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用齊格勒-納塔催化劑制備的解纏結(jié)的高或超高分子量聚乙烯的制作方法_2

文檔序號:9893079閱讀:來源:國知局
應(yīng)產(chǎn)物。醇是直鏈或支鏈的脂肪族一元醇。優(yōu)選地, 醇具有6-16個碳原子。支鏈醇是特別優(yōu)選的,并且2-乙基-1-己醇是優(yōu)選的醇的一個實例。 二烷基鎂可以是任何鍵合至兩個烷基基團的鎂的化合物,所述烷基基團可以是相同的或不 同的。丁基-辛基鎂是優(yōu)選的二烷基鎂的一個實例。
[0047] 鋁化合物是含有氯的烷基鋁。特別優(yōu)選的化合物是二氯烷基鋁和倍半烷基氯化鋁 (aluminium alkyl sesquichlorides)〇
[0048] 鈦化合物是含有鹵素的鈦化合物,優(yōu)選含有氯的鈦化合物。特別優(yōu)選的鈦化合物 是四氯化欽。
[0049] 如EP-A-688794或W0-A-99/51646中所述,可通過將載體與上述化合物依次接觸制 備催化劑??商娲x擇地,如W0-A-01/55230中所述,可通過首先由組分制備溶液,然后將該 溶液與載體接觸來制備催化劑。
[0050]另一組適合的齊格勒-納塔催化劑含有鈦化合物以及作為載體的鹵化鎂化合物。 因此,催化劑含有在二鹵化鎂(如二氯化鎂)上的鈦化合物。這樣的催化劑公開于,例如,wo-A-2005/118655 和 EP-A-810235 中。
[0051]齊格勒-納塔催化劑的更進一步的類型為通過其中形成了乳液的方法制備的催化 劑,其中所述活性組分形成分散相,即在至少兩種液相的乳液中的不連續(xù)相。由乳液固化的 液滴形式的分散相,其中,形成固體顆粒形式的催化劑。這些類型的催化劑的制備原理已在 Borealis 公司的 W0-A-2003/106510 中給出。
[0052]齊格勒-納塔催化劑分別與助催化劑和活化劑一起使用。適合的活化劑為烷基金 屬化合物,特別是烷基鋁化合物。這些化合物包括烷基鋁鹵化物,例如二乙基氯化鋁、二乙 基氯化鋁、倍半乙基氯化鋁、二甲基氯化鋁等。它們還包括三烷基鋁化合物,例如三甲基鋁、 三乙基鋁、三異丁基鋁、三己基鋁和三正辛基鋁。此外,它們還包括烷基鋁含氧化合物,例如 甲基鋁氧烷(ΜΑ0)、六異丁基鋁氧烷(ΗΙΒΑ0)和四異丁基鋁氧烷(ΤΙΒΑ0)。并且還可以使用其 他的烷基錯化合物,例如異戊二烯基錯(丨8<^代11713111111;[_11)。特別優(yōu)選的活化劑為三烷基 鋁和鹵化烷基鋁,尤其使用的三烷基鋁為三乙基鋁、三甲基鋁和三異丁基鋁,尤其使用的鹵 化烷基錯為^氣化乙基錯和氣化^乙基錯。
[0053]所用的活化劑的量取決于具體的催化劑和活化劑。通常地,以這樣的量使用三乙 基鋁:鋁與過渡金屬的摩爾比(如Al/Ti)為l-1000mol/mol,優(yōu)選3-100mol/mol,尤其是從約 5mol/mol 至約 30mol/mol。
[0054] 淤漿聚合通常在惰性稀釋劑(通常地?zé)N稀釋劑,例如甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、異 丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷等及它們的混合物)中進行。優(yōu)選地稀釋劑為具有1-4個碳原子 的低沸點烴或這樣的烴的混合物。特別優(yōu)選的稀釋劑為丙院,可包含少量的甲烷、乙烷和/ 或丁烷。
[0055] 淤漿聚合的溫度為10-100°c,優(yōu)選20-90°C,更優(yōu)選30-85°C和最優(yōu)選40-75°C。
[0056] 壓力為1-150巴,優(yōu)選10-100巴。
[0057]漿料的流體相中的乙烯含量可以按摩爾計從2至約50%,優(yōu)選按摩爾計從約3至約 20%,尤其是按摩爾計從約5至約15%。具有高乙烯濃度的益處在于催化劑的產(chǎn)量增加,但 劣勢在于與更低濃度相比,更多的乙烯需要被再循環(huán)。
[0058] 淤漿聚合可在任何已知的用于淤漿聚合的反應(yīng)器中進行。這樣的反應(yīng)器包括連續(xù) 攪拌釜式反應(yīng)器和環(huán)流反應(yīng)器。特別優(yōu)選的是在環(huán)流反應(yīng)器中進行聚合。在這樣的反應(yīng)器 中,通過使用循環(huán)栗,淤漿以高速沿封閉管循環(huán)。環(huán)流反應(yīng)器是本領(lǐng)域所公知的,例如,在 1^-厶-4582816、1^-厶-3405109、1^-厶-33240934?-厶-479186和1]5-厶-5391654中給出了實例。
[0059] 在流體混合物的臨界溫度和壓力上進行淤漿聚合有時是有利的。這樣的操作描述 于US-A-5391654中。在這樣的操作中,溫度典型地為85-110°C,優(yōu)選90-105°C,且壓力為40-150巴,優(yōu)選50-100巴。
