RU2581366C2 - Новый тримодальный полиэтилен для использования в формовании раздувом - Google Patents
Новый тримодальный полиэтилен для использования в формовании раздувом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2581366C2 RU2581366C2 RU2013128373/04A RU2013128373A RU2581366C2 RU 2581366 C2 RU2581366 C2 RU 2581366C2 RU 2013128373/04 A RU2013128373/04 A RU 2013128373/04A RU 2013128373 A RU2013128373 A RU 2013128373A RU 2581366 C2 RU2581366 C2 RU 2581366C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polyethylene
- hlmi
- reactor
- stage
- polyethylene according
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C08L23/06—Polyethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F210/00—Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
- C08F210/16—Copolymers of ethene with alpha-alkenes, e.g. EP rubbers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/18—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons having four or more carbon atoms
- C08L23/20—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons having four or more carbon atoms having four to nine carbon atoms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C49/00—Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor
- B29C49/0005—Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor characterised by the material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2023/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
- B29K2023/04—Polymers of ethylene
- B29K2023/06—PE, i.e. polyethylene
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/712—Containers; Packaging elements or accessories, Packages
- B29L2031/7126—Containers; Packaging elements or accessories, Packages large, e.g. for bulk storage
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
- C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2314/00—Polymer mixtures characterised by way of preparation
- C08L2314/02—Ziegler natta catalyst
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
- Y10T428/1352—Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
- Y10T428/1397—Single layer [continuous layer]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
Изобретение относится к тримодальному полиэтилену, пригодному для формования раздувом изделий объемом более 10 л. Тримодальный полиэтилен имеет плотность от 0,950 до 0,958 г/см3, индекс расплава (HLMI) согласно ASTM D-1238, при 190°C и 21,6 кг, от 2 до 7 г/10 мин и величину безразмерного индекса Hostalene тримодального полиэтилена от 6 до 18. Полиэтилен состоит по существу из трех массовых фракций А, В и С, в котором фракция А с низкой молекулярной массой представляет собой гомополимер, имеющий индекс расплава (HLMI) от 18 до 30 г/10 мин, а фракции В и С со средней и высокой молекулярной массой соответственно представляют собой сополимеры сомономеров этилена и 1-бутена. Причем смесь полимеров А и В имеет индекс расплава (HLMI) от 8 до 14 г/10 мин и смесь полимеров А, В и С имеет индекс расплава (HLMI) от 3 до 6 г/10 мин. Причем тримодальный полиэтилен получают посредством ступенчатой полимеризации в присутствии твердого компонента катализатора Циглера и предпочтительно в присутствии триалкилалюминия в качестве компонента сокатализатора. Полиэтилен по изобретению обладает хорошей обрабатываемостью, а изделия после формования раздувом имеют улучшенную стабильность размеров. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 табл., 3 пр.
Description
Настоящее изобретение относится к новому тримодальному полиэтилену, пригодному для формования раздувом изделий, имеющих улучшенную стабильность размеров после формования. Формованные раздувом изделия, изготовленные из него, являются еще одним предметом настоящего изобретения.
Для формования раздувом обычно требуются ПЭ смолы для достижения комбинации хорошей перерабатываемости, высокого качества поверхности готового изделия и хорошего баланса механических свойств (жесткость, ударная прочность, стойкость к растрескиванию под действием напряжения окружающей среды (ESCR)). Одновременное получение таких свойств для изделий Циглера является затруднительным. Особые виды применения требуют наличия дополнительных свойств у полиэтилена.
Тримодальный полиэтилен, пригодный для формования раздувом банок и контейнеров емкостью до 150 л, получаемых в результате катализа Циглера, известен, например, из ЕР-1228101. Использование катализатора Циглера гарантирует хорошую обрабатываемость целевого полимера и позволяет получать хорошие механические свойства, в частности хорошую ESCR (environmental stress-crack resistance). Особенно в промышленности, где бочки, изготовленные из полиэтиленовых материалов, часто используют для упаковки химических или других опасных веществ, получаемые формованием раздувом изделия из таких ПЭ материалов имеют превосходную жесткость и стойкость к растрескиванию. При изготовлении барабанов простой, но, тем не менее, используемый способ обеспечивает увеличение массы, стабильность размеров или соответствие формованного изделия форме. Это просто объясняется тем, что закрывание барабана крышкой не является безопасным в том случае, если формованное изделие проявляет тенденцию к несоответствию с размерами формы после удаления из нее и охлаждения. Такое отклонение размеров, иначе называемое «монетное коробление», наблюдается постоянно, но должно быть сведено к минимуму. Известно, что полиэтилен, полученный с использованием катализаторов фирмы «Филипс» из оксида хрома, вызывает весьма незначительное коробление, но подвержен очень широкому молекулярно-массовому распределению, не подходящему для разработки мультимодальных изделий.
Задачей настоящего изобретения является разработка нового полиэтилена высокой плотности для формования раздувом, например, предпочтительно больших канистр объемом >20 л, предпочтительно - объемом от 10 или 20 л до 50 л, либо бочек или барабанов объемом от 100 до 150 л, полученных без использования катализаторов фирмы «Филипс», придающего улучшенную стабильность размеров формованному изделию после его удаления из формы и охлаждения до температуры окружающей среды.
Эта задача может быть решена с помощью тримодального полиэтилена, предпочтительно для формования раздувом формованных раздувом изделий или отливок объемом >10 л, имеющего плотность от 0,950 до 0,958 г/см3, предпочтительно от 0,952 до 0,956 г/см3 и имеющего индекс расплава (HLMI) согласно ASTM D-1238, при 190°С и 21,6 кг от 2 до 7 г/10 мин, предпочтительно от 3 до 6 г/10 мин, полученного полимеризацией с катализатором Циглера, при этом величина безразмерного индекса Hostalen тримодального полиэтилена (HLCBI) составляет от 6 до 18, предпочтительно - от 7,0 до 14,5.
Безразмерный индекс Hostalen, HI или HLCBI (сокращение от Hostalen индекс разветвления длинных цепей) согласно настоящему изобретению рассчитывают в соответствии со следующим уравнением:
где Mz и Mw представляют собой 3-й и 2-й (или средневесовой) момент молекулярно-массового распределения, определенный при помощи гель-проникающей хроматографии в сочетании с многоугольным рассеиванием лазерного света (GPC-MALLS). Более подробное описание данного способа приведено в экспериментальном разделе. Для записи данных и компьютерного вычисления величин Mz и Mw на основании экспериментально полученной кривой распределения была использована коммерческая компьютерная программа GPC (от: hs GmbH, Hauptstraβe 36, D-55437 Ober-Hilbersheim);
gMz представляет собой коэффициент разветвления при молекулярной массе М=Mz. Коэффициент разветвления определяют для каждой элюированной полимерной фракции как отношение среднеквадратического (rms) вращения, [Rg 2], измеренного полимера к rms радиусу вращения ссылки из линейного РЕ, [Rg 2]линейн., т.е.
eh представляет собой отвердение при удлинении полимера в соответствии с данным изобретением при одноосной скорости удлинения 0,1 с-1 (eh проиндексирован 'при 0,1 с1') и при температуре испытания Т=150°С. Удлинение или деформационное упрочнение при одноосном удлинении представляет собой отношение максимальной вязкости удлинения при плавлении, измеренной при специфической скорости удлинения, ηE,max, к линейному ответу в это же время, ηs. Соответственно, eh определяют по формуле
При отсутствии плато после некоторого удлинения ηE,max может быть определена как максимальная величина вязкости при плавлении полимера, измеренная через 10-50 секунд после начала деформации или при удлинениях L образца ln(L(t)/L(0))≥3 (исходя из определения 'напряжения Hencky').
