聚丙烯-超高分子量-聚乙烯组合物制造技术

PP/UHMW‑PE(聚丙烯‑超高分子量‑聚乙烯)组合物，其具有：‑125至150℃之间的熔融温度T

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚丙烯-超高分子量-聚乙烯组合物
本专利技术涉及尤其适用于管材应用的聚丙烯组合物。本专利技术进一步涉及由单活性中心催化剂以及多步聚合方法生产的组合物。
技术介绍
由于工艺的可操作性差，UHMWPE(超高分子量聚乙烯)产品(MW>1000000g/mol)的生产非常具有挑战性，并且在实践中受到极大限制。由于材料特性差异太大，添加UHMWPE材料进行复合是不可行的。所得树脂的分散性差。据推测分散需要载体聚丙烯聚合物的宽分子量分布。关于PP/UHMW-PE(聚丙烯-超高分子量-聚乙烯)组合物的所知甚少。WO99/15586公开了聚烯烃组合物，其包含10至95重量％的结晶丙烯聚合物(A)和5至90重量％的超高分子量聚乙烯(B)颗粒，该结晶丙烯聚合物(A)的MFR值等于或小于60g/10min，该超高分子量聚乙烯(B)颗粒的平均粒径为300至10μm。组分(A)具有大于5的宽分子量分布Mw/Mn。TMUshakova，EEStarchak，VGKrasheninnikov，VGGrinev，TALadygina，LANovokshonova在“Influenceofcopolymerfractioncompositioninultrahighmolecularweightpolyethyleneblendswithethylene/1-hexenecopolymersonmaterialphysicalandtensileproperties”,J.Appl.Polym.Sci.131(2014)40151中已描述了不同种类的聚乙烯组合物，即载体聚合物不是聚丙烯而是聚乙烯，即聚乙烯组合物。仍然需要产生良好的刚性和耐压性的管材聚丙烯组合物。还需要一种允许聚丙烯与超高分子量聚乙烯混合的方法。本专利技术基于以下发现：优异的管材性能可以通过PP/UHMW-PE(聚丙烯-超高分子量-分子量-聚乙烯)组合物实现，该组合物的熔融温度Tm在125至150℃范围内，并且具有较高含量的衍生自1-己烯的单元，并且二甲苯可溶物的含量小于5.0重量％。进一步令人惊讶地发现，即使在三个串联的反应器中，丙烯的聚合也可以继续进行，并且纯均聚乙烯聚合物可以原位生产并混合。
技术实现思路
本专利技术提供了PP/UHMW-PE(聚丙烯-超高分子量-聚乙烯)组合物，其具有：-125至150℃的熔融温度Tm(DSC，ISO11357/第3部分)，-0.15至0.60g/10min的MFR2(2.16kg，230℃，ISO1133)，-至少1.80重量％的量的衍生自1-己烯的单元，和-根据ISO16152小于5.0重量％的XS，所有重量百分比相对于PP/UHMW-PE组合物总量计。本专利技术还提供了包含该PP/UHMW-PE(聚丙烯-超高分子量-聚乙烯)组合物的管材。在另一方面，本专利技术进一步提供了制备本专利技术的PP/UHMW-PE(聚丙烯-超高分子量-聚乙烯)组合物的方法，包括以下步骤：(a)将丙烯和1-己烯的料流(stream)引入第一反应器，使得1-己烯的进料速率与丙烯的进料速率之比为2.0至4.0mol/kmol；进一步将催化剂体系的料流引入第一反应器，其中催化剂体系包括：(i)具有以下结构的催化剂：其中，M是锆或铪；每个X独立地为σ供体配体，L是式-(ER102)y-的桥；y是1或2；E是C或Si；每个R10独立地为C1-C20烃基、三(C1-C20烷基)甲硅烷基、C6-C20芳基、C7-C20芳基烷基或C7-C20烷基芳基，或L为亚烷基，例如亚甲基或亚乙基；R1各自独立地相同或彼此不同，为CH2-R11基，R11为H或者直链的或支链的C1-C6烷基、C3-C8环烷基、C6-C10芳基；R3、R4和R5各自独立地相同或彼此不同，并且为H或者直链的或支链的C1-C6烷基、C7-C20芳基烷基、C7-C20烷基芳基或C6-C20芳基，条件是如果总共存在四个以上与H不同的R3、R4和R5基团，则R3、R4和R5中的一个以上不是叔丁基；R7和R8各自独立地相同或彼此不同，并且为H、CH2-R12基团，其中R12为H或者直链的或支链的C1-C6烷基、SiR133、GeR133、OR13、SR13、NR132，其中，R13为直链的或支链的C1-C6烷基、C7-C20烷基芳基和C7-C20芳基烷基或C6-C20芳基，R9各自独立地相同或彼此不同，为H或者直链的或支链的C1-C6烷基；并且R2和R6均为H；和(ii)助催化剂体系，其包含含硼助催化剂和铝氧烷助催化剂，在第一反应器中，在催化剂体系的存在下聚合丙烯和1-己烯，产生第一中间体；从第一反应器中取出包含第一中间体的产物料流，将包含第一中间体的料流转移至第二反应器；并通过进一步进料另外的丙烯、1-己烯和氢，使氢浓度与丙烯浓度的摩尔比为0.1至0.8mol/kmol；并且1-己烯浓度与丙烯浓度的摩尔比为4.0至6.0mol/kmol，在第二反应器中进一步聚合第一中间体，由此产生第二中间体；并从第二反应器中取出包含第二中间体的料流，(b)将至少一部分包含第二中间体的料流转移至第三反应器，并在第二中间体的存在下，通过将乙烯引入第三反应器来进一步聚合乙烯，产生PP/UHMW-PE(聚丙烯-超高分子量-聚乙烯)组合物，其中氢浓度与乙烯浓度的摩尔比小于500mol/1.0×106mol。在另一方面，本专利技术涉及通过本专利技术方法获得的PP/UHMW-PE(聚丙烯-超高分子量-聚乙烯)组合物，以及由通过本专利技术方法获得的PP/UHMW-PE(聚丙烯-超高分子量-聚乙烯)组合物制成的管材。本专利技术进一步涉及聚丙烯组合物用于分散UHMW-PE组合物的用途，该聚丙烯组合物的熔融温度Tm为125至150℃(DSC，ISO11357，第3部分)，并且具有至少1.80重量％的衍生自1-己烯的单元，该UHMW-PE组合物的Mw大于1.5×106g/mol。超高分子量聚乙烯表示重均分子量大于1000000g/mol的聚乙烯。催化剂体系表示实际催化剂和助催化剂的组合。没有将新的催化剂体系进料至第二反应器和/或第三反应器(或存在的任何其他反应器)意味着该催化剂体系仅被引入第一反应器中。应当理解的是，原始催化剂体系也可以在外部容器中进行预聚合。如果是这样，则预聚合的催化剂体系仅必须引入第一反应器中，而不能引入第二反应器、第三反应器或任何在上游方向上配置的其他反应器中。本文所述的PP/UHMW-PE(聚丙烯-超高分子量-聚乙烯)组合物的熔融温度Tm优选为130-145℃，更优选为133-144℃，甚至更优选为135-143℃，最优选为137至142℃，所有熔融温度均根据ISO11357第3部分通过DSC测定。本文所述的PP/UHMW-PE(聚丙烯-超高分子量-聚乙烯)组合物的MFR2优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.PP/UHMW-PE(聚丙烯-超高分子量-聚乙烯)组合物，其具有：/n-125至150℃之间的熔融温度T

