RU2843268C9 - Pipe containing polypropylene composition - Google Patents
Pipe containing polypropylene compositionInfo
- Publication number
- RU2843268C9 RU2843268C9 RU2024131466A RU2024131466A RU2843268C9 RU 2843268 C9 RU2843268 C9 RU 2843268C9 RU 2024131466 A RU2024131466 A RU 2024131466A RU 2024131466 A RU2024131466 A RU 2024131466A RU 2843268 C9 RU2843268 C9 RU 2843268C9
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iso
- group
- polypropylene composition
- hexene
- butene
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к трубе, содержащей полипропиленовую композицию, которая включает сополимер пропилена с сомономерными звеньями, полученными из 1-бутена или 1-гексена, и сополимер этилена с сомономерными звеньями, полученными из 1-бутена и/или 1-гексена, способу получения указанной трубы и применению указанной полипропиленовой композиции для производства трубы.The present invention relates to a pipe containing a polypropylene composition which includes a propylene copolymer with comonomer units obtained from 1-butene or 1-hexene and an ethylene copolymer with comonomer units obtained from 1-butene and/or 1-hexene, a method for producing said pipe and the use of said polypropylene composition for producing a pipe.
Уровень техникиState of the art
Полипропиленовые материалы часто используют для различных областей применения труб, например, для транспортировки жидкостей, во время которых жидкость находится под давлением и/или нагревается. В частности, полипропиленовые материалы используют в сантехнике и отоплении, например, в напорных трубах и арматуре для горячей и холодной воды, системах напольного и настенного отопления и соединениях радиаторов.Polypropylene materials are often used for various piping applications, such as transporting liquids under pressure and/or heat. Specifically, polypropylene materials are used in plumbing and heating systems, such as pressure pipes and fittings for hot and cold water, underfloor and wall heating systems, and radiator connections.
В этом отношении пропиленовые сополимеры особенно подходят для напорных труб для горячей воды и промышленных труб, поскольку пропиленовые сополимеры характеризуются хорошими ударными характеристиками, жесткостью, сопротивлением ползучести, свойствами медленного растрескивания и длительной стойкостью к давлению.In this regard, propylene copolymers are particularly suitable for hot water pressure pipes and industrial pipes, since propylene copolymers are characterized by good impact properties, rigidity, creep resistance, slow cracking properties and long-term pressure resistance.
Общеизвестно, что повышение ударных свойств отрицательно влияет на жесткость и наоборот. Однако для труб высокого давления необходим хороший баланс между ударными свойствами и жесткостью, чтобы обеспечить достаточную стойкость к внутреннему давлению. Кроме того, необходима превосходная обрабатываемость материала пропиленового сополимера, чтобы облегчить экструзию труб, а также литье арматуры под давлением. Для повышения жесткости материала пропиленового сополимера до необходимого уровня количество сомономера в полимере можно уменьшить, что, однако, отрицательно влияет на прочность материала. Особенно сорта пропиленовых сополимеров для применения в горячей и холодной воде часто не обладают удовлетворительной ударопрочностью, особенно при низких температурах.It is common knowledge that increasing impact properties negatively impacts stiffness, and vice versa. However, high-pressure pipes require a good balance between impact properties and stiffness to ensure adequate resistance to internal pressure. Furthermore, excellent processability of the propylene copolymer material is essential to facilitate pipe extrusion and injection molding of fittings. To increase the stiffness of the propylene copolymer material to the required level, the amount of comonomer in the polymer can be reduced, which, however, negatively impacts the material's strength. Particularly, propylene copolymer grades for hot and cold water applications often lack satisfactory impact resistance, especially at low temperatures.
В ЕР 3567061 А1 описана полипропиленовая композиция, содержащая статистический сополимер пропилена и 1-гексена, полученный в присутствии катализатора с единым центром, подходящая для применения в напорных трубах. Эти трубы демонстрируют хороший баланс свойств в отношении жесткости и стойкости к давлению, но довольно низкую ударную вязкость.EP 3567061 A1 describes a polypropylene composition containing a random copolymer of propylene and 1-hexene, produced in the presence of a single-site catalyst, suitable for use in pressure pipes. These pipes exhibit a good balance of properties in terms of rigidity and pressure resistance, but have relatively low impact strength.
Соответственно, в данной области техники существует потребность в материалах из пропиленовых сополимеров, демонстрирующих улучшенные ударные характеристики без ущерба для жесткости и стойкости к давлению.Accordingly, there is a need in the art for propylene copolymer materials that exhibit improved impact properties without sacrificing rigidity and pressure resistance.
Настоящее изобретение основано на обнаружении того, что превосходные свойства труб могут быть достигнуты с помощью полипропиленовой композиции, содержащей сополимер пропилена с сомономерными звеньями, полученными из 1-бутена или 1-гексена, который полимеризуется в присутствии каталитической системы с единым центром, и сополимер этилена с сомономерными звеньями, полученными из 1-бутена и/или 1-гексена.The present invention is based on the discovery that excellent pipe properties can be achieved using a polypropylene composition comprising a propylene copolymer with comonomer units derived from 1-butene or 1-hexene, which is polymerized in the presence of a single-center catalyst system, and an ethylene copolymer with comonomer units derived from 1-butene and/or 1-hexene.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Настоящее изобретение относится к трубе, содержащей полипропиленовую композицию, при этом полипропиленовая композиция содержитThe present invention relates to a pipe comprising a polypropylene composition, wherein the polypropylene composition comprises
(A) от 70 до 95 масс. %, исходя из общей массы полипропиленовой композиции, сополимера пропилена с сомономерными звеньями, полученными из 1-бутена или 1-гексена, имеющего(A) from 70 to 95 wt. %, based on the total weight of the polypropylene composition, of a copolymer of propylene with comonomer units derived from 1-butene or 1-hexene, having
- общее содержание сомономера от 0,5 до 5,0 масс. %;- total comonomer content from 0.5 to 5.0 mass %;
- показатель текучести расплава ПТР2 от 0,10 до 2,0 г/10 мин, определенный согласно ISO 1133 при нагрузке 2,16 кг и температуре 230°С, и- melt flow index MFI 2 from 0.10 to 2.0 g/10 min, determined according to ISO 1133 under a load of 2.16 kg and a temperature of 230°C, and
- отношение среднемассовой молекулярной массы к среднечисленной молекулярной массе Mw/Mn от 2,5 до 6,0, определенное гель-проникающей хроматографией (ГПХ) в соответствии с ISO 16014-4:2003 и ASTM D 6474-99, и- the ratio of the average molecular weight to the average number molecular weight Mw/Mn from 2.5 to 6.0, determined by gel permeation chromatography (GPC) in accordance with ISO 16014-4:2003 and ASTM D 6474-99, and
(B) от 5 до 30 масс. %, исходя из общей массы полипропиленовой композиции, сополимера этилена с сомономерными звеньями, полученными из 1-бутена и/или 1-гексена, имеющего(B) from 5 to 30 wt. %, based on the total weight of the polypropylene composition, of a copolymer of ethylene with comonomer units obtained from 1-butene and/or 1-hexene, having
- общее содержание сомономера от 1,0 до 25,0 масс. %;- total comonomer content from 1.0 to 25.0 mass %;
- плотность от 910,0 до 940,0 кг/м3, определенную согласно ISO 1183, и- density from 910.0 to 940.0 kg/ m3 , determined according to ISO 1183, and
- показатель текучести расплава ПТР2 от 0,05 до 3,0 г/10 мин, определенный согласно ISO 1133 при нагрузке 2,16 кг и температуре 190°С;- melt flow index MFI 2 from 0.05 to 3.0 g/10 min, determined according to ISO 1133 at a load of 2.16 kg and a temperature of 190°C;
при этом полипропиленовая композиция имеет показатель текучести расплава ПТР2 от 0,1 до 1,0 г/10 мин, определенный согласно ISO 1133 при нагрузке 2,16 кг и температуре 230°С.wherein the polypropylene composition has a melt flow rate index MFI 2 from 0.1 to 1.0 g/10 min, determined according to ISO 1133 under a load of 2.16 kg and a temperature of 230°C.
Кроме того, настоящее изобретение относится к способу получения трубы, описанной выше или ниже, включающему стадии:Furthermore, the present invention relates to a method for producing a pipe as described above or below, comprising the steps of:
a) полимеризации пропилена и 1-бутена или 1-гексена в многоступенчатом процессе в присутствии каталитической системы с единым центром с получением сополимера (А) пропилена с сомономерными звеньями, полученными из 1-бутена или 1-гексена;a) polymerization of propylene and 1-butene or 1-hexene in a multi-stage process in the presence of a single-site catalytic system to produce a copolymer (A) of propylene with comonomer units derived from 1-butene or 1-hexene;
b) смешивания сополимера (А) пропилена с сополимером (В) этилена с сомономерными звеньями, полученными из 1-бутена и/или 1-гексена, с получением полипропиленовой композиции, иb) mixing the propylene copolymer (A) with the ethylene copolymer (B) with comonomer units obtained from 1-butene and/or 1-hexene to obtain a polypropylene composition, and
c) формования трубы из полипропиленовой композиции.c) forming a pipe from a polypropylene composition.
Кроме того, настоящее изобретение относится к применению полипропиленовой композиции, имеющей показатель текучести расплава ПТР2 от 0,1 до 1,0 г/10 мин, определенный в соответствии с ISO 1133 при нагрузке 2,16 кг и температуре 230°С, и включающейFurthermore, the present invention relates to the use of a polypropylene composition having a melt flow index MFI 2 of 0.1 to 1.0 g/10 min, determined in accordance with ISO 1133 under a load of 2.16 kg and a temperature of 230°C, and comprising
(A) от 70 до 95 масс. %, исходя из общей массы полипропиленовой композиции, сополимера пропилена с сомономерными звеньями, полученными из 1-бутена или 1-гексена, имеющего(A) from 70 to 95 wt. %, based on the total weight of the polypropylene composition, of a copolymer of propylene with comonomer units derived from 1-butene or 1-hexene, having
- общее содержание сомономера от 0,5 до 5,0 масс. %;- total comonomer content from 0.5 to 5.0 mass %;
- показатель текучести расплава ПТР2 от 0,10 до 2,0 г/10 мин, определенный согласно ISO 1133 при нагрузке 2,16 кг и температуре 230°С, и- melt flow index MFI 2 from 0.10 to 2.0 g/10 min, determined according to ISO 1133 under a load of 2.16 kg and a temperature of 230°C, and
- отношение среднемассовой молекулярной массы к среднечисленной молекулярной массе Mw/Mn от 2,5 до 6,0, определенное гель-проникающей хроматографией (ГПХ) в соответствии с ISO 16014-4:2003 и ASTM D 6474-99, и- the ratio of the average molecular weight to the average number molecular weight Mw/Mn from 2.5 to 6.0, determined by gel permeation chromatography (GPC) in accordance with ISO 16014-4:2003 and ASTM D 6474-99, and
(B) от 5 до 30 масс. %, исходя из общей массы полипропиленовой композиции, сополимера этилена с сомономерными звеньями, полученными из 1-бутена и/или 1-гексена, имеющего(B) from 5 to 30 wt. %, based on the total weight of the polypropylene composition, of a copolymer of ethylene with comonomer units obtained from 1-butene and/or 1-hexene, having
- общее содержание сомономера от 1,0 до 25,0 масс. %;- total comonomer content from 1.0 to 25.0 mass %;
- плотность от 910,0 до 940,0 кг/м3, определяемую согласно ISO 1183, и- density from 910.0 to 940.0 kg/ m3 , determined according to ISO 1183, and
- показатель текучести расплава ПТР2 от 0,05 до 3,0 г/10 мин, определенный согласно ISO 1133 при нагрузке 2,16 кг и температуре 190°С,- melt flow index MFI 2 from 0.05 to 3.0 g/10 min, determined according to ISO 1133 at a load of 2.16 kg and a temperature of 190°C,
для получения трубы.to obtain a pipe.
Введение сополимера (В) этилена, описанного выше или ниже, в количестве от 5 до 30 масс. % в полипропиленовую композицию неожиданно увеличивает ударные свойства полученных труб, как можно видеть из испытания на ударную вязкость по Шарпи для образца с надрезом и испытания трубы на ударную вязкость, без ухудшения сопротивления давлению при испытании на сопротивление давлению. Жесткость по-прежнему остается приемлемой, о чем свидетельствует немного меньший, но приемлемый модуль упругости при изгибе.The addition of ethylene copolymer (B), described above or below, in amounts of 5 to 30% by weight to the polypropylene composite unexpectedly increases the impact properties of the resulting pipes, as demonstrated by the Charpy notched impact strength test and the pipe impact strength test, without degrading the compressive strength in the compressive strength test. Stiffness remains acceptable, as evidenced by a slightly lower, but acceptable, flexural modulus.
ОпределенияDefinitions
Статистический пропиленовый сополимер представляет собой сополимер звеньев пропиленового мономера и звеньев сомономера, в данном случае, звеньев сомономера 1-бутена или 1-гексена, где звенья сомономера распределены статистически по полипропиленовой цепи. Таким образом, статистический пропиленовый сополимер включает фракцию, которая нерастворима в ксилоле, нерастворимую в холодном ксилоле (НХК) фракцию, в количестве по меньшей мере 90 масс. %, более предпочтительно по меньшей мере 95 масс. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 96 масс. %, исходя из общего количества статистического пропиленового сополимера. Соответственно, статистический пропиленовый сополимер не содержит диспергированной в нем эластомерной полимерной фазы.The random propylene copolymer is a copolymer of propylene monomer units and comonomer units, in this case, 1-butene or 1-hexene comonomer units, wherein the comonomer units are distributed randomly along the polypropylene chain. The random propylene copolymer thus comprises a fraction that is insoluble in xylene, the cold xylene insoluble (CXI) fraction, in an amount of at least 90 wt. %, more preferably at least 95 wt. %, even more preferably at least 96 wt. %, based on the total amount of the random propylene copolymer. Accordingly, the random propylene copolymer does not contain an elastomeric polymer phase dispersed therein.
Пропиленовый гомополимер представляет собой полимер, который по существу состоит из звеньев пропиленового мономера. За счет примесей, особенно во время промышленных процессов полимеризации, пропиленовый гомополимер может содержать до 0,1 мол.% сомономерных звеньев, предпочтительно до 0,05 мол.% сомономерных звеньев и наиболее предпочтительно до 0,01 мол.% сомономерных звеньев.Propylene homopolymer is a polymer essentially composed of propylene monomer units. Due to impurities, particularly during industrial polymerization processes, propylene homopolymer may contain up to 0.1 mol% comonomer units, preferably up to 0.05 mol% comonomer units, and most preferably up to 0.01 mol% comonomer units.
«Этиленовый гомополимер» означает полимер, состоящий по существу из звеньев этиленового мономера. В связи с требованиями крупномасштабной полимеризации возможно, что этиленовый гомополимер включает незначительное количество сомономерных звеньев, которые обычно составляют менее 0,1 мол.%, предпочтительно менее 0,05 мол.%, наиболее предпочтительно менее 0,01 мол.% этиленового гомополимера."Ethylene homopolymer" means a polymer consisting essentially of ethylene monomer units. Due to the requirements of large-scale polymerization, it is possible that the ethylene homopolymer includes a minor amount of comonomer units, which typically constitute less than 0.1 mol%, preferably less than 0.05 mol%, and most preferably less than 0.01 mol% of the ethylene homopolymer.
Полимер называют «сополимером этилена», если полимер получен из звеньев этиленового мономера и по меньшей мере одного альфа-олефинового сомономера. Альфа-олефиновый сомономер выбран из 1-бутена и/или 1-гексена. Полимер со звеньями этиленового мономера и сомономерными звеньями, полученными из 1-бутена и 1-гексена, называют «тройным сополимером этилена».A polymer is called an "ethylene copolymer" if it is derived from ethylene monomer units and at least one alpha-olefin comonomer. The alpha-olefin comonomer is selected from 1-butene and/or 1-hexene. A polymer with ethylene monomer units and comonomer units derived from 1-butene and 1-hexene is called an "ethylene terpolymer."
Этиленовые полимеры обычно классифицируют по их плотности, например, как полиэтилены низкой плотности (ПЭНП), линейные полиэтилены низкой плотности (ЛПЭНП), полиэтилены средней плотности (ПЭСП) и полиэтилены высокой плотности (ПЭВП). В литературе полиэтилены, полученные в присутствии катализатора полимеризации, с плотностью от 910 до 945 кг/м3 обычно классифицируют как линейные полиэтилены низкой плотности (ЛПЭНП) или полиэтилены средней плотности (ПЭСП).Ethylene polymers are typically classified by their density, such as low-density polyethylene (LDPE), linear low-density polyethylene (LLDPE), medium-density polyethylene (MDPE), and high-density polyethylene (HDPE). In the literature, catalyzed polyethylenes with densities between 910 and 945 kg/ m3 are typically classified as linear low-density polyethylene (LLDPE) or medium-density polyethylene (MDPE).
