[发明专利]铬催化剂的光处理以及相关的催化剂制备系统和聚合工艺

说明书

公开了用于制备还原的铬催化剂的催化剂制备系统和方法，并且其可以包含用波长在UV‑可见光谱内的光束照射含有六价铬的负载型铬催化剂。与通过其它方式还原的铬催化剂相比，此类还原的铬催化剂具有改进的催化活性。还公开了在聚合反应器系统和烯烃聚合工艺中使用所述还原的铬催化剂，从而得到了具有较高熔融指数的聚合物。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年9月17日提交的美国临时专利申请第62/732,020号的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及铬催化剂、制备铬催化剂的方法、使用铬催化剂使烯烃聚合的方法、使用此类铬催化剂生产的聚合物树脂，以及使用这些聚合物树脂生产的制品。更具体地，本公开涉及用UV-可见光照射负载型六价铬催化剂，以及相关联的催化剂制备系统、聚合反应器系统和烯烃聚合工艺。

背景技术

铬催化剂是烯烃聚合中最常用的催化剂之一。负载型铬催化剂通常通过将铬浸渍到固体载体(例如固体氧化物)上，然后进行煅烧步骤来制备。通常，煅烧在氧化性气氛中进行，使得负载型铬催化剂中的铬物种可以被转化为六价铬。

存在将负载型铬催化剂还原至较低氧化态，例如Cr(II)、Cr(III)、Cr(IV)和Cr(V)的方法，但此类方法通常需要高温、降低催化剂活性，并且导致聚合物具有较差的熔融指数潜力。制备没有这些缺陷的还原的铬催化剂将是有益的。因此，本发明总体上涉及这些目的。

发明内容

本发明内容用于以简化形式介绍下文在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。本发明内容不旨在鉴定所要求保护的主题的必需或必要特征。本发明内容也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。

本发明的一个方面涉及催化剂制备系统，其可以包含(a)催化剂制备容器，其被配置成使用UV-可见光谱中的波长的光束照射负载型铬催化剂在稀释剂中的浆液，(b)催化剂入口，其被配置成将负载型铬催化剂的浆液引入到催化剂制备容器中，其中铬的至少一部分呈六价氧化态，以及(c)还原催化剂出口，其被配置成从所述催化剂制备容器中取出还原的铬催化剂的浆料。本文中还公开了一种聚合反应器系统，其中催化剂制备系统被并入所述聚合反应器系统。

本发明的另一方面提供了用于烯烃聚合的铬催化剂的还原方法。代表性方法可以包含使用UV-可见光谱中的波长的光束照射还原剂和包含处于六价氧化态的铬的负载型铬催化剂，以还原负载型铬催化剂的至少一部分，进而形成还原的铬催化剂。

在本发明的又一方面中提供了烯烃聚合工艺，并且此类工艺可以包含(I)用UV-可见光谱中的波长的光束照射还原剂和包含处于六价氧化态的铬的负载型铬催化剂以转化负载型铬催化剂的至少一部分以形成还原的铬催化剂，以及(II)使所述还原的铬催化剂和任选的助催化剂与烯烃单体和任选的烯烃共聚单体在聚合反应器系统中在聚合反应条件下接触以产生烯烃聚合物。

本文中还涵盖了通过相应的方法和工艺产生的还原的铬催化剂和烯烃聚合物。出乎意料地并且有利地，与没有照射步骤制备的铬催化剂相比，还原的铬催化剂可以具有更高的催化剂活性和/或生产率。此外，本文中所述的烯烃聚合物的特征通常在于比通过使用未经照射步骤制备的还原的铬催化剂的方法制备的烯烃聚合物更高的熔体流动特性和更窄的分子量分布。

本文还公开了具有出人意料并且有益的特性的组合的基于乙烯的聚合物。在本发明的一个方面中，乙烯聚合物的特征在于具有在约30至约110的范围内的Mw/Mn比率、在约4至约10的范围内的Mz/Mw比率以及在约0.2至约0.4的范围内的CY-a参数。在本发明的另一方面中，乙烯聚合物的特征在于具有在约6至约15的范围内的Mw/Mn比率、在约30至约70的范围内的Mz/Mw比率以及在约0.5至约10g/10min的范围内的熔融指数。