耐高温聚乙烯以及用于生产该耐高温聚乙烯的方法_3

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商业规模的车间中,在闪蒸罐中蒸发与聚合物一起取出的液体并在此使用压缩 机对其压缩并将其回收至浆液反应器中。
[0111] 然而,沉降支架间歇地取出所述聚合物。运造成反应器中的压力W及其他变量随 着取出的周期波动。而且取出容量受到限制并且依赖沉降支架的大小和数目。为了克服运 些缺点,连续的取出经常是优选的。
[0112] 在另一方面,连续的取出具有通常取出与聚合物在反应器中存在的浓度相同的浓 度的聚合物的问题。为了减少被压缩的控的量,有利地将连续的出口与适合的浓缩装置,如 水利旋流器或筛(如在EP-A-I 415 999和EP-A-I 591 460中所公开)联合。然后将富聚合物 流引导至闪蒸罐并使贫聚合物流直接返回到反应器中。
[0113] 为了调节在浆液反应器中聚合的聚乙締组分的MFR2,优选地将氨气引入反应器 中。为实现在浆液相反应器中的氨气与乙締比为380mol/kmol至600mol/kmol,更优选 400mol/kmol至550mol/kmol,最优选450mol/kmol至530mol/kmol,优选地相对乙締给料调 节氨气给料。
[0114] 在浆液反应器中产生的聚乙締组分是乙締均聚物组分。
[0115] 如果聚合共聚物,共聚单体优选地选自1-下締、1-己締、4-甲基-1-戊締、1-辛締或 它们的混合物,特别优选地的是1-己締。在浆液反应器中一个优选的实施方式中,聚合乙締 均聚物因此没有共聚单体供应给运个反应级。
[0116] 优选地将在浆液反应器中产生的聚合物组分转移到至少一个气相反应器。
[0117] 在所述第二反应器,优选至少一个流化床气相反应器中的溫度,通常为50°C至100 °C,优选65°C至90°C。压力通常为10己至40己,优选15己至30己。
[0118] 在流化床气相反应器中,在聚合催化剂的存在下在向上移动的气流中聚合締控。 反应器通常在流化格栅上方含有包含增长了的聚合物颗粒的流化床,该聚合物颗粒含有活 性催化剂。
[0119] 在包含締控单体,最后共聚单体,最后链生长控制剂或链转移试剂,如氨气,并且 最后惰性气体的流化气体的帮助下流化聚合物床。由此惰性气体可W与在浆液反应器中使 用的惰性气体相同或不同。将流化气体引入在反应器底部的入口室。为保证气体流均匀地 分布在所述入口室的截面表面面积上,入口管可W装配有如在本领域中已知的,例如115-八-4,933,149和EP-A-684 871中的流动分割元件。
[0120] 从所述入口室气体流向上通过所述流化格栅进到所述流化床中。流化格栅的作用 是将所述气体流均匀地分开最终通过所述床的截面面积。如在W0-A-2005/087261中所公 开,有时可W布置流化格栅W使气体流沿反应器壁吹扫。除了其他之外,在US-A-4,578, 879,EP 600 414和EP-A-721 798中公开了其他类型的流化格栅。661(1曰的和8曰76113给出了 综述:用于气体流化床的分布器的设计,粉末技术,第42卷,1985(The Design of Distributors for Gas-fluidised Beds,Powder Technology,Vol.42,1985)。
[0121] 流化气体通过流化床。所述流化气体的表观速度必须比包含在流化床中的颗粒的 最小流化速度高,否则流化不会发生。另一方面,所述气体的速度应当低于气动传输的起始 速度,否则整个床将夹带流化气体。当颗粒性质已知时,可W通过使用普通工程实践来计算 最小流化速度和气动传输的起始速度。除了其他之外,在Geldart:气体硫化技术,Wiley & Sons杂志,1996(Gelda;rt:Gas Fluidisation Technology,]".Wiley & Sons,1996)中给出 了综述。
[0122] 当所述流化气体与包含活性催化剂的床接触时,所述气体的反应性组分,如单体 和链转移试剂在催化剂的存在下反应W产生聚合物产品。同时,通过反应热加热所述气体。
[0123] 然后将未反应的流化气体从所述反应器的顶部除去,压缩并且回收到反应器的入 口室中。在进入反应器之前,将新的反应物引入硫化气体流中W补偿由反应和产品取出造 成的损耗。通常已知分析流化气体的组成并引入气体组分W使组成保持恒定。通过产品期 望的性质和在聚合反应中使用的催化剂来确定实际的组成。
