聚乙烯组合物和包含这种组合物的管子的制作方法

文档序号:11284842阅读:304来源:国知局
本发明涉及包含应用ziegler-natta催化剂制备的聚乙烯的聚乙烯组合物。本发明还涉及包含这种组合物的管子。滴灌在农场、工业温室和居民花园中应用。滴灌广泛用于严重缺水地区和特别用于农作物和树木如椰子、集装箱装载的园林树木、葡萄、香蕉、ber、茄子、柑橘、草莓、甘蔗、棉花、玉米和西红柿。滴灌系统的管子沿管壁间隔开孔,和通常也称作"发射器",例如也称为(滴灌)插件、滴头或管件,其在开孔位置处插入管壁和通常设计为从所述开孔以预定流量出水。滴灌管通常为典型直径小于35mm的薄壁管,其横截面可以为圆形或压扁为椭圆形。目前,滴灌管主要由lldpe(线性低密度聚乙烯)、ldpe(低密度聚乙烯)或这两者的掺混物生产。通常,制备这种管子的lldpe利用ziegler-natta催化剂生产。例如wo2014/072056公开了一种聚合物组合物,其包含(a)含可在ziegler-natta催化剂的存在下通过聚合获得的多峰lldpe的聚合物基础树脂和(b)碳黑。滴灌管用于输送水,因此它们的耐开裂性是特别重要的。因此,在工业上对于适合于制备具有改进的机械性能如耐受环境应力开裂性(escr)的管子的组合物存在有需求。本发明的一个目的是提供适合于制备具有改进的机械性能如escr的管子的组合物。技术实现要素:因此,本发明提供包含聚乙烯或含聚乙烯和碳黑的聚乙烯组合物或由这种组合物组成的管子,其中所述聚乙烯在固体催化剂组分和助催化剂的存在下制备,其中所述固体催化剂组分通过包括如下步骤的方法制备:(a)使具有羟基的脱水载体与具有通式mgr1r2的镁化合物接触,其中r1和r2相同或不同和独立地选自烷基、链烯基、链二烯基、芳基、烷芳基、链烯基芳基和链二烯基芳基;(b)使步骤(a)获得的产品与改性化合物(a)、(b)和(c)接触,其中:(a)为选自如下的至少一种化合物:羧酸、羧酸酯、酮、酰基卤、醛和醇;(b)为具有通式r11f(r12o)gsixh的化合物,其中f、g和h各自为0-4的整数,和f、g和h的和等于4,条件是当h等于4时,改性化合物(a)不是醇,si为硅原子,o为氧原子,x为卤素原子,和r11和r12相同或不同和独立地选自烷基、链烯基、链二烯基、芳基、烷芳基、链烯基芳基和链二烯基芳基;(c)为具有通式(r13o)4m的化合物,其中m为钛原子、锆原子或钒原子,o为氧原子和r13选自烷基、链烯基、链二烯基、芳基、烷芳基、链烯基芳基和链二烯基芳基;和(c)使步骤(b)获得的产品与通式tix4的卤化钛化合物接触,其中ti为钛原子和x为卤素原子,从而聚乙烯的分子量mz+1为至少720,000g/mol和小于2,500,000g/mol。令人惊奇地发现本发明的组合物具有良好的机械性能如高的熔体拉伸力和熔体拉伸应力以及高的escr,从而特别适合于制备管子,特别是滴灌管。注意到wo2012/069157描述了在按如上所述方法制备的固体催化剂组分的存在下生产聚乙烯及其共聚物的方法。wo2012/069157提到了按这种方法获得的乙烯聚合物和共聚物的各种用途。但wo2012/069157没有提到乙烯(共)聚合物的拉伸力、熔体拉伸应力或escr或乙烯(共)聚合物用于滴灌管的用途。所产生的聚乙烯具有很宽范围的密度,但聚乙烯的密度优选为约910-925kg/m3。具有这种密度的聚乙烯通常称为lldpe。具有这种密度的聚乙烯具有适用于管子、特别是滴灌管的机械性能。定义聚乙烯分子量的各种方法是已知的,如下所述,其中mi为链的分子量,而ni为该分子量的链数量,mn=σnimi/σnimw=σnimi2/σnimz=σnimi3/σni2mz+1=σnimi4/σni3聚乙烯的分子量分布mw/mn优选为3.6-5.5,更优选为3.6-5.0。相对高的mwd表示良好的可处理性、高的熔体拉伸、高的挤出膨胀和高的应变硬化。相对高的mwd还表示高的escr。优选地,聚乙烯的分子量mz+1为至少720,000g/mol、更优选为至少800,000g/mol、更优选为至少900,000g/mol、更优选为至少1,000,000g/mol、更优选为至少1,500,000g/mol、更优选为至少2,000,000g/mol。