多峰聚乙烯及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种多峰聚乙烯及其制备方法。按照密度递增的顺序，该多峰聚乙烯包括至少三种密度不同的聚乙烯组分。本发明专利技术提供的上述多峰聚乙烯不同于传统的多峰聚乙烯仅包括高分子量组分和低分子量组分，本发明专利技术提供的多峰聚乙烯同时包括了至少三种不同密度的聚乙烯组分，其在刚韧平衡方面的表现更加优异，不仅具有更好的加工性能，而且具有更加优异的挠曲性，且具有优异的耐长期静液压强度、耐快速裂纹增长和耐慢速裂纹开裂性能。

Multiplex polyethylene and its preparation method

The invention provides a multimodal polyethylene and a preparation method thereof. In the order of increasing density, the multimodal polyethylene includes at least three components of polyethylene with different densities. The multi-peak polyethylene provided by the invention is different from the traditional multi-peak polyethylene, which only includes high molecular weight components and low molecular weight components. The multi-peak polyethylene provided by the invention includes at least three different density components of polyethylene. The performance of the multi-peak polyethylene in rigidity-toughness balance is more excellent, not only has better processing performance, but also has better flexibility, and has. Excellent long-term hydrostatic strength, fast crack growth and slow crack cracking resistance.

【技术实现步骤摘要】
多峰聚乙烯及其制备方法
本专利技术涉及有机合成
，具体而言，涉及一种多峰聚乙烯及其制备方法。
技术介绍
现有的多峰聚乙烯一般包含一种高分子量组分和一种低分子量组分。高分子量组分为聚合物体系提供优良的机械性能，而低分子量组分为聚合物体系提供优良的加工性能。多峰聚乙烯聚合物体系具有广泛的应用领域，例如生产薄膜和管材等。高性能管材在使用过程中，要求树脂具有高刚性和良好的韧性，使其具有较高的耐长期静液压强度、耐快速裂纹增长和耐慢速裂纹开裂性能。然而，现有的多峰聚乙烯在刚韧平衡方面的表现仍然不足，这大大限制了其在管材中的应用。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种多峰聚乙烯及其制备方法，以解决现有技术中多峰聚乙烯的刚韧平衡性能不足的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种多峰聚乙烯，按照密度递增的顺序，多峰聚乙烯包括至少三种密度不同的聚乙烯组分。进一步地，多峰聚乙烯包括密度依次减小的高密度聚乙烯、中密度聚乙烯及低密度聚乙烯，高密度聚乙烯的密度≥0.950g/cm3，中密度聚乙烯的密度为0.925～0.940g/cm3，低密度聚乙烯的密度为0.910～0.930g/cm3。进一步地，高密度聚乙烯的重均分子量为450000～1000000；中密度聚乙烯的重均分子量为300000～750000；低密度聚乙烯的重均分子量为10000～200000；优选地，多峰聚乙烯的分子量分布为3～20，更优选为4～18，进一步优选为5～17。