[0124] 在此之后,在热交换器中冷却所述气体W去除反应热。将气体冷却到低于所述床 的溫度W防止床由于反应而被加热。可W将所述气体冷却到其一部分冷凝的溫度。当液滴 进入反应区时,其被蒸发。蒸发热然后促成反应热的去除。运种操作被称为冷凝模式并且除 了其他之外,在胖0-4-2007/025640、115-4-4,543,399、6?-4-699 213和胖0-4-94/25495中公 开了它的各种形式。如在EP-A-696 293所公开,也可W将冷凝剂添加到回收气体流中。冷凝 剂是不可聚合的组分,如丙烷、正戊烧、异戊烧、正下烧或异下烧,其在冷却器中至少部分地 被冷凝。
[0125] 聚合的产品可W连续或间歇地从气相反应器取出。也可W使用运些方法的组合。 除了其他之外,在胖0-4-00/29452公开了连续的取出。在115-4-4,621,952、6口-4-188 125、 EP-A-250 169和EP-A-579 426中公开了间歇的取出。
[0126] 所述至少一个气相反应器的顶部部分可W包括所谓的分离区(disengagement zone)。在该区中,增加反应器的直径W降低气体速度并且允许从床携带的颗粒与流化气体 沉降返回到床。
[0127] 料位(bed level)可W用本领域已知的不同技术进行观察。比如,可W在反应器的 整个长度上记录反应器底部和床的特定高度之间的压力差,并可W在压力差值的基础上计 算出料位。运种计算得到时均料位。也可W用超声传感器或放射传感器。用运些方法可W获 得瞬时料位,其当然可W接着除W时间得到时均料位。
[0128] 当需要时,也可W在至少一个气相反应器中引入抗静电剂。除其他外,适合的抗静 电剂和它们的用法已经被公开在115-4-5,026,795、1]5-4-4,803,251、1]5-4-4,532,311、1]5-A-4,855,370和EP-A-560 035中。它们通常是极性化合物,并且除其他外,还包括水、酬类、 醒类和醇类。
[0129] 反应器可W包括机械揽拌器W进一步促进流化床内的混合。合适的揽拌器设计的 实例在EP-A-707 513中给出。
[0130] 为了调节在所述气相反应器中聚合的聚乙締组分的烙体流动速率,将氨气引入反 应器中。优选地相对乙締给料调节氨气给料,从而实现在气相反应器中氨气与乙締比为 0? Imol/kmol至20mol/kmol,更优选0? 5mol/kmol至lOmol/kmol,并且最优选 1 ? 5mol/kmol至 5.5mol/kmol〇
[0131] 进一步地,产生于所述气相反应器的终聚乙締基础树脂,优选地由组分(A)和(B) 组成,任选地与预聚合物组分一起,优选地具有大于95化g/m 3并且等于或小于957. Okg/m3, 更优选952.2kg/m3至956. Okg/m3,并且最优选大于953. Okg/m3至等于或小于954. Okg/m3的 密度(根据ISO 1183-1:2004测定)。
[0132] 将根据本发明的催化剂体系,即,根据本发明的催化剂和助催化剂供应到所述第 一聚合反应器。在使用预聚合步骤的情况下,将催化剂供应给所述预聚合步骤。
[0133] 优选地不采用预聚合步骤。
[0134] 可W通过本领域已知的任何方法将所述催化剂转移至聚合区中。因此可W将所述 催化剂悬浮在稀释液中保持其为均匀的浆液。特别优选地使用具有如在W0-A-2006/063771 中公开的粘度为20至ISOOmPa ? S的油作为稀释液。也可W将所述催化剂与油脂和油的粘性 混合物混合并将产生的糊状物供应到聚合区中。更进一步地,可W使所述催化剂沉降,并且 W比如在EP-A-428 054中公开的方式将部分由此得到的催化剂泥引入到聚合区中。
[0135] 在本发明的一个实施方式中,该方法进一步包括在聚合步骤之前的预聚合步骤。 所述预聚合的目的是在低溫和/或低单体浓度下在催化剂上聚合少量的聚合物。通过预聚 合可W提高在浆液中催化剂的性能和/或改变最终聚合物的性能。所述预聚合步骤可W在 浆液或气相中进行。优选地,所述预聚合在浆液中,优选地环流反应器中进行。因此,所述预 聚合步骤可W在环流反应器中进行。所述预聚合然后优选地在的惰性稀释液(通常是控稀 释液,如甲烧、乙烧、丙烷、正下烧、异下締、戊烧、己烧、庚烧、辛烧等,或它们的混合物)中进 行。优选地,所述稀释液是具有1至4个碳原子的低沸点控或运些控的混合物。最优选地稀释 液是丙烷。