按照本发明,聚乙烯的分子量mz+1可以为例如800,000-2,000,000g/mol,优选为900,000-1,700,000g/mol,进一步优选为1,000,000-1,600,000g/mol,和/或mz/mw为2.8-4.5,优选为3-4,进一步优选为3.2-3.8,进一步优选为3.4-3.7,和/或mz+1/mw为6-10,优选为7-9,进一步优选为8-9,和/或mz为350,000-1,200,000g/mol,优选为400,000-1,000,000g/mol,进一步优选为450,000-900,000g/mol,进一步优选为500,000-800,000g/mol,进一步优选为550,000-750,000g/mol。这些参数可以按astmd-6474-99确定。相对高的mz+1意味着更多的共聚单体包含在较高分子量分布区,和因此有更多的约束键,相应地导致高的escr。相对高的mz+1还意味着高的挤出膨胀。聚乙烯的熔体拉伸力优选为至少5cn、更优选至少6cn。聚乙烯的熔体拉伸可以力优选为至少1.2n/mm2、更优选至少1.5n/mm2、更优选至少2.0n/mm2、更优选至少3.0n/mm2。熔体拉伸力和熔体拉伸应力可以利用毛细管流变仪通过如下过程确定:通过在190℃下将置于毛细管流变仪中的聚乙烯熔体束的一端粘附于一个滑轮上和以0.12cm/s2使所述滑轮加速,直到熔体束断裂。毛细管流变仪具有1mm的模头直径和10mm的模头长度。断裂/破裂前的最大力和应力分别记录为熔体拉伸力和熔体拉伸应力。熔体拉伸力和应力是聚合物熔体拉伸粘度的度量。它们代表不发生断裂或破裂时可施用于熔体的最大张力。优选地,由聚乙烯制备的模制品具有按astmd1693b确定的至少1500小时的耐受环境应力开裂性(escr),更优选为至少2000小时。碳黑可以为适用于灌溉管的任何类型。碳黑的平均颗粒粒度优选为0.01-0.25微米,和其最大可挥发物质为9wt%。碳黑的类型例如可以为炉碳黑。炉碳黑具有良好公知的含义。合适的碳黑可由多个供应商商购,包括cabot和colombian,和因此可以由本领域熟练技术人员进行选择。碳黑可以原样(纯)1)加入到聚乙烯中,2)以母料形式加入,后者包括所述碳黑与非聚乙烯的载体聚合物一起,或者优选地,3)碳黑可以与部分或全部量的聚乙烯一起预混合。所述预混合可以在常规的工业混合器或挤出机中应用本领域公知的常规混合条件实施。当所述预混合只含有部分聚乙烯时,则以预混合物的量计,碳黑的量可以为20-50wt%,优选为30-50wt%。另外,优选将碳黑和聚乙烯的所述预混合物挤出为粒料形式。聚合物组合物包含聚乙烯、碳黑和任选的添加剂,和优选由它们组成。各组分的量、优选为聚乙烯、碳黑和任选添加剂的量整体构成聚乙烯组合物总量的100wt%。以聚乙烯组合物总量(100wt%)计,聚乙烯的量优选为至少80wt%,优选为80-99wt%,优选为85-99wt%,更优选为90-98.5wt%,91-98.2wt%。以聚乙烯组合物总量(100wt%)计,碳黑的量优选为1-10wt%,优选为1.5-9.0wt%,更优选为1.8-8.0wt%,更优选为1.8-3.5wt%。除了聚乙烯和碳黑外,用于聚烯烃的常用添加剂如稳定剂(如抗氧化剂)、酸清除剂和/或抗静电剂和应用试剂(如处理助剂等)可以存在于聚乙烯或聚乙烯组合物中。碳黑具有uv稳定功能,但是也可以存在其它非碳黑的抗uv剂。优选地,以聚乙烯组合物或聚乙烯组合物总量(其代表100wt%)计,这些添加剂的总量为19wt%或更少,更优选为10wt%或更少,更优选为5wt%或更少,更优选为2wt%或更少,最优选为1wt%或更少。因此添加剂可以选自如下的一种或多种:稳定剂(特别是抗氧化剂)、酸清除剂和/或抗静电剂和应用试剂(特别是处理助剂),从而以聚乙烯组合物或聚乙烯组合物总量(其代表100wt%)计,这些添加剂的总量为0-19wt%,优选为0-10wt%,进一步优选为0-5wt%,进一步优选为0-2wt%,进一步优选为0-1wt%。本发明还涉及包含或由本发明的聚乙烯组合物组成的管子。