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180509 EP 18171575.61.PP/UHMW-PE(聚丙烯-超高分子量-聚乙烯)组合物，其具有：
-125至150℃之间的熔融温度Tm(DSC，ISO11357，第3部分)，
-0.15至0.60g/10min的MFR2(2.16kg，230℃，ISO1133)，
-至少1.80重量％的量的衍生自1-己烯的单元，和
-根据ISO16152小于5.0重量％的XS，
所有重量百分比相对于PP/UHMW-PE组合物总量计。


2.根据权利要求1所述的PP/UHMW-PE(聚丙烯-超高分子量-聚乙烯)组合物，其中，相对于PP/UHMW-PE组合物的总量，所述组合物具有0.5至15重量％的量的衍生自乙烯的单元。


3.管材，其包含权利要求1或2所述的PP/UHMW-PE(聚丙烯-超高分子量-聚乙烯)组合物。


4.制备权利要求1或2所述的PP/UHMW-PE(聚丙烯-超高分子量-聚乙烯)组合物的方法，包括以下步骤：
(a)将丙烯和1-己烯的料流引入第一反应器，使得1-己烯的进料速率与丙烯的进料速率的摩尔比为2.0至4.0mol/kmol；进一步将催化剂体系的料流引入第一反应器，其中催化剂体系包括：
(i)具有以下结构的催化剂：



其中，
M是锆或铪；
每个X独立地为σ供体配体；
L是式-(ER102)y-的桥；
y是1或2；
E是C或Si；
每个R10独立地为C1-C20烃基、三(C1-C20烷基)甲硅烷基、C6-C20芳基、C7-C20芳基烷基或C7-C20烷基芳基，或L为亚烷基，例如亚甲基或亚乙基；
R1各自独立地相同或彼此不同，为CH2-R11基，R11为H或者直链的或支链的C1-C6烷基、C3-C8环烷基、C6-C10芳基；
R3、R4和R5各自独立地相同或彼此不同，并且为H或者直链的或支链的C1-C6烷基、C7-C20芳基烷基、C7-C20烷基芳基或C6-C20芳基，条件是如果总共存在有四个以上与H不同的R3、R4和R5基团，则R3、R4和R5中的一个以上不是叔丁基；
R7和R8各自独立地相同或彼此不同，并且为H、CH2-R12基团，其中R12为H或者直链的或支链的C1-C6烷基、SiR133、GeR133、OR13、SR13、NR132；
其中，
R13为直链的或支链的C1-C6烷基、C7-C20烷基芳基和C7-C20芳基烷基或C6-C20芳基；
R9各自独立地相同或彼此不同，为H或者直链的或支链的C1-C6烷基；
R2和R6均为H；和
(ii)助催化剂体系，其包含含硼助催化剂和铝氧烷助催化剂，
在第一反应器中，在催化剂体系的存在下聚合丙烯和1-己烯，产生第一中间体；
从第一反应器中取出包含第一中间体的产料料流；
将包含第一中间体的料流转移至第二反应器；并通过将另外的丙烯、1-己烯和氢进料到第二反应器中，使氢浓度与丙烯浓度的摩尔比为0.1至0.8mol/kmol，并且1-己烯浓度与...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·莱斯基宁，王静波，M·加莱特纳，K·贝恩赖特纳，
申请(专利权)人：北欧化工公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT