[发明专利]支化的低密度和中密度聚乙烯

说明书

技术领域

本发明涉及新型的低密度和中密度聚乙烯树脂以及使用铬催化剂获得它们的方法。 

背景技术

聚乙烯是最早的日用品聚合物之一。每种聚乙烯可根据其密度和用于获得它们的压力而被分为不同种类。 

低密度聚乙烯(LDPE)是聚乙烯家族的最早成员。其在高的温度和压力下合成并且由于高的长链和短链支化程度的存在而具有0.910～0.940g/cm³的密度。其具有独特的流动性，使得其容易加工。然而，由于晶体结构不是紧密堆积的并且分子间力和分子内力弱，因此LDPE的机械性质如拉伸强度、抗环境应力开裂性(ESCR)和抗扯性特别低。而且，需要约250MPa的高压发生通过自由基机理的聚合反应，这比催化低压聚合技术上苛求多得多。不过，其高的加工性使得其特别适合于某些膜应用。 

广泛地包括由LDPE所覆盖的密度范围的新聚乙烯树脂出现于五十年代中期。与LDPE相比，这些树脂在低得多的压力下生产。可将它们分为如下所述的中密度聚乙烯(MDPE)和线型低密度聚乙烯(LLDPE)。 

MDPE定义为具有0.926～0.945g/cm³密度的聚乙烯。其可例如使用铬、齐格勒-纳塔或者茂金属催化剂获得。在聚合过程中加入共聚单体调节密度，所述共聚单体通常为包含3～10个碳原子的α-烯烃，如丙烯、丁烯、戊烯或者己烯。MDPE通常具有良好的抗冲击强度和ESCR，但是加工性可不足。其典型地用于管道、配件和膜应用。 

LLDPE具有0.915～0.925g/cm³的密度。然而，与LDPE相反，其基本上为具有显著的短支链程度、但是几乎没有长支链的线型。LLDPE通常像MDPE一样制造，但是增加了共聚单体的相对量。聚合反应中使用的共聚单体越多，聚乙烯的密度越低。与LDPE相比，LLDPE具有较高的拉伸强度、抗冲击强度和ESCR，但是具有较低的熔体强度并且不容易加工。LLDPE  主要用于膜应用。 

LDPE的加工可比MDPE和LLDPE容易得多，因为其具有高的长链支化(LCB)程度。然而，如上所述，由于制造LDPE所需的极端条件，其不是最容易获得的聚合物之一。因此，需要找到一种可在低压下在低密度和中密度聚乙烯中产生高的长链支化程度(本文中分别称为BLDPE和BMDPE)的聚合催化剂。长链支化(LCB)的存在可导致加工性的显著改善。 

在欧洲专利申请07104426.7中，申请人TOTAL PETROCHEMICALSRESEARCH FELUY公开了使用茂金属催化剂获得的聚乙烯，其具有表明长链支化的存在的g_rheo。然而，茂金属催化剂不适用于制备具有宽分子量分布的聚乙烯，使得聚乙烯更难加工。 

具有良好的加工性的聚乙烯通常与给定的挤出机RPM下的高生产能力、低比机械能、低安培数(amp)、低扭矩、高剪切速率下无表面缺陷和熔体破裂、高熔体强度和低挤出机头压力有关。 

本发明的一个目的是获得具有良好加工性的聚乙烯。 

本发明的另一个目的是获得在加工性和机械性能之间具有良好平衡的聚乙烯。 

本发明的另一个目的是获得具有高的熔体强度的聚乙烯。 

本发明的另一个目的是获得在挤出过程中具有低的挤出机头压力的聚乙烯。 

本发明的进一步目的是获得具有与LDPE类似的加工性聚乙烯，但是在较低的聚合压力下获得。 

此外，本发明的一个目的是使用铬催化剂获得具有长链支化的低密度聚乙烯。 

此外，本发明的一个目的是使用铬催化剂获得具有长链支化的中密度聚乙烯。 

本发明的进一步目的是不必使用加工助剂、过氧化物、氧或者辐照获得具有良好的加工性的聚乙烯。 

通过本发明，实现这些目的的至少一个。 

发明内容

本发明涉及聚乙烯，其特征在于具有下列性质的组合：

a)0.910～0.945g/cm³的密度 

b)2～100dg/min的HLMI和0.01～1dg/min的MI₂

c)至少7的多分散指数Mw/Mn，其中Mw为重均分子量和Mn为数均分子量 

d)选自下列之一的长链支化值： 

●满足下列方程的g_rheo：