Полимер, содержащий более одной фракции, отличающихся друг от друга по меньшей мере одним свойством, таким как среднемассовая молекулярная масса или содержание сомономера, называют «мультимодальным». Если мультимодальный полимер включает две различные фракции, его называют «бимодальным» и, соответственно, если он включает три различные фракции, его называют «тримодальным». Форма кривой молекулярно-массового распределения, т.е. внешний вид графика зависимости массовой доли полимера от его молекулярной массы, такого мультимодального полимера имеет два или более максимума в зависимости от модальности или по меньшей мере заметно уширена по сравнению с кривыми отдельных фракций.A polymer containing more than one fraction differing from one another in at least one property, such as average molecular weight or comonomer content, is called "multimodal." If a multimodal polymer comprises two distinct fractions, it is called "bimodal," and if it comprises three distinct fractions, it is called "trimodal." The shape of the molecular weight distribution curve, i.e., the appearance of the plot of the polymer mass fraction versus its molecular weight, of such a multimodal polymer has two or more maxima depending on the modality or is at least noticeably broadened compared to the curves of the individual fractions.
В отличие от «мультимодального» унимодальный полимер демонстрирует только один максимум на графике зависимости массовой доли полимера от его молекулярной массы и равномерное распределение сомономеров.Unlike the “multimodal” polymer, the unimodal polymer exhibits only one maximum on the graph of the dependence of the mass fraction of the polymer on its molecular weight and a uniform distribution of comonomers.
Далее количества даны в % по массе (масс. %), если не указано иное.Further quantities are given in % by weight (wt.%) unless otherwise stated.
Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention
В первом аспекте настоящее изобретение относится к трубе, содержащей полипропиленовую композицию, при этом полипропиленовая композиция содержитIn a first aspect, the present invention relates to a pipe comprising a polypropylene composition, wherein the polypropylene composition comprises
(A) от 70 до 95 масс. %, исходя из общей массы полипропиленовой композиции, сополимера пропилена с сомономерными звеньями, полученными из 1-бутена или 1-гексена, имеющего(A) from 70 to 95 wt. %, based on the total weight of the polypropylene composition, of a copolymer of propylene with comonomer units derived from 1-butene or 1-hexene, having
- общее содержание сомономера от 0,5 до 5,0 масс. %;- total comonomer content from 0.5 to 5.0 mass %;
- показатель текучести расплава ПТР2 от 0,10 до 2,0 г/10 мин, определенный согласно ISO 1133 при нагрузке 2,16 кг и температуре 230°С, и- melt flow index MFI 2 from 0.10 to 2.0 g/10 min, determined according to ISO 1133 under a load of 2.16 kg and a temperature of 230°C, and
- отношение среднемассовой молекулярной массы к средне числе иной молекулярной массе Mw/Mn от 2,5 до 6,0, определенное гель-проникающей хроматографией (ГПХ) в соответствии с ISO 16014-4:2003 и ASTM D 6474-99, и- the ratio of the average molecular weight to the average number of other molecular weights Mw/Mn from 2.5 to 6.0, determined by gel permeation chromatography (GPC) in accordance with ISO 16014-4:2003 and ASTM D 6474-99, and
(B) от 5 до 30 масс. %, исходя из общей массы полипропиленовой композиции, сополимера этилена с сомономерными звеньями, полученными из 1-бутена и/или 1-гексена, имеющего(B) from 5 to 30 wt. %, based on the total weight of the polypropylene composition, of a copolymer of ethylene with comonomer units obtained from 1-butene and/or 1-hexene, having
- общее содержание сомономера от 1,0 до 25,0 масс. %;- total comonomer content from 1.0 to 25.0 mass %;
- плотность от 910,0 до 940,0 кг/м3, определенную согласно ISO 1183, и- density from 910.0 to 940.0 kg/ m3 , determined according to ISO 1183, and
- показатель текучести расплава ПТР2 от 0,05 до 3,0 г/10 мин, определенный согласно ISO 1133 при нагрузке 2,16 кг и температуре 190°С;- melt flow index MFI 2 from 0.05 to 3.0 g/10 min, determined according to ISO 1133 at a load of 2.16 kg and a temperature of 190°C;
при этом полипропиленовая композиция имеет показатель текучести расплава ПТР2 от 0,1 до 1,0 г/10 мин, определенный согласно ISO 1133 при нагрузке 2,16 кг и температуре 230°С.wherein the polypropylene composition has a melt flow rate index MFI 2 from 0.1 to 1.0 g/10 min, determined according to ISO 1133 under a load of 2.16 kg and a temperature of 230°C.
Труба показывает улучшенный баланс свойств в отношении жесткости, ударных свойств и стойкости к давлению.The pipe exhibits an improved balance of properties in terms of stiffness, impact properties and pressure resistance.
Предпочтительно труба имеет стабильность при испытании под давлением не менее 5000 часов, более предпочтительно, не менее 5750 часов, определенную в соответствии с ISO 1167-1 и -2, при температуре 95°С и кольцевом напряжении 4,6 МПа.Preferably, the pipe has a pressure test stability of at least 5000 hours, more preferably at least 5750 hours, determined in accordance with ISO 1167-1 and -2, at a temperature of 95°C and a hoop stress of 4.6 MPa.
Верхний предел обычно составляет не более 15000 часов, предпочтительно не более 12500 часов.The upper limit is usually no more than 15,000 hours, preferably no more than 12,500 hours.
Кроме того, предпочтительно труба имеет стабильность при испытании под давлением не менее 5 часов, более предпочтительно не менее 10 часов, определенную в соответствии с ISO 1167-1 и -2, при температуре 20°С и кольцевом напряжении 16 МПа.Furthermore, the pipe preferably has a pressure test stability of at least 5 hours, more preferably at least 10 hours, determined in accordance with ISO 1167-1 and -2, at a temperature of 20°C and a hoop stress of 16 MPa.
Кроме того, труба предпочтительно не показывает разрушения при испытании на ударную прочность при температуре 0°С в соответствии с ISO 9854-2.In addition, the pipe preferably does not show failure when tested for impact strength at 0°C in accordance with ISO 9854-2.
Таким образом, трубу квалифицируют как напорную трубу, предпочтительно напорную трубу для горячей и холодной воды.The pipe is therefore classified as a pressure pipe, preferably a pressure pipe for hot and cold water.
Труба содержит полипропиленовую композицию предпочтительно в количестве от 90 до 100 масс. %, более предпочтительно от 95 до 100 масс. %, исходя из общей массы трубы. В предпочтительном воплощении труба состоит из полипропиленовой композиции.The pipe comprises a polypropylene composition preferably in an amount of 90 to 100% by weight, more preferably 95 to 100% by weight, based on the total weight of the pipe. In a preferred embodiment, the pipe consists of a polypropylene composition.
Полипропиленовая композиция содержит сополимер (А) пропилена и сополимер (В) этилена.The polypropylene composition contains a propylene copolymer (A) and an ethylene copolymer (B).
Полипропиленовая композиция может дополнительно содержать дополнительные полимерные компоненты, которые отличаются от сополимера (А) пропилена и сополимера (В) этилена. Количество указанных дополнительных полимерных компонентов обычно составляет от 0 до 10 масс. %, предпочтительно от 0 до 5 масс. %.The polypropylene composition may further comprise additional polymer components that differ from the propylene copolymer (A) and the ethylene copolymer (B). The amount of said additional polymer components is typically from 0 to 10 wt.%, preferably from 0 to 5 wt.%.
Предпочтительно сополимер (А) пропилена и сополимер (В) этилена являются единственными полимерными компонентами полипропиленовой композиции.Preferably, the propylene copolymer (A) and the ethylene copolymer (B) are the only polymer components of the polypropylene composition.
Полипропиленовая композиция может дополнительно содержать неполимерные компоненты, такие как добавки. Примерами таких добавок являются, среди прочего, антиоксиданты, технологические стабилизаторы, УФ-стабилизаторы, пигменты, наполнители, антистатические добавки, антиадгезивы, нуклеирующие агенты и поглотители кислот.The polypropylene composition may additionally contain non-polymer components, such as additives. Examples of such additives include, but are not limited to, antioxidants, process stabilizers, UV stabilizers, pigments, fillers, antistatic additives, anti-adhesives, nucleating agents, and acid scavengers.
Подходящими антиоксидантами и стабилизаторами являются, например, 2,6-ди-трет-бутил-п-крезол, тетракис-[метилен-3-(3',5-ди-трет-бутил-4'-гидроксифенил)пропионат]метан, октадецил-3-3(3'5'-ди-трет-бутил-4'-гидроксифенил)пропионат, дилаурилтиодипропионат, дистеарилтиодипропионат, трис-(нонилфенил)фосфат, дистеарил-пентаэритрит-дифосфит и тетракис(2,4-ди-трет-бутилфенил)-4,4'-бифенилендифосфонит.Suitable antioxidants and stabilizers are, for example, 2,6-di-tert-butyl-p-cresol, tetrakis-[methylene-3-(3',5-di-tert-butyl-4'-hydroxyphenyl)propionate]methane, octadecyl-3-3(3'5'-di-tert-butyl-4'-hydroxyphenyl)propionate, dilauryl thiodipropionate, distearyl thiodipropionate, tris-(nonylphenyl)phosphate, distearyl pentaerythritol diphosphite and tetrakis(2,4-di-tert-butylphenyl)-4,4'-biphenylene diphosphonite.
Некоторые затрудненные фенолы продают под торговыми названиями Irganox 1076 и Irganox 1010. Также доступны коммерчески доступные смеси антиоксидантов и технологических стабилизаторов, такие как Irganox В225, продаваемые Ciba-Geigy.Some hindered phenols are sold under the trade names Irganox 1076 and Irganox 1010. Commercially available mixtures of antioxidants and process stabilizers are also available, such as Irganox B225, sold by Ciba-Geigy.
Подходящими поглотителями кислот являются, например, стеараты металлов, такие как стеарат кальция и стеарат цинка. Их используют в количестве, в общем известном в данной области техники, обычно от 500 до 10000 частей на миллион и предпочтительно от 500 до 5000 частей на миллион.Suitable acid scavengers include, for example, metal stearates, such as calcium stearate and zinc stearate. They are used in amounts generally known in the art, typically from 500 to 10,000 ppm, and preferably from 500 to 5,000 ppm.
Полипропиленовая композиция предпочтительно имеет полимерную фракцию, элюируемую при температуре от 31 до 80°С, исключая продувочную фракцию, и logM от 4,5 до 6,0, в количестве от 4 до 25 масс. %, более предпочтительно в количестве от 6 до 20 масс. %. еще более предпочтительно в количестве от 8 до 15 масс. %, определенном кросс-фракционной хроматографией (CFC).The polypropylene composition preferably has a polymer fraction eluting at a temperature of from 31 to 80°C, excluding the purge fraction, and a logM of from 4.5 to 6.0, in an amount of from 4 to 25 wt.%, more preferably in an amount of from 6 to 20 wt.%, even more preferably in an amount of from 8 to 15 wt.%, determined by cross-fraction chromatography (CFC).
Кроме того, полипропиленовая композиция предпочтительно имеет профиль, включающий два пика на элюграмме элюционного фракционирования с повышением температуры (TREF), полученной в результате анализа кросс-фракционной хроматографии (CFC), где первый пик Тр(1) предпочтительно элюируется при температуре от 45 до 90°С, более предпочтительно от 50 до 80°С, еще более предпочтительно от 55 до 70°С, а второй пик Тр(2) предпочтительно элюируется при температуре от 85 до 100°С, более предпочтительно от 87 до 99°С, еще более предпочтительно от 90 до 98°С.Furthermore, the polypropylene composition preferably has a profile comprising two peaks in a temperature rising elution fractionation (TREF) elugram obtained by cross-fractionation chromatography (CFC) analysis, wherein the first peak Tp(1) preferably elutes at a temperature of 45 to 90°C, more preferably at 50 to 80°C, even more preferably at 55 to 70°C, and the second peak Tp(2) preferably elutes at a temperature of 85 to 100°C, more preferably at 87 to 99°C, even more preferably at 90 to 98°C.
Полипропиленовая композиция предпочтительно имеет содержание растворимых в холодном ксилоле веществ (РХКВ) от 1,0 до 3,5 масс. %, более предпочтительно от 1,2 до 3,2 масс. %, еще более предпочтительно от 1,5 до 3,0 масс. %, определенное в соответствии с ISO 16152.The polypropylene composition preferably has a cold xylene solubles (CXS) content of 1.0 to 3.5 wt.%, more preferably 1.2 to 3.2 wt.%, even more preferably 1.5 to 3.0 wt.%, determined in accordance with ISO 16152.
Кроме того, полипропиленовая композиция предпочтительно имеет первую температуру плавления Тпл1 от 135 до 145°С, более предпочтительно от 137°С до 142°С, определенную согласно ISO 11357/часть 3.Furthermore, the polypropylene composition preferably has a first melting temperature Tm1 from 135 to 145°C, more preferably from 137°C to 142°C, determined according to ISO 11357/part 3.
Кроме того, полипропиленовая композиция предпочтительно имеет вторую температуру плавления Тпл2 от 115 до 130°С, более предпочтительно от 117°С до 125°С, определенную согласно ISO 11357/часть 3.In addition, the polypropylene composition preferably has a second melting temperature Tm2 from 115 to 130°C, more preferably from 117°C to 125°C, determined according to ISO 11357/part 3.
Тпл1 обычно выше, чем Тпл2.Tpl1 is usually higher than Tpl2.
Кроме того, полипропиленовая композиция предпочтительно имеет температуру кристаллизации Ткр от 100 до 110°С, более предпочтительно от 102 до 107°С, определенную в соответствии с ISO 11357/часть 3.In addition, the polypropylene composition preferably has a crystallization temperature Tcr from 100 to 110°C, more preferably from 102 to 107°C, determined in accordance with ISO 11357/part 3.
Кроме того, полипропиленовая композиция предпочтительно имеет первую энтальпию плавления Нпл1 от 30 до 45 Дж/г, более предпочтительно от 32 до 42 Дж/г, определенную в соответствии с ISO 11357/часть 3.Furthermore, the polypropylene composition preferably has a first melting enthalpy Hpl of 30 to 45 J/g, more preferably 32 to 42 J/g, determined in accordance with ISO 11357/part 3.
Кроме того, полипропиленовая композиция предпочтительно имеет вторую энтальпию плавления Нпл2 от 35 до 50 Дж/г, более предпочтительно от 37 до 47 Дж/г, определенную согласно ISO 11357/часть 3.In addition, the polypropylene composition preferably has a second melting enthalpy Hpl2 of 35 to 50 J/g, more preferably 37 to 47 J/g, determined according to ISO 11357/part 3.
Нпл1 обычно ниже Нпл2.Npl1 is usually lower than Npl2.
Полипропиленовая композиция демонстрирует высокую ударную вязкость при приемлемой жесткости.The polypropylene composition exhibits high impact strength with acceptable rigidity.
Предпочтительно полипропиленовая композиция имеет модуль упругости при изгибе от 700 до 1000 МПа, более предпочтительно от 800 до 950 МПа, еще более предпочтительно от 850 до 925 МПа, определенный в соответствии с ISO 178 на образцах для испытаний, полученных литьем под давлением и изготовленных в соответствии с EN ISO 1872-2.Preferably, the polypropylene composition has a flexural modulus of 700 to 1000 MPa, more preferably 800 to 950 MPa, even more preferably 850 to 925 MPa, determined in accordance with ISO 178 on injection moulded test specimens manufactured in accordance with EN ISO 1872-2.
Кроме того, полипропиленовая композиция предпочтительно имеет ударную вязкость по Шарпи на образце с надрезом при 23°С от 7,5 до 15,0 кДж/м2, более предпочтительно от 8,5 до 14,0 кДж/м2, еще более предпочтительно от 9,5 до 13,0 кДж/м2.In addition, the polypropylene composition preferably has a Charpy notched impact strength at 23°C of 7.5 to 15.0 kJ/ m2 , more preferably of 8.5 to 14.0 kJ/ m2 , even more preferably of 9.5 to 13.0 kJ/ m2 .
Кроме того, полипропиленовая композиция предпочтительно имеет ударную вязкость по Шарпи на образце с надрезом при 0°С от 2,5 до 5,0 кДж/м2, более предпочтительно от 3,0 до 4,5 кДж/м2, еще более предпочтительно от 3,0 до 4,0 кДж/м2.In addition, the polypropylene composition preferably has a Charpy notched impact strength at 0°C of 2.5 to 5.0 kJ/ m2 , more preferably of 3.0 to 4.5 kJ/ m2 , even more preferably of 3.0 to 4.0 kJ/ m2 .