Линейный вязкоупругий ответ, ηs, рассчитывают, приводя в соответствие линейные реологические данные G' и G” при одинаковой температуре с многомодовой моделью Максвелла, определяя переходную сдвиговую вязкость и умножая на 3 (отношение Trouton). Данный способ и определение (деформационного) упрочнения при удлинении описаны Mackosko C.W. Rheology Principles, Measurements and Applications, 1994, Wiley-VCH, New York.
Текучесть или реологические свойства при удлинении полимерных расплавов являются главенствующими для операций обработки, таких как получение пленки раздувкой, выдувное формование и термоформование. Деформационное упрочнение или упрочнение при удлинении eh индуцирует так называемое «самозаживляющее действие», поддерживающее гомогенную деформацию расплава. Таким образом, полимеры, имеющие деформационное упрочнение, в потоке при удлинении улучшают производство пленок и бутылок или других отформованных изделий относительно гомогенного распределения толщины стенок. С другой стороны, деформационное упрочнение или упрочнение при удлинении eh также чувствительны к молекулярным свойствам состава полиэтилена, в противном случае они имеют трудноизмеримые параметры, отражая вес высокомолекулярной фракции, такой как Mz, или степень длинноцепочечного разветвления, такого как разветвление, выраженное коэффициентом разветвления для высокомолекулярного хвостового веса Mz. Традиционно специалисты в данной области техники считали, что eh положительно соотносится и доминируется Mz, и, в итоге, gMz.
Предпочтительно, состав полиэтилена согласно настоящему изобретению имеет gMz>0,26, более предпочтительно >0,28, наиболее предпочтительно >0,31. Предпочтительно в сочетании с вышеупомянутыми предпочтительными вариантами воплощения для gMz величина gMz составляет менее или вплоть до 0,45, более предпочтительно - менее или вплоть до 0,40 и предпочтительно в сочетании с вышеупомянутыми предпочтительными вариантами величина упрочнения при удлинении всегда eh>1,2 с-1, более предпочтительно величина eh составляет по меньшей мере 1,2 с-1, более предпочтительно по меньшей мере 1,4 с-1 или более.
Более предпочтительно состав полиэтилена согласно настоящему изобретению имеет Mz<3,700,900 г/моль, более предпочтительно <3,200,000 г/моль. Последний наиболее предпочтительный вариант воплощения является особенно предпочтительным в связи с указанными выше предпочтительными величинами для gMz, в частности gMz>0,31, и является особенно предпочтительным в связи с величиной eh>1,4 с-1. Это еще больше иллюстрирует тот факт, что снижение величины Mz и более низкая степень длинноцепочечного ветвления может удивительным образом совпадать с вязкостью при удлинении и, следовательно, обработкой.
Далее предпочтительным является получение такого продукта с использованием твердого катализатора Циглера, содержащего продукт процесса, включающего (а) взаимодействие алкоголята магния формулы Mg(OR1)(OR2), в которой R1 и R2 являются одинаковыми или различными и каждый из них представляет собой радикал алкила, содержащий от 1 до 10 атомов углерода, с тетрахлоридом титана, осуществляемое в углеводороде при температуре 50-100°С, (b) термическую обработку реакционной смеси, полученной на стадии (а) при температуре от 110°С до 200°С в течение периода времени, составляющего от 3 до 25 ч, (с) выделение и промывание углеводородом твердого вещества, полученного на стадии (b), при этом молярное соотношение Cl/Ti упомянутого твердого катализатора составляет более 2,5.
При получении компонента (А) катализатора R1 и R2 предпочтительно представляют собой алкилгруппы, содержащие от 2 до 10 атомов углерода, или радикал -(СН2)nOR3, где R3 представляет собой радикал С1-С4-алкила, а n представляет собой целое число от 2 до 6. R1 и R2 предпочтительно представляют собой радикал С1-С2-алкила. Примерами таких алкоксидов магния являются: диметоксид магния, диэтоксид магния, ди-и-пропоксид магния, ди-н-пропоксид магния, ди-н-бутоксид магния, метоксид-этоксид магния, этоксид н-пропоксид магния, ди-(2-метил-1-пентоксид) магния, ди-(2-метил-1-гексоксид магния, ди-(2-метил-1-гептоксид) магния, ди-(2-этил-1-пентоксид) магния, ди-(2-этил-1-гексоксид) магния, ди-(2-этил-1-гептоксид) магния, ди-(2-пропил-1-гептоксид) магния, ди-(2-метокси-1-этоксид) магния, ди-(3-метокси-1-пропоксид) магния, ди-(4-метокси-1-бутоксид) магния, ди-(6-метокси-1-гексоксид) магния, ди-(2-этокси-1-этоксид) магния, ди-(3-этокси-1-пропоксид) магния, ди-(4-этокси-1-бутоксид) магния, ди-(6-этокси-1-гексоксид) магния, дипентоксид магния, дигексоксид магния. Предпочтение отдается использованию простых алкоксидов магния, таких как диэтоксид магния, ди-н-пропоксид магния и ди-изобутоксид магния. Диэтоксид магния особенно предпочтителен.
Алкоксид магния может быть использован в виде суспензии или в виде гелевой дисперсии в углеводородной среде. Использование алкоксида магния в виде гелевой дисперсии составляет предпочтительный вариант воплощения. Обычно средний диаметр частиц коммерчески доступных алкоксидов магния, в частности Mg(OC2H5)2, составляет от 200 до 1200 мкм, предпочтительно - примерно от 500 до 700 мкм. Для достижения максимальных результатов при получении катализатора предпочтительно существенно снизить размер его частиц. Для этого алкоголят магния суспендируют в инертном, насыщенном углеводороде, получая в результате углеводородную суспензию. Такая суспензия может быть подвергнута сильному напряжению при сдвиге с помощью высокоскоростного диспергатора (например, Ultra-Turrax или Dispax, IKA-Maschinenbau Janke & Kunkel GmbH), работающего в инертной атмосфере (Ar или N2). Напряжение при сдвиге предпочтительно прикладывают до получения гелеподобной дисперсии. Такая дисперсия отличается от стандартной суспензии тем, что она по существу более вязкая, чем суспензия, и похожа на гель. По сравнению с суспендированным алкоголятом магния гель диспергированного алкоголята магния осаждается намного медленнее и в гораздо меньшей степени.
Как уже было описано, на первой стадии алкоксид магния подвергают взаимодействию с TiCl4 в инертной среде.
Взаимодействие алкоксида магния с TiCl4 осуществляют при молярном соотношении Ti/Mg более 1 и предпочтительно в диапазоне от 1,5 до 4, более предпочтительно в диапазоне от 1,75 до 2,75, при температуре от 50 до 100°С, предпочтительно от 60 до 90°С. Продолжительность реакции на первой стадии составляет от 0,5 до 8 ч, предпочтительно от 2 до 6 ч.
Соответствующие инертные суспензионные среды для вышеупомянутых реакций включают алифатические и циклоалифатические углеводороды, такие как бутан, пентан, гексан, гептан, циклогексан, изооктан, а также ароматические углеводороды, такие как бензол и ксилол. Могут быть также использованы фракции из уайт-спирта и гидрогенизированного дизельного масла, из которых были тщательно удалены кислород, серные соединения и влага.