本发明的管子具有高的耐受环境应力开裂性,该性能可以由iso8796测量。由聚乙烯生产管子的方法是公知的和可以应用任何已知的方法。最典型的方法是挤出。因此,本发明提供制备本发明管子的方法。所述方法可以包括如下步骤:提供本发明的聚乙烯组合物,熔融所述聚乙烯组合物和由模头挤出所述聚乙烯。本发明的管子可以具有很宽范围的长度和厚度。厚度(外径与内径的差)例如可以为1-10mm,更典型地为1-3mm。管子可以具有外径3-30mm和内径1-29mm。本发明的管子优选为滴灌管。滴灌管的典型例子具有外径16mm、壁厚1.2mm和内径13.6mm。催化剂体系固体组分本发明应用的固体载体为含羟基的任何材料。这种材料的合适例子包括无机氧化物如二氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化钍、氧化锆和这些氧化物的混合物。优选地,多孔二氧化硅用作本发明的载体,因为用它获得较高的堆密度和较高的催化剂生产率。二氧化硅可以为颗粒形式,其平均颗粒直径为约1-500微米,优选为5-150微米,和最优选为10-100微米。较低平均颗粒直径产生较高浓度的聚合物细粉和较高平均颗粒直径降低聚合物的堆密度。二氧化硅的表面积可以为约5-1500m2/g,优选50-1000m2/g,和其孔体积为约0.1-10.0cm3/g,优选为0.3-3.5cm3/g,因为在这个范围内获得较高的催化剂生产率。脱水的固体载体可以通过干燥固体载体脱除物理结合水并降低羟基含量获得,其中达到的羟基含量可以为约0.1-5.0mmol羟基/g载体,优选为约0.2-2.0mmol羟基/g载体,因为这个范围允许向载体中结合足够的活性催化剂组分,通过j.j.fripiat和j.uytterhoeven在j.phys.chem.66,800,1962中描述的方法或通过采用1hnmr光谱法确定。通过在约150-900℃的温度下在氮气或空气流中加热或流化载体约1-15小时可以达到这个范围内的羟基含量。可以在各催化剂组分至少部分可溶的合适烃溶剂中优选通过搅拌使所述脱水载体浆液化。合适的烃溶剂的例子包括正戊烷、异戊烷、环戊烷、正己烷、异己烷、环己烷、正庚烷、异庚烷、正辛烷、异辛烷和正癸烷。所应用溶剂的量不是很关键,但溶剂的用量应该使催化剂组分良好混合。所述镁化合物可以由通式mgr1r2表示,其中r1和r2相同或不同和独立地选自烷基、链烯基、链二烯基、芳基、烷芳基、链烯基芳基和链二烯基芳基和可以具有1-20个碳原子。镁化合物的合适例子包括二甲基镁、二乙基镁、乙基甲基镁、二正丙基镁、二异丙基镁、正丙基乙基镁、异丙基乙基镁、二-正丁基镁、二异丁基镁、正丁基乙基镁、正丁基-正丙基镁、正丁基异丙基镁、异丁基乙基镁、异丁基-正丙基镁、异丁基异丙基镁、二-正戊基镁、二异戊基镁、正戊基乙基镁、正戊基-正丙基镁、正戊基异丙基镁、正戊基-正丁基镁、正戊基异丁基镁、二-正己基镁、二异己基镁、正己基乙基镁、正己基-正丙基镁、正己基异丙基镁、正己基-正丁基镁、正己基异丁基镁、异己基乙基镁、异己基-正丙基镁、异己基异丙基镁、异己基-正丁基镁、异己基异丁基镁、二-正辛基镁、二异辛基镁、正辛基乙基镁、正辛基-正丙基镁、正辛基异丙基镁、正辛基-正丁基镁、正辛基异丁基镁、异辛基乙基镁、异辛基-正丙基镁、异辛基异丙基镁、异辛基-正丁基镁、异辛基异丁基镁、二环戊基镁、环戊基乙基镁、环戊基-正丙基镁、环戊基异丙基镁、环戊基-正丁基镁、环戊基异丁基镁、二环己基镁、环己基乙基镁、环己基-正丙基镁、环己基异丙基镁、环己基-正丁基镁、环己基异丁基镁、二苯基镁、苯基乙基镁、苯基-正丙基镁、苯基-正丁基镁和它们的混合物。优选地,所述镁化合物选自二-正丁基镁、正丁基乙基镁和正辛基-正丁基镁。镁化合物的用量可以为约0.01-10.0mmol/g固体载体,优选为约0.1-3.5mmol/g载体和更优选为0.3-2.5mmol/g载体,因为这个范围的用量将降低产品的聚合物细粉浓度和获得较高的催化剂生产率。优选通过搅拌使镁化合物与载体在约15-140℃的温度下反应约5-150分钟、优选在约20-80℃的温度下反应10-100分钟。