Кроме того, полипропиленовая композиция предпочтительно имеет ударную вязкость по Шарпи на образце с надрезом при -20°С от 1,5 до 4,0 кДж/м2, более предпочтительно от 1,7 до 3,5 кДж/м2, еще более предпочтительно от 1,8 до 3,0 кДж/м2.In addition, the polypropylene composition preferably has a Charpy notched impact strength at -20°C of 1.5 to 4.0 kJ/ m2 , more preferably of 1.7 to 3.5 kJ/ m2 , even more preferably of 1.8 to 3.0 kJ/ m2 .
Ударную вязкость по Шарпи на образце с надрезом при 23°С, 0°С и -20°С определяют в соответствии с ISO 179 1еА на испытательных образцах, полученных литьем под давлением и приготовленных в соответствии с EN ISO 1872-2.The Charpy notched impact strength at 23°C, 0°C and -20°C is determined in accordance with ISO 179 1eA on injection moulded test specimens prepared in accordance with EN ISO 1872-2.
Полипропиленовая композиция содержит сополимер (А) пропилена в количестве от 70 до 95 масс. %, предпочтительно от 75 до 93 масс. %, более предпочтительно от 80 до 90 масс. %, исходя из общей массы полипропиленовой композиции.The polypropylene composition contains a propylene copolymer (A) in an amount of 70 to 95 wt.%, preferably 75 to 93 wt.%, more preferably 80 to 90 wt.%, based on the total weight of the polypropylene composition.
Сополимер (А) пропилена представляет собой сополимер пропилена с сомономерными звеньями, полученными из 1-бутена или 1-гексена. Предпочтительно сополимер (А) пропилена представляет собой сополимер пропилена с сомономерными звеньями, полученными из 1-гексена.The propylene copolymer (A) is a copolymer of propylene with comonomer units derived from 1-butene or 1-hexene. Preferably, the propylene copolymer (A) is a copolymer of propylene with comonomer units derived from 1-hexene.
Термин «сополимер пропилена с сомономерными звеньями, полученными из 1-бутена» означает, что сополимер (А) пропилена содержит только звенья, полученные из пропилена и 1-бутена.The term "propylene copolymer with comonomer units derived from 1-butene" means that the propylene copolymer (A) contains only units derived from propylene and 1-butene.
Термин «сополимер пропилена с сомономерными звеньями, полученными из 1-гексена» означает, что сополимер (А) пропилена содержит только звенья, полученные из пропилена и 1-гексена.The term "propylene copolymer with comonomer units derived from 1-hexene" means that the propylene copolymer (A) contains only units derived from propylene and 1-hexene.
Сополимер (А) пропилена имеет общее содержание сомономера, т.е. содержание сомономерных звеньев, полученных из 1-бутена или 1-гексена, от 0,5 до 5,0 масс. %, более предпочтительно от 1,0 до 4,0 масс. %, еще более предпочтительно от 2,0 до 3,0 масс. %, исходя из общей массы сополимера (А) пропилена.The propylene copolymer (A) has a total comonomer content, i.e. a content of comonomer units derived from 1-butene or 1-hexene, of from 0.5 to 5.0 wt.%, more preferably from 1.0 to 4.0 wt.%, even more preferably from 2.0 to 3.0 wt.%, based on the total weight of the propylene copolymer (A).
Предпочтительно сомономерные звенья распределены статистически в полимерных цепях сополимера (А) пропилена. Таким образом, сополимер (А) пропилена предпочтительно представляет собой статистический сополимер пропилена.Preferably, the comonomer units are distributed randomly in the polymer chains of the propylene copolymer (A). Thus, the propylene copolymer (A) is preferably a random propylene copolymer.
Сополимер (А) пропилена дополнительно имеет показатель текучести расплава ПТР2 от 0,10 до 2,0 г/10 мин, предпочтительно от 0,15 до 1,5 г/10 мин, более предпочтительно от 0,20 до 1,0 г/10 мин, определенную в соответствии с ISO 1133 при нагрузке 2,16 кг и температуре 230°С.The propylene copolymer (A) additionally has a melt flow rate index MFR 2 of 0.10 to 2.0 g/10 min, preferably of 0.15 to 1.5 g/10 min, more preferably of 0.20 to 1.0 g/10 min, determined in accordance with ISO 1133 at a load of 2.16 kg and a temperature of 230°C.
Кроме того, сополимер (А) пропилена имеет отношение среднемассовой молекулярной массы к среднечисленной молекулярной массе Mw/Mn от 2,5 до 6,0, предпочтительно от 3,0 до 5,5, еще более предпочтительно от 3,5 до 5,0, определенное гель-проникающей хроматографией (ГПХ) согласно ISO 16014-4:2003 и ASTM D 6474-99.Furthermore, the propylene copolymer (A) has a ratio of the weight-average molecular weight to the number-average molecular weight Mw/Mn from 2.5 to 6.0, preferably from 3.0 to 5.5, even more preferably from 3.5 to 5.0, determined by gel permeation chromatography (GPC) according to ISO 16014-4:2003 and ASTM D 6474-99.
Предпочтительно сополимер (А) пропилена имеет содержание растворимых в холодном ксилоле веществ (РХКВ) от 0,2 до 2,5 масс. %, более предпочтительно от 0,5 до 2,3 масс. %, определенное в соответствии с ISO 16152.Preferably, the propylene copolymer (A) has a cold xylene solubles (CSSC) content of 0.2 to 2.5 wt.%, more preferably 0.5 to 2.3 wt.%, determined in accordance with ISO 16152.
Сополимер (А) пропилена предпочтительно имеет температуру плавления Тпл от 135 до 145°С, определенную согласно ISO 11357/часть 3.The propylene copolymer (A) preferably has a melting point Tm of 135 to 145°C, determined according to ISO 11357/part 3.
Кроме того, сополимер (А) пропилена предпочтительно имеет температуру кристаллизации Ткр от 100 до 105°С, определенную согласно ISO 11357/часть 3.In addition, the propylene copolymer (A) preferably has a crystallization temperature Tcr from 100 to 105°C, determined according to ISO 11357/part 3.
Кроме того, сополимер (А) пропилена предпочтительно имеет энтальпию плавления Нпл от 70 до 80 Дж/г, определенную согласно ISO 11357/часть 3.Furthermore, the propylene copolymer (A) preferably has a melting enthalpy Hm of 70 to 80 J/g, determined according to ISO 11357/part 3.
Сополимер (А) пропилена можно получить полимеризацией в присутствии каталитической системы с единым центром.Propylene copolymer (A) can be obtained by polymerization in the presence of a single-center catalyst system.
Каталитическая система предпочтительно включаетThe catalytic system preferably comprises
(i) катализатор, имеющий следующую структуру(i) a catalyst having the following structure
гдеWhere
М представляет собой цирконий или гафний;M represents zirconium or hafnium;
каждый X независимо представляет собой сигма-донорный лиганд;each X independently represents a sigma-donor ligand;
L представляет собой мостик формулы -(ER10 2)y-;L represents a bridge of the formula -(ER 10 2 ) y- ;
у представляет собой 1 или 2;y represents 1 or 2;
Е представляет собой С или Si;E represents C or Si;
каждый R10 независимо представляет собой С1-С20-гидрокарбильную группу, три(С1-С20 алкил)силильную группу, С6-С20 арильную группу, С7-С20 арилалкильную группу или С7-С20 алкиларильную группу, или L представляет собой алкиленовую группу, такую как метилен или этилен;each R 10 independently represents a C 1 -C 20 hydrocarbyl group, a tri(C 1 -C 20 alkyl)silyl group, a C 6 -C 20 aryl group, a C 7 -C 20 arylalkyl group or a C 7 -C 20 alkylaryl group, or L represents an alkylene group such as methylene or ethylene;
каждый R1, независимо одинаковые или отличающиеся друг от друга, представляет собой группу CH2-R11, где R11 представляет собой Н или линейную или разветвленную C1-С6 алкильную группу, С3-C8 циклоалкильную группу, С6-С10 арильную группу;each R 1 , independently the same or different from each other, represents a CH 2 -R 11 group, where R 11 represents H or a linear or branched C 1 -C 6 alkyl group, C 3 -C 8 cycloalkyl group, C 6 -C 10 aryl group;
каждый R3, R4 и R5, независимо одинаковые или отличающиеся друг от друга, представляет собой Н или линейную или разветвленную C1-С6 алкильную группу, С7-С20 арилалкильную группу, С7-С20 алкиларильную группу или С6-С20 арильную группу при условии, что если в общем присутствуют четыре или более групп R3, R4 и R5, отличных от Н, одна или более из R3, R4 и R5 отличаются от трет-бутильной группы;each R3 , R4 and R5 , independently the same or different from one another, is H or a linear or branched C1 - C6 alkyl group, a C7 - C20 arylalkyl group, a C7 - C20 alkylaryl group or a C6 - C20 aryl group, with the proviso that if a total of four or more R3 , R4 and R5 groups other than H are present, one or more of R3 , R4 and R5 are other than a tert-butyl group;
каждый R7 и R8, независимо одинаковые или отличающиеся друг от друга, представляет собой Н, группу CH2-R12, где R12 представляет собой Н или линейную или разветвленную C1-C6 алкильную группу, SiR13 3, GeR13 3, OR13, SR13, NR13 2,each R 7 and R 8 , independently the same or different from each other, represents H, a CH 2 -R 12 group, where R 12 represents H or a linear or branched C 1 -C 6 alkyl group, SiR 13 3 , GeR 13 3 , OR 13 , SR 13 , NR 13 2 ,
где R13 представляет собой линейную или разветвленную C1-С6 алкильную группу, С7-С20 алкиларильную группу и С7-С20 арилалкильную группу или С6-С20 арильную группу,where R 13 represents a linear or branched C 1 -C 6 alkyl group, a C 7 -C 20 alkylaryl group and a C 7 -C 20 arylalkyl group or a C 6 -C 20 aryl group,
каждый R9, независимо одинаковые или отличающиеся друг от друга, представляет собой Н или линейную или разветвленную C1-С6 алкильную группу, иeach R 9 , independently identical or different, represents H or a linear or branched C 1 -C 6 alkyl group, and
все R2 и R6 представляют собой Н, иall R 2 and R 6 are H, and
(ii) систему сокатализатора, содержащую алюмоксановый сокатализатор.(ii) a cocatalyst system comprising an aluminoxane cocatalyst.
Следует подчеркнуть, что в некоторых случаях использование такой системы сокатализатора может не потребоваться.It should be emphasized that in some cases the use of such a cocatalyst system may not be required.
Каталитическую систему можно использовать в форме без носителя или в твердой форме. Каталитическую систему по изобретению можно использовать как гомогенную каталитическую систему или гетерогенную каталитическую систему.The catalyst system can be used in unsupported or solid form. The catalyst system according to the invention can be used as a homogeneous catalyst system or a heterogeneous catalyst system.
Каталитическая система в твердой форме, предпочтительно в форме твердых частиц, может быть либо нанесена на внешний материал-носитель, такой как диоксид кремния или оксид алюминия, либо, в особенно предпочтительном воплощении, не содержать внешнего носителя, однако все еще находится в твердой форме. Например, твердую каталитическую систему можно получить способом, в которомThe catalyst system in solid form, preferably in the form of solid particles, can either be supported on an external support material such as silica or alumina, or, in a particularly preferred embodiment, not contain an external support but still be in solid form. For example, the solid catalyst system can be prepared by a method in which
(a) образуют эмульсионную систему жидкость/жидкость, причем указанная эмульсионная система жидкость/жидкость включает раствор каталитических компонентов (i) и (ii), диспергированных в растворителе с образованием диспергированных капель, и(a) forming a liquid/liquid emulsion system, wherein said liquid/liquid emulsion system comprises a solution of the catalyst components (i) and (ii) dispersed in a solvent to form dispersed droplets, and
(b) образуют твердые частицы путем затвердевания указанных диспергированных капель.(b) form solid particles by solidifying said dispersed droplets.
Конкретные комплексы по изобретению включают:Specific complexes of the invention include:
Rac-анти-диметилсиландиил[2-метил-4-(4-трет-бутилфенил)-5,6,7-тригидро-s-индацен-1-ил][2-метил-4-(4-трет-бутилфенил)-5-метокси-6-трет-бутилинденил циркония дихлорид или диметил,Rac-anti-dimethylsilandiyl[2-methyl-4-(4-tert-butylphenyl)-5,6,7-trihydro-s-indacen-1-yl][2-methyl-4-(4-tert-butylphenyl)-5-methoxy-6-tert-butylindenyl zirconium dichloride or dimethyl,
Rac-анти-диметилсиландиил[2-изобутил-4-(4-трет-бутилфенил)-5,6,7-тригидро-s-индацен-1-ил][2-метил-4-(4-трет-бутилфенил)-5-метокси-6-трет-бутилинденил циркония дихлорид или диметил,Rac-anti-dimethylsilandiyl[2-isobutyl-4-(4-tert-butylphenyl)-5,6,7-trihydro-s-indacen-1-yl][2-methyl-4-(4-tert-butylphenyl)-5-methoxy-6-tert-butylindenyl zirconium dichloride or dimethyl,
Rac-анти-диметилсиландиил[2-неопентил-4-(4-трет-бутилфенил)-5,6,7-тригидро-s-индацен-1-ил][2-метил-4-(4-трет-бутилфенил)-5-метокси-6-трет-бутилинденил циркония дихлорид или диметил,Rac-anti-dimethylsilandiyl[2-neopentyl-4-(4-tert-butylphenyl)-5,6,7-trihydro-s-indacen-1-yl][2-methyl-4-(4-tert-butylphenyl)-5-methoxy-6-tert-butylindenyl zirconium dichloride or dimethyl,
Rac-анти-диметилсиландиил[2-бензил-4-(4-трет-бутилфенил)-5,6,7-тригидро-s-индацен-1-ил][2-метил-4-(4-трет-бутилфенил)-5-метокси-6-трет-бутилинденил циркония дихлорид или диметил,Rac-anti-dimethylsilandiyl[2-benzyl-4-(4-tert-butylphenyl)-5,6,7-trihydro-s-indacen-1-yl][2-methyl-4-(4-tert-butylphenyl)-5-methoxy-6-tert-butylindenyl zirconium dichloride or dimethyl,
Rac-анти-диметилсиландиил[2-циклогексилметил-4-(4-трет-бутилфенил)-5,6,7-тригидро-s-индацен-1-ил][2-метил-4-(4-трет-бутилфенил)-5-метокси-6-трет-бутилинденил циркония дихлорид или диметил,Rac-anti-dimethylsilandiyl[2-cyclohexylmethyl-4-(4-tert-butylphenyl)-5,6,7-trihydro-s-indacen-1-yl][2-methyl-4-(4-tert-butylphenyl)-5-methoxy-6-tert-butylindenyl zirconium dichloride or dimethyl,
Rac-анти-диметилсиландиил[2-метил-4-(3,5-диметилфенил)-5,6,7-тригидро-s-индацен-1-ил][2-метил-4-(3,5-диметилфенил)-5-метокси-6-трет-бутилинденил циркония дихлорид или диметил,Rac-anti-dimethylsilandiyl[2-methyl-4-(3,5-dimethylphenyl)-5,6,7-trihydro-s-indacen-1-yl][2-methyl-4-(3,5-dimethylphenyl)-5-methoxy-6-tert-butylindenyl zirconium dichloride or dimethyl,
Rac-анти-диметилсиландиил[2-изобутил-4-(3,5-диметилфенил)-5,6,7-тригидро-s-индацен-1-ил][2-метил-4-(3,5-диметилфенил)-5-метокси-6-трет-бутилинденил циркония дихлорид или диметил,Rac-anti-dimethylsilandiyl[2-isobutyl-4-(3,5-dimethylphenyl)-5,6,7-trihydro-s-indacen-1-yl][2-methyl-4-(3,5-dimethylphenyl)-5-methoxy-6-tert-butylindenyl zirconium dichloride or dimethyl,
Rac-анти-диметилсиландиил[2-неопентил-4-(3,5-диметилфенил)-5,6,7-тригидро-s-индацен-1-ил][2-метил-4-(3,5-диметилфенил)-5-метокси-6-трет-бутилинденил циркония дихлорид или диметил,Rac-anti-dimethylsilandiyl[2-neopentyl-4-(3,5-dimethylphenyl)-5,6,7-trihydro-s-indacen-1-yl][2-methyl-4-(3,5-dimethylphenyl)-5-methoxy-6-tert-butylindenyl zirconium dichloride or dimethyl,
Rac-анти-диметилсиландиил[2-бензил-4-(3,5-диметилфенил)-5,6,7-тригидро-s-индацен-1-ил][2-метил-4-(3,5-диметилфенил)-5-метокси-6-трет-бутилинденил циркония дихлорид или диметил, иRac-anti-dimethylsilandiyl[2-benzyl-4-(3,5-dimethylphenyl)-5,6,7-trihydro-s-indacen-1-yl][2-methyl-4-(3,5-dimethylphenyl)-5-methoxy-6-tert-butylindenyl zirconium dichloride or dimethyl, and
Rac-анти-диметилсиландиил[2-циклогексилметил-4-(3,5-диметилфенил)-5,6,7-тригидро-s-индацен-1-ил][2-метил-4-(3,5-диметилфенил)-5-метокси-6-трет-бутилинденил циркония дихлорид или диметил.Rac-anti-dimethylsilandiyl[2-cyclohexylmethyl-4-(3,5-dimethylphenyl)-5,6,7-trihydro-s-indacen-1-yl][2-methyl-4-(3,5-dimethylphenyl)-5-methoxy-6-tert-butylindenyl zirconium dichloride or dimethyl.