На последующей стадии (b) полученную таким образом реакционную смесь, содержащую продукт реакции между алкоголятом магния и соединением переходного металла, подвергают термической обработке при температуре от 80°С до 160°С, предпочтительно от 100°С до 140°С, на период времени от 3 до 25 ч, предпочтительно от 5 до 15 ч, до завершения процесса разделения алкилхлорида. В конце процесса получения размер частиц компонента (А) катализатора предпочтительно составляет от 5 до 30 мкм, более предпочтительно - от 7 до 15 мкм.
После завершения стадии (b) могут быть осуществлены углеводородные промывания при температурах от 60 до 80°С до тех пор, пока концентрация Cl и Ti в надосадочном маточном растворе не достигнет менее 10 ммол/л. Как упомянуто выше, твердое вещество, полученное в конце стадии промывания (с), имеет молярное соотношение Cl/Ti по меньшей мере 2,5, предпочтительно - по меньшей мере 3, более предпочтительно - от 3 до 5. Полученное твердое вещество имеет следующий обычный состав: Mg:Ti:Cl=1:(0,8-1,5):(3,2-4,2).
В некоторых более предпочтительных вариантах воплощения целесообразным оказалось осуществление дальнейшей стадии (d), на которой полученное твердое вещество подвергают контакту с галоидалкилом алюминия с целью получения конечного твердого катализатора, в котором молярное соотношение Cl/Ti повышено относительно молярного отношения твердого вещества до стадии (d).
Хлорид алкилалюминия предпочтительно выбран из монохлоридов диалкилалюминия формулы R2 3AlCl или полуторных хлоридов алкилалюминия формулы R3 3Al2Cl3, в которой R3 может представлять собой одинаковые или различные алкилрадикалы, содержащие от 1 до 16 атомов углерода. В качестве примеров могут быть упомянуты следующие алкилрадикалы: (С2Н5)2AlCl, (изобутил)2AlCl и (С2Н5)3Al2Cl3, (полуторный хлорид алкилалюминия), при этом предпочтительным является последний. Реакция может быть осуществлена в реакторе с мешалкой при температуре от 0°С до 150°С, предпочтительно - от 30°С до 100°С, в течение периода времени от 0,5 до 5 ч.
Хлорид алкилалюминия используют в таких количествах, чтобы молярное соотношение Al/Ti (рассчитанное относительно содержания Ti в твердом катализаторе, полученном на предыдущей стадии) составляло от 0,05 до 1, предпочтительно - от 0,1 до 0,5.
Как упомянуто выше, в результате последней реакции получают конечный твердый катализатор, в котором молярное соотношение Cl/Ti повышено и обычно составляет по меньшей мере 3, наиболее предпочтительно - более 3,5.
В результате осуществления последней стадии (d) некоторое количество атомов титана может быть восстановлено из состояния окисления Ti+4 до состояния окисления Ti+Ш.
Полученный таким образом катализатор используют вместе с алюминийорганическим соединением (В) при полимеризации этилена.
Алюминийорганическое соединение (В) предпочтительно выбрано из триалкилалюминиевых соединений, таких как, например, триметилалюминий (ТМА), триэтилалюминий (TEAL), триизобутилалюминий (TIBA), три-н-бутилалюминий, три-н-гексилалюминий, три-н-октилалюминий, триизопренилалюминий. Галоидалкилы алюминия и, в частности, хлориды алкилалюминия, такие как диэтилалюминийхлорид (DEAC), диизобутилалюминийхлорид, полуторный хлорид Al и диметилалюминийхлорид (DMAC) также могут быть использованы в смеси с упомянутыми триалюминийалкилами. Предпочтительным является использование TEAL и TIBA.
Помимо вышеупомянутых характеристик компонент (А) твердого катализатора способен иметь пористость PF, определяемую способом с использованием ртути, более 0,40 см3/г, более предпочтительно более 0,50 см3/г, обычно в диапазоне 0,50-0,80 см3/г. Общая пористость PT может составлять 0,50-1,50 см3/г, в частности в диапазоне от 0,60 до 1,20 см3/г, и разница может составлять более 0,10, предпочтительно в диапазоне 0,15-0,50. Площадь поверхности, измеренная способом ВЕТ, предпочтительно составляет менее 80, в частности составляет от 10 до 70 м2/г. Пористость, измеренная способом ВЕТ, обычно составляет от 0,10 до 0,50, предпочтительно от 0,10 до 0,40 см3/г. В действительности небольшой средний размер частиц, такой как менее 30 мкм, предпочтительно от 7 до 15 мкм, особенно подходит для суспензионной полимеризации в инертной среде, которая может осуществляться непрерывно в снабженных мешалками баках реакторов или в петлевых реакторах. D50 (Средний диаметр частиц) определяют в соответствии с DIN 53477 и DIN66144.
Сформированная таким образом система катализатора может быть использована непосредственно в основном процессе полимеризации либо, в качестве альтернативы, она может быть предварительно полимеризована заранее.
Предварительная полимеризация в реакторе периодического действия катализатора согласно настоящему изобретению с этиленом с целью получения полимера в количестве от 0,5 до 20 г на 1 грамм катализатора является особенно предпочтительной. Стадия предварительной полимеризации может быть осуществлена при температурах от 0 до 80°С, предпочтительно от 5 до 70°С, в жидкой или газовой фазе. Стадия предварительной полимеризации может быть осуществлена поточно как часть непрерывного процесса полимеризации либо отдельно в виде периодического процесса.
Катализатор согласно настоящему изобретению может быть использован в процессе полимеризации любого вида, как в жидкофазных, так и газофазных процессах. Катализаторы с небольшим размером частиц (менее 40 мкм) особенно хорошо подходят для суспензионной полимеризации в инертной среде, которая может осуществляться непрерывно в снабженных мешалками баках реакторов или в петлевых реакторах. Катализаторы с большим размером частиц (менее 40 мкм) особенно хорошо подходят для газофазных процессов полимеризации, которые могут быть осуществлены в реакторах с перемешиваемым или псевдоожиженным слоем.
Следующие примеры приведены с целью дальнейшей иллюстрации настоящего изобретения только в качестве примеров.
Эксперименты
Плотность [г/см3] определяют в соответствии с ISO 1183.
Результаты определения элементарного состава описанных катализаторов, указанные в примерах, были получены следующими аналитическими способами:
Ti: фотометрически с использованием пероксидного комплекса;
Mg, Cl: титриметрически обычными способами.
Индекс расплава:
Индекс расплава (M.I.) измеряют при 190°С согласно методу ASTM В-1238 со следующей нагрузкой:
2,16 кг, MI E=MI2,16.
21,6 кг, MI F=MI21,6.
5 кг, MI P=MI5.
Реологическое измерение удлинения
Измерения осуществляют с помощью реометра Physica MCR 301 c параллельным расположением пластин от AntonPaar GmbH (Graz, Austria), оборудованном инструментом Sentmanant Elongational Rheology (SER). Измерения осуществляют при 150°С после отжига в течение 5 мин при температуре измерения. Измерения повторяют относительно различных экземпляров каждого образца при скоростях удлинения, варьирующихся от 0,01 с-1 до 10 с-1, обычно при 0,01, 0,05, 0,1, 0,5, 1,5 с-1. При каждом измерении записывают показания одноосной вязкости расплава в зависимости от времени.
Исследуемые образцы для измерений готовят следующим образом: 2,2 г смоляного материала используют для заполнения плиты пресс-формы размером 70×40×1 мм. Плиту помещают в пресс и нагревают до 200°С в течение 1 мин под давлением 20-30 бар. После достижение температуры 200°С образец прессуют при 100 бар в течение 4 мин. По истечении времени сжимания материал охлаждают до комнатной температуры и плиту удаляют из формы. Из спрессованной полимерной плиты толщиной 1 мм вырезают прямоугольные участки размером 12х11х1 мм и используют их в качестве образцов для измерения закалки при удлинении.