在本发明采用的固体载体中mg与oh基的摩尔比可以为约0.01-10.0,优选为约0.1-5.0,和更优选为约0.1-3.5,因为产品的聚合物细粉浓度降低和获得较高的催化剂生产率。所述改性化合物(a)为选自如下的至少一种化合物:羧酸、羧酸酯、酮、酰基卤、醛和醇。改性化合物(a)可以由通式r3cooh、r4coor5、r6cor7、r8cox、r9coh或r10oh表示,其中x为卤素原子和r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9和r10独立地选自包含如下基团的化合物:烷基、链烯基、链二烯基、芳基、烷芳基、链烯基芳基和链二烯基芳基,和可以具有1-20个碳原子。羧酸的合适例子包括乙酸、丙酸、异丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸、己酸、异己酸、庚酸、异庚酸、辛酸、异辛酸、壬酸、异壬酸、癸酸、异癸酸、环戊烷羧酸、苯甲酸和它们的混合物。羧酸酯的合适例子包括乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸异戊酯、丁酸乙酯、丁酸正丁酯和/或丁酸异丁酯。酮的合适例子包括二甲酮、二乙酮、甲乙酮、二正丙基酮、二-正丁基酮、甲基正丙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、甲基苯基酮、乙基苯基酮、正丙基苯基酮、正丁基苯基酮、异丁基苯基酮、二苯基酮和它们的混合物。酰基卤的合适例子包括乙酰氯、丙酰氯、异丙酰氯、正丁酰氯、异丁酰氯、苯甲酰氯和它们的混合物。醛的合适例子包括乙醛、丙醛、正丁醛、异丁醛、正戊醛、异戊醛、正己醛、异己醛、正庚醛、苯甲醛和它们的混合物。醇的合适例子包括甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲-丁醇、叔-丁醇、环丁醇、正戊醇、异戊醇、环戊醇、正己醇、异己醇、环己醇、正辛醇、异辛醇、2-乙基己醇、苯酚、甲酚、乙二醇、丙二醇和它们的混合物。优选地,改性化合物(a)为选自如下的至少一种化合物:甲基正丙基酮、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸、异丁酸、异丁醛、乙酰氯、乙醇和仲-丁醇,和更优选选自甲基正丙基酮、乙酸正丁酯、异丁酸和乙酰氯,因为可获得较高的催化剂生产率和更高的产品堆密度,和可以应用这些化合物改变产品的分子量分布。固体载体中改性化合物(a)与镁的摩尔比可以为约0.01-10.0,优选为约0.1-5.0,更优选为约0.1-3.5和最优选为0.3-2.5,因为可以获得较高的催化剂生产率和更高的产品堆密度。可以优选通过搅拌在温度为约15-140℃持续约5-150分钟、优选温度为约20-80℃持续约10-100分钟将改性化合物(a)加入到步骤(a)获得的反应产品中。改性化合物(b)为由通式r11f(r12o)gsixh表示的硅化合物,其中f、g和h各自为0-4的整数,并且f、g和h的和等于4,条件是当h等于4时,改性化合物(a)不是醇,si为硅原子、o为氧原子、x为卤素原子和r11和r12相同或不同。r11和r12独立地选自包含如下基团的化合物:烷基、链烯基、链二烯基、芳基、烷芳基、链烯基芳基和链二烯基芳基。r11和r12可以具有1-20个碳原子。合知的硅化合物包括四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四-正-丙氧基硅烷、四异丙氧基硅烷、四-正-丁氧基硅烷、四异丁氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、异丙基三甲氧基硅烷、正丁基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、正戊基三甲氧基硅烷、正己基三甲氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、异辛基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、异丁基