进一步地，按重量百分比计，多峰聚乙烯包括30～80wt％的高密度聚乙烯、5～30wt％的中密度聚乙烯以及15～40wt％的低密度聚乙烯。进一步地，高密度聚乙烯、中密度聚乙烯及低密度聚乙烯分别独立地选自乙烯均聚物或者乙烯和a-烯烃的共聚物。进一步地，a-烯烃为C3～C10的α-烯烃，优选为丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯及1-辛烯的一种或多种。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种多峰聚乙烯的制备方法，其包括：制备密度不同的各聚乙烯组分，进而得到多峰聚乙烯。进一步地，制备方法包括以下步骤：在氢气、第一催化剂的存在下，使乙烯或者乙烯和a-烯烃聚合，得到高密度聚乙烯；在氢气、第二催化剂的存在下，使乙烯或者乙烯和a-烯烃聚合，得到低密度聚乙烯；以及在氢气、第三催化剂的存在下，使乙烯或者乙烯和a-烯烃聚合，得到中密度聚乙烯，将高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和中密度聚乙烯混合得到多峰聚乙烯。进一步地，将制备高密度聚乙烯的过程中的氢气与乙烯的摩尔比记为第一氢气单体比率，将制备低密度聚乙烯的过程中的氢气与乙烯的摩尔比记为第二氢气单体比率，将制备中密度聚乙烯的过程中的氢气与乙烯的摩尔比记为第三氢气单体比率，第二氢气单体比率＞第三氢气单体比率＞第一氢气单体比率。进一步地，制备方法包括以下步骤：在反应釜中，调整氢气和乙烯的摩尔比为第一氢气单体比率，制备高密度聚乙烯；向反应釜中进一步通入氢气，将氢气和乙烯的摩尔比提高至第二氢气单体比率，制备低密度聚乙烯；以及通过闪蒸的方法，将氢气和乙烯的摩尔比降低至第三氢气单体比率，制备中密度聚乙烯，进而得到多峰聚乙烯。进一步地，第一催化剂、第二催化剂及第三催化剂分别独立地选自齐格勒-纳塔催化剂和/或单活性中心催化剂；优选地，齐格勒-纳塔催化剂包括第一过渡金属组分和至少一种第一活化剂；更优选地，第一过渡金属组分负载在固体颗粒上加入反应体系，第一活化剂以液体或溶液的形式加入反应体系；优选地，单活性中心催化剂包括第二过渡金属组分和至少一种第二活化剂。进一步地，第一过渡金属组分和第二过渡金属组分分别独立地选自Ti、Zr、Hf、V、Nb及Ta中的一种或多种；优选地，第一活化剂和第二活化剂分别独立地选自甲基铝氧烷、乙基铝氧烷、二异丁基铝氧烷、三乙基铝、二乙基氯化铝、三甲基铝及三异丁基铝中的一种或多种。进一步地，将制备高密度聚乙烯时的反应温度记为第一温度，将制备低密度聚乙烯时的反应温度记为第二温度，将制备中密度聚乙烯时的反应温度记为第三温度；第一温度、第二温度及第三温度分别独立地为50～200℃，优选分别独立地为60～120℃，更优选地，分别独立地为75～110℃；优选地，第三温度高于第二温度，且低于第一温度。应用本专利技术的技术方案，按照密度递增的顺序，多峰聚乙烯包括至少三种密度不同的聚乙烯组分。本专利技术提供的上述多峰聚乙烯不同于传统的多峰聚乙烯仅包括高分子量组分和低分子量组分。本专利技术提供的多峰聚乙烯同时包括了至少三种不同密度的聚乙烯组分，其在刚韧平衡方面的表现更加优异，不仅具有更好的加工性能，而且具有更加优异的挠曲性，且具有优异的耐长期静液压强度、耐快速裂纹增长和耐慢速裂纹开裂性能。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。正如
技术介绍
部分所描述的，现有的多峰聚乙烯在刚韧平衡方面表现不足，大大限制了其在管材中的应用。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种多峰聚乙烯，按照密度递增的顺序，该多峰聚乙烯包括至少三种密度不同的聚乙烯组分。本专利技术提供的上述多峰聚乙烯不同于传统的多峰聚乙烯仅包括高分子量组分和低分子量组分。本专利技术提供的多峰聚乙烯同时包括了至少三种不同密度的聚乙烯组分，其在刚韧平衡方面的表现更加优异，不仅具有更好的加工性能，而且具有更加优异的挠曲性，且具有优异的耐长期静液压强度、耐快速裂纹增长和耐慢速裂纹开裂性能。在一种优选的实施方式中，本专利技术提供的上述多峰聚乙烯，其包括密度依次减小的高密度聚乙烯、中密度聚乙烯及低密度聚乙烯，高密度聚乙烯的密度≥0.950g/cm3，中密度聚乙烯的密度为0.925～0.940g/cm3，低密度聚乙烯的密度为0.910～0.930g/cm3。