Катализаторы были описаны, среди прочего, в документе WO 2015/011135, который включен в этот документ посредством ссылки. Особенно предпочтительным катализатором является катализатор номер 3 из WO 2015/011135. Получение металлоценов описано в документе WO 2013/007650, который включен в этот документ посредством ссылки. Комплексное получение особенно предпочтительного катализатора описано как Е2 в WO 2013/007650.Catalysts have been described, inter alia, in document WO 2015/011135, which is incorporated herein by reference. A particularly preferred catalyst is catalyst number 3 of WO 2015/011135. The preparation of metallocenes is described in document WO 2013/007650, which is incorporated herein by reference. The complex preparation of a particularly preferred catalyst is described as E2 in WO 2013/007650.
Во избежание сомнений любое более узкое определение заместителя, предложенное выше, может быть объединено с любым другим широким или суженным определением любого другого заместителя.For the avoidance of doubt, any narrower definition of a substituent proposed above may be combined with any other broad or narrower definition of any other substituent.
В приведенном выше описании, где представлено более узкое определение заместителя, это более узкое определение считают раскрытым вместе со всеми более широкими и узкими определениями других заместителей в заявке.In the above description, where a narrower definition of a substituent is provided, that narrower definition is considered to be disclosed together with all broader and narrower definitions of other substituents in the application.
Лиганды, необходимые для образования комплексов и, следовательно, катализатор/каталитическая система, могут быть синтезированы любым способом, и опытный химик-органик сможет разработать различные протоколы синтезов для производства необходимых лигандных материалов. Например, в WO 2007/116034 раскрыт необходимый химический состав. Протоколы синтеза также обычно можно найти в WO 2002/02576, WO 2011/135004, WO 2012/084961, WO 2012/001052, WO 2011/076780 и WO 2015/158790. Раздел примеров также предоставляет специалисту достаточное руководство.The ligands required for complex formation and, consequently, the catalyst/catalytic system, can be synthesized by any method, and an experienced organic chemist will be able to develop various synthetic protocols for producing the required ligand materials. For example, WO 2007/116034 discloses the required chemical composition. Synthetic protocols can also generally be found in WO 2002/02576, WO 2011/135004, WO 2012/084961, WO 2012/001052, WO 2011/076780, and WO 2015/158790. The examples section also provides sufficient guidance to the skilled chemist.
Как указано выше, не всегда требуется система сокатализатора. Однако при использовании система сокатализатора включает алюмоксановый сокатализатор.As noted above, a cocatalyst system is not always required. However, when used, the cocatalyst system includes an aluminoxane cocatalyst.
Алюмоксановый сокатализатор может представлять собой одно соединение формулы (X):The alumoxane cocatalyst may be a single compound of formula (X):
где n обычно составляет от 6 до 20, a R имеет значение, приведенное ниже.where n is typically between 6 and 20 and R has the meaning given below.
Алюмоксаны образуются при частичном гидролизе алюминийорганических соединений, например, соединений формулы AlR3, AlR2Y и Al2R3Y3, где R может представлять собой, например, C1-С10 алкил, предпочтительно С1-С5 алкил, или С3-С10-циклоалкил, С7-С12-арилалкил или алкиларил и/или фенил или нафтил, и где Y может представлять собой водород, галоген, предпочтительно хлор или бром, или C1-С10 алкоксил, предпочтительно метоксил или этоксил. Получающиеся кислородсодержащие алюмоксаны обычно представляют собой не чистые соединения, а смеси олигомеров формулы (X).Aluminoxanes are formed by partial hydrolysis of organoaluminum compounds, for example compounds of the formula AlR 3 , AlR 2 Y and Al 2 R 3 Y 3 , where R can be, for example, C 1 -C 10 alkyl, preferably C 1 -C 5 alkyl, or C 3 -C 10 cycloalkyl, C 7 -C 12 arylalkyl or alkylaryl and/or phenyl or naphthyl, and where Y can be hydrogen, halogen, preferably chlorine or bromine, or C 1 -C 10 alkoxyl, preferably methoxyl or ethoxyl. The resulting oxygen-containing aluminoxanes are usually not pure compounds, but mixtures of oligomers of formula (X).
Предпочтительным алюмоксаном является метилалюмоксан (МАО). Поскольку алюмоксаны, используемые согласно изобретению в качестве сокатализаторов, в силу способа их получения не являются чистыми соединениями, молярность растворов алюмоксана в дальнейшем основана на содержании в них алюминия.The preferred aluminoxane is methylaluminoxane (MAO). Since the aluminoxanes used as cocatalysts in this invention are not pure compounds due to their production process, the molarity of aluminoxane solutions is based on their aluminum content.
Молярное отношение Al в алюмоксане к иону металла металлоцена может составлять от 1:1 до 2000:1 моль/моль, предпочтительно от 10:1 до 1000:1 и более предпочтительно от 50:1 до 500:1 моль/моль.The molar ratio of Al in the aluminoxane to the metal ion of the metallocene may be from 1:1 to 2000:1 mol/mol, preferably from 10:1 to 1000:1, and more preferably from 50:1 to 500:1 mol/mol.
Система сокатализатора может дополнительно включать борсодержащий сокатализатор.The cocatalyst system may further include a boron-containing cocatalyst.
Представляющие интерес сокатализаторы на основе бора включают сокатализаторы формулы (Z)Interesting boron-based cocatalysts include those of formula (Z)
BY3(Z),BY 3 (Z),
где Y независимо является одинаковым или может быть различным и представляет собой атом водорода, алкильную группу, содержащую от 1 до примерно 20 атомов углерода, арильную группу, содержащую от 6 до примерно 15 атомов углерода, алкиларил, арилалкил, галогеналкил или галогенарил, каждый из которых имеет от 1 до 10 атомов углерода в алкильном радикале и от 6 до 20 атомов углерода в арильном радикале или содержит фтор, хлор, бром или йод. Предпочтительными примерами Y являются метил, пропил, изопропил, изобутил или трифторметил, ненасыщенные группы, такие как арильные или галогенарильные, такие как фенильные, толилильные, бензильные группы, п-фторфенил, 3,5-дифторфенил, пентахлорфенил, пентафторфенил, 3,4,5-трифторфенил и 3,5-ди(трифторметил)фенил. Предпочтительными вариантами являются трифторборан, трифенилборан, трис(4-фторфенил)боран, трис(3,5-дифторфенил)боран, трис(4-фторметилфенил)боран, трис(2,4,6-трифторфенил)боран, трис(пентафторфенил)боран, трис(толил)боран, трис(3,5-диметилфенил)боран, трис(3,5-дифторфенил)боран и/или трис(3,4,5-трифторфенил)боран.where Y is independently the same or may be different and represents a hydrogen atom, an alkyl group containing from 1 to about 20 carbon atoms, an aryl group containing from 6 to about 15 carbon atoms, alkylaryl, arylalkyl, haloalkyl or haloaryl, each of which has from 1 to 10 carbon atoms in the alkyl radical and from 6 to 20 carbon atoms in the aryl radical or contains fluorine, chlorine, bromine or iodine. Preferred examples of Y are methyl, propyl, isopropyl, isobutyl or trifluoromethyl, unsaturated groups such as aryl or haloaryl, such as phenyl, tolyl, benzyl groups, p-fluorophenyl, 3,5-difluorophenyl, pentachlorophenyl, pentafluorophenyl, 3,4,5-trifluorophenyl and 3,5-di(trifluoromethyl)phenyl. Preferred embodiments are trifluoroborane, triphenylborane, tris(4-fluorophenyl)borane, tris(3,5-difluorophenyl)borane, tris(4-fluoromethylphenyl)borane, tris(2,4,6-trifluorophenyl)borane, tris(pentafluorophenyl)borane, tris(tolyl)borane, tris(3,5-dimethylphenyl)borane, tris(3,5-difluorophenyl)borane and/or tris(3,4,5-trifluorophenyl)borane.
Особое предпочтение отдают трис(пентафторфенил)борану.Particular preference is given to tris(pentafluorophenyl)borane.
Можно использовать бораты, т.е. соединения, содержащие ион бората 3+. Такие ионные сокатализаторы предпочтительно содержат некоординирующийся анион, такой как тетракис(пентафторфенил)борат и тетрафенилборат. Подходящими противоионами являются протонированные амины или производные анилина, такие как метиламмоний, анилиний, диметиламмоний, диэтиламмоний, N-метиланилиний, дифениламмоний, N,N-диметиланилиний, триметиламмоний, триэтиламмоний, три-н-бутиламмоний, метилдифениламмоний, пиридиний, п-бром-N,N-диметиланилиний или п-нитро-N,N-диметиланилиний.Borates, i.e., compounds containing the borate ion 3+, can be used. Such ionic cocatalysts preferably contain a non-coordinating anion, such as tetrakis(pentafluorophenyl)borate and tetraphenylborate. Suitable counterions are protonated amines or aniline derivatives, such as methylammonium, anilinium, dimethylammonium, diethylammonium, N-methylanilinium, diphenylammonium, N,N-dimethylanilinium, trimethylammonium, triethylammonium, tri-n-butylammonium, methyldiphenylammonium, pyridinium, p-bromo-N,N-dimethylanilinium, or p-nitro-N,N-dimethylanilinium.
Предпочтительные ионные соединения, которые можно использовать согласно настоящему изобретению, включают:Preferred ionic compounds that can be used according to the present invention include:
триэтиламмонийтетра(фенил)борат,triethylammonium tetra(phenyl)borate,
трибутиламмонийтетра(фенил)борат,tributylammonium tetra(phenyl)borate,
триметиламмонийтетра(толил)борат,trimethylammonium tetra(tolyl)borate,
трибутиламмонийтетра(толил)борат,tributylammonium tetra(tolyl)borate,
трибутиламмонийтетра(пентафторфенил)борат,tributylammonium tetra(pentafluorophenyl)borate,
трипропиламмонийтетра(диметилфенил)борат,tripropylammonium tetra(dimethylphenyl)borate,
трибутиламмонийтетра(трифторметилфенил)борат,tributylammonium tetra(trifluoromethylphenyl)borate,
трибутиламмонийтетра(4-фторфенил)борат,tributylammonium tetra(4-fluorophenyl)borate,
N,N-диметилциклогексиламмонийтетракис(пентафторфенил)борат,N,N-dimethylcyclohexylammonium tetrakis(pentafluorophenyl) borate,
N,N-диметилбензиламмонийтетракис(пентафторфенил)борат,N,N-dimethylbenzylammonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate,
N,N-диметиланилинтетра(фенил)борат,N,N-dimethylaniline tetra(phenyl)borate,
N,N-диэтиланилинийтетра(фенил)борат,N,N-diethylanilinium tetra(phenyl)borate,
N,N-диметиланилинийтетракис(пентафторфенил)борат,N,N-dimethylanilinium tetrakis(pentafluorophenyl) borate,
N,N-ди(пропил)аммонийтетракис(пентафторфенил)борат,N,N-di(propyl)ammonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate,
ди(циклогексил)аммонийтетракист(пентафторфенил)борат,di(cyclohexyl)ammonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate,
трифенилфосфонийтетракис(фенил)борат,triphenylphosphonium tetrakis(phenyl)borate,
триэтилфосфонийтетракис(фенил)борат,triethylphosphonium tetrakis(phenyl)borate,
дифенилфосфонийтетракис(фенил)борат,diphenylphosphonium tetrakis(phenyl)borate,
три(метилфенил)фосфонийтетракис(фенил)борат,tri(methylphenyl)phosphonium tetrakis(phenyl)borate,
три(диметилфенил)фосфонийтетракис(фенил)борат,tri(dimethylphenyl)phosphonium tetrakis(phenyl)borate,
трифенилкарбенийтетракис(пентафторфенил)борат,triphenylcarbenium tetrakis(pentafluorophenyl)borate,
или ферроцентетракис(пентафторфенил)борат.or ferrocentetrakis(pentafluorophenyl)borate.
Предпочтение отдают трифенилкарбенийтетракис(пентафторфенил)борату,Preference is given to triphenylcarbenium tetrakis(pentafluorophenyl)borate,
N,N-диметилциклогексиламмонийтетракис(пентафторфенил)борату илиN,N-dimethylcyclohexylammonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate or
N,N-диметилбензиламмонийтетракис(пентафторфенил)борату.N,N-dimethylbenzylammonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate.
Подходящие количества сокатализатора хорошо известны специалисту.Suitable amounts of cocatalyst are well known to those skilled in the art.
Молярное отношение бора к иону металла металлоцена может составлять от 0,5:1 до 10:1 моль/моль, предпочтительно от 1:1 до 10:1, особенно от 1:1 до 5:1 моль/моль.The molar ratio of boron to the metal ion of the metallocene may be from 0.5:1 to 10:1 mol/mol, preferably from 1:1 to 10:1, especially from 1:1 to 5:1 mol/mol.
Катализатор можно использовать на носителе или без него. Используемый материал носителя в виде частиц предпочтительно представляет собой органический или неорганический материал, такой как диоксид кремния, оксид алюминия или диоксид циркония, или смешанный оксид, такой как алюмосиликат, в частности диоксид кремния, оксид алюминия или алюмосиликат. Предпочтительно использовать носитель из диоксида кремния. Специалисту известны процедуры, необходимые для нанесения металлоценового катализатора на носитель.The catalyst can be supported or unsupported. The particulate support material used is preferably an organic or inorganic material, such as silica, alumina, or zirconia, or a mixed oxide, such as an aluminosilicate, particularly silica, alumina, or aluminosilicate. A silica support is preferably used. Those skilled in the art are familiar with the procedures required for supporting the metallocene catalyst on the support.
Особенно предпочтительно носитель представляет собой пористый материал, чтобы комплекс мог быть загружен в поры носителя, например, с использованием способа, аналогичного описанному в WO 94/14856 (Mobil), WO 95/12622 (Borealis) и WO 2006/097497. Размер частиц не имеет решающего значения, но предпочтительно находится в диапазоне от 5 до 200 мкм, более предпочтительно от 20 до 80 мкм. Использование этих носителей является обычным в данной области техники.The carrier is particularly preferably a porous material so that the complex can be loaded into the pores of the carrier, for example using a method similar to that described in WO 94/14856 (Mobil), WO 95/12622 (Borealis) and WO 2006/097497. The particle size is not critical, but is preferably in the range of 5 to 200 μm, more preferably 20 to 80 μm. The use of these carriers is common in the art.
В альтернативном воплощении вообще не используют носитель. Такая каталитическая система может быть получена в растворе, например, в ароматическом растворителе, таком как толуол, путем приведения металлоцена (в виде твердого вещества или раствора) в контакт с сокатализатором, например, метилалюмоксаном, предварительно растворенным в ароматическом растворителе, или может быть получена путем последовательного добавления растворенных компонентов катализатора в полимеризационную среду.In an alternative embodiment, no support is used at all. Such a catalyst system can be prepared in solution, for example, in an aromatic solvent such as toluene, by contacting the metallocene (as a solid or solution) with a cocatalyst, for example, methylaluminoxane, previously dissolved in the aromatic solvent, or can be prepared by sequentially adding dissolved catalyst components to the polymerization medium.
В одном особенно предпочтительном воплощении внешний носитель не используют, но катализатор все же присутствует в форме твердых частиц. Таким образом, не используют никакого внешнего носителя, такого как инертный органический или неорганический носитель, например диоксид кремния, как описано выше.In one particularly preferred embodiment, an external support is not used, but the catalyst is still present in solid particulate form. Thus, no external support, such as an inert organic or inorganic support such as silicon dioxide, as described above, is used.
Для того, чтобы получить катализатор по изобретению в твердой форме, но без использования внешнего носителя, предпочтительно использовать эмульсионную систему жидкость/жидкость. Способ включает формирование дисперсии компонентов катализатора (i) и (ii) в растворителе и отверждение указанных диспергированных капель с образованием твердых частиц.To obtain the catalyst of the invention in solid form but without the use of an external carrier, it is preferable to use a liquid/liquid emulsion system. The method involves forming a dispersion of catalyst components (i) and (ii) in a solvent and solidifying said dispersed droplets to form solid particles.