甲基二甲氧基硅烷、二异丙基二甲氧基硅烷、二异丁基二甲氧基硅烷、异丁基异丙基二甲氧基硅烷、二环戊基二甲氧基硅烷、环己基甲基二甲氧基硅烷、苯基甲基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷、三乙基甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、异丙基三乙氧基硅烷、正丁基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、正戊基三乙氧基硅烷、正己基三乙氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、异辛基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、异丁基甲基二乙氧基硅烷、二异丙基二乙氧基硅烷、二异丁基二乙氧基硅烷、异丁基异丙基二乙氧基硅烷、二环戊基二乙氧基硅烷、环己基甲基二乙氧基硅烷、苯基甲基二乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、三乙基乙氧基硅烷、四氯化硅、甲基三氯硅烷、乙基三氯硅烷、正丙基三氯硅烷、异丙基三氯硅烷、正丁基三氯硅烷、异丁基三氯硅烷、正戊基三氯硅烷、正己基三氯硅烷、正辛基三氯硅烷、异辛基三氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、苯基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、二乙基二氯硅烷、异丁基甲基二氯硅烷、二异丙基二氯硅烷、二异丁基二氯硅烷、异丁基异丙基二氯硅烷、二环戊基二氯硅烷、环己基甲基二氯硅烷、苯基甲基二氯硅烷、二苯基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、三乙基氯硅烷、氯三甲氧基硅烷、二氯二甲氧基硅烷、三氯甲氧基硅烷、氯三乙氧基硅烷、二氯二乙氧基硅烷和/或三氯乙氧基硅烷。优选地,所应用的改性化合物(b)为四乙氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、正丁基三氯硅烷和四氯化硅,和更优选为异丁基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、正丁基三氯硅烷和四氯化硅,因为采用这些优选的化合物获得较高的催化剂生产率和较高的堆密度,并能改变产品的分子量分布。改性化合物(b)与镁的摩尔比可以为约0.01-5.0,优选为约0.01-3.0,更优选为约0.01-1.0和最优选为约0.01-0.3,因为获得较高的催化剂生产率和较高的堆密度。可以优选通过搅拌在温度为约15-140℃下持续约5-150分钟、优选在温度为20-80℃下持续10-100分钟将改性化合物(b)加入步骤(a)获得的反应产品中。改性化合物(c)为由通式(r13o)4m表示的过渡金属醇盐,其中m为钛原子、锆原子或钒原子,o为氧原子和r13为选自含烷基、链烯基、链二烯基、芳基、烷芳基、链烯基芳基和链二烯基芳基的化合物的化合物。r13可以具有1-20个碳原子。合适的过渡金属醇盐化合物包括四甲醇钛、四乙醇钛、四-正丙醇钛、四异丙醇钛、四-正丁醇钛、四异丁醇钛、四正戊醇钛、四异戊醇钛、四正己醇钛、四正庚醇钛、四正辛醇钛、四环己醇钛、四苄醇钛、四苯酚钛、四甲醇锆、四乙醇锆、四-正丙醇锆、四异丙醇锆、四正丁醇锆、四异丁醇锆、四正戊醇锆、四异戊醇锆、四正己醇锆、四正庚醇锆、四正辛醇锆、四环己醇锆、四苄醇锆、四苯酚锆、四甲醇钒、四乙醇钒、四-正丙醇钒、四异丙醇钒、四正丁醇钒、四异丁醇钒、四正戊醇钒、四异戊醇钒、四正己醇钒、四正庚醇钒、四正辛醇钒、四环己醇钒、四苄醇钒、四苯酚钒或它们的混合物。优选地,在本发明中应用四乙醇钛、四正丁醇钛和四正丁醇锆,因为采用这些优选的化合物获得较高的催化剂生产率和较高的堆密度,并能改变产品的分子量分布。