[发明专利]用于生产包括超高分子量组分的多峰聚乙烯原位共混物的方法

说明书

本申请涉及一种用于生产多峰聚乙烯组合物的方法，其包括以下步骤：在连续多阶段方法的一个反应步骤中聚合聚乙烯组分(A‑1)，其具有等于或大于500kg/mol至等于或小于10000kg/mol的重均分子量Mw和等于或大于915kg/m³至等于或小于960kg/m³的密度，并且在连续多阶段方法的第二反应步骤中聚合聚乙烯组分(A‑2)，其具有比聚乙烯组分(A‑1)低的重均分子量Mw和等于或大于910kg/m³至等于或小于975kg/m³的密度，在所述连续多阶段方法中，一个所述聚乙烯组分在另一个所述聚乙烯组分的存在下聚合以形成第一聚乙烯树脂(A)，所述第一聚乙烯树脂(A)具有等于或大于150kg/mol至等于或小于1500kg/mol的重均分子量Mw和等于或大于910kg/m³至等于或小于975kg/m³的密度，其中所述第一聚乙烯树脂(A)的重均分子量Mw低于所述聚乙烯组分(A‑1)的重均分子量Mw，将所述第一聚乙烯树脂(A)与第二聚乙烯树脂(B)进行共混，以形成所述多峰聚乙烯组合物，所述第二聚乙烯树脂(B)具有等于或大于50kg/mol至小于500kg/mol的重均分子量Mw和等于或大于910kg/m³至等于或小于970kg/m³的密度；其中所述多峰聚乙烯组合物具有0.01g/10min至10g/10min的熔体流动速率MFR₅(190℃，5kg)和等于或大于910kg/m³至等于或小于970kg/m³的密度，涉及通过所述方法可获得的聚乙烯组合物和所述第一聚合步骤的聚乙烯树脂。

技术领域

本申请涉及通过熔融共混原位聚合的母料形式的超高组分生产具有超高分子量组分的多峰聚乙烯组合物的方法。所得到的多峰聚乙烯组合物在熔融共混期间在最小的降解下显示出改进的均匀性。

背景技术

在多峰聚乙烯树脂中，通常具有共聚单体掺入的高分子量组分负责强度(包括长期强度)，并且该组分在总聚合物质量中掺入效果如何对于最终产品性质是关键，特别是对于高强度和高性能产品，例如PE100或PE100+管材树脂、高档膜树脂或吹塑树脂。

由于各种反应器粉末颗粒的粘度的大的差异和颗粒尺寸的大的差异，多峰聚烯烃(特别是多峰聚乙烯)固有地难以均匀化。特别是在连续聚合方法中，高分子量和高粘性粉末颗粒通常明显大于较低分子量的颗粒。在均匀化步骤期间，高分子量聚乙烯的颗粒难以在聚合物熔体内均匀化，从而在复合材料中发生所谓的“白点”。这些白点通常具有10微米以下至约50微米的尺寸，它们甚至偶尔可以具有高达0.1mm或者甚至0.5mm的尺寸，并且由未充分分散在组合物中的高分子量聚合物颗粒组成。此外，当对聚合物组合物进行复合(例如用于膜的生产)时，经常产生尺寸为约0.01mm至1mm的凝胶颗粒。这些凝胶颗粒也由不完全分散的高分子量聚合物颗粒组成，并且在成品膜中作为破坏的不均匀性出现。此外，多峰聚合物组合物中的不均匀性还会增加由其生产的制品的表面的粗糙度。

破碎这些高粘度颗粒的一种可能的方式是在复合期间使用更高的剪切力。通常，更高的剪切力是应用到对于需求、聚合物的降解极限、能量成本、必需的工艺稳定剂的成本以及其他物理极限(例如，由于产生的高温和有限的冷却能力而导致的低粘度和较低的剪切力)来说是必须的程度。

然而，以剪切流(其在挤出机和搅拌器中是主要流)应用的高剪切力在大多数情况下不足以破碎聚合物组分之间具有较大粘度差异的多峰聚乙烯树脂中的高分子量聚合物颗粒。

这些相容性问题特别适用于在聚乙烯组合物中包括超高分子量组分(UHMW)以进一步提高强度性能的情况，因为越来越难以将超高分子量颗粒均匀化到聚合物基质中。

因此，仍然存在需要将超高分子量组分掺入到多峰聚乙烯树脂中的方法，使得在聚合物链的最小降解下获得具有最少UHMW颗粒(即所谓的白点)的均匀共混物。