GPC для определения параметров молекулярной массы
Определение молярной массы Mn, Mw (и, при необходимости, максимальной молекулярной массы Мр) осуществляют с помощью высокотемпературной гель-проникающей хроматографии с использованием способа, описанного в DIN 55672-1:1995-02 (опубликован в феврале 1995 г.). Отличия от упомянутого стандарта DIN заключаются в следующем: растворитель - 1,2,4-трихлорбензол (ТСВ), температура аппарата и растворов - 145°С, и использование в качестве детектора концентрации инфракрасного детектора PolymerChar (Valencia, Paterna 46980, Spain), в котором можно использовать ТСВ. Используют WATERS Alliance 2000, оборудованный следующей форколонкой SHODEX UT-G и разделительными колонками SHODEX UT 806 M (3x) и SHODEX UT 807, соединенными последовательно. Растворитель дистиллируют в вакууме в атмосфере азота и стабилизируют 0,025 мас.% 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола. Скорость потока составляет 1 мл/мин, объем впрыскивания - 400 мкл, а концентрация полимера составляет 0,008%<конц.<0,05% вес./вес. Калибровку молекулярной массы осуществляют, используя стандарты для монодисперсного полистирола (PS) от Polymer Laboratories (в настоящее время Varian, Inc., Essex Road, Church Stretton, Shropshire, SY6 6AX, UK) в диапазоне от 580 г/моль до 11600000 г/моль и, дополнительно, гексадекан. Кривую поправок затем приспосабливают для полиэтилена (ПЭ) с помощью универсального метода калибровки (Benoit H., Rempp P. And Grubisic Z., J. Polymer Sci., Phys. Ed., 5. 753 (1967)). Параметры Mark-Houwing, использовавшиеся до сих пор, представляли собой для PS: kPS=0,00121 дл/г, αPS=0,706, и для PE kPE=0,000406 дл/г, αPS=0,725, действительные в ТСВ при 135°С. Запись данных, калибровку и расчеты осуществляют с помощью NTGPC-Control-V6.02.03 и NTGPC-V6.4.24 (hs GmbH, Hauptstraβe 36, D-55437 Ober-Hilbersheim) соответственно.
Измерения GPS-MALLS для определения Mz осуществляют на приборе PL-GPC C210 с использованием высокотемпературной GPC полиэтилена в следующих условиях: колонка со стиролом-дивинилбензолом, 1,2,4-трихлорбензол (ТСВ) в качестве растворителя, скорость потока - 0,6 мл/мин., при 135°С, детектирование - с помощью детектора с многоугольным рассеиванием лазерного света (MALLS), как описано в нижеследующем разделе более подробно.
Анализ GPC-MALLS для определения коэффициента разветвления g(Mz)
Экспериментально определяемый коэффициент разветвления g, который позволяет определить длинноцепочечные ветви при молекулярной массе Mz, измеряют с помощью высокотемпературной гель-проникающей хроматографии (GPC) в сочетании с многоугольным рассеиванием лазерного света (MALLS) следующим образом:
Параметр g представляет собой отношение измеренного среднеквадратичного радиуса вращения к радиусу линейного полимера, имеющего такую же молекулярную массу. Это мера присутствия длинноцепочечных ветвей (LCB), как показывают теоретические соображения Zimm и Stockmeyer (Zimm et al., J. Chem. Phys. 1949, 17, 1301-1314), несмотря на наличие некоторого несоответствия между экспериментально измеренным коэффициентом ветвления g (иногда обозначаемым g' для отличия) и теоретически выведенным коэффициентом, как описано Graessley, W., Acc. Chtm. Res. 1977, 332-339. В данном контексте коэффициент ветвления g(Mz) является экспериментально установленным.
Линейные молекулы показывают величину коэффициента 1, в то время как величины меньше 1 в теории означают присутствие LCB. Величины g рассчитывают в зависимости от молекулярной массы, М, согласно уравнению:
g(M)=<Rg 2>образец,М/<Rg 2>линейн.ссыл.,М
где <Rg 2> представляет собой среднеквадратичный радиус вращения для фракции с молекулярной массой М. Линейную опорную базовую линию внутренне вычисляют на компьютере на основании теоретической величины уравнения Zimm и Stockmeyer (Zimm et al., J. Chem. Phys. 1949, 17, 1301-1314) для идеально линейного полимера. Радиус вращения (размер полимеров каждой фракции, выходящей из GPC) измеряют лазером (16-угольный зеленый лазер Уаейтта (Wyatt)): определяют молекулярную массу М и коэффициент ветвления g каждой фракции, элюированной с GPC, осуществленной вышеописанным образом, с целью определения g при определенной М.
Используют высокотемпературный GPC Polymer Laboratories (в настоящее время Varian, Inc., Essex Road, Church Stretton, Shropshire, SY6 6AX, UK), тип 210, с растворителем 1,2,4-трихлорбензол при 135°С и со скоростью потока 0,6 мл мин-1, применяя три колонки Shodex UT 806 и одну колонку UT 807. Готовят растворы полиэтилена (ПЭ) концентрацией от 1 до 5 мг/10 мл, в зависимости от образцов, при 150°С в течение 2-4 ч до их переноса в инжекторные емкости SEC, размещенные в карусели, нагретой до 135°С. Концентрацию полимера определяют посредством инфракрасного детектирования детектором PolymerChar IR4 таким же образом, как и в вышеописанном разделе b.1, а рассеивание света измеряют многоугольным детектором MALLS Wyatt Dawn EOS (Wyatt Technology, Santa Barbara, California/U.S.A.). Используют лазерный источник мощностью 120 mW с длиной волны 658 нм. Удельный показатель преломления составляет 0,104 мг/л. Оценку данных осуществляют с помощью компьютерных программ ASTRA 4.7.3 и CORONA 1.4 (Wyatt, supra). Абсолютную молекулярную массу М и радиус вращения <Rg 2> устанавливают посредством экстраполяции дебаевского типа при каждом объеме элюирования с помощью вышеупомянутых компьютерных программ. Затем соотношение g(M) при данной молекулярной массе М рассчитывают на основании радиуса вращения испытываемого образца и радиуса линейной опоры при такой же молекулярной массе. В данном контексте коэффициент ветвления g(Mz) означает g, определяемый как M=Mz.
Пример 1 (согласно настоящему изобретению)
А) Получение компонента А катализатора:
Суспензию 4,0 кг (=35 мол.) коммерчески доступного Mg(OC2H5)2 в 25 дм3 дизельного масла, интервал кипения которого составляет от 140 до 170°С (гидрогенизированная нефтяная фракция), обрабатывают в высокоскоростном диспергаторе (Krupp Supration™, тип S200) при 120°С в течение 12 ч, формируя таким образом гелеподобную дисперсию. Полученную дисперсию Mg(OC2H5)2 переносят в 130 дм3 реактор, оборудованный лопастной мешалкой и перегородками, который уже содержит 19 дм3 дизельного масла. После промывания 5 дм3 дизельного масла 7,6 дм3 (=70 мол.) TiCl4, разбавленного до 10 дм3 дизельным маслом, добавляют при 70°С в течение 6 ч при скорости перемешивания 80 об/мин. Затем смесь нагревают при Т=120°С в течение 5 ч. После этого добавляют 50 дм3 дизельного масла, интервал кипения которого составляет от 140 до 170°С (гидрогенизированная нефтяная фракция), и смесь охлаждают до Т=65°С. После осаждения твердого вещества надосадочную жидкую фазу (маточный раствор) сливают до остаточного объема 50 дм3. Затем вводят 50 дм3 свежего дизельного масла (гидрогенизированная нефтяная фракция, интервал кипения которой составляет от 140 до 170°С). После перемешивания в течение 20 минут и периода осаждения, составляющего примерно 90 минут, надосадочную жидкость вновь сливают до остаточного объема 50 дм3. Такую процедуру промывания повторяют до тех пор, пока концентрация титана в маточном растворе не составит менее 10 ммол./дм3.