В частности, способ включает приготовление раствора одного или более компонентов катализатора; диспергирование указанного раствора в растворителе с образованием эмульсии, в которой указанные один или более компонентов катализатора присутствуют в каплях дисперсной фазы; иммобилизацию компонентов катализатора в диспергированных каплях в отсутствие внешнего пористого носителя в виде частиц с образованием твердых частиц, содержащих указанный катализатор, и возможно извлечение указанных частиц.In particular, the method includes preparing a solution of one or more catalyst components; dispersing said solution in a solvent to form an emulsion in which said one or more catalyst components are present in droplets of the dispersed phase; immobilizing the catalyst components in the dispersed droplets in the absence of an external porous carrier in the form of particles to form solid particles containing said catalyst, and possibly extracting said particles.
Этот способ позволяет производить активные частицы катализатора с улучшенной морфологией, например с заданной сферической формой, поверхностными свойствами и размером частиц и без использования какого-либо дополнительного внешнего пористого материала-носителя, такого как неорганический оксид, например, диоксид кремния. Под термином «приготовление раствора одного или более компонентов катализатора» подразумевают, что соединения, образующие катализатор, могут быть объединены в один раствор, который диспергируют в несмешивающемся растворителе, или, альтернативно, по меньшей мере, можно приготовить два отдельных раствора катализатора для каждой части соединений, образующих катализатор, которые затем последовательно диспергируют в растворителе.This method enables the production of active catalyst particles with improved morphology, such as a desired spherical shape, surface properties, and particle size, without the use of any additional external porous support material, such as an inorganic oxide such as silica. The term "preparing a solution of one or more catalyst components" means that the catalyst-forming compounds can be combined into a single solution that is dispersed in an immiscible solvent, or, alternatively, at least two separate catalyst solutions can be prepared for each portion of the catalyst-forming compounds, which are then sequentially dispersed in the solvent.
В предпочтительном способе получения катализатора можно приготовить по меньшей мере два отдельных раствора для каждого или части указанного катализатора, которые затем последовательно диспергируют в несмешивающемся растворителе.In a preferred method for preparing the catalyst, at least two separate solutions may be prepared for each or a portion of said catalyst, which are then sequentially dispersed in an immiscible solvent.
Более предпочтительно раствор комплекса, включающего соединение переходного металла и сокатализатор, объединяют с растворителем с образованием эмульсии, где этот инертный растворитель образует непрерывную жидкую фазу, а раствор, содержащий компоненты катализатора, образует дисперсную фазу (дискретную фазу) в виде дисперсных капель. Капли затем отвердевают с образованием твердых частиц катализатора, а твердые частицы отделяют от жидкости и возможно промывают и/или сушат. Растворитель, образующий непрерывную фазу, может быть несмешивающимся с раствором катализатора, по меньшей мере при условиях (например, температурах), используемых на стадии диспергирования.More preferably, a solution of a complex comprising a transition metal compound and a cocatalyst is combined with a solvent to form an emulsion, wherein the inert solvent forms a continuous liquid phase, and the solution containing the catalyst components forms a dispersed phase (discrete phase) in the form of dispersed droplets. The droplets then solidify to form solid catalyst particles, and the solid particles are separated from the liquid and optionally washed and/or dried. The solvent forming the continuous phase can be immiscible with the catalyst solution, at least under the conditions (e.g., temperatures) used in the dispersion step.
Термин «несмешивающийся с раствором катализатора» означает, что растворитель (непрерывная фаза) полностью или частично не смешивается, то есть не полностью смешивается с раствором дисперсной фазы.The term “immiscible with the catalyst solution” means that the solvent (continuous phase) is completely or partially immiscible, i.e., not completely miscible with the solution of the dispersed phase.
Предпочтительно указанный растворитель инертен по отношению к соединениям получаемой каталитической системы. Полное описание необходимого способа можно найти в WO 03/051934. Инертный растворитель должен быть химически инертным, по меньшей мере в условиях (например, температуры), используемых на стадии диспергирования. Предпочтительно растворитель указанной непрерывной фазы не содержит растворенных в нем соединений, образующих катализатор, в каком-либо значительном количестве. Таким образом, твердые частицы катализатора образуются в каплях из соединений, которые происходят из дисперсной фазы (т.е. поступают в эмульсию в растворе, диспергированном в непрерывной фазе).Preferably, said solvent is inert with respect to the compounds of the resulting catalytic system. A full description of the required method can be found in WO 03/051934. The inert solvent must be chemically inert, at least under the conditions (e.g., temperature) used in the dispersion step. Preferably, the solvent of said continuous phase does not contain any significant amount of catalyst-forming compounds dissolved therein. Thus, solid catalyst particles are formed in droplets from compounds originating from the dispersed phase (i.e., they enter the emulsion in a solution dispersed in the continuous phase).
Термины «иммобилизация» и «затвердевание» используют в этом документе взаимозаменяемо с одной и той же целью, т.е. для формирования свободно сыпучих твердых частиц катализатора в отсутствие внешнего пористого носителя в виде частиц, такого как диоксид кремния. Таким образом, затвердевание происходит внутри капель. Указанную стадию можно осуществлять различными способами, как описано в указанном WO 03/051934. Предпочтительно затвердевание вызывают внешним стимулом для эмульсионной системы, таким как изменение температуры, вызывающее затвердевание. Таким образом, на указанной стадии компонент (компоненты) катализатора остаются «зафиксированными» внутри образовавшихся твердых частиц. Также возможно, что один или более компонентов катализатора могут принимать участие в реакции отверждения/иммобилизации.The terms "immobilization" and "solidification" are used interchangeably in this document for the same purpose, i.e., to form free-flowing solid catalyst particles in the absence of an external porous particulate support such as silica. Solidification thus occurs within the droplets. This step can be accomplished in various ways, as described in WO 03/051934. Preferably, solidification is induced by an external stimulus to the emulsion system, such as a solidifying temperature change. Thus, during this step, the catalyst component(s) remain "fixed" within the formed solid particles. It is also possible that one or more catalyst components may participate in the solidification/immobilization reaction.
Соответственно, могут быть получены твердые, однородные по составу частицы, имеющие заранее определенный диапазон размеров частиц.Accordingly, solid particles of uniform composition having a predetermined range of particle sizes can be obtained.
Кроме того, размер частиц катализатора по изобретению можно регулировать размером капель в растворе, и можно получить сферические частицы с равномерным распределением частиц по размерам.In addition, the particle size of the catalyst according to the invention can be controlled by the size of the droplets in the solution, and spherical particles with a uniform particle size distribution can be obtained.
Способ также имеет преимущества с промышленной точки зрения, поскольку он позволяет осуществлять получение твердых частиц в одном реакторе. Для производства катализатора также возможны непрерывные или полунепрерывные способы.The method also offers industrial advantages, as it allows for the production of solid particles in a single reactor. Continuous or semi-continuous processes are also possible for catalyst production.
Полипропиленовая композиция содержит сополимер (В) этилена в количестве от 5 до 30 масс. %, предпочтительно от 7 до 25 масс. %, более предпочтительно от 10 до 20 масс. %, исходя из общей массы полипропиленовой композиции.The polypropylene composition contains ethylene copolymer (B) in an amount of 5 to 30 mass %, preferably 7 to 25 mass %, more preferably 10 to 20 mass %, based on the total weight of the polypropylene composition.
Сополимер (В) этилена представляет собой сополимер этилена с сомономерными звеньями, полученными из 1-бутена и/или 1-гексена. Предпочтительно сополимер (В) этилена представляет собой тройной сополимер этилена с сомономерными звеньями, полученными из 1-бутена и 1-гексена.The ethylene copolymer (B) is a copolymer of ethylene with comonomer units derived from 1-butene and/or 1-hexene. Preferably, the ethylene copolymer (B) is a terpolymer of ethylene with comonomer units derived from 1-butene and 1-hexene.
Термин «сополимер этилена с сомономерными звеньями, полученными из 1-бутена» означает, что сополимер (В) этилена содержит только звенья, полученные из этилена и 1-бутена.The term "ethylene copolymer with comonomer units derived from 1-butene" means that the ethylene copolymer (B) contains only units derived from ethylene and 1-butene.
Термин «сополимер этилена с сомономерными звеньями, полученными из 1-гексена» означает, что сополимер (В) этилена содержит только звенья, полученные из этилена и 1-гексена.The term "ethylene copolymer with comonomer units derived from 1-hexene" means that the ethylene copolymer (B) contains only units derived from ethylene and 1-hexene.
Термин «тройной сополимер этилена с сомономерными звеньями, полученными из 1-бутена и 1-гексена» означает, что сополимер (В) этилена содержит только звенья, полученные из этилена, 1-бутена и 1-гексена.The term "terpolymer of ethylene with comonomer units derived from 1-butene and 1-hexene" means that the ethylene copolymer (B) contains only units derived from ethylene, 1-butene and 1-hexene.
Сополимер (В) этилена имеет общее содержание сомономера, т.е. содержание сомономерных звеньев, полученных из 1-бутена и/или 1-гексена, от 1,0 до 25,0 масс. %, предпочтительно от 1,5 до 22,5 масс. %. еще более предпочтительно от 2,0 до 20,0 масс. %.The ethylene copolymer (B) has a total comonomer content, i.e. a content of comonomer units derived from 1-butene and/or 1-hexene, of from 1.0 to 25.0 wt.%, preferably from 1.5 to 22.5 wt.%, even more preferably from 2.0 to 20.0 wt.%.
Сополимер (В) этилена предпочтительно имеет содержание 1-бутена от 0,1 до 5,0 масс. %, более предпочтительно от 0,2 до 3,5 масс. %, еще более предпочтительно от 0,3 до 2,0 масс. %, исходя из общей массы сополимера (В) этилена.The ethylene copolymer (B) preferably has a 1-butene content of 0.1 to 5.0 mass %, more preferably 0.2 to 3.5 mass %, even more preferably 0.3 to 2.0 mass %, based on the total weight of the ethylene copolymer (B).
Сополимер (В) этилена предпочтительно имеет содержание 1-гексена от 5,0 до 25,0 масс. %, более предпочтительно от 6,0 до 22,5 масс. %, еще более предпочтительно от 7,5 до 20,0 масс. %, исходя из общей массы сополимера (В) этилена.The ethylene copolymer (B) preferably has a 1-hexene content of 5.0 to 25.0 mass %, more preferably of 6.0 to 22.5 mass %, even more preferably of 7.5 to 20.0 mass %, based on the total weight of the ethylene copolymer (B).
Сополимер (В) этилена может быть унимодальным в отношении распределения сомономера. Это означает, что сомономерные звенья, полученные из 1-бутена и/или 1-гексена, равномерно распределены в сополимере (В) этилена.Ethylene copolymer (B) can be unimodal with respect to comonomer distribution. This means that comonomer units derived from 1-butene and/or 1-hexene are uniformly distributed throughout the ethylene copolymer (B).
Сополимер (В) этилена может быть мультимодальным в отношении распределения сомономера.The ethylene copolymer (B) may be multimodal with respect to comonomer distribution.
Это означает, что сополимер (В) этилена содержит компоненты с разной.This means that the ethylene copolymer (B) contains components with different.
В случае сополимера этилена и сомономерных звеньев, полученных из 1-бутена или 1-гексена, сополимер (В) этилена в одном воплощении может содержать компонент - этиленовый гомополимер и компонент - сополимер этилена и 1-бутена или 1-гексена.In the case of a copolymer of ethylene and comonomer units derived from 1-butene or 1-hexene, the ethylene copolymer (B) in one embodiment may comprise an ethylene homopolymer component and a copolymer component of ethylene and 1-butene or 1-hexene.
В случае сополимера этилена и сомономерных звеньев, полученных из 1-бутена или 1-гексена, сополимер (В) этилена в другом воплощении может содержать два компонента - сополимеры этилена и 1-бутена или 1-гексена с различным содержанием сомономера.In the case of a copolymer of ethylene and comonomer units obtained from 1-butene or 1-hexene, the ethylene copolymer (B) in another embodiment may contain two components - copolymers of ethylene and 1-butene or 1-hexene with different comonomer contents.
В случае тройного сополимера этилена и сомономерных звеньев, полученных из 1-бутена и 1-гексена, сополимер (В) этилена в одном воплощении может содержать компонент - этиленовый гомополимер, компонент - сополимер этилена и 1-бутена и компонент - сополимер этилена и 1-гексена.In the case of a terpolymer of ethylene and comonomer units derived from 1-butene and 1-hexene, the ethylene copolymer (B) in one embodiment may comprise an ethylene homopolymer component, an ethylene-1-butene copolymer component, and an ethylene-1-hexene copolymer component.
В случае тройного сополимера этилена и сомономерных звеньев, полученных из 1-бутена и 1-гексена, сополимер (В) этилена в другом воплощении может содержать компонент - этиленовый гомополимер и компонент - тройной сополимер этилена, 1-бутена и 1-гексена.In the case of a terpolymer of ethylene and comonomer units obtained from 1-butene and 1-hexene, the ethylene copolymer (B) in another embodiment may comprise a component - an ethylene homopolymer and a component - a terpolymer of ethylene, 1-butene and 1-hexene.
В случае тройного сополимера этилена и сомономерных звеньев, полученных из 1-бутена и 1-гексена, сополимер (В) этилена в еще одном воплощении может содержать компонент - сополимер этилена и 1-бутена и компонент - сополимер этилена и 1-гексена.In the case of a terpolymer of ethylene and comonomer units derived from 1-butene and 1-hexene, the ethylene copolymer (B) in another embodiment may comprise a component - a copolymer of ethylene and 1-butene and a component - a copolymer of ethylene and 1-hexene.
В предпочтительном воплощении сополимер (В) этилена представляет собой тройной сополимер этилена с сомономерными звеньями, выбранными из 1-бутена и 1-гексена, с содержанием 1-бутена от 0,1 до 5,0 масс. %, предпочтительно от 0,2 до 3,5 масс. %, еще более предпочтительно от 0,3 до 2,0 масс. % и содержанием 1-гексена от 5,0 до 24,9 масс. %, более предпочтительно от 6,0 до 22,3 масс. %, еще более предпочтительно от 7,5 до 19,7 масс. %, исходя из общей массы сополимера (В) этилена.In a preferred embodiment, the ethylene copolymer (B) is a terpolymer of ethylene with comonomer units selected from 1-butene and 1-hexene, with a 1-butene content of 0.1 to 5.0 wt.%, preferably 0.2 to 3.5 wt.%, even more preferably 0.3 to 2.0 wt.% and a 1-hexene content of 5.0 to 24.9 wt.%, more preferably 6.0 to 22.3 wt.%, even more preferably 7.5 to 19.7 wt.%, based on the total weight of the ethylene copolymer (B).
Сополимер (В) этилена имеет плотность от 910,0 до 940,0 кг/м3, предпочтительно от 912,0 до 938,0 кг/м3, еще более предпочтительно от 915,0 до 935 кг/м3, определенную согласно ISO 1183.The ethylene copolymer (B) has a density of 910.0 to 940.0 kg/ m3 , preferably 912.0 to 938.0 kg/ m3 , even more preferably 915.0 to 935 kg/ m3 , determined according to ISO 1183.
Сополимер (В) этилена предпочтительно представляет собой линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП).The ethylene copolymer (B) is preferably a linear low density polyethylene (LLDPE).
Сополимер (В) этилена имеет показатель текучести расплава ПТР2 от 0,05 до 3,0 г/10 мин, предпочтительно от 0,10 до 2,5 г/10 мин, более предпочтительно от 0,50 до 2,0 г/10 мин, определенный согласно ISO 1133 при нагрузке 2,16 кг и температуре 190°С.The ethylene copolymer (B) has a melt flow rate MFR 2 of 0.05 to 3.0 g/10 min, preferably 0.10 to 2.5 g/10 min, more preferably 0.50 to 2.0 g/10 min, determined according to ISO 1133 at a load of 2.16 kg and a temperature of 190°C.
Сополимер (В) этилена предпочтительно имеет характеристическую вязкость iV от 1,5 до 2,5 дл/г, более предпочтительно от 1,7 до 2,2 дл/г, определенную согласно DIN ISO 1628/1, октябрь 1999 г. (в декалине при 135°С).The ethylene copolymer (B) preferably has an intrinsic viscosity iV of 1.5 to 2.5 dl/g, more preferably of 1.7 to 2.2 dl/g, determined according to DIN ISO 1628/1, October 1999 (in decalin at 135°C).
