聚烯烃组合物及其制品的制作方法

本说明书涉及聚烯烃组合物和包括该聚烯烃组合物的制品。

背景技术：

1、具有高分子量的聚烯烃，如聚乙烯，通常具有比其较低分子量的对应物(counterparts)改进的机械性能。然而，高分子量聚烯烃可能难以加工并且生产成本高。具有较低分子量的聚烯烃通常具有改进的加工性能。具有高分子量级分(hmwf)和低分子量级分(lmwf)的具有双峰或宽分子量分布的聚烯烃可能是期望的，这是因为它们可以将hmwf的有利机械性能与lmwf的改进加工性能相结合。

2、可能希望能够生产多峰和/或宽分子量分布(mwd)聚烯烃，例如多峰高密度聚乙烯(hdpe)组合物，用于包括薄膜、压力管、波纹管和吹塑的应用。较高的密度有利于保持管的内部压力的机械强度，但不利地影响抗应力开裂性。此外，多峰和/或宽mwd聚烯烃理想地应具有优异的可加工性，如高熔体强度和低模头压下挤出高比通量以及良好的机械性能所证明的那样。通过在耐环境应力开裂性(escr)和缺口恒定带状应力(ncls)测试中的良好性能证明的耐应力开裂性(scr)对于hdpe基管应用是特别重要的，并且最近的工业规范，例如iso pe 100，在这方面是严格的。强scr性能降低了管道或吹塑制品在其寿命过程中机械或结构失效的可能性。另外，强scr性能可以提供轻质吹塑制品(例如，鼓、容器、燃料箱)和低规格膜，从而减少材料消耗并产生显著的成本节省。

3、最近在多峰hdpe组合物中实现上述性能平衡的努力涉及制备具有宽正交组成分布(bocd)的聚合物的尝试，其中大部分或全部共聚单体结合到hmwf中。bocd被认为增强hmwf中连接链(tie chains)的形成，产生改善的刚度、韧性和scr。制备多峰hdpe组合物的常规尝试使用两种方法之一：1)串联或并联的多个反应器，通常具有齐格勒-纳塔催化剂体系，或2)反应器后熔融共混。用任一种方法获得完全均化的共混物是困难且昂贵的，并且缺乏均化对聚合物性能是有害的。此外，用齐格勒纳塔催化剂制备的聚合物提供了具有宽分布的组合物，但高分子量级分比低分子量级分(具有高共聚单体掺入)的密度高(例如，较少的共聚单体)。近年来，已经有一些报道通过在单个反应器中在较低密度范围内使用混合催化剂来实现bocd。

4、需要新的聚烯烃组合物，例如多峰高密度聚乙烯。

5、在这方面，可能感兴趣的参考文献包括：ep 3293208 a1；ep 3176213a1；ep1330490 b1；us 2001/0014724 a1；ep 2275483 b1；us 6,562,905b1；us 6,185,349b1；us2019/0119417 a1；us 6,946,521b1；us 7,696,280 b1；us 7,037,977 b1；us 10,047,176b1。

技术实现思路

1、本说明书涉及聚烯烃组合物和包括该聚烯烃组合物的制品。

2、在一些实施方案中，聚乙烯组合物包括80wt％-99.9wt％乙烯衍生的含量或单元，和20wt％-0.1wt％衍生自c3-c40α-烯烃共聚单体的含量或单元，所述wt％值基于乙烯衍生的含量加上共聚单体衍生的含量。该组合物的mw/mn为15至45、密度为0.93g/cm3至0.97g/cm3、复数粘度(在628拉德/s，190℃下)为600pa*s或更小、cross模型零剪切粘度为150,000pa*s至350,000pa*s以及v指数小于7。

3、在一些实施方案中，制品包括聚乙烯组合物或由聚乙烯组合物制成。在特定实施方案中，制品可以是管道。

技术特征：

1.一种聚乙烯组合物，其包含：

2.根据权利要求1所述的聚乙烯组合物，其中:

3.根据权利要求1或权利要求2所述的聚乙烯组合物，其中c3-c12α-烯烃共聚单体是1-丁烯。

4.根据权利要求1或权利要求2-3中任一项所述的聚乙烯组合物，其中该聚乙烯组合物具有以下性能中的一种或多种：

5.根据权利要求4所述的聚乙烯组合物，其具有所有性能(a)-(i)。

6.根据权利要求4所述的聚乙烯组合物，其中该聚乙烯组合物具有以下性能中的一种或多种：

7.根据权利要求6所述的聚乙烯组合物，其具有所有性能(a1)-(i1)。

8.根据权利要求1或权利要求2-7中任一项所述的聚乙烯组合物，其中该聚乙烯组合物具有0.945g/cm3至0.955g/cm3的密度。

9.根据权利要求1或权利要求2-8中任一项所述的聚乙烯组合物，其中该聚乙烯组合物具有以下性能中的一种或多种：

10.根据权利要求9所述的聚乙烯组合物，其具有所有性能(j)-(n)。

11.根据权利要求9或权利要求10所述的聚乙烯组合物，其具有大于1500小时的ncls值。

12.根据权利要求9-11中任一项所述的聚乙烯组合物，其具有200,000pa*s至275,000pa*s的cross模型零剪切粘度(在1拉德/s，190℃下)。

13.根据权利要求9-11中任一项所述的聚乙烯组合物，其具有300,000pa*s至350,000pa*s的cross模型零剪切粘度(在1拉德/s，190℃下)。

14.根据权利要求1或权利要求2-13中任一项所述的聚乙烯组合物，其中该聚乙烯组合物具有多峰分子量分布。

15.根据权利要求14所述的聚乙烯组合物，其中该聚乙烯组合物包含：

16.根据权利要求14所述的聚乙烯组合物，其中lmwf具有5至10的mw/mn、3,000至10,000的mn值和大于300,000的mz值。

17.根据权利要求14-16中任一项所述的聚乙烯组合物，其中基于hmwf+lmwf的总量，其中hmwf+lmwf的总量不超过100％，该lmwf占聚乙烯组合物的49wt％至51wt％并且该hmwf占聚乙烯组合物的51wt％至49wt％。

18.根据权利要求14-17中任一项所述的聚乙烯组合物，其中该hmwf具有比该lmwf更低的密度。

19.一种聚乙烯组合物，其包含：

20.根据权利要求19所述的聚乙烯组合物，其中该聚乙烯组合物具有以下性能中的一种或多种：

21.一种制品，其包含根据前述权利要求中任一项所述的聚乙烯组合物。

22.根据权利要求21所述的制品，其中该制品是管道。

23.根据权利要求22所述的制品，其中该管道具有以下性能中的一种或两种:(i)3,000小时或更长的缓慢裂纹增长；和(ii)10mpa至12mpa的长期静液压强度(lths)(100,000小时，20℃)。

技术总结
在一些实施方案中，以乙烯含量加上共聚单体含量计聚乙烯组合物包括80wt％至99.9wt％的乙烯含量和20wt％至0.1wt％的C3‑C40α‑烯烃共聚单体含量。组合物的Mw/Mn为15至45，密度为0.93g/cm3至0.97g/cm3，复数粘度(在628拉德/s，190℃下)为600Pa*s或更小，Cross模型零剪切粘度为150,000Pa*s至350,000Pa*s。它还可以具有小于7的V指数。在一些实施方案中，制品包括聚乙烯组合物。在一些实施方案中，制品是管道。

技术研发人员：H·彭,J·A·盖拉,D·L·阮,S·康,T·J·蒙顿,T·T·潘姆
受保护的技术使用者：埃克森美孚化学专利公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13