Затем суспензию охлаждают до комнатной температуры. Содержание титана составляет 0,22 г катализатора/ммоль Ti, а молярное соотношение твердого вещества (компонент А катализатора) составляет:
Mg:Ti:Cl≈1:1,34:3,81
Далее, на следующей стадии (соответствующей стадии d) в описании) компонент А катализатора предварительно активируют полуторным хлоридом алкилалюминия (EASC) на последующей стадии «промывания». Молярное отношение Al/Ti составляет 0,25:1. Реакцию проводят при 85°С в течение 2 ч.
Содержание титана составляет 0,22 г катализатора/ммоль Ti, а молярное соотношение твердого вещества (компонент А катализатора) составляет:
Mg:Ti:Cl≈1:1,40:4,38
Пример 1.b: канистры - полимеризация в каскадном шламовом реакторном агрегате и формование раздувом
Система реакторов представляет собой реакторный агрегат из трех последовательных реакторов R1, R2, R3, работающих непрерывно при заданных установочных параметрах процесса, с непрерывной перезагрузкой из одного реактора в следующий и непрерывным удалением продукта из последнего реактора. Было установлено, что удельная активность полимеризации катализатора, полученного с использованием катализатора А на предыдущей стадии 1.а в системе реакторов составляет от 18 до 23 кг ПЭ/г катализатора. Все реакторы работают как суспензионные реакторы при перемешивании, включая безводный гексан в качестве суспендирующей жидкости для состава катализатора. Мономеры подают в виде газового потока, включающего дополнительно точно дозированное количество водорода в качестве заданной массы регулятора.
Полимеризацию осуществляют, добавляя вначале триэтилалюминий в качестве сокатализатора (=компоненту В катализатора), а затем добавляя предварительно активированный компонент А катализатора, полученный согласно описанию, приведенному выше в разделе 1.а, в виде суспензии, разбавленной дизельным маслом, в реактор. В результате получают молярное отношение алюминий/титан примерно 12,5:1.
Таблица I Катализатор, в целом 24,7 [ммол/л], дозирован в количестве 12 [ммол/ч] Сокатализатор/органоалюминиевое соединение: ТЕА, в целом 28,5 [ммол/л], дозирован в количестве 73 [ммол/ч] Активный Al: 0,48 [ммол/л] |
||||
Единицы | R1 | R2 | R3 | |
Температура | °С | 80 | 84 | 85 |
Внутреннее давление | Бар | 4,7 | 3,9 | 4,9 |
Этилен С2 | Кг/ч | 40,8 | 20,0 | 19,2 |
Соотношение этилена С2 | % | 51 | 25 | 24 |
Водород Н2 | г/ч | 17 | 8 | 5 |
Бутен С4 | г/ч | 0 | 300 | 400 |
Этилен С2 | %об. | 45 | 64 | 78 |
Водород Н2 | %об. | 38 | 22 | 12 |
Бутен С4 | %об. | 0 | 0,55 | 0,96 |
рС2 | Бар | 1,9 | 2,1 | 3,1 |
Н2/С2 | - | 0,83 | 0,34 | 0,14 |
HLMI 21,6 кг | г/10 мин. | 16 | 8 | 5,5 |
VZ | - | |||
Плотность | г/см3 | 0,955 |
Свойства полученного таким образом продукта в результате формования раздувом канистр (JC) весом 800 г, непрерывно экструдированных за 8 с при 210°С, нужного размера, представлены ниже в таблице II. Скорость сдвига составляет по меньшей мере >1000 с-1, скорее - >1500 с-1. FNCT, измеренный согласно способу Fleissner в растворе Igepal (или в ином аналоге Igepal), определяют, используя полученные прямым формованием образцы из полиэтилена из эксперимента 1, отобранные не с боковых участков формованного изделия.
Таблица II | |||
Цель | Сравн.пример: эксперимент 1 из ЕР-1228101 | Эксперимент 1 | |
Расщепление этилена [%] | - | 35/50/15 | 50/26/24 |
MFR 21,6 кг[г/10'] | 3,5-4,5 | 4,5 | 4,2 |
Плотность [г/см3] | 0,956 | 0,955 | |
Степень набухания [%] | 180±15 | 192 | 182 |
FNCT 4 МПа/80°С [ч] | >4 | 10 | 4 |
Atn-30°C [kJ/м2] | ≥140 | 134 | 168 |
Прогноз усадки | Cr-подобный | Слишком высокий | Очень хороший |
Гладкость поверхности JC (визуально) | - | Плохой | Хороший |
Без желания быть ограниченными теорией можно указать, что было установлено, что катализатор согласно настоящему изобретению обеспечивает повышенное длинноцепочечное ветвление по сравнению с известными фабрикатами, полученными с использованием катализатора Циглера, описанными в ЕР-1228101. Тем не менее, использование другого катализатора Циглера, также обеспечивающего чрезвычайно высокое содержание LCB, не обеспечивает получение фабриката с такими же хорошими характеристиками, касающимися гладкости поверхности, низкого содержания геля, приемлемого FNCT и, в частности, касающимися характеристик усадки (данные не представлены). Превосходная стабильность размеров плюс конечное превосходное разбухание потока, позволяющее лучше контролировать равномерную толщину стен и таким образом еще больше способствующее стабильности размеров, являются уникальными характеристиками изделия согласно настоящему изобретению, полученного с использованием катализатора согласно настоящему изобретению. Изделие согласно настоящему изобретению имеет хорошую обрабатываемость, как показывают HLMI и хорошее распределение толщины стен. Величины FNCT не являются превосходными по сравнению со стандартными изделиями, полученными с использованием катализатора Циглера, но могут быть достигнуты в сочетании с вышеупомянутыми превосходными характеристиками соответствия размерам. На данный момент остается определить, какое свойство или свойства отличают катализатор Циглера согласно настоящему изобретению.
Можно также отметить, что при использовании такого же полиэтилена для формования раздувом стандартных 1-3 л бутылок для испытаний, используемых для подобного ESCR испытания на разрыв бутылок, практикуемого на многих испытательных станциях, материал согласно настоящему изобретению оказался лучше материала из сравнительного примера, несмотря на его более низкие величины FNCT, указанные выше в таблице II.
Дополнение к эксперименту 1 - Протокол формования раздувом и измерение коробления: Исследуемые канистры (JC) изготавливают при температуре расплава 210°С на машине Bekum BA 34.2 с желобчатым цилиндрическим экструдером диаметром 80 мм и 20 D по длине без диска прерывателя и сита. Машина Bekum далее состоит из загружаемой сбоку экструзионной головки AKZ4 с аккумуляторной головкой для непрерывного действия, которая может включаться или выключаться по необходимости. Радиусы головки и оправки составляют 130 и 128 мм соответственно. Используемая форма представляет собой форму С 17, используемую для канистр объемом 20 л (см. фиг.1). Все установочные параметры и параметры машины приведены ниже в таблице 2.