上述多峰聚乙烯同时包括了高密度聚乙烯、中密度聚乙烯及低密度聚乙烯，且各组分具有特定的密度范围，其在刚韧平衡方面的表现进一步得到了提高，加工性、挠曲性、耐长期静液压强度、耐快速裂纹增长和耐慢速裂纹开裂性能均进一步优化。在一种优选的实施方式中，高密度聚乙烯的重均分子量(Mw)为450000～1000000；中密度聚乙烯的重均分子量(Mw)为300000～750000；低密度聚乙烯的重均分子量(Mw)为10000～200000。将高密度聚乙烯、中密度聚乙烯及低密度聚乙烯的分子量分别控制在上述范围内，多峰聚乙烯的整体性能更佳，各方面的性能如加工性能、耐挠曲性能、耐长期静液压强度、耐快速裂纹增长和耐慢速裂纹开裂性能等均能够更好地平衡。优选地，多峰聚乙烯的分子量分布为3～20，更优选为4～18，进一步优选为5～17。在一种优选的实施方式中，按重量百分比计，多峰聚乙烯包括5～20wt％的高密度聚乙烯、5～30wt％的中密度聚乙烯以及15～40wt％的低密度聚乙烯。将各组分之间的含量控制在上述范围内，多峰聚乙烯的刚韧性能更加平衡。在一种优选的实施方式中，高密度聚乙烯、中密度聚乙烯及低密度聚乙烯分别独立地选自乙烯均聚物或者乙烯和a-烯烃的共聚物。引入α-烯烃，可以更好地控制高密度聚乙烯、中密度聚乙烯及低密度聚乙烯各自的密度。同时，引入α-烯烃，还可以将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多峰聚乙烯，其特征在于，按照密度递增的顺序，所述多峰聚乙烯包括至少三种密度不同的聚乙烯组分。

【技术特征摘要】
1.一种多峰聚乙烯，其特征在于，按照密度递增的顺序，所述多峰聚乙烯包括至少三种密度不同的聚乙烯组分。2.根据权利要求1所述的多峰聚乙烯，其特征在于，所述多峰聚乙烯包括密度依次减小的高密度聚乙烯、中密度聚乙烯及低密度聚乙烯，所述高密度聚乙烯的密度≥0.950g/cm3，所述中密度聚乙烯的密度为0.925～0.940g/cm3，所述低密度聚乙烯的密度为0.910～0.930g/cm3。3.根据权利要求2所述的多峰聚乙烯，其特征在于，所述高密度聚乙烯的重均分子量为450000～1000000；所述中密度聚乙烯的重均分子量为300000～750000；所述低密度聚乙烯的重均分子量为10000～200000；优选地，所述多峰聚乙烯的分子量分布为3～20，更优选为4～18，进一步优选为5～17。4.根据权利要求2或3所述的多峰聚乙烯，其特征在于，按重量百分比计，所述多峰聚乙烯包括30～80wt％的所述高密度聚乙烯、5～30wt％的所述中密度聚乙烯以及15～40wt％的所述低密度聚乙烯。5.根据权利要求4所述的多峰聚乙烯，其特征在于，所述高密度聚乙烯、所述中密度聚乙烯及所述低密度聚乙烯分别独立地选自乙烯均聚物或者乙烯和a-烯烃的共聚物。6.根据权利要求5所述的多峰聚乙烯，其特征在于，所述a-烯烃为C3～C10的α-烯烃，优选为丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯及1-辛烯的一种或多种。7.一种权利要求1至6中任一项所述的多峰聚乙烯的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：制备密度不同的各聚乙烯组分，进而得到所述多峰聚乙烯。8.根据权利要求7所述的多峰聚乙烯的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：在氢气、第一催化剂的存在下，使乙烯或者乙烯和a-烯烃聚合，得到所述高密度聚乙烯；在氢气、第二催化剂的存在下，使乙烯或者乙烯和a-烯烃聚合，得到所述低密度聚乙烯；以及在氢气、第三催化剂的存在下，使乙烯或者乙烯和a-烯烃聚合，得到所述中密度聚乙烯，将所述高密度聚乙烯、所述低密度聚乙烯和所述中密度聚乙烯混合得到所述多峰聚乙烯。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓东，王硕，陈光岩，李连鹏，杨金胜，宋尚德，付愉，王志波，李林秋，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11