[0060] 可連續(xù)地或間歇地從反應(yīng)器中取出漿料。間歇取出的優(yōu)選的方式為使用沉降支管 (settling legs),其中允許所述楽:料先濃縮,再從所述反應(yīng)器取出一批濃縮的楽:料。沉降 支管的使用已公開于,例如US-A-337421UUS-A-3242150和EP-A-1310295之中。連續(xù)取出公 開于,例如EP-A-891990、EP-A-1415999、EP-A-1591460和W0-A-2007/025640之中。如EP-A-1310295和EP-A-1591460中所公開,連續(xù)取出有利地與合適的濃縮方法組合。
[0061]在已知的淤漿聚合過程中,如本領(lǐng)域已知的,可將氫氣通入反應(yīng)器以控制聚合物 的分子量。
[0062]用于制備本發(fā)明的解纏結(jié)的(U)HMff聚乙烯的淤漿聚合過程的特征為不存在氫氣, 因此未向反應(yīng)器中通入氫氣。
[0063]本發(fā)明的解纏結(jié)的(U)HMW聚乙烯非常適于作為HDPE的共混搭檔。這樣的共混物可 被用于制備各式制品,例如電纜護套、纖維、膜和模塑制品。它們是形成管材時人們最感興 趣的??墒褂酶鞣N技術(shù)(例如RAM擠出或螺桿擠出)制造管材。
[0064]應(yīng)理解,本文所述的本發(fā)明的聚合物的優(yōu)選特征全部可以以任意方式彼此組合。 [0065]現(xiàn)在將參考以下非限制性實施例說明本發(fā)明。 實施例
[0066] 實驗部分 [0067]分析測試 [0068] 熔體流動速率
[0069] 熔體流動速率(MFR)根據(jù)ISO 1133確定,并表示為g/lOmiruMFR是聚合物的熔體黏 度的指示。聚乙烯的MFR在190°C下確定。在其下確定的熔體流動速率的負(fù)荷通常表示為下 標(biāo),例如MFR2是在2.161^的負(fù)荷下測定的,1^ 5是在51^的負(fù)荷下測定的,1^21是在21.61^ 的負(fù)荷下測定的。
[0070] 共聚單體含量
[0071 ]使用定量核磁共振(NMR)波譜量化聚合物的共聚單體含量。
[0072]對于1Η和 13C分別使用在500.13MHz和 125.76MHz下運行的Bruker Advance III 500NMR波譜儀在熔融狀態(tài)下記錄定量13C {屮} NMR譜。在150 °C下,對所有氣動裝置使用氮氣, 使用13C優(yōu)化的7mm魔角旋轉(zhuǎn)(MAS)探頭記錄所有波譜。將大約200mg的材料填裝入7mm外徑的 氧化鋯MAS轉(zhuǎn)子,并且在4kHz下旋轉(zhuǎn)。選擇該設(shè)置主要由于快速識別和精確定量所需的高靈 敏度{[1]、[2]、[6]}。采用利用3 8短循環(huán)延遲下的瞬態(tài)^^{[1]、[3]}和1^冊?1'去耦方案 {[4]、[5]}進行標(biāo)準(zhǔn)單脈沖激發(fā)。每個譜圖獲取總計1024(1 k)個瞬態(tài)。選擇該設(shè)置主要由 于其對低共聚單體含量的高靈敏度。
[0073]使用定制的波譜分析自動化程序?qū)Χ康腢cfmNMR波譜進行處理、積分,并確定 定量性能。所有的化學(xué)位移內(nèi)部參考于30.OOppm處的主要亞甲基(bulk methylene)信號(δ +){[9]}〇
[0074] 觀察到對應(yīng)于1-己烯摻入的特征信號{[9]}并且根據(jù)聚合物中存在的所有其他的 單體計算出所有含量。
[0075] Η=Ι*β4
[0076] 沒有其他指示為其他共聚單體序列(即連續(xù)的共聚單體摻入)的信號,觀察到只基 于單獨的1-己烯序列的量計算總1-己烯共聚單體含量:
[0077] Κ^=Η
[0078] 觀察到由飽和端基產(chǎn)生的特征信號。使用分別指定為2s和3s位點的22.84ppm和 32.23ppm處的信號的平均積分定量這樣的飽和端基的含量:
[0079] S=(l/2)*(l2s+l3s)
[0080] 使用在30.OOppm的主要的亞甲基信號(δ+)的積分定量乙烯的相對含量:
[0081] Ε=(1/2)*Ιδ+
[0082] 基于主要的亞甲基信號,并計入存在于其他觀察到的共聚單體序列或端基中的乙 烯單元計算總乙烯共聚單體含量:
[0083] Ε總=E+(5/2)*B+(3/2)*S
[0084] 然后計算聚合物中的1-己烯的總摩爾分?jǐn)?shù)為:
[0085] fH = (E^/(E^,)
[0086] 以常用方式由摩爾分?jǐn)?shù)計算出以摩爾百分?jǐn)?shù)表示的1-己烯的總共聚單體摻入:
[0087] H[mol%]=100*fH
[0088] 以標(biāo)準(zhǔn)方式由摩爾分?jǐn)?shù)計算出以重量百分?jǐn)?shù)表示的1-己烯的總共聚單體摻入:
[0089] H[wt ·-%] = 100*(fH*84.16)/( (fH*84.16) + ( (1-??)*28· 05))
[0090] 參考文獻(xiàn):
[0091 ] [l]Klimke,K., Parkinson,M.,Piel,C., Kaminsky,ff.,Spiess,H.ff.,ffilhelm,M., Macromol.Chem.Phys.2006;207:382.
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