Выдувание JC с 4-секундным периодом выталкивания происходит непрерывно после подачи расплава в аккумуляторную головку со скоростью 70 кг/ч (+/-2,0 кг/ч). Расплав аккумулируют в течение 56,0 с, а затем экструдируют с 4-секундным периодом выталкивания под давлением выталкивания 215 бар, получая 800-г (+/-20 г) канистру. Записывают вес металла, выжатого из шва, и длину соединяющего сварного шва. Размеры барабана (высоту, длину, ширину) измеряют с помощью ручного штангенциркуля с нониусом длиной 0-1000 мм с 200-мм боковиками и точностью 0,1 мм. Все параметры машины указаны в таблице 2.
Размеры канистры (форма имеет следующие оригинальные размеры):
Высота: 402,3 мм;
Длина: 302,9 мм;
Ширина: 245,0 мм.
Затем полученные размеры канистры сравнивают со ссылочным стандартом, все измерения которого представляют собой одномодальный стандарт для хрома с HLMI 2. Целью является получение канистры с размерами, подобными сравнительному стандарту, поскольку предыдущий стандарт АРС с катализатором Z501 обеспечивал получение канистр в конвертере со слишком малой высотой, но слишком большой длиной. Ширина конечных деталей не являлась спорной и была приемлемой.
Пример 2 (согласно настоящему изобретению): барабан с упором в форме буквы L, промышленный стандарт
Этилен полимеризуют непрерывным способом в трех реакторах, установленных последовательно; 20,3 Ммоль/ч компонента А предварительно активированного катализатора Циглера, полученного согласно описанию в экспериментальном разделе 1.а, приведенному выше, подают в первый реактор вместе с 79 ммол/ч триэтилалюминий-алкила (ТЕА) (с 0,4 ммол/л активного Al), а также достаточными количествами разбавителя (гексан), этилена и водорода. Количество этилена (=50 кг/ч) и количество водорода (24 г/ч) в первом реакторе устанавливают таким образом, что процентная доля этилена и водорода, измеренная в газовой фазе первого реактора, составляет 37% об. и 43% об. соответственно, остальное - смесь азота и распыленного разбавителя. Полимеризацию в первом реакторе осуществляют при 80°С.
Суспензию из первого реактора затем подают во второй реактор, в котором процентную долю водорода в газовой фазе снижают до 8% об., и в этот реактор добавляют 0,12 кг/ч 1-бутена наряду с 27 кг/ч этилена. Количество водорода снижают посредством снижения давления промежуточного Н2.
72% об. этилена, 8% об. водорода и 0,39% об. 1-бутена измеряют в газовой фазе второго реактора, остальное - смесь азота и распыленного разбавителя. Полимеризацию в первом реакторе осуществляют при 85°С.
Суспензию из второго реактора затем подают в третий реактор, в котором процентную долю водорода в газовой фазе вновь повышают до 21% об. В третий реактор добавляют 23 кг/ч этилена. Процентную долю из 66% об. этилена, 21 %об. водорода и 0,34% об. 1-бутена измеряют в газовой фазе третьего реактора, остальное - смесь азота и распыленного разбавителя. Полимеризацию в первом реакторе осуществляют при 85°С.
Долговременную активность катализатора полимеризации, необходимую для описанного выше каскадного процесса, обеспечивают с помощью специально разработанного катализатора Циглера, описанного в WO/FR, упомянутом вначале.
Разбавитель удаляют из суспензии полимера, покидающей третий реактор, и полимер сушат, а затем гранулируют.
В представленной ниже таблице III указаны коэффициенты вязкости, количественные пропорции wA, wB и wC полимеров А, В и С для полученного состава полиэтилена и свойства конечной гранулированной смолы.
Коэффициенты вязкости (VN) в каждом реакторе указаны после их измерения в каждом реакторе (на основании порошка, взятого из R1, R2 и R3 соответственно). Однако также рассчитывают «истинный или действительный» вклад R2 и R3. Измеряя порошок, взятый из R2, фактически измеряют порошки из обоих реакторов вместе R1 и R2. Это же касается и порошка, взятого из R3, где также фактически измеряют порошки из трех реакторов вместе R1, R2, и R3. Поэтому «собственный» вклад R2 и R3 рассчитывают с помощью следующих уравнений:
«Истинный» вклад R2:
«Истинный» вклад R3:
с
wA = мас.% пропорция реактора 1,
wB = мас.% пропорция реактора 2,
wC = мас.% пропорция реактора 3,
VNA = измеренный коэффициент вязкости порошка, взятого из реактора 1,
VNB = измеренный коэффициент вязкости порошка, взятого из реактора 2,
VNC = измеренный коэффициент вязкости порошка, взятого из реактора 3,
VNR2 = истинный коэффициент вязкости, рассчитанный (вклад) только для реактора 2,
VNR3 = истинный коэффициент вязкости, рассчитанный (вклад) только для реактора 3.
Таблица III | ||
Эксп.2 (LRD) | Сравн.пример: эксп.1 из ЕР 1576049 В1 | |
wA [мас.%] | 50 | 40 |
wB [мас.%] | 27 | 38 |
wC [мас.%] | 23 | 22 |
VN1 [см3/г] | 259 | 120 |
VN2 [см3/г] измерен./рассч. | 382/608 | 260/407 |
VN3 [см3/г] измерен./рассч. | 395/441 | 540/1533 |
MRF 21,6 кг [г/10'] | 2,9 | 2,6 |
Плотность [г/см3] | 0,954 | 0,953 |
Степень набухания [%] | 151 | 200 |
FNCT 4 МПа/80°С [ч] | 4 | 8,5 |
Atn-30°C [kJ/м2] | 171 | 260 |
Усадка | Очень хорошая | Плохая |
Гладкость поверхности JC (визуально) | Очень хорошая | Низкая |
Даже если степень набухания, FNCT и ударная вязкость LRD примера 1 намного ниже таких же показателей в сравнительном образце, покупатели не заявляли никаких претензий относительно обрабатываемости или одобрения механических испытаний.
