[发明专利]由单活性中心催化剂制备的用于管的可交联聚乙烯树脂

说明书

本发明涉及制备可交联的聚乙烯的方法以及可交联的聚乙烯自身。本发明还涉及交联的聚乙烯和制品，优选地是管，其由所述交联的聚乙烯来制备。

出于多种目的将聚合物用于管，如流体输送，已知的是输送诸如水或天然气之类的液体或气体。常规的是将流体在这些管中加压。这样的管可以由聚乙烯制成，所述聚乙稀如中密度的聚乙烯(MDPE)或高密度的聚乙烯(HDPE)，它们通常具有约950kg/m³的密度。

传统上来说，已经将用传统催化剂(例如，铬催化剂)在单反应器中制备的多峰树脂用作制造聚乙烯交联的管的聚合物。

在WO2005/095838的实施例1和2中公开的聚合物是单峰树脂。使用了单活性中心催化剂技术而不是传统的Ziegler-Natta催化剂，从而与使用Ziegler-Natta催化剂相比而言改进所形成材料的性质。与Ziegler-Natta聚乙烯相比，单活性中心催化剂的使用导致更确定的分子特征，例如窄的分子量分布(MWD)以及甚至是共聚单体分布。

然而，在仅仅一个反应器中的聚合导致聚合颗粒具有相对短的停留时间(以及仅有一个停留时间)。这导致了这样的情况，即一些颗粒根本没有聚合而一些颗粒仅仅聚合到有限的程度，这导致二氧化硅凝胶颗粒风险的上升。

可以通过使用增强内部均一性的催化剂来降低二氧化硅凝胶的风险，然而，甚至是最有效的单活性中心催化剂仍然产生有问题程度上的硅胶。

更短的停留时间和不完善的颗粒聚合也可能导致生产效率的下降。

因此，理想地应该在多级中进行期待的聚合物的形成。EP-A-1950241描述了用于制造膜的多峰中密度的聚乙烯聚合物的组合物，其包含较低分子量的乙烯均聚物组分和较高分子量的乙烯共聚物组分。也已知多峰聚合物在管制造中的应用。在WO00/01765中，建议将多峰聚合物用于管的制造中，但是其具有非常宽的分子量分布(MWD)。甚至是一般的多峰单活化中心聚合物具有10左右的分子量分布。

多级聚合的使用必然导致在聚合物中形成两种或者更多种组分，且因此比单峰材料具有宽得多的MWD。然而，单活性中心的聚合物性质从交联行为和挠性方面来看比铬或者Ziegler-Natta催化剂好。

目前显示的是，当仅使用一个反应器时，单峰的单活性中心树脂制备上不经济的问题可以被克服。本发明人已发现可以使用单活性位中心催化剂(SSC)，通常在两个或者更多个反应器中制备两组分聚合物，而该聚合物仍然实现了理性地存在于单峰材料中的性质。因此本发明人已能够生产和单峰SSC聚乙烯表现得相同，但收率高得多的聚合物。

关键是制备名义上单峰但由两种组分制成的，优选地在两个步骤中制备的材料。这通过在各个反应器中制备相似的，尤其是MWD相似的组分来实现，从而在通常地产生多峰聚合物的过程中形成单峰聚合物。

其它问题如凝胶、低活性和高的泛黄指数也可以通过使用用来制备单峰聚合物的串联的两个或更多个反应器来降低。

通过使用串联的至少两个反应器，总的停留时间上升并且在第一反应器中会不聚合的颗粒可能在第二反应器中聚合，因此未反应的颗粒会减少。这带来更高的生产速率，更少的凝胶和更低的泛黄指数。窄的分子量分布也对出色的交联能力有贡献。

因此，从第一方面来看，本发明提供了乙烯聚合物，所述乙烯聚合物通过使用单活性中心催化剂如金属茂催化剂聚合得到，其密度小于955kg/m³，并且具有小于5的剪切稀释指数SHI_2.7/210，其中所述乙烯聚合物包含至少两种组分。

从另一方面来看，本发明提供了乙烯聚合物，所述乙烯聚合物通过使用单活性中心催化剂如金属茂催化剂聚合得到的，其密度小于955kg/m³，并且具有小于5的剪切稀释指数SHI_2.7/210，其中所述乙烯聚合物包含至少两种组分并且灰分含量小于250ppm。

从另一方面来看，本发明提供了聚合物组合物，所述聚合物组合物包含上述限定的乙烯聚合物和至少一种添加剂和/或其它烯烃组分。

从另一方面来看，本发明提供了制备乙烯聚合物的方法，所述方法包括：

(I)在单活性中心催化剂的存在下，将乙烯与任选的至少一种共聚单体在第一级中聚合；

(II)在同一单活性中心催化剂的存在下，将乙烯与任选的至少一种共聚单体聚合在第二级中聚合；