：chenl459@petrochina.com.cn。