Claims (19)
1. Тримодальный полиэтилен предпочтительно для формования раздувом формованных раздувом изделий объемом более 10 л, имеющий плотность от 0,950 до 0,958 г/см3, предпочтительно от 0,952 до 0,956 г/см3, и имеющий индекс расплава (HLMI) согласно ASTM D-1238, при 190°C и 21,6 кг, от 2 до 7 г / 10 мин, предпочтительно от 3 до 6 г / 10 мин, полученный полимеризацией с катализатором Циглера, при этом величина безразмерного индекса Hostalene тримодального полиэтилена (HLCBI) составляет от 6 до 18, предпочтительно от 7,0 до 14,5, где полиэтилен состоит по существу из трех массовых фракций А, В, С и в котором фракция А с низкой молекулярной массой представляет собой гомополимер, имеющий индекс расплава (HLMI) согласно ASTM D-1238, при 190°C и 21,6 кг, от 18 до 3 0 г / 10 мин, а фракции В и С со средней и высокой молекулярной массой соответственно представляют собой сополимеры сомономеров этилена и 1-бутена, смесь полимеров А и В, имеет индекс расплава (HLMI) согласно ASTM D-1238, при 190°C и 21,6 кг, от 8 до 14 г / 10 мин и смесь полимеров А, В и С имеет индекс расплава (HLMI) согласно ASTM D-1238, при 190°C и 21,6 кг, от 3 до 6 г / 10 мин, и полиэтилен состоит по существу из от 50 до 60% (мас./мас.) упомянутого гомополимера А, от 22 до 28% (мас./мас.) упомянутого сомополимера В, от 18 до 24% (мас./мас.) упомянутого сомополимера С, и от 0 до 5% (мас./мас.) неполимерных добавок и/или полимерных смазывающих веществ в расчете на общую массу полимера, и где полиэтилен получают посредством ступенчатой полимеризации в присутствии твердого компонента катализатора Циглера и предпочтительно в присутствии также триалкилалюминия в качестве компонента сокатализатора, при этом твердый катализатор является продуктом способа, включающего (а) взаимодействие алкоголята магния формулы Mg(OR1)(OR2), где R1 и R2 являются одинаковыми или различными и каждый из них представляет собой радикал алкила, содержащий от 1 до 10 атомов углерода, с тетрахлоридом титана, осуществляемого в углеводороде при температуре 50-100°С, (b) термическую обработку реакционной смеси, полученной на стадии (а) при температуре от 110°С до 200°С в течение периода времени, составляющего от 3 до 25 часов, (с) выделение и промывание углеводородом твердого вещества, полученного на стадии (b), при этом молярное соотношение Cl/Ti упомянутого твердого катализатора составляет более 2,5 и где (HLCBI) определен как
где Mz представляют собой z-средний молекулярный вес,
MW представляют собой средневесовой молекулярный вес,
gmz представляет собой коэффициент разветвления при молекулярной массе M=Mz
eh представляет собой отвердение при удлинении полимера при одноосной скорости удлинения 0,1 с-1 и при температуре испытания T=150°C и eh определяют по формуле
,
где ηE,max может быть определена как максимальная величина вязкости при плавлении полимера и ηs представляет собой линейный вязкоупругий ответ.
где Mz представляют собой z-средний молекулярный вес,
MW представляют собой средневесовой молекулярный вес,
gmz представляет собой коэффициент разветвления при молекулярной массе M=Mz
eh представляет собой отвердение при удлинении полимера при одноосной скорости удлинения 0,1 с-1 и при температуре испытания T=150°C и eh определяют по формуле
,
где ηE,max может быть определена как максимальная величина вязкости при плавлении полимера и ηs представляет собой линейный вязкоупругий ответ.
2. Полиэтилен по п. 1, где ступенчатую полимеризацию осуществляют с использованием предварительно полимеризованного катализатора таким образом, что на первой стадии получают гомополимер А, и где на второй стадии получают сомополимер В, полученный при предпочтительном регулировании парциального давления 1-бутена на уровне от 3 до 10% от давления этилена в газовой фазе реактора на второй стадии, и при этом на третьей стадии получают сомополимер С при предпочтительном регулировании парциального давления 1-бутена на уровне от 10 до 20% от давления этилена в газовой фазе реактора на третьей стадии.
3. Полиэтилен по п. 1, где ступенчатую полимеризацию осуществляют в три стадии в реакторе, из которых по меньшей мере две стадии в реакторе осуществляют в суспензии и при этом последняя стадия в реакторе может быть осуществлена в газовой фазе или суспензионном реакторе.
4. Полиэтилен по п. 1, имеющий безразмерное соотношение HLMI:MI5 от 16 до 23, при этом HLMI представляет собой индекс расплава согласно ASTM D-1238, при 190°C и 21,6 кг, а MI5 представляет собой индекс расплава согласно ASTM D-1238, при 190°C и 5 кг.
5. Полиэтилен по п. 1, где упомянутые неполимерные добавки выбраны из группы, состоящей из красителей, антиоксидантов/стабилизаторов, включая неорганические, или угольные кислоты, или ангидриды кислот и неполимерные смазывающие вещества.
6. Полиэтилен по п. 1, где упомянутые полимерные смазывающие вещества могут представлять собой фторполимерное смазывающее вещество или полибутен-1.
7. Полиэтилен по п. 1, где алкоголят магния представляет собой диэтоксид магния, применяемый в виде гелевой дисперсии в углеводородной среде.
8. Полиэтилен по п. 1, где реакцию алкоголята магния с TiCl4 осуществляют при молярном соотношении Ti/Mg в диапазоне от 1,5 до 4, при температуре от 60 до 90°C и в течение периода времени от 2 до 6 часов.
9. Полиэтилен по п. 1, где соотношение Ti/Mg варьируется от 1,75 до 2,75.
10. Полиэтилен по п. 1, где термическую обработку на стадии (b) осуществляют при температуре от 100°C до 140°C, в течение периода времени от 5 до 15 часов.
11. Полиэтилен по п. 1, где молярное соотношение Cl/Ti составляет по меньшей мере 3.
12. Полиэтилен по п. 1, отличающийся тем, что твердое вещество, полученное после стадии (с), имеет следующий состав: Mg:Ti:Cl=1:0,8-1,5:3,2-4,2.
13. Полиэтилен по п. 1, где твердый катализатор далее подвергают контакту на стадии (d) с соединением алкилгалоида алюминия, выбранного из монохлоридов диалкилалюминия формулы R2 3AlCl или полуторных хлоридов алкилалюминия формулы R3 3Al2Cl3, в которой R3 может представлять собой одинаковые или различные алкилрадикалы, содержащие от 1 до 16 атомов углерода.
14. Полиэтилен по п. 13, где соединение алкилхлорида алюминия используют в таких количествах, чтобы молярное отношение Al/Ti (рассчитанное относительно содержания Ti в твердом катализаторе, полученном на предыдущей стадии) составляло от 0,05 до 1.
15. Полиэтилен по п. 1, предпочтительно применимый для формования раздувом изделий объемом от 15 до 60 л, при этом HLMI составляет от 4 до 7 г / 10 мин и HLCBI составляет от 7 до 10.
16. Формованная раздувом банка или канистра объемом от 15 до 60 л, изготовленная из полиэтилена, по п. 15 и включающая его.
17. Полиэтилен по п. 1, предпочтительно применимый для формования раздувом изделий объемом от 90 до 150 л, при этом HLMI составляет от 2,5 до 5,5 г / 10 мин и HLCBI составляет от 9,5 до 14,5.
18. Формованный раздувом бочонок, бак, барабан или бочка, предпочтительно барабан, объемом от 90 до 150 л, изготовленные из полиэтилена по п. 17 и включающие его.