Кроме того, сополимер (В) этилена предпочтительно имеет отношение среднемассовой молекулярной массы к среднечисленной молекулярной массе Mw/Mn от 2,0 до 5,0, предпочтительно от 2,5 до 4,5, более предпочтительно от 3,0 до 4,0, определенное гель-проникающей хроматографией (ГПХ) согласно ISO 16014-4:2003 и ASTM D 6474-99.Furthermore, the ethylene copolymer (B) preferably has a ratio of the weight-average molecular weight to the number-average molecular weight Mw/Mn from 2.0 to 5.0, preferably from 2.5 to 4.5, more preferably from 3.0 to 4.0, determined by gel permeation chromatography (GPC) according to ISO 16014-4:2003 and ASTM D 6474-99.
Сополимер (В) этилена предпочтительно можно получать полимеризацией в присутствии каталитической системы с единым центром. Каталитическая система с единым центром предпочтительно содержит каталитически активное металлоценовое соединение или комплекс в сочетании с сокатализатором. Металлоценовое соединение или комплекс упоминают в этом документе также как металлоорганическое соединение (С).The ethylene copolymer (B) can preferably be obtained by polymerization in the presence of a single-site catalyst system. The single-site catalyst system preferably comprises a catalytically active metallocene compound or complex in combination with a cocatalyst. The metallocene compound or complex is also referred to in this document as the organometallic compound (C).
Металлоорганическое соединение (С) содержит переходный металл (М) групп от 3 до 10 Периодической таблицы (ИЮПАК 2007) или актинид, или лантанид.An organometallic compound (C) contains a transition metal (M) of groups 3 to 10 of the Periodic Table (IUPAC 2007) or an actinide or lanthanide.
Термин «металлоорганическое соединение (С)» в соответствии с настоящим изобретением включает любое металлоценовое соединение переходного металла, которое несет по меньшей мере один органический (координационный) лиганд и проявляет каталитическую активность отдельно или вместе с сокатализатором. Соединения переходных металлов хорошо известны в данной области техники и предпочтительно охватывают соединения металлов от 3 до 10 групп, например, групп от 3 до 7 или от 3 до 6, таких как группы от 4 до 6 Периодической таблицы (ИЮПАК 2007), а также лантаноиды или актиноиды.The term "organometallic compound (C)" according to the present invention includes any metallocene compound of a transition metal that carries at least one organic (coordination) ligand and exhibits catalytic activity alone or together with a cocatalyst. Compounds of transition metals are well known in the art and preferably encompass compounds of metals from groups 3 to 10, for example, groups 3 to 7 or 3 to 6, such as groups 4 to 6 of the Periodic Table (IUPAC 2007), as well as lanthanides or actinides.
В одном из воплощений металлорганическое соединение (С) имеет следующую формулу (1):In one embodiment, the organometallic compound (C) has the following formula (1):
гдеWhere
«М» представляет собой переходный металл (М) из групп 3-10 Периодической таблицы (ИЮПАК 2007),"M" represents a transition metal (M) from groups 3-10 of the Periodic Table (IUPAC 2007),
каждый «X» независимо представляет собой моноанионный лиганд, такой как о-лиганд,each "X" independently represents a monoanionic ligand, such as an o-ligand,
каждый «L» независимо представляет собой органический лиганд, который координируется с переходным металлом «М»,each "L" independently represents an organic ligand that coordinates to a transition metal "M",
«R» представляет собой мостиковую группу, связывающую указанные органические лиганды (L),"R" represents a bridging group linking the indicated organic ligands (L),
«m» представляет собой 1, 2 или 3, предпочтительно 2,"m" represents 1, 2 or 3, preferably 2,
«n» представляет собой 0, 1 или 2, предпочтительно 1,"n" represents 0, 1 or 2, preferably 1,
«q» представляет собой 1, 2 или 3, предпочтительно 2 и"q" represents 1, 2 or 3, preferably 2 and
m+q равно валентности переходного металла (М).m+q is equal to the valence of the transition metal (M).
«М» предпочтительно выбран из группы, состоящей из циркония (Zr), гафния (Hf) или титана (Ti), более предпочтительно выбран из группы, состоящей из циркония (Zr) и гафния (Hf).“M” is preferably selected from the group consisting of zirconium (Zr), hafnium (Hf) or titanium (Ti), more preferably selected from the group consisting of zirconium (Zr) and hafnium (Hf).
«X» предпочтительно представляет собой галоген, наиболее предпочтительно Cl."X" is preferably halogen, most preferably Cl.
Наиболее предпочтительно металлоорганическое соединение (С) представляет собой металлоценовый комплекс, который содержит соединение переходного металла, определенное выше, которое содержит циклопентадиенильный, инденильный или флуоренильный лиганд в качестве заместителя «L». Кроме того, лиганды «L» могут иметь заместители, такие как алкильные группы, арильные группы, арилалкильные группы, алкиларильные группы, силильные группы, силоксильные группы, алкоксильные группы или другие группы гетероатомов и т.п.Подходящие металлоценовые катализаторы известны в данной области техники и раскрыты, среди прочего, в WO-A-95/12622, WO-A-96/32423, WO-A-97/28170, WO-A-98/32776, WO-A-99/61489, WO-A-03/010208, WO-A-03/051934, WO-A-03/051514, WO-A-2004/085499, ЕР-А-1752462 и ЕР-А-1739103.Most preferably, the organometallic compound (C) is a metallocene complex that contains a transition metal compound as defined above that contains a cyclopentadienyl, indenyl or fluorenyl ligand as a substituent "L". Furthermore, the ligands "L" may have substituents such as alkyl groups, aryl groups, arylalkyl groups, alkylaryl groups, silyl groups, siloxy groups, alkoxy groups or other heteroatom groups and the like. Suitable metallocene catalysts are known in the art and are disclosed, inter alia, in WO-A-95/12622, WO-A-96/32423, WO-A-97/28170, WO-A-98/32776, WO-A-99/61489, WO-A-03/010208, WO-A-03/051934, WO-A-03/051514, WO-A-2004/085499, EP-A-1752462 and EP-A-1739103.
Наиболее предпочтительно металлоценовый катализатор, то есть каталитически активный металлоценовый комплекс, определенный выше, используют вместе с сокатализатором, который также известен как активатор. Подходящими активаторами являются соединения алкилов металлов и особенно алкилалюминия, известные в данной области техники. Особенно подходящими активаторами, используемыми с металлоценовыми катализаторами, являются оксисоединения алкилалюминия, такие как метилалюмоксан (МАО), тетраизобутилалюмоксан (ТИБАО) или гексаизобутилалюмоксан (ГИБАО).Most preferably, the metallocene catalyst, i.e., the catalytically active metallocene complex defined above, is used together with a cocatalyst, also known as an activator. Suitable activators are metal alkyl compounds, especially alkylaluminum compounds, known in the art. Particularly suitable activators for use with metallocene catalysts are alkylaluminum oxycompounds such as methylaluminoxane (MAO), tetraisobutylaluminoxane (TIBAO), or hexaisobutylaluminoxane (HIBAO).
СпособWay
В другом аспекте настоящее изобретение относится к способу получения трубы, описанной выше или ниже, включающему стадии:In another aspect, the present invention relates to a method for producing a pipe as described above or below, comprising the steps of:
a) полимеризации пропилена и 1-бутена или 1-гексена в многоступенчатом процессе в присутствии каталитической системы с единым центром с получением сополимера (А) пропилена с сомономерными звеньями, полученными из 1-бутена или 1-гексена;a) polymerization of propylene and 1-butene or 1-hexene in a multi-stage process in the presence of a single-site catalytic system to produce a copolymer (A) of propylene with comonomer units derived from 1-butene or 1-hexene;
b) смешивания сополимера (А) пропилена с сополимером (В) этилена с сомономерными звеньями, полученными из 1-бутена и/или 1-гексена, с получением полипропиленовой композиции иb) mixing the propylene copolymer (A) with the ethylene copolymer (B) with comonomer units obtained from 1-butene and/or 1-hexene to obtain a polypropylene composition and
c) формования трубы из полипропиленовой композиции.c) forming a pipe from a polypropylene composition.
Сополимер (А) пропилена предпочтительно полимеризуют в присутствии каталитической системы с единым центром, как описано выше.The propylene copolymer (A) is preferably polymerized in the presence of a single site catalyst system as described above.
Сополимер (А) пропилена предпочтительно полимеризуют в многоступенчатом процессе, который представляет собой процесс последовательной полимеризации по меньшей мере с двумя реакторами полимеризации, соединенными последовательно.The propylene copolymer (A) is preferably polymerized in a multi-stage process, which is a sequential polymerization process with at least two polymerization reactors connected in series.
Многоступенчатый процесс предпочтительно включает следующие стадии:The multi-step process preferably includes the following steps:
(i) введение потока пропилена и 1-бутена или 1-гексена, предпочтительно 1-гексена, в первый реактор так, что отношение величины подачи 1-бутена или 1-гексена, предпочтительно 1-гексена, к величине подачи пропилена составляет от 2,0 до 4,0 моль/кмоль, дальнейшее введение потока каталитической системы в первый реактор,(i) introducing a stream of propylene and 1-butene or 1-hexene, preferably 1-hexene, into the first reactor such that the ratio of the feed amount of 1-butene or 1-hexene, preferably 1-hexene, to the feed amount of propylene is from 2.0 to 4.0 mol/kmol, further introducing a stream of the catalyst system into the first reactor,
(ii) вывод потока продукта, содержащего первое промежуточное соединение (ПП1), из первого реактора,(ii) withdrawing a product stream containing the first intermediate compound (IP1) from the first reactor,
(iii) перенос первого промежуточного соединения (ПП1) во второй реактор и дальнейшая полимеризация во втором реакторе первого промежуточного соединения путем подачи дополнительного количества пропилена, 1-бутена или 1-гексена, предпочтительно 1-гексена, дополнительно в присутствии водорода, так что(iii) transferring the first intermediate compound (PP1) to a second reactor and further polymerizing in the second reactor the first intermediate compound by feeding an additional amount of propylene, 1-butene or 1-hexene, preferably 1-hexene, additionally in the presence of hydrogen, so that
отношение концентрации водорода к концентрации пропилена находится в пределах 0,1-0,8 моль/кмоль, и дополнительноthe ratio of hydrogen concentration to propylene concentration is in the range of 0.1-0.8 mol/kmol, and additionally
концентрация 1-бутена или 1-гексена, предпочтительно 1-гексена, относительно концентрации пропилена находится в диапазоне от 3,0 до 6,0 моль/кмоль.the concentration of 1-butene or 1-hexene, preferably 1-hexene, relative to the concentration of propylene is in the range from 3.0 to 6.0 mol/kmol.
(iv) получение на выходе порошка сополимера (А) пропилена.(iv) obtaining a powder of propylene copolymer (A) at the outlet.
Что касается способа в целом, пропиленовую композицию получают в процессе последовательной полимеризации, включающем по меньшей мере две зоны полимеризации, работающие в различных условиях для получения пропиленовой композиции. Зоны полимеризации могут работать в условиях суспензии, раствора или газовой фазы или их сочетания. Подходящие процессы раскрыты, среди прочего, в WO-A-98/58976, ЕР-А-887380 и WO-A-98/58977.Regarding the method as a whole, the propylene composition is obtained in a sequential polymerization process comprising at least two polymerization zones operating under different conditions to produce the propylene composition. The polymerization zones may operate under slurry, solution, or gas phase conditions, or a combination thereof. Suitable processes are disclosed, inter alia, in WO-A-98/58976, EP-A-887380, and WO-A-98/58977.
Катализатор может быть перенесен в зону полимеризации любыми способами, известными в данной области техники. Таким образом, можно суспендировать катализатор в разбавителе и поддерживать его в виде гомогенной суспензии. Особенно предпочтительно использовать в качестве разбавителя масло, имеющее вязкость от 20 до 1500 мПа⋅с, как описано в WO-A-2006/063771. Также возможно смешивать катализатор с вязкой смесью смазочного вещества и масла и подавать полученную пасту в зону полимеризации. Кроме того, можно дать катализатору отстояться и ввести порции полученного таким образом каталитического шлама в зону полимеризации способом, раскрытым, например, в ЕР-А-428054.The catalyst can be transferred to the polymerization zone by any means known in the art. Thus, the catalyst can be suspended in a diluent and maintained in the form of a homogeneous suspension. It is particularly preferred to use an oil having a viscosity of 20 to 1500 mPa⋅s as the diluent, as described in WO-A-2006/063771. It is also possible to mix the catalyst with a viscous mixture of lubricant and oil and feed the resulting paste into the polymerization zone. Furthermore, it is possible to allow the catalyst to settle and introduce portions of the resulting catalytic slurry into the polymerization zone in a manner disclosed, for example, in EP-A-428054.
Полимеризацию в газовой фазе можно проводить в реакторе с псевдоожиженным слоем, в реакторе с быстрым псевдоожиженным слоем или в реакторе с уплотненным слоем или в любом их сочетании. При использовании сочетания реакторов полимер переносят из одного реактора полимеризации в другой. Кроме того, часть или весь полимер со стадии полимеризации может быть возвращен на предыдущую стадию полимеризации.Gas-phase polymerization can be carried out in a fluidized bed reactor, a fast fluidized bed reactor, a packed bed reactor, or any combination thereof. When using a combination of reactors, the polymer is transferred from one polymerization reactor to another. Furthermore, some or all of the polymer from the polymerization stage can be recycled to the previous polymerization stage.
В предпочтительном воплощении предварительную полимеризацию проводят в непрерывном режиме в виде суспензионной полимеризации в жидком пропилене, т.е. жидкая фаза в основном содержит пропилен с растворенным в ней небольшим количеством других реагентов и, возможно, инертных компонентов. Предпочтительно предварительную полимеризацию проводят в реакторе непрерывного действия с механическим перемешиванием или в петлевом реакторе.In a preferred embodiment, the prepolymerization is carried out continuously as a slurry polymerization in liquid propylene, i.e., the liquid phase primarily contains propylene with a small amount of other reactants and, possibly, inert components dissolved therein. Preferably, the prepolymerization is carried out in a continuous reactor with mechanical stirring or in a loop reactor.
Реакцию предварительной полимеризации обычно проводят при температуре от 0 до 40°С, предпочтительно от 10 до 30°С и более предпочтительно от 15 до 25°С.The prepolymerization reaction is usually carried out at a temperature of from 0 to 40°C, preferably from 10 to 30°C, and more preferably from 15 to 25°C.
Давление в реакторе предварительной полимеризации не является критическим, но должно быть достаточно высоким для поддержания реакционной смеси в жидкой фазе. Таким образом, давление может составлять от 20 до 100 бар (от 2 до 10 МПа), например, от 30 до 70 бар (от 3 до 7 МПа).The pressure in the prepolymerization reactor is not critical, but it must be high enough to maintain the reaction mixture in the liquid phase. Therefore, the pressure can range from 20 to 100 bar (2 to 10 MPa), for example, from 30 to 70 bar (3 to 7 MPa).
Условия реакции хорошо известны в данной области техники и раскрыты, среди прочего, в GB 1580635.The reaction conditions are well known in the art and are disclosed, inter alia, in GB 1580635.
На стадии предварительной полимеризации также можно подавать сомономеры на ступень предварительной полимеризации.At the pre-polymerization stage, comonomers can also be fed to the pre-polymerization stage.
В среднем количество форполимера на катализаторе предпочтительно составляет от 10 до 1000 г на г твердого компонента катализатора, более предпочтительно составляет от 50 до 500 г на г твердого компонента катализатора.On average, the amount of prepolymer on the catalyst is preferably from 10 to 1000 g per g of solid catalyst component, more preferably from 50 to 500 g per g of solid catalyst component.
Как известно специалисту в данной области техники, частицы катализатора, извлеченные из реактора предварительной полимеризации непрерывного действия с механическим перемешиванием, не все содержат одинаковое количество форполимера. Вместо этого каждая частица имеет свое собственное характеристическое количество, которое зависит от времени пребывания этой частицы в реакторе предварительной полимеризации. Поскольку некоторые частицы остаются в реакторе в течение относительно длительного времени, а некоторые - в течение относительно короткого времени, количество форполимера на разных частицах также различно, и некоторые отдельные частицы могут содержать количество форполимера, выходящее за рамки вышеуказанных пределов. Однако среднее количество форполимера на катализаторе предпочтительно находится в пределах, указанных выше. Количество форполимера известно в данной области техники, среди прочего, из GB 1580635.As is known to those skilled in the art, not all catalyst particles removed from a continuous mechanically stirred prepolymerization reactor contain the same amount of prepolymer. Instead, each particle has its own characteristic amount, which depends on the residence time of that particle in the prepolymerization reactor. Since some particles remain in the reactor for a relatively long time, and some for a relatively short time, the amount of prepolymer on different particles also varies, and some individual particles may contain an amount of prepolymer that exceeds the above limits. However, the average amount of prepolymer on the catalyst is preferably within the limits specified above. The amount of prepolymer is known in the art, inter alia, from GB 1 580 635.
