[发明专利]用于制备多峰高密度聚乙烯的方法

说明书

本发明提供一种用于制备熔体流动速率(MFR₂)为0.1g/10min至4.0g/10min的多峰高密度聚乙烯(HDPE)的方法，所述方法包括：(i)在第一聚合阶段中，在齐格勒‑纳塔催化剂存在下使乙烯聚合，以制备MFR₂为10g/10min至500g/10min的第一乙烯均聚物；(ii)在第二聚合阶段中，在所述催化剂和所述第一乙烯均聚物存在下使乙烯聚合，以制备包含所述第一乙烯均聚物和第二乙烯均聚物的乙烯均聚物混合物，所述混合物的MFR₂为50g/10min至1000g/10min；以及(iii)在第三聚合阶段中，在所述催化剂和所述乙烯均聚物混合物存在下使乙烯和至少一种α‑烯烃共聚单体聚合，以制备所述多峰HDPE。

技术领域

本发明涉及一种用于生产聚乙烯聚合物的方法，该聚乙烯聚合物适于注射或压缩成型制品，特别适于制造盖或封闭件(closure)。本发明还涉及聚乙烯聚合物本身、包含所述聚合物的注射或压缩成型制品，并且涉及所述聚合物用于生产注射或压缩成型制品(例如盖和封闭件)的用途。本发明的方法包括三个不同的聚合阶段，生产具有一系列特定性质的多峰高密度聚乙烯，其使得能够形成在良好的可加工性和耐应力开裂性方面具有有利特征的成型制品。

背景技术

注射成型可用于制造各种各样的制品，包括具有相对复杂的形状和一系列尺寸的制品。注射成型例如适于制造用作用于食品和饮料应用的盖和封闭件的制品，所述盖和封闭件例如用于容纳碳酸或非碳酸饮料的瓶子，或用于非食品应用，例如用于化妆品和药品的容器。

注射成型是将聚合物熔融然后通过注射填充到模具中的成型工艺。在初始注射过程中，使用高压，并压缩聚合物熔体。因此，在注射到模具中时，聚合物熔体开始膨胀或“松弛”以填充模具。但是，该模具的温度低于聚合物熔体的温度，因此，随着聚合物熔体冷却，容易发生收缩。为了补偿这种影响，需要施加背压。此后，将聚合物熔体进一步冷却以使成型制品能够从模具中移出而不会引起变形。

注射成型制品的一个重要性能是其耐应力开裂性。应当理解，本发明的注射成型制品不应表现出脆性破坏，因此应具有高的耐应力开裂性。然而，以FNCT(6MPa，50℃)测得的耐应力开裂性的增加通常与拉伸强度的降低(例如，拉伸模量降低)有关。因此，较低的密度导致高ESCR(FNCT)但较低的拉伸强度。还应当理解，注射成型制品优选是刚性的。为了生产更薄的盖，例如，刚度就需要更高。

拉伸模量的降低与较高的FNCT有关，特别是对于HDPE。本发明人寻求了新的HDPE，特别是为盖和封闭件市场而开发的，其具有改进的耐应力开裂性，同时保持良好的刚度。然而，为了增加挑战，这些改进不能以聚合物的可加工性或所形成的任何制品的外观为代价。必须维持或甚至改善可加工性以满足客户需求。注射成型制品生产迅速，任何可加工性的降低都会增加循环时间，从而降低加工效率。

如在WO 2014/180989和WO 2017/093390中所描述的，通常以两阶段方法制备用于盖和封闭件应用的多峰HDPE。这些方法之前可以预先进行预聚合步骤。

本发明人惊奇地发现，采用至少三阶段聚合方法，任选地预先进行预聚合步骤，导致聚合物的生产，特别是HDPE均聚物的生产，其具有可加工性和机械性能(如ESCR和刚度)的改善的平衡。

例如在WO 2010/054732、WO 2016/198271、WO 2015/086812和WO 2015/086812中已描述了包含三个阶段的多阶段聚合。但是，在任何这些文件中都没有考虑通过这些方法制备的产品特别是对注射成型应用(例如在盖和封闭件市场中)的适用性。

发明内容

从一个方面来看，本发明提供一种用于制备熔体流动速率(MFR₂)为0.1g/10min至4.0g/10min的多峰高密度聚乙烯(HDPE)的方法，所述方法包括：