改性化合物(c)与镁的摩尔比可以为约0.01-5.0,优选为约0.01-3.0,更优选为约0.01-1.0和最优选为约0.01-0.3,因为可获得较高的催化剂生产率、较高的堆密度和聚合中改进的氢响应。可以优选通过搅拌使改性化合物(c)与步骤(a)中获得的产品在约15-140℃的温度下反应约5-150分钟,优选在20-80℃的温度下反应10-100分钟。改性化合物(a)、(b)和(c)可以以任何顺序或同时与步骤(a)获得的含镁固体载体接触。优选地,首先将(a)加入到步骤(a)获得的反应产品中,然后是(b),随后加入(c),因为采用这种加入改性化合物的顺序获得较高的催化剂生产率和较高的产品堆密度。在本发明中也可以有效地应用各催化剂组分的预混合物。优选地,当改性化合物(a)为甲基正丙基酮和改性化合物(c)为四乙醇钛时,在相同卤化钛化合物浓度下,当改性化合物(b)以如下顺序选择时可以进一步增加分子量分布:异丁基三甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷、正丁基三氯硅烷和四氯化硅。在一个优选的情况下,当改性化合物(b)为四氯化硅和改性化合物(c)为四乙醇钛时,在相同卤化钛化合物浓度下,当改性化合物(a)以如下顺序选择时可以进一步改进催化剂生产率和堆密度:异丁醛、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、甲基正丙基酮和异丁酸。在本发明中应用的卤化钛化合物由通式tix4表示,其中ti为钛原子和x为卤素原子。合适的卤化钛化合物包括四氯化钛、四溴化钛、四氟化钛或它们的混合物。优选的卤化钛化合物为四氯化钛,因为可获得较高的催化剂生产率。卤化钛化合物与镁的摩尔比可以为约0.01-10.0,优选为约0.01-5.0和更优选为约0.05-1.0,因为可以获得高的催化剂生产率和高的堆密度之间的较好平衡。在温度为约15-140℃下持续约5-150分钟、优选在温度为20-80℃下持续10-100分钟,可以以任何常规方式如通过搅拌将卤化钛化合物加入到施用步骤(a)和步骤(b)获得的反应混合物中。然后可以应用氮气吹扫和/或通过在约15-140℃、优选30-100℃和最优选50-80℃下施用真空使所述反应混合物干燥,以获得最终固体催化剂组分。改性化合物(c)和卤化钛化合物与镁的总摩尔比可以为约0.01-10.0,优选为约0.01-5.0和更优选为约0.05-1.0。因为可以获得高的催化剂生产率和高的堆密度之间的较好平衡。改性化合物(c)和卤化钛化合物与脱水后载体中羟基(oh)的总摩尔比可以为约0.01-10.0,优选为约0.01-5.0和更优选为约0.05-1.0,因为可以获得高的催化剂生产率和高的堆密度之间的较好平衡。较高的浓度将产生高的催化剂生产率但会降低堆密度,特别是在气相聚合方法中。另外,施用这些量将不再需要在催化剂制备中实施溶剂倾析、溶剂过滤、溶剂洗涤步骤,因而不再产生高度危险的溶剂废物料。助催化剂助催化剂通常为有机金属化合物如烷基铝、氢化烷基铝、烷基锂铝、烷基锌、烷基钙、烷基镁或它们的混合物。优选的助催化剂由通式r14nalx3-n表示,其中x代表卤素原子;n代表0-3的整数;和r14选自包含如下基团的化合物:烷基、链烯基、链二烯基、芳基、烷芳基、链烯基芳基和链二烯基芳基。r14可以具有1-20个碳原子。助催化剂的合适例子包括三甲基铝、三乙基铝、三异丁基铝、三正己基铝、三正辛基铝、氯化二乙基铝、氯化二异丁基铝、二氯化乙基铝、二氯化异丁基铝和它们的混合物。优选地,所述助催化剂为三甲基铝、三乙基铝和/或三异丁基铝;和更优选地,助催化剂为三乙基铝。可以以助催化剂中的铝与固体催化剂组分中的钛的摩尔比为约1-500、更优选为10-250应用助催化剂,因为这样获得高的催化剂生产率。催化剂体系本发明应用的催化剂体系可以在浆液、气相或溶液相常规方法中应用以获得聚乙烯。这些方法已经在现有技术中进行了描述,因此对于本领域熟练技术人员来说是公知的。优选地,乙烯均聚物和共聚物通过气相方法生产,如搅拌床反应器和流化床反应器,或在本领域已知的聚合条件下通过浆液相方法生产。气相法的示例例如在us4302565和us4302566中公开的那些。合适例子为由干或浆液固体催化剂进料器进料的气相流化床聚合反应器。