На стадии предварительной полимеризации можно добавлять и другие компоненты. Таким образом, на стадии предварительной полимеризации можно добавлять водород для регулирования молекулярной массы форполимера, как известно в данной области техники. Кроме того, для предотвращения прилипания частиц друг к другу или к стенкам реактора можно использовать антистатическую добавку, как описано в WO-A-00/66640.Other components can also be added during the prepolymerization stage. Thus, hydrogen can be added during the prepolymerization stage to control the molecular weight of the prepolymer, as is known in the art. Furthermore, an antistatic additive can be used to prevent particles from sticking to each other or to the reactor walls, as described in WO-A-00/66640.
Полимеризацию в первой зоне полимеризации можно проводить в суспензии. Затем полимерные частицы, образовавшиеся при полимеризации, вместе с фрагментированным и диспергированным внутри частиц катализатором суспендируют в жидком углеводороде. Суспензию перемешивают, чтобы обеспечить перенос реагентов из текучей среды в частицы.Polymerization in the first polymerization zone can be carried out in suspension. The polymer particles formed during polymerization, along with the fragmented and dispersed catalyst within the particles, are then suspended in a liquid hydrocarbon. The suspension is agitated to ensure the transfer of reactants from the fluid to the particles.
Суспензионная полимеризация предпочтительно представляет собой так называемую полимеризацию в массе. Под «полимеризацией в массе» понимают способ, в котором полимеризацию проводят в жидком мономере, по существу в отсутствие инертного разбавителя. Однако, как известно специалисту в данной области техники, мономеры, используемые в промышленном производстве, никогда не бывают чистыми, а всегда содержат алифатические углеводороды в качестве примесей. Например, пропиленовый мономер может содержать до 5% пропана в качестве примеси. Поскольку пропилен расходуется в реакции, а также возвращается из реакционного потока обратно на полимеризацию, инертные компоненты имеют тенденцию к накоплению, и таким образом, реакционная среда может содержать до 40 масс. % других соединений, помимо мономера. Однако следует понимать, что такой способ полимеризации все еще находится в пределах термина «полимеризация в массе», определенного выше.Slurry polymerization is preferably so-called bulk polymerization. "Bulk polymerization" refers to a process in which polymerization is carried out in liquid monomer, essentially in the absence of an inert diluent. However, as is known to those skilled in the art, monomers used in industrial production are never pure, but always contain aliphatic hydrocarbons as impurities. For example, propylene monomer can contain up to 5% propane as an impurity. Since propylene is consumed in the reaction and also recycled from the reaction stream back into the polymerization, inert components tend to accumulate, and thus the reaction medium can contain up to 40% by weight of compounds other than the monomer. However, it should be understood that such a polymerization process still falls within the scope of the term "bulk polymerization" defined above.
Температура суспензионной полимеризации обычно составляет от 50 до 110°С, предпочтительно от 60 до 100°С и, в частности, от 65 до 95°С. Давление составляет от 1 до 150 бар (от 0,1 до 15 МПа), предпочтительно от 10 до 100 бар (от 1 до 10 МПа). В некоторых случаях может быть предпочтительно проводить полимеризацию при температуре, которая выше критической температуры смеси текучих сред, составляющей реакционную фазу, и при давлении, которое выше критического давления указанной смеси текучих сред. Такие условия реакции часто называют «сверхкритическими условиями». Фразу «сверхкритическая текучая среда» используют для обозначения текучей среды или смеси текучих сред при температуре и давлении, превышающих критическую температуру и давление указанной текучей среды или смеси текучих сред.The temperature of the suspension polymerization is typically from 50 to 110°C, preferably from 60 to 100°C, and in particular from 65 to 95°C. The pressure is from 1 to 150 bar (0.1 to 15 MPa), preferably from 10 to 100 bar (1 to 10 MPa). In some cases, it may be preferable to carry out the polymerization at a temperature that is above the critical temperature of the mixture of fluids constituting the reaction phase and at a pressure that is above the critical pressure of said mixture of fluids. Such reaction conditions are often referred to as "supercritical conditions." The phrase "supercritical fluid" is used to designate a fluid or mixture of fluids at a temperature and pressure that exceeds the critical temperature and pressure of said fluid or mixture of fluids.
Суспензионную полимеризацию можно проводить в любом известном реакторе, используемом для суспензионной полимеризации. Такие реакторы включают реактор непрерывного действия с механическим перемешиванием и петлевой реактор. Особенно предпочтительно проводить полимеризацию в петлевом реакторе. В таких реакторах суспензия циркулирует с высокой скоростью по замкнутой трубе с помощью циркуляционного насоса. Петлевые реакторы обычно известны в данной области техники, и примеры приведены, например, в US-A-4582816, US-A-3405109, US -А-3324093, ЕР-А-479186 и US-A-5391654.Slurry polymerization can be carried out in any known reactor used for slurry polymerization. Such reactors include continuous stirred tank reactors and loop reactors. It is particularly preferred to carry out the polymerization in a loop reactor. In such reactors, the slurry is circulated at high velocity through a closed tube using a circulation pump. Loop reactors are generally known in the art, and examples are given, for example, in US-A-4,582,816, US-A-3,405,109, US-A-3,324,093, EP-A-479,186, and US-A-5,391,654.
Суспензию можно выводить из реактора либо непрерывно, либо периодически. Предпочтительным способом периодического отведения является использование седиментационных колонок, в которых обеспечивают возможность увеличения концентрации твердых веществ в суспензии перед выводом партии концентрированной суспензии из реактора. Использование седиментационных колонок раскрыто, среди прочего, в US-A-3374211, US-A-3242150 и ЕР-А-1310295. Непрерывное отведение раскрыто, среди прочего, в ЕР-А-891990, ЕР-А-1415999, ЕР-А-1591460 и ЕР-А-1860125. Непрерывное отведение можно комбинировать с подходящим методом концентрирования, как описано в ЕР-А-1860125 и ЕР-А-1591460. На ступень суспензионной полимеризации также можно вводить другие компоненты, как это известно в данной области техники.The slurry can be withdrawn from the reactor either continuously or intermittently. A preferred method for intermittent withdrawal is the use of sedimentation columns, which allow the solids concentration of the slurry to increase before the concentrated slurry batch is withdrawn from the reactor. The use of sedimentation columns is disclosed, inter alia, in US-A-3,374,211, US-A-3,242,150 and EP-A-1,310,295. Continuous withdrawal is disclosed, inter alia, in EP-A-891,990, EP-A-1,415,999, EP-A-1,591,460 and EP-A-1,860,125. Continuous withdrawal can be combined with a suitable concentration method, as described in EP-A-1,860,125 and EP-A-1,591,460. Other components can also be introduced into the slurry polymerization stage, as is known in the art.
Также в реактор можно вводить технологические добавки, чтобы способствовать стабильному проведению способа.Technological additives can also be introduced into the reactor to facilitate stable operation of the method.
Когда за ступенью суспензионной полимеризации следует ступень газофазной полимеризации, предпочтительно направлять суспензию непосредственно в зону газофазной полимеризации без стадии мгновенного испарения между ступенями. Этот вид прямой подачи описан в ЕР-А-887379, ЕР-А-887380, ЕР-А-887381 и ЕР-А-991684.When a slurry polymerization stage is followed by a gas-phase polymerization stage, it is preferable to feed the slurry directly into the gas-phase polymerization zone without a flash stage between stages. This type of direct feed is described in EP-A-887379, EP-A-887380, EP-A-887381, and EP-A-991684.
Сополимер (А) пропилена, полученный в результате многоступенчатого процесса, можно экструдировать и гранулировать, а затем смешивать с сополимером (В) этилена в форме гранул. Сополимер (А) пропилена, полученный в результате многоступенчатого процесса, также можно смешивать с сополимером (В) этилена в виде порошка.The propylene copolymer (A) obtained by the multi-stage process can be extruded and pelletized, and then mixed with the ethylene copolymer (B) in pellet form. The propylene copolymer (A) obtained by the multi-stage process can also be mixed with the ethylene copolymer (B) in powder form.
Сополимер (В) этилена предпочтительно полимеризуют в присутствии каталитической системы с единым центром, как описано выше.The ethylene copolymer (B) is preferably polymerized in the presence of a single site catalyst system as described above.
Сополимер (В) этилена может быть получен в любом подходящем процессе полимеризации, известным в данной области техники, который включает по меньшей мере одну ступень полимеризации, где полимеризацию обычно проводят в растворе, суспензии, в массе или в газовой фазе. Предпочтительно сополимер (В) этилена получают в процессе многоступенчатой полимеризации, включающем по меньшей мере две зоны полимеризации.The ethylene copolymer (B) can be obtained in any suitable polymerization process known in the art that includes at least one polymerization stage, where the polymerization is typically carried out in solution, suspension, bulk, or gas phase. Preferably, the ethylene copolymer (B) is obtained in a multi-stage polymerization process that includes at least two polymerization zones.
Первый этиленовый полимерный компонент предпочтительно получают в первой зоне полимеризации, а второй этиленовый полимерный компонент предпочтительно получают во второй зоне полимеризации. Первая зона полимеризации и вторая зона полимеризации могут быть соединены в любом порядке, т.е. первая зона полимеризации может предшествовать второй зоне полимеризации, или вторая зона полимеризации может предшествовать первой зоне полимеризации, или, альтернативно, зоны полимеризации могут быть соединены параллельно. Однако предпочтительно эксплуатировать зоны полимеризации в каскадном режиме. Зоны полимеризации могут работать в условиях суспензии, раствора или газовой фазы или их сочетания.The first ethylene polymer component is preferably produced in the first polymerization zone, and the second ethylene polymer component is preferably produced in the second polymerization zone. The first polymerization zone and the second polymerization zone may be connected in any order, i.e., the first polymerization zone may precede the second polymerization zone, or the second polymerization zone may precede the first polymerization zone, or, alternatively, the polymerization zones may be connected in parallel. However, it is preferable to operate the polymerization zones in a cascade mode. The polymerization zones may operate under slurry, solution, or gas phase conditions, or combinations thereof.
Подходящие способы, включающие ступени каскадной суспензионной и газофазной полимеризации, раскрыты, среди прочего, в WO-A-92/12182 и WO-А-96/18662.Suitable processes comprising cascaded slurry and gas phase polymerisation steps are disclosed in, inter alia, WO-A-92/12182 and WO-A-96/18662.
Часто предпочтительно удалять реагенты предыдущей ступени полимеризации из полимера перед введением его на последующую ступень полимеризации. Это предпочтительно делают при перемещении полимера с одной ступени полимеризации на другую.It is often preferable to remove reactants from the previous polymerization stage from the polymer before introducing it into the subsequent polymerization stage. This is preferably done when transferring the polymer from one polymerization stage to another.
Катализатор может быть перемещен в зону полимеризации любыми способами, известными в данной области техники. Например, можно суспендировать катализатор в разбавителе и поддерживать его в виде гомогенной суспензии, смешивать катализатор с вязкой смесью смазочного вещества и масла и подавать полученную пасту в зону полимеризации или дать катализатору отстояться и вводить порциями полученный таким образом каталитический шлам в зону полимеризации. Полимеризацию в первой зоне полимеризации предпочтительно проводят в суспензии. Затем полимерные частицы, образовавшиеся при полимеризации, вместе с фрагментированным и диспергированным внутри частиц катализатором суспендируют в жидком углеводороде. Суспензию перемешивают, чтобы обеспечить перенос реагентов из текучей среды в частицы.The catalyst can be transferred to the polymerization zone by any means known in the art. For example, the catalyst can be suspended in a diluent and maintained as a homogeneous slurry, mixed with a viscous mixture of lubricant and oil and fed into the polymerization zone, or the catalyst can be allowed to settle and the resulting catalyst slurry can be added to the polymerization zone in portions. Polymerization in the first polymerization zone is preferably carried out in suspension. The polymer particles formed during polymerization, along with the catalyst fragmented and dispersed within the particles, are then suspended in a liquid hydrocarbon. The suspension is agitated to ensure the transfer of reactants from the fluid to the particles.
Полимеризация обычно происходит в инертном разбавителе, обычно в углеводородном разбавителе, таком как метан, этан, пропан, н-бутан, изобутан, пентаны, гексаны, гептаны, октаны и т.д. или их смеси. Предпочтительно разбавителем является низкокипящий углеводород, имеющий от 1 до 4 атомов углерода, или смесь таких углеводородов, и предпочтительным разбавителем является пропан.Polymerization typically occurs in an inert diluent, typically a hydrocarbon diluent such as methane, ethane, propane, n-butane, isobutane, pentanes, hexanes, heptanes, octanes, etc., or mixtures thereof. Preferably, the diluent is a low-boiling hydrocarbon having from 1 to 4 carbon atoms, or a mixture of such hydrocarbons, and propane is the preferred diluent.
Содержание этилена в текучей фазе суспензии может составлять от 2 до примерно 50 мол.%, предпочтительно от примерно 2 до примерно 20 мол.% и, в частности, от примерно 3 до примерно 12 мол.%.The ethylene content in the fluid phase of the suspension may be from 2 to about 50 mol.%, preferably from about 2 to about 20 mol.% and, in particular, from about 3 to about 12 mol.%.
Температура суспензионной полимеризации обычно составляет от 50 до 115°С, предпочтительно от 60 до 110°С и, в частности, от 70 до 100°С. Давление составляет от 1 до 150 бар (от 0,1 до 15 МПа), предпочтительно от 10 до 100 бар (от 1 до 10 МПа).The suspension polymerization temperature is typically from 50 to 115°C, preferably from 60 to 110°C and in particular from 70 to 100°C. The pressure is from 1 to 150 bar (0.1 to 15 MPa), preferably from 10 to 100 bar (1 to 10 MPa).
Суспензионную полимеризацию можно проводить в любом известном реакторе, используемом для суспензионной полимеризации.Suspension polymerization can be carried out in any known reactor used for suspension polymerization.
Такие реакторы включают реактор непрерывного действия с механическим перемешиванием и петлевой реактор. Особенно предпочтительно проводить полимеризацию в петлевом реакторе. В таких реакторах суспензия циркулирует с высокой скоростью по замкнутой трубе с помощью циркуляционного насоса. Петлевые реакторы обычно известны в данной области техники, и примеры приведены, например, в US-A-4582816, US-A-3405109, US-A-3324093, ЕР-А-479186 и US-A-5391654.Such reactors include continuous stirred tank reactors and loop reactors. It is particularly preferred to conduct polymerization in a loop reactor. In such reactors, the slurry is circulated at high velocity through a closed tube using a circulation pump. Loop reactors are generally known in the art, and examples are given, for example, in US-A-4,582,816, US-A-3,405,109, US-A-3,324,093, EP-A-479,186, and US-A-5,391,654.
Иногда выгодно проводить суспензионную полимеризацию при температуре и давлении смеси текучих сред выше критической. Такая операция описана в US-A-5391654. При такой операции температура обычно составляет от 85 до 110°С, предпочтительно от 90 до 105°С, а давление составляет от 30 до 150 бар (от 3 до 15 МПа), предпочтительно от 50 до 100 бар (от 5 до 10 МПа).It is sometimes advantageous to carry out suspension polymerization at a temperature and pressure of the fluid mixture above the critical temperature and pressure. Such an operation is described in US-A-5,391,654. In such an operation, the temperature is typically from 85 to 110°C, preferably from 90 to 105°C, and the pressure is from 30 to 150 bar (3 to 15 MPa), preferably from 50 to 100 bar (5 to 10 MPa).
Суспензию можно выводить из реактора либо непрерывно, либо периодически. Предпочтительным способом периодического выведения является использование седиментационных колонок, в которых обеспечивают возможность концентрирования суспензии перед выводом партии концентрированной суспензии из реактора. Непрерывное выведение преимущественно сочетают с подходящим методом концентрирования, например, как раскрыто в ЕР-А-1310295 и ЕР-А-1591460.The suspension can be withdrawn from the reactor either continuously or intermittently. The preferred method for intermittent withdrawal is the use of sedimentation columns, which allow the suspension to be concentrated before the batch of concentrated suspension is withdrawn from the reactor. Continuous withdrawal is advantageously combined with a suitable concentration method, such as that disclosed in EP-A-1310295 and EP-A-1591460.
В реактор можно подавать водород для регулирования молекулярной массы полимера, как известно в данной области техники. Кроме того, в реактор можно добавлять, например, 1-бутен и/или 1-гексен для регулирования плотности полимерного продукта. Фактическое количество такого подаваемого водорода и 1-бутена и/или 1-гексена зависит от используемого катализатора и требуемого показателя текучести расплава (или молекулярной массы) и плотности (или содержания сомономера) получаемого полимера.Hydrogen can be fed into the reactor to control the polymer molecular weight, as is known in the art. Additionally, 1-butene and/or 1-hexene, for example, can be added to the reactor to control the density of the polymer product. The actual amount of hydrogen and 1-butene and/or 1-hexene fed depends on the catalyst used and the desired melt flow rate (or molecular weight) and density (or comonomer content) of the resulting polymer.