[0136] 所述预聚合步骤的溫度通常为(TC至90°C,优选20°C至80°C,更优选40°C至70°C。
[0137] 压力不是关键的并且通常为1己至150己,优选10己至100己。如本领域已知所述预 聚物的分子量可W通过氨气来控制。进一步地,可W使用抗静电添加剂来防止颗粒彼此附 着或附着到反应器壁上,如在W0-A-96/19503和W0-A-96/32420中所公开。
[0138] 优选地将所述催化剂组分全部引入所述预聚合步骤中。然而,当所述具体催化剂 组分和所述助催化剂分别供应时,可W仅将一部分助催化剂引入到所述预聚合阶段中,而 剩余的部分引入到后续的聚合阶段中。而且在运种情况下,有必要引入尽量多的助催化剂 至所述预聚合阶段W得到充分的聚合反应。
[0139] 包含所述预聚合步骤的实施方式不是优选的。因此,在本发明优选的实施方式中, 所述方法不包括预聚合步骤。
[0140] 在进一步包含混合步骤的多级方法中生产本发明的聚乙締组合物,其中所述基础 树脂,其通常从所述反应器W基础树脂粉末获得,W本领域已知的方法在挤出机中挤出并 且然后制粒成聚合物颗粒W形成本发明的聚乙締组合物。
[0141] 任选地,可W在所述混合步骤中W如上所述的量将添加剂或其他聚合物组分添加 到所述基础树脂。
[0142] 相对于根据本发明的全部聚乙締组合物,优选使进一步的聚合物组分的添加限制 为小于3重量%,优选小于2重量%。
[0143] 优选地,从所述反应器得到的本发明的基础树脂在所述挤出机中与添加剂一起W 本领域已知的方式混合。
[0144] 所述挤出机可W是比如任何常规使用的挤出机。用于本混合步骤的挤出机的一个 实例可W是由日本钢铁厂、Kobe钢铁或化rrel-Pomini提供的那些,比如JSW 460P或JSW CIM90P。
[0145] 在一个实施方式中,在试验生产规模使用IOOkgA至500kg/h,更优选150kg/h至 SOOkgA的给料速率进行所述挤出步骤。优选地,在商业生产中生产量通常为10吨A至50 吨A。
[0146] W下条件适用于试验生产规模和商业生产两者。挤出机的螺杆速度优选为25化pm 至450巧m,更优选300巧m至400巧m。
[0147] 优选地,在所述挤出步骤中,所述挤出机的SEI (特定能量输入)是200kWh/吨至 SOOkWh/吨,更优选220kWh/吨至280kWh/吨,由此,直接从所述挤出机的电输入计算SEI而忽 略固有有限地效能。
[0148] 在所述挤出步骤中的所述烙体溫度优选为200°C至300°C,更优选230°C至270°C。
[0149] 优选地在具有4个区(区4下游区3,区3下游区2,区2下游区1)的挤出机的区的溫度 设置如下。区1优选设置为80°C至120°C。区2优选设置为180°C至220°C。区3优选设置为230 °C至270°(:。区4优选设置为160°C至200°C。更优选地所述4个区设置如下:
[01 加]区 1 为90°C至Iior ;区2为 190°C至210°C ;区3为240°C至260°C,W及区4为 170°C至 19(TC。
[0151] 此外,本发明设及一种包含如上所述的或可由如上所述的方法得到的制品,优选 地管材或管材配件,W及运一聚乙締组合物用于生产优选管材的制品的用途。 实施例:
[0152] 1.定义
[0153] a)烙体流动速率
[0154] 烙体流动速率(MFR)是根据ISO 1133测定的,并用g/lOmin表示。MFR是聚合物流动 性W及由此得到的加工性的表示。烙体流动速率越高,聚合物的粘度越低。聚乙締的MFRs在 190°C,载荷5kg下测量,聚乙締的MF化在190°C,载荷2.161^下测量,聚乙締的1。1?21在190°(:, 载荷21.6kg下测量。数量FRR(流动速率比值)表示不同载荷下的流动速率的比值。因此, FRR21/日表示MFI?2i/MFR日的值。
[0155] b)密度
[0156] 聚合物的密度是在根据EN ISO 1872-2(2007年2月)制备的压缩模制样品上根据 ISO 1183-1:2004方法A测量的
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