[發明專利]用于制備極高剛度聚丙烯的方法

有效

• 申請號: 200980139553.2
• 申請日: 2009-10-06
• 公開（公告）號: CN102171261A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 保利·萊斯金;米希爾·貝格施特
• 申請（專利權）人: 北歐化工公司
• 主分類號: C08F110/06
• 分類號: C08F110/06;C08F2/00;C08F2/36;F16L9/00
• 代理公司: 上海市華誠律師事務所 31210
• 代理人: 傅強國

技術領域

本發明涉及一種用于制備具有高剛度的聚丙烯的方法、以及通過所述方法可獲得的聚丙烯。

背景技術

聚丙烯具有許多特性使其適用于從食品包裝(薄膜、瓶子)至更需要的應用例如管子、配件、或泡沫材料范圍內的應用。

作為管道材料的聚丙烯主要用于非壓力的應用(管子和配件)以及縱剖面(profiles)。然而，也可用于加壓管，主要是熱水管和工業管子。如果與其它聚烯烴比較，聚丙烯的高耐熱性是使其適用于管子應用的相關性能之一。可使用丙烯聚合物的所有三個主要類型，即均聚物、共聚物、和嵌段共聚物。

均聚物提供高剛度，但是沖擊性能和蠕變性能較低。嵌段共聚物提供有益的沖擊性能，然而蠕變性能與丙烯均聚物相當。丙烯無規共聚物用于加壓管例如熱水管和工業管子的應用，因為與丙烯均聚物和嵌段共聚物相比，它們具有改進的抗蠕變性能。

所需要的是，用于制備管子的丙烯聚合物應具有較高的剛性。

用于生產具有改進的剛度的丙烯/α-烯烴共聚物的方法在WO?96/11216中被公開。

普通丙烯聚合物的加工性能可以通過在多階段聚合工序中使分子量分布(MWD)變寬來改進，其中不同平均分子量的聚合物在各個階段中制備。多階段聚合工序在例如專利申請WO?91/14718中被公開。

如上所指出，MWD的變寬可以通過使用多階段聚合工藝來實現，其中兩個以上的反應器以串聯結構設置，并且各個反應器在不同聚合條件下運行。在多級反應器技術的可選方法中，還已知可通過改變單個反應器中的聚合條件使MWD變寬。

DE?199?30?594A1公開了一種用于制備具有較寬分子量分布或共聚單體多分散性的聚烯烴、特別是聚乙烯的方法，其中至少一個工藝參數例如單體濃度、氫氣濃度、或者溫度是周期性變化的。

M.Al-Haj?Ali等人(Journal?of?Applied?Polymer?Science，Vol.108，pp.2446-2457(2008))討論了通過氫氣和/或催化劑進料的周期性切換使聚丙烯分子量分布變寬。

US?3,472,829公開了一種用于制備聚丙烯的方法，其中聚合物的平均分子量通過在重復循環期間以預定的變化速度將氫氣引入反應器中而被控制。

然而，在單個反應器內的周期性變化工藝參數可能對催化劑活性和生產力產生不利影響。例如，顯著降低進料至反應器的氫氣量可以導致低催化劑生產率。

如上述已指出的那樣，高剛性是用于管子特別是加壓管的聚丙烯材料的重要性能，因此，這使得能夠生產具有較薄管壁的管子以及較大的內管徑。然而，剛性的提高不應當以犧牲聚合物的生產速度為代價。

發明內容

因此，考慮到上述陳述，本發明的目的在于提供一種用于制備具有高剛性的聚丙烯、同時將工藝生產力(process?productivity)保持在較高水準上的方法。

本發明的目標還在于提供一種具有高剛度且可用于管子例如水壓力管(water?pressure?pipes)制備的聚丙烯。

本發明的目的是通過一種用于制備丙烯均聚物或共聚物的方法來解決的，該方法包含以下步驟：

(i)將丙烯和氫氣、以及可選的一種以上共聚單體進料至反應器R1中，其中氫氣以周期性變化的量進料至反應器R1中；

(ii)在催化劑的存在下，在反應器R1中制備丙烯均聚物或共聚物的第一組分；

(iii)將第一組分輸送至反應器R2；以及

(iv)在反應器R2中制備丙烯均聚物或共聚物的第二組分，

其中，丙烯均聚物或共聚物的熔體流動速率MFR(2.16kg，230℃)高于第一組分的熔體流動速率MFR(2.16kg，230℃)。

在根據本發明方法的步驟(i)中，氫氣以周期性變化的量進料至反應器R1中。因此，在加至反應器R1的進料流中氫氣的含量作為時間函數進行變化，并且其結果是，反應器R1內的氫氣濃度也是周期性變化的。然而，如下文的進一步詳細描述，進料流中的周期性變化可以與反應器中的不同，因為化學體系可能需要一些時間對供給的改變做出反應。例如，進料至反應器中的氫氣量以矩形函數(rectangular?function)的形式(即，周期性切換氫氣進料的開/關)進行變化，然而反應器內的氫氣濃度可以以正弦函數的形式進行變化。