Полимеризацию во второй зоне полимеризации предпочтительно проводят в газовой фазе, предпочтительно в реакторе с псевдоожиженным слоем, в реакторе с быстрым псевдоожиженным слоем или в реакторе с уплотненным слоем или в любом их сочетании. Полимеризацию во второй зоне полимеризации более предпочтительно проводить в газофазном реакторе с псевдоожиженным слоем, в котором этилен полимеризуют вместе с 1-бутеном и/или 1-гексеном в присутствии катализатора полимеризации и предпочтительно в присутствии реакционной смеси из первой зоны полимеризации в восходящем потоке газа. Реактор обычно содержит псевдоожиженный слой, включающий растущие частицы полимера, содержащие активный катализатор, расположенный над решеткой псевдоожижения. Полимерный слой псевдоожижают с помощью псевдоожижающего газа, содержащего олефиновый мономер, возможный сомономер (сомономеры), возможные регуляторы роста цепи или агенты передачи цепи, такие как водород, и возможный инертный газ. Псевдоожижающий газ вводят во входную камеру в нижней части реактора. Один или более из вышеуказанных компонентов можно непрерывно добавлять в псевдоожижающий газ для компенсации потерь, вызванных, среди прочего, реакцией или отводом продукта. Псевдоожижающий газ проходит через псевдоожиженный слой. Поверхностная скорость псевдоожижающего газа должна быть выше минимальной скорости псевдоожижения частиц, содержащихся в псевдоожиженном слое, поскольку в противном случае псевдоожижения не произойдет. С другой стороны, скорость газа должна быть ниже начальной скорости пневмотранспорта, так как в противном случае весь слой будет увлечен псевдоожижающий газом. Когда псевдоожижающий газ контактирует со слоем, содержащим активный катализатор, реакционноспособные компоненты газа, такие как мономеры и агенты передачи цепи, реагируют в присутствии катализатора с образованием полимерного продукта. В то же время газ нагревается за счет теплоты реакции.The polymerization in the second polymerization zone is preferably carried out in the gas phase, preferably in a fluidized bed reactor, a fast fluidized bed reactor, or a packed bed reactor, or any combination thereof. The polymerization in the second polymerization zone is more preferably carried out in a gas-phase fluidized bed reactor, in which ethylene is polymerized together with 1-butene and/or 1-hexene in the presence of a polymerization catalyst and, preferably, in the presence of the reaction mixture from the first polymerization zone in an ascending gas flow. The reactor typically comprises a fluidized bed comprising growing polymer particles containing an active catalyst located above a fluidization grid. The polymer bed is fluidized using a fluidizing gas containing an olefin monomer, possible comonomer(s), possible chain growth regulators or chain transfer agents such as hydrogen, and a possible inert gas. A fluidizing gas is introduced into the inlet chamber at the bottom of the reactor. One or more of the above components can be continuously added to the fluidizing gas to compensate for losses caused by, among other things, the reaction or product rejection. The fluidizing gas passes through the fluidized bed. The superficial velocity of the fluidizing gas must be higher than the minimum fluidization velocity of the particles contained in the bed, otherwise fluidization will not occur. Conversely, the gas velocity must be lower than the initial pneumatic transport velocity, otherwise the entire bed will be entrained in the fluidizing gas. When the fluidizing gas contacts the bed containing the active catalyst, reactive components of the gas, such as monomers and chain transfer agents, react in the presence of the catalyst to form the polymer product. At the same time, the gas is heated by the heat of reaction.
Непрореагировавший псевдоожижающий газ удаляют из верхней части реактора и охлаждают в теплообменнике для отвода теплоты реакции. Газ охлаждают до температуры, которая ниже температуры слоя, чтобы предотвратить нагрев слоя из-за реакции. Можно охлаждать газ до температуры, при которой его часть конденсируется. Когда капли жидкости попадают в зону реакции, они испаряются. Затем теплота испарения способствует отводу теплоты реакции. Этот вид эксплуатации называется конденсированным режимом, и его варианты раскрыты, среди прочего, в WO-A-2007/025640, USA-4543399, ЕР-А-699213 и WO-A-94/25495. Также возможно добавлять конденсирующие агенты в поток рециркулируемого газа, как описано в ЕР-А-696293. Конденсирующие агенты представляют собой неполимеризующиеся компоненты, такие как н-пентан, изопентан, н-бутан или изобутан, которые по меньшей мере частично конденсируются в холодильнике.Unreacted fluidizing gas is removed from the top of the reactor and cooled in a heat exchanger to remove the heat of reaction. The gas is cooled to a temperature below the bed temperature to prevent the bed from heating up due to the reaction. The gas can also be cooled to a temperature at which some of it condenses. When liquid droplets enter the reaction zone, they evaporate. The heat of evaporation then contributes to the removal of the heat of reaction. This type of operation is called the condensed mode, and variations of it are disclosed, among other things, in WO-A-2007/025640, USA-4543399, EP-A-699213, and WO-A-94/25495. It is also possible to add condensing agents to the recycle gas stream, as described in EP-A-696293. Condensing agents are non-polymerizing components such as n-pentane, isopentane, n-butane or isobutane that are at least partially condensed in the refrigerator.
Затем газ сжимают и возвращают во входную камеру реактора. Перед входом в реактор в поток псевдоожижающего газа вводят свежие реагенты для компенсации потерь, вызванных реакцией и отводом продуктов. Общеизвестно, что состав псевдоожижающего газа анализируют и вводят компоненты газа, чтобы поддерживать состав постоянным. Фактический состав определяется требуемыми свойствами продукта и катализатора, используемого при полимеризации.The gas is then compressed and returned to the reactor inlet chamber. Before entering the reactor, fresh reactants are added to the fluidizing gas stream to compensate for losses caused by the reaction and product removal. As is common knowledge, the composition of the fluidizing gas is analyzed, and gas components are added to maintain a constant composition. The actual composition is determined by the desired properties of the product and the catalyst used in the polymerization.
Катализатор можно вводить в реактор различными способами, либо непрерывно, либо периодически. Если газофазный реактор является частью реакторного каскада, катализатор обычно диспергируется внутри частиц полимера с предыдущей стадии полимеризации. Полимерные частицы могут быть введены в газофазный реактор, как описано в ЕР-А-1415999 и WO-A-00/26258. В частности, если предшествующий реактор представляет собой суспензионный реактор, подача суспензии непосредственно в псевдоожиженный слой газофазного реактора, как описано в ЕР-А-887379, ЕР-А-887380, ЕР-А-887381 и ЕР-А-991684, является преимуществом.The catalyst can be introduced into the reactor in various ways, either continuously or intermittently. If the gas-phase reactor is part of a reactor cascade, the catalyst is typically dispersed within the polymer particles from the preceding polymerization stage. The polymer particles can be introduced into the gas-phase reactor as described in EP-A-1415999 and WO-A-00/26258. In particular, if the preceding reactor is a slurry reactor, feeding the slurry directly into the fluidized bed of the gas-phase reactor, as described in EP-A-887379, EP-A-887380, EP-A-887381 and EP-A-991684, is advantageous.
Полимерный продукт можно отводить из газофазного реактора либо непрерывно, либо периодически. Также можно использовать сочетание этих способов. Непрерывное выведение раскрыто, среди прочего, в WO-A-OO/29452. Периодическое выведение раскрыто, среди прочего, в US-A-4621952, ЕР-А-188125, ЕР-А-250169 и ЕР-А-579426.The polymer product can be withdrawn from the gas-phase reactor either continuously or intermittently. A combination of these methods can also be used. Continuous withdrawal is disclosed, inter alia, in WO-A-00/29452. Intermittent withdrawal is disclosed, inter alia, in US-A-4621952, EP-A-188125, EP-A-250169, and EP-A-579426.
При необходимости в газофазный реактор можно также вводить антистатический агент (агенты), такой как вода, кетоны, альдегиды и спирты. Реактор может также включать механическую мешалку, чтобы дополнительно способствовать перемешиванию в псевдоожиженном слое. Обычно реактор полимеризации с псевдоожиженным слоем работает при температуре в диапазоне от 50 до 100°С, предпочтительно от 65 до 90°С. Подходящее давление составляет от 10 до 40 бар (от 1 до 4 МПа), предпочтительно от 15 до 30 бар (от 1,5 до 3 МПа).If necessary, antistatic agents such as water, ketones, aldehydes, and alcohols can also be added to the gas-phase reactor. The reactor can also include a mechanical stirrer to further facilitate mixing in the fluidized bed. Typically, the fluidized bed polymerization reactor operates at a temperature in the range of 50 to 100°C, preferably 65 to 90°C. Suitable pressures range from 10 to 40 bar (1 to 4 MPa), preferably 15 to 30 bar (1.5 to 3 MPa).
Полимеризации первого этиленового полимерного компонента и второго этиленового полимерного компонента в первой и второй зонах полимеризации может предшествовать стадия предварительной полимеризации. Целью предварительной полимеризации является полимеризация небольшого количества полимера на катализаторе при низкой температуре и/или низкой концентрации мономера. Путем предварительной полимеризации можно улучшить характеристики катализатора в суспензии и/или изменить свойства конечного полимера.The polymerization of the first ethylene polymer component and the second ethylene polymer component in the first and second polymerization zones may be preceded by a prepolymerization step. The purpose of prepolymerization is to polymerize a small amount of polymer on the catalyst at low temperatures and/or low monomer concentrations. Prepolymerization can improve the performance of the catalyst in suspension and/or alter the properties of the final polymer.
Стадию предварительной полимеризации можно проводить в суспензии или в газовой фазе. Предпочтительно предварительную полимеризацию проводят в суспензии, предпочтительно в петлевом реакторе. Тогда предварительную полимеризацию предпочтительно проводят в инертном разбавителе, предпочтительно разбавителем является низкокипящий углеводород, имеющий от 1 до 4 атомов углерода, или смесь таких углеводородов.The prepolymerization step can be carried out in suspension or in the gas phase. Preferably, the prepolymerization is carried out in suspension, preferably in a loop reactor. In this case, the prepolymerization is preferably carried out in an inert diluent, preferably a low-boiling hydrocarbon having from 1 to 4 carbon atoms, or a mixture of such hydrocarbons.
Температура на стадии предварительной полимеризации обычно составляет от 0 до 90°С, предпочтительно от 20 до 80°С и более предпочтительно от 25 до 70°С.The temperature in the pre-polymerization step is usually from 0 to 90°C, preferably from 20 to 80°C, and more preferably from 25 to 70°C.
Давление не является критическим и обычно составляет от 1 до 150 бар (от 0,1 до 15 МПа), предпочтительно от 10 до 100 бар (от 1 до 10 МПа).The pressure is not critical and is usually between 1 and 150 bar (0.1 and 15 MPa), preferably between 10 and 100 bar (1 and 10 MPa).
Все компоненты катализатора предпочтительно вводят на стадии предварительной полимеризации.All catalyst components are preferably introduced at the pre-polymerization stage.
Предпочтительно продукт реакции стадии предварительной полимеризации затем вводят в первую зону полимеризации.Preferably, the reaction product of the pre-polymerization stage is then introduced into the first polymerization zone.
Сополимер (В) этилена, полученный в результате многоступенчатого процесса, можно экструдировать и гранулировать, а затем смешивать с сополимером (А) пропилена в форме гранул. Сополимер (В) этилена, полученный в результате многоступенчатого процесса, также можно смешивать с сополимером (А) пропилена в виде порошка.Ethylene copolymer (B) obtained by a multi-stage process can be extruded and pelletized, and then mixed with propylene copolymer (A) in pellet form. Ethylene copolymer (B) obtained by a multi-stage process can also be mixed with propylene copolymer (A) in powder form.
Экструзию можно проводить общеизвестным в данной области способом, предпочтительно в двухшнековом экструдере. Одним из примеров подходящих двухшнековых экструдеров является двухшнековый экструдер с сонаправленным вращением шнеков. Их производят, в частности, Coperion или Japan Steel Works. Другим примером является двухшнековый экструдер с встречным вращением шнеков. Такие экструдеры производят, в частности, Kobe Steel и Japan Steel Works. Экструдеры обычно включают секцию плавления, в которой расплавляют полимер, и секцию смешивания, в которой гомогенизируют расплав полимера. Плавления и гомогенизации достигают посредством поставки энергии полимеру. Чем больше энергии поставляют полимеру, тем лучшего эффекта гомогенизации достигают. Однако поставка слишком большого количества энергии приводит к разложению полимера и ухудшению механических свойств. Подходящий уровень подводимой удельной энергии (SEI) составляет от примерно 200 до примерно 450 кВтч/т полимера, предпочтительно от 240 до 350 кВтч/т.Extrusion can be carried out using methods well known in the art, preferably in a twin-screw extruder. One example of a suitable twin-screw extruder is a co-rotating twin-screw extruder. These are manufactured by, among others, Coperion and Japan Steel Works. Another example is a counter-rotating twin-screw extruder. Such extruders are manufactured by, among others, Kobe Steel and Japan Steel Works. Extruders typically include a melting section, in which the polymer is melted, and a mixing section, in which the polymer melt is homogenized. Melting and homogenization are achieved by supplying energy to the polymer. The more energy supplied to the polymer, the better the homogenization effect. However, supplying too much energy leads to polymer degradation and deterioration of mechanical properties. A suitable specific energy input (SEI) level is from about 200 to about 450 kWh/t polymer, preferably from 240 to 350 kWh/t.
Типичное среднее время пребывания полимера в экструдере составляет от примерно 30 секунд до примерно 10 минут. Этот показатель в некоторой степени зависит от типа экструдера. Однако для большинства типов экструдеров значения от 1 минуты до 5 минут приводят к хорошему сочетанию гомогенности и механических свойств полимера.The typical average residence time of a polymer in an extruder ranges from approximately 30 seconds to approximately 10 minutes. This value varies somewhat depending on the extruder type. However, for most extruder types, values between 1 minute and 5 minutes provide a good balance of polymer homogeneity and mechanical properties.
Подходящие способы экструзии описаны, среди прочего, в ЕР-А-1600276 и WO-A-98/15591.Suitable extrusion methods are described, inter alia, in EP-A-1 600 276 and WO-A-98/15591.
Перед экструзией с полимерами смешивают желаемые добавки.Before extrusion, desired additives are mixed with the polymers.
ПрименениеApplication
Еще в одном аспекте настоящее изобретение относится к применению полипропиленовой композиции, имеющей показатель текучести расплава ПТР2 от 0,1 до 1,0 г/10 мин, определенный согласно ISO 1133 при нагрузке 2,16 кг и температуре 230°С, и включающийIn another aspect, the present invention relates to the use of a polypropylene composition having a melt flow index MFI 2 of 0.1 to 1.0 g/10 min, determined according to ISO 1133 under a load of 2.16 kg and a temperature of 230°C, and comprising
(A) от 70 до 95 масс. %, исходя из общей массы полипропиленовой композиции, сополимера пропилена с сомономерными звеньями, полученными из 1-бутена или 1-гексена, имеющего(A) from 70 to 95 wt. %, based on the total weight of the polypropylene composition, of a copolymer of propylene with comonomer units derived from 1-butene or 1-hexene, having
- общее содержание сомономера от 0,5 до 5,0 масс. %;- total comonomer content from 0.5 to 5.0 mass %;
- показатель текучести расплава ПТР2 от 0,10 до 2,0 г/10 мин, определенный согласно ISO 1133 при нагрузке 2,16 кг и температуре 230°С, и- melt flow index MFI 2 from 0.10 to 2.0 g/10 min, determined according to ISO 1133 under a load of 2.16 kg and a temperature of 230°C, and
- отношение среднемассовой молекулярной массы к среднечисленной молекулярной массе Mw/Mn от 2,5 до 6,0, определенное гель-проникающей хроматографией (ГПХ) в соответствии с ISO 16014-4:2003 и ASTM D 6474-99, и- the ratio of the average molecular weight to the average number molecular weight Mw/Mn from 2.5 to 6.0, determined by gel permeation chromatography (GPC) in accordance with ISO 16014-4:2003 and ASTM D 6474-99, and
(B) от 5 до 30 масс. %, исходя из общей массы полипропиленовой композиции, сополимера этилена с сомономерными звеньями, полученными из 1-бутена и/или 1-гексена, имеющего(B) from 5 to 30 wt. %, based on the total weight of the polypropylene composition, of a copolymer of ethylene with comonomer units obtained from 1-butene and/or 1-hexene, having
- общее содержание сомономера от 1,0 до