19. Формованная раздувом банка, бочонок, бочка, бак или барабан объемом от 10 до 150 л, предпочтительно объемом от 20 до 150 л, изготовленные из полиэтилена по п. 1 и включающие его.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP10014835 | 2010-11-22 | ||
EP10014835.2 | 2010-11-22 | ||
PCT/EP2011/070530 WO2012069400A1 (en) | 2010-11-22 | 2011-11-21 | Novel trimodal polyethylene for use in blow moulding |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013128373A RU2013128373A (ru) | 2014-12-27 |
RU2581366C2 true RU2581366C2 (ru) | 2016-04-20 |
Family
ID=44993585
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013128373/04A RU2581366C2 (ru) | 2010-11-22 | 2011-11-21 | Новый тримодальный полиэтилен для использования в формовании раздувом |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20130243990A1 (ru) |
EP (1) | EP2643141B1 (ru) |
CN (1) | CN103209817B (ru) |
BR (2) | BR122019023821B1 (ru) |
RU (1) | RU2581366C2 (ru) |
WO (1) | WO2012069400A1 (ru) |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8802768B2 (en) | 2011-04-19 | 2014-08-12 | Basell Polyolefine Gmbh | Polymer composition for use in blow moulding |
WO2013144328A1 (en) * | 2012-03-28 | 2013-10-03 | Borealis Ag | Multimodal polymer |
BR102016009378B1 (pt) | 2016-04-27 | 2021-04-20 | Braskem S.A. | Catalisador heterogêneo de múltiplos sítios, e, processos de preparação do catalisador heterogêneo de múltiplos sítios e de obtenção de poliolefin |
PL3293214T3 (pl) | 2016-09-12 | 2020-07-27 | Thai Polyethylene Co., Ltd. | Wielomodalny polietylen o ultradużej masie cząsteczkowej o wysokich parametrach |
US10865296B2 (en) | 2016-09-12 | 2020-12-15 | Thai Polyethylene Co., Ltd. | Bimodal polyethylene composition and pipe comprising the same |
ES2746570T3 (es) | 2016-09-12 | 2020-03-06 | Thai Polyethylene Co Ltd | Tapón de rosca de polietileno multimodal |
PT3293213T (pt) | 2016-09-12 | 2019-10-29 | Scg Chemicals Co Ltd | Contentor de polietileno multimodal |
EP3530675B1 (en) | 2016-09-12 | 2021-05-19 | Thai Polyethylene Co., Ltd. | Multimodal polyethylene composition |
HUE047431T2 (hu) | 2016-09-12 | 2020-04-28 | Thai Polyethylene Co Ltd | Multimodális polietilén csõ |
PT3293210T (pt) | 2016-09-12 | 2019-06-12 | Scg Chemicals Co Ltd | Película de polietileno multimodal |
HUE047424T2 (hu) | 2016-09-12 | 2020-04-28 | Thai Polyethylene Co Ltd | Multimodális polietilén vékony film |
ES2767704T3 (es) | 2016-09-12 | 2020-06-18 | Thai Polyethylene Co Ltd | Tubería de polietileno multimodal |
EP3544815B1 (en) | 2016-11-25 | 2020-12-30 | Borealis AG | A process for producing polyolefin film composition and films prepared thereof |
US9963529B1 (en) | 2017-04-19 | 2018-05-08 | Nova Chemicals (International) S.A. | Multi reactor solution polymerization |
US10538654B2 (en) | 2017-04-19 | 2020-01-21 | Nova Chemicals (International) S.A. | Multi reactor solution polymerization, polyethylene and polyethylene film |
EP3732213B1 (en) | 2017-12-26 | 2022-01-12 | Dow Global Technologies LLC | Multimodal ethylene-based polymer compositions having improved toughness |
SG11202005779SA (en) | 2017-12-26 | 2020-07-29 | Dow Global Technologies Llc | Compositions comprising multimodal ethylene based polymers and low density polyethylene (ldpe) |
KR102663559B1 (ko) * | 2017-12-26 | 2024-05-20 | 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 | 다중모드 에틸렌계 중합체 처리 시스템 및 방법 |
EP3732216B1 (en) | 2017-12-26 | 2023-04-19 | Dow Global Technologies LLC | Process for the production of multimodal ethylene-based polymers |
CN111479832B (zh) | 2017-12-26 | 2024-03-15 | 陶氏环球技术有限责任公司 | 用于生产多峰乙烯类聚合物的双反应器溶液法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2005123325A (ru) * | 2002-12-24 | 2006-01-20 | Базелль Полиолефине Гмбх (De) | Полиэтиленовая композиция для формования с раздувом, предназначенная для изготовления канистр |
RU2360935C2 (ru) * | 2002-12-24 | 2009-07-10 | Базелль Полиолефине Гмбх | Полиэтиленовая композиция для изготовления бочек с двумя сливными отверстиями |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19945980A1 (de) | 1999-09-24 | 2001-03-29 | Elenac Gmbh | Polyethylen Formmasse mit verbesserter ESCR-Steifigkeitsrelation und Schwellrate, Verfahren zu ihrer Herstellung und daraus hergestellte Hohlkörper |
DE10261065A1 (de) * | 2002-12-24 | 2004-07-08 | Basell Polyolefine Gmbh | Polyethylen Formmasse zum Herstellen von Behältern durch Blasformen und damit hergestellte Großhohlkörper |
JP5683578B2 (ja) * | 2009-06-03 | 2015-03-11 | バーゼル・ポリオレフィン・ゲーエムベーハー | ポリエチレン組成物及びそれから構成される最終生成物 |
EP2501729B1 (en) * | 2009-11-20 | 2015-08-26 | Basell Polyolefine GmbH | Novel trimodal polyethylene for use in blow moulding |
-
2011
- 2011-11-21 EP EP11784686.5A patent/EP2643141B1/en active Active
- 2011-11-21 BR BR122019023821-9A patent/BR122019023821B1/pt active IP Right Grant
- 2011-11-21 BR BR112013012393-1A patent/BR112013012393B1/pt active IP Right Grant
- 2011-11-21 RU RU2013128373/04A patent/RU2581366C2/ru active
- 2011-11-21 CN CN201180055927.XA patent/CN103209817B/zh active Active
- 2011-11-21 WO PCT/EP2011/070530 patent/WO2012069400A1/en active Application Filing
- 2011-11-21 US US13/988,479 patent/US20130243990A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2005123325A (ru) * | 2002-12-24 | 2006-01-20 | Базелль Полиолефине Гмбх (De) | Полиэтиленовая композиция для формования с раздувом, предназначенная для изготовления канистр |
RU2360935C2 (ru) * | 2002-12-24 | 2009-07-10 | Базелль Полиолефине Гмбх | Полиэтиленовая композиция для изготовления бочек с двумя сливными отверстиями |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
W0 01/23446 A1, 05.04.2001. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2643141B1 (en) | 2017-03-15 |
CN103209817A (zh) | 2013-07-17 |
US20130243990A1 (en) | 2013-09-19 |
WO2012069400A1 (en) | 2012-05-31 |
EP2643141A1 (en) | 2013-10-02 |
BR122019023821B1 (pt) | 2021-03-02 |
BR112013012393A2 (pt) | 2016-08-30 |
BR112013012393B1 (pt) | 2021-03-30 |
CN103209817B (zh) | 2018-10-09 |
RU2013128373A (ru) | 2014-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2581366C2 (ru) | Новый тримодальный полиэтилен для использования в формовании раздувом | |
US9493590B2 (en) | Trimodal polyethylene for use in blow moulding | |
EP2699635B2 (en) | Polymer composition for use in blow moulding | |
CN109415544B (zh) | 聚合物组合物以及用于生产该聚合物组合物的方法 | |
AU2001264132B2 (en) | Injection moulding polymer | |
AU2012210433B2 (en) | Polyethylene composition | |
JP6715392B2 (ja) | 高いスウェル比および衝撃抵抗を有するブロー成形用ポリエチレン組成物 | |
KR20190074314A (ko) | 높은 응력 균열 저항을 갖는 블로우 성형용 폴리에틸렌 조성물 | |
EP1730230B1 (en) | Polyethylene blends with good contact transparency | |
KR102233320B1 (ko) | 높은 응력 균열 저항을 갖는 블로우 성형용 폴리에틸렌 조성물 | |
EP2118154A1 (en) | Monomodal copolymer of ethylene for injection molding and process for its preparation | |
KR102380043B1 (ko) | 환경 응력 균열 저항을 갖는 폴리에틸렌 조성물 | |
KR102109306B1 (ko) | 높은 스웰비를 갖는 폴리에틸렌 조성물 | |
KR102261697B1 (ko) | 높은 스웰비, fnct 및 충격 내성을 갖는 폴리에틸렌 조성물 | |
EP4105248B1 (en) | Multimodal polyethylene | |
CN110172206B (zh) | 一种滚塑成型用聚乙烯组合物及其制备方法 |