聚烯烃组合物及其制品制造技术

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‑

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚烯烃组合物及其制品
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年7月22日提交的专利技术名称为“聚烯烃组合物及其制品”的美国临时申请63/055,033的权益，其全部内容通过引用并入本申请。


[0003]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。

技术介绍

[0004]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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]需要新的聚烯烃组合物，例如多峰高密度聚乙烯。
[0008]在这方面，可能感兴趣的参考文献包括：EP 3293208 A1；EP 3176213A1；EP 1330490 B1；US 2001/0014724 A1；EP 2275483 B1；US 6,562,905B1；US 6,185,349B1；US 2019/0119417 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

[0009]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。
[0010]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‑
C
40
α
‑
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。
[0011]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。
附图说明
[0012]图1是说明对比实施例CE1
‑
CE4和本专利技术实施例IE1
‑
IE3的SAOS流变数据的曲线。
[0013]图2是说明根据一个实施方案所述，由实施例IE1形成的管在20℃下的LTHS(长期静液压强度)的曲线。
[0014]图3是说明根据一个实施方案，由实施例IE2形成的管在73
°
F下的LTHS的曲线。
具体实施方案
[0015]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。
[0016]在一些实施方案中，聚乙烯组合物包括80wt％
‑
99.9wt％的乙烯含量和20wt％
‑
0.1wt％的C3‑
C
40
α
‑
烯烃共聚单体含量，基于乙烯含量加上共聚单体含量。该组合物的Mw/Mn为15至45(优选20或25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。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。
[0017]与常规聚合物相比，本说明书的聚乙烯组合物提供了加工和机械性能的改进组合。举例来说，与常规HDPE相比，本说明书的聚乙烯组合物可提供改进的复数粘度、K因子和V指数。此外，本说明书的聚乙烯组合物可表现出优异的SCR，通过例如NCLS测试性能证明。这些性能使得组合物特别适用于薄膜、管道和吹塑应用，并且可以使得此类制品轻质，从而减少材料消耗和成本。
[0018]有利地，本说明书的聚乙烯组合物可以在单个反应器中原位制备或串联制备，例如一个或多个气相、淤浆或溶液相反应器。本申请中的“原位”是指没有反应器后共混、硫化等，而是由聚合过程本身形成聚合物。
[0019]术语“聚乙烯”是指具有至少50wt％乙烯衍生单元，例如至少70wt％乙烯衍生单元，例如至少80wt％乙烯衍生单元，例如至少90wt％乙烯衍生单元，或至少95wt％乙烯衍生单元，或100wt％乙烯衍生单元的聚合物。聚乙烯因此可以是均聚物或共聚物，包括三元共聚物，具有一种或多种其它单体单元。本申请所公开的聚乙烯可，例如包括至少一种或多种其它烯烃和/或共聚单体。
[0020]“烯烃”，或者称为“烯”，是具有至少一个双键的碳和氢的直链、支链或环状化合物。就本说明书和所附权利要求书而言，当聚合物或共聚物被称为包含烯烃时，存在于此类聚合物或共聚物中的烯烃是烯烃的聚合形式。例如，当共聚物被称为具有50wt％
‑
55wt％的
“
乙烯”含量时，应理解共聚物中的单体单元衍生自聚合反应中的乙烯，并且所述衍生单元以50wt％
‑
55wt％存在，基于共聚物的重量计。“聚合物”具有两本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种聚乙烯组合物，其包含：80wt％至99.9wt％的乙烯含量和20wt％至0.1wt％的C3‑
C
12
α
‑
烯烃共聚单体含量，各自基于乙烯含量加上C3‑
C
12
α
‑
烯烃共聚单体含量；该聚乙烯组合物具有：20至45的Mw/Mn；0.93g/cm3至0.97g/cm3密度；600Pa*s或更小的复数粘度(在628拉德/s，190℃下)；150,000Pa*s至350,000Pa*s的Cross模型零剪切粘度；和小于7的V指数。2.根据权利要求1所述的聚乙烯组合物，其中:该乙烯含量为98.5wt％至99.5wt％，和该共聚单体含量为1.5wt％至0.5wt％。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‑
C
12
α
‑
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：(a)40,000g/mol至1,500,000g/mol的重均分子量(Mw)；(b)3,000g/mol至100,000g/mol的数均分子量(Mn)；(C)25至40的Mw/Mn；(d)1,000,000g/mol至3,000,000g/mol的Z
‑
均分子量(Mz)；(e)5.5至8的Mz/Mw；(f)0.6至0.8的g
′
；(g)0.01g/10min至0.50g/10min的熔体指数(I2)；(h)0.01g/10min至100g/10min的高负荷熔体指数(I
21
)；和(i)100至2005的熔体指数比(MIR，I
21
/I2)。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：(a1)300,000g/mol至320,000g/mol的Mw；(b1)10,000g/mol至15,000g/mol的Mn；(c1)26至32的Mw/Mn；(d1)1,800,000g/mol至1,960,000g/mol的Mz；(e1)6至6.5的Mz/Mw；(f1)0.7至0.76的g
′
(g1)0.03g/10min至0.12g/10min的I2；(h1)5g/10min至10g/10min的I
21
；和(i1)135至145的MIR。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：(j)525Pa*s至575Pa*s的复数粘度(在628拉德/s，190℃下)；(k)200,000Pa*s至400,000Pa*s的Cross模型零剪切粘度(在1拉德/s，190℃下)；(l)大于800小时的缺口恒定带状应力(NCLS)值；(m)0.2至0.5的K因子；和(n)从
‑
30至0的V指数。10.根据权利要求9所...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：埃克森美孚化学专利公司，
类型：发明
国别省市：