可以在反应区内的位置向反应器引入固体催化剂组分以控制反应器的生产率。可以向反应器中引入包括乙烯和其它α-烯烃、氢和氮的反应气体。可以通过排放系统将所产生的聚合物从反应区中排出。反应区中的聚合物颗粒床层可以通过用作流化介质并耗散反应区内放出的热的循环物流保持为流化状态。可以在外部换热系统中从循环物流中脱除反应和压缩热,从而控制反应器温度。也可以应用从反应器内脱除热的其它措施,例如通过在反应器内蒸发烃如异戊烷、正己烷或异己烷进行冷却。这些烃可以作为部分组分反应物原料进料至反应器,和/或独立地进料至反应器以提高从反应器中脱除热的能力。反应器中的气体组成可以保持恒定,以通过进料反应气体、氢和氮补充循环物流的组成而产生具有所需规格的聚合物。用于气相流化床反应器的合适的操作条件通常包括约50-115℃、更优选为70-110℃的温度、约3-15bar、更优选为5-10bar的乙烯分压和约10-40bar、更优选为15-30bar的总反应器压力。源于反应器内循环物流流量的表观气速可以为约0.2-1.2m/s,更优选为0.2-0.9m/s。虽然已经为了描述目的详细地对本发明进行了描述,但应理解这些细节只为此目的,本领域熟练技术人员在不偏离权利要求所定义的本发明精神和范围的条件下可以对它们进行改变。要注意本发明涉及这里描述的特征的所有可能组合,特别优选在权利要求中的那些特征组合。还应注意术语‘包含’不排除其它元素的存在。但应理解当描述包含某些组分的产品时也公开了由这些组分组成的产品。类似地,还应理解当描述包括某些步骤的方法时也公开了由这些步骤组成的方法。通过如下实施例描述本发明,但这些实施例不限制本发明。实施例实施例i按wo2012/069157的实施例48制备固体催化剂组分。将已在氮气流下在600℃下脱水4小时的340gsylopol955二氧化硅放置入一个10升烧瓶中。加入2040cm3的异戊烷使二氧化硅浆液化,然后向烧瓶中加入340.0mmol的二-正丁基镁,并将所得的混合物在35℃的温度下搅拌60分钟。然后向烧瓶中加入476.0mmol甲基正丙基酮,并将所得的混合物在35℃的温度下搅拌60分钟。然后向烧瓶中加入34.0mmol四乙氧基硅烷,并将所得的混合物在35℃的温度下搅拌30分钟。接下来,向烧瓶中加入34.0mmol四乙醇钛,并将所得的混合物在35℃的温度下搅拌30分钟。随后,向烧瓶中加入238.0mmol四氯化钛,并将所得的混合物在35℃的温度下搅拌30分钟。最后,在70℃下应用氮气吹扫干燥浆液3.5小时,以获得自由流动的固体产品。按wo2012/069157的实施例50,应用如此获得的固体催化剂组分(ss-2)在流化床气相聚合反应器中合成熔体指数为1.0g/10min和聚合物密度为918kg/m3的1-丁烯线性低密度聚乙烯(lldpe)。所述流化床气相聚合反应器具有45cm的内径和在140cm的反应区高度中操作。应用干燥的固体催化剂给料机向反应器进料固体催化剂组分,以维持10kg/小时的生产速率。向反应器中加入乙烯、1-丁烯、氢气和氮气以产生具有所需规格的聚丙烯。以0.08kg/h的进料速率向反应器中连续加入5wt%的在异戊烷中的三乙基铝(助催化剂)溶液。将反应器温度维持在86℃、乙烯分压为7.0bar、总反应器压力为20.7bar和表观气速为0.42m/s。在流化床气相聚合反应器中使固体催化剂组分运行连续三天,和对应的聚合数据如下:将200ppm的irganox1076、500ppm的硬脂酸锌和800ppm的weston399作为添加剂加入到henschel混合器中与所产生的25kg的1-丁烯线性低密度聚乙烯树脂一起混合5分钟。应用zsk-30双螺杆挤出机在如下条件下将所述配混的材料造粒:温度分布为130-210℃,螺杆速度为200rpm,螺杆直径为30mm,螺杆长度与直径比为26和输出速率为20kg/h。对粒料的评价见表1。应用battenfeld机在如下条件下将所获得的粒料转化为25微米的吹塑膜:温度分布为190-200℃,螺杆速度60rpm,螺杆直径60mm,螺杆长度与直径比为27,模头间隙为2.3mm,冷却线高度为40cm,吹塑比(bur)为2.5:1和输出速率为58kg/h。对比实验作为对比实验,通过上述相同挤出机在相同挤出条件下由商购的zieglernattalldpe制备粒料和膜产品。添加剂的数量和类型也与上文相同。对于所获得的粒料和膜产品的评价也在表1中给出。相比于应用常规zn催化剂制备的lldpe(对比lldpe),本发明的lldpe对于各种性能均表现出更好的结果。本发明的lldpe的密度与对比lldpe的密度类似,没有任何明显的差别。本发明的lldpe和对比lldpe的熔体指数(mi2.16kg/190℃)类似,没有任何明显差别。与对比lldpe相比,本发明的lldpe具有更高的高负载熔体指数(hlmi21.6kg/190℃),这表明本发明的lldpe易于处理和具有更宽的mwd。本发明的lldpe的mfr(熔体流动比21.6kg/2.16kg)高于对比lldpe的相应值,这表明本发明的lldpe易于处理和具有更宽的mwd。相比于对比lldpe,本发明的lldpe的由gpc确定的mn和mw均更高。更高的mw表示更高的拉伸特性。本发明的lldpe的mwd更宽,这表明其更容易处理。更宽的mwd意味着更高的熔体强度、更高的挤出膨胀和更高的应变硬化。更宽的mwd也意味着更高的escr(耐受环境应力开裂性),其对于如滴灌管等应用来说是希望的。对于本发明的lldpe来说,mz和mz+1明显更高。更高的mz+1意味着更多的共聚单体包含在高分子量分布区中,因此有更多的连接键。这对应于极好的escr。同样,更高的mz+1意味着更高的挤出膨胀。膜的原子力显微图像(afm)表明在本发明的lldpe中球粒更小和堆集更紧密。更细小的球料表明本发明的管子可以更容易地盘成束。这特别适用于滴灌管,它们在农业淡季时必须盘成束。熔体拉伸力和熔体拉伸应力利用毛细管流变仪通过如下过程确定:通过将置于毛细管流变仪中的聚乙烯熔体束的一端粘附于一个滑轮上,并在190℃下以0.12cm/s2使所述滑轮加速,直到熔体束断裂。毛细管流变仪具有1mm的模直径和10mm的模长度。相比于对比lldpe,本发明的lldpe的熔体拉伸力和应力更高。更高的熔体强度表明对滴灌管来说有利的更好的escr和更小的管子下垂。本发明的lldpe和对比lldpe的dsc晶体熔点和结晶温度类似。所得的结果表明本发明的lldpe的结晶温度比对比lldpe高2.56℃;这意味着本发明的lldpe由于其球粒更细而比对比lldpe冷却得更快。由于更高的熔体强度标志着管子更高的escr和更小的下垂,可以确定本发明的lldpe非常适合于制备管子,特别是滴灌管。表1测试方法实施例1对比实验密度kg/m3astmd-792-08920920mi(2.16/190℃)g/10minastmd-1238-040.920.942hlmi(21.6/190℃)g/10minastmd-1238-0428.1124.64533mfr(21.6/2.16)astmd-1238-0428.8225.5775共聚单体类型astmd-5017-96丁烯丁烯共聚单体含量mol%astmd-5017-964.4484.7支化度/1000castmd-5017-9621.50722.52333mng/molastmd-6474-9943369.0034689.33mwg/molastmd-6474-99180733121061.3mwd(mw/mn)astmd-6474-993.973.5091mzg/molastmd-6474-99647074.25344405.7mz+1g/molastmd-6474-991450908.55711863.7mz/mwastmd-6474-993.5802.845mz+1/mwastmd-6474-998.0285.880结晶度%astmd-3418-0842.4543.015晶体熔点℃astmd-3418-08122.69121.01结晶温度tc℃astmd-3418-08108.46105.9熔体拉伸力(cn)如上述6.894.66熔体拉伸应力(n/mm2)如上述3.81.07当前第1页12
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