注塑成型用高熔体流动速率LLDPE的生产与应用

陈 雷，唐兆坤，杨科雷，魏凌峰，马宏伟，吴 双

（1.中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司塑料厂，黑龙江省大庆市 163714；2.东北石油大学化学化工学院，黑龙江省大庆市 163714）

注塑成型用高熔体流动速率LLDPE的生产与应用

陈 雷1，唐兆坤1，杨科雷1，魏凌峰1，马宏伟1，吴 双2

（1.中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司塑料厂，黑龙江省大庆市 163714；2.东北石油大学化学化工学院，黑龙江省大庆市 163714）

在线型低密度聚乙烯（LLDPE）装置上采用气相法生产工艺，以1-丁烯为共聚单体，生产注塑成型用高熔体流动速率（MFR）LLDPE DNDA 8320。DNDA 8320的MFR为15.0～25.0 g/10 min，密度为0.921～0.927 g/cm3，拉伸屈服应力≥7 MPa，断裂标称应变≥80%。与采用相同工艺生产的注塑成型专用高密度聚乙烯DMDA 8008相比，DNDA 8320的密度低、MFR高，加工流动性好。采用DNDA 8320注塑成型周转箱，力学性能均满足行业标准和用户要求。

线型低密度聚乙烯 注塑成型 高熔体流动速率 拉伸性能

注塑成型时，为保证熔体流动性好，要求聚乙烯的熔体流动速率（MFR）高，同时要求力学性能好［1］。目前，我国注塑成型用聚乙烯的表观消费量为500 kt/a以上，主要是中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司（简称大庆石化）或中国石油天然气股份有限公司独山子石化分公司生产的牌号为DMDA 8008的高密度聚乙烯，但用于生产对熔体流动性要求高的制品时，DMDA 8008的MFR偏低，加工性略差［2］。

大庆石化拥有3套线型低密度聚乙烯（LLDPE）装置，均采用Unipol气相流化床技术，其中78 kt/a的LLDPE装置，以乙烯（C2H4）为原料，共聚单体为1-丁烯（C4H8），链转移剂为H2，诱导冷凝剂为异戊烷，采用齐格勒-纳塔催化剂，所生产的LLDPE密度为0.915～0.955 g/cm3，MFR为0.25～55.00 g/10 min。目前，LLDPE装置主要生产牌号为DFDA 7042的薄膜专用LLDPE，占装置总产量的90%以上［3］。

针对目前对注塑成型用LLDPE的需求，结合装置特点，以C4H8为共聚单体，采用专用催化剂，研发生产注塑成型专用高MFR，牌号为 DNDA 8320的LLDPE。2015年7月至2016年5月，生产DNDA 8320共41批次，产量总计5 266 t。

1 生产过程

1.1原料规格

生产DNDA 8320所需原料的指标及实际性能见表1。

表1 生产DNDA 8320所需原料规格Tab.1 Specifications of feedstock of DNDA 8320 production

1.2工艺路线

原料加入气相流化床反应器中进行聚合，其中的气相反应物通过循环气压缩机连续循环使用，循环气流经LLDPE粉料床，使聚合床层流化并带走反应热，诱导冷凝剂异戊烷通过循环气冷却器从循环气中撤走反应热和压缩热。各原料及催化剂注入反应床层，LLDPE粉料间断地从反应器流入两套排料系统，通过高压输送系统交替运行送入脱气仓。LLDPE粉料经脱气，加入添加剂，挤出造粒后，得到LLDPE粒料。

生产DNDA 8320时，采用专用催化剂，无需助催化剂，通过调整n（C4H8）∶n（C2H4）来控制LLDPE颗粒的密度，通过H2加入量、反应温度来调控LLDPE的MFR和相对分子质量。生产过程中，在保证LLDPE相对分子质量分布的前提下，提高催化剂的共聚合性能，从而提高LLDPE分子中的长链支化度，使LLDPE既有良好的加工性能又有优异的力学性能。

1.3操作条件

试生产DNDA 8320的工艺条件见表2。生产过程中，聚合温度、压力、床重、催化剂活性等均在指标范围内，各主要运行参数平稳，单耗、能耗等消耗正常。

表2 生产DNDA 8320的工艺条件Tab.2 Process conditions of DNDA 8320 production

1.4DNDA 8320产品质量

2015年10月，对DNDA 8320的生产过程进行了72 h标定。标定期间原料质量合格，主要运行参数和DNDA 8320质量控制平稳，连续抽取3批次DNDA 8320，合格率达100%。从表3看出：DNDA 8320的力学性能优良，达到设计指标要求，说明聚合温度、p（C2H4）、聚合压力、n（C4H8）∶n（C2H4）等工艺条件设计和控制合理。

表3 DNDA 8320的质量指标和性能Tab.3 Specifications and properties of DNDA 8320

从表3还可以看出：与采用相同工艺生产的DMDA 8008相比，DNDA 8320的密度低、MFR高，所以其加工性能好。

2 应用情况

大庆塑料制品公司采用上海塑料机械厂生产的XS-ZY4000型注塑机，将DNDA 8320与色母料和其他树脂掺混后生产周转箱，料筒温度为210～240 ℃，喷嘴温度为220～230 ℃，注塑压力为65～75 MPa，注射时间为8～10 s，保压时间为3～5 s，冷却时间为50～60 s，结果表明：DNDA 8320加工性能优良。周转箱的箱体冷却后，按照BB/T 0043—2007进行检验，其堆码配合测试表明，同规格配合适宜，空箱压力性能、振动性能、跌落性能、悬挂性能测试中均无明显变形，无裂纹、破损等功能性损伤，侧壁变形率为0.5%，尺寸及质量见表4。结果表明：注塑成型的周转箱符合BB/T 0043—2007要求。

表4 周转箱的箱体检验结果Tab.4 Inspection results of plastic turnover box

3 结论

a）所确定的高MFR注塑成型专用DNDA 8320的工艺路线、聚合条件等可靠，可实现稳定生产。

b）与采用相同流化床工艺生产的DMDA 8008相比，DNDA 8320的密度小、MFR高，加工性能好。

c）DNDA 8320与色母粒和其他树脂掺混后注塑成型的周转箱符合行业标准，满足用户要求。

[1] 洪定一.塑料工业手册［M］.北京：化学工业出版社，1991：458-568.

[2] 中国石油化工与销售分公司.中国石油化工产品生产工艺及加工应用［M］.北京：石油工业出版社，2007：11；13-29.

[3] 周晓明，王景良，张洪达，等.流延膜用线性茂金属聚乙烯树脂18H20DX的生产与应用［J］.炼油与化工，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。

陈雷，男，1972年生，高级工程师，2005年毕业于哈尔滨理工大学高分子材料专业，现从事聚乙烯的生产及科研管理等工作。联系电话：（0459）6761941；E-mail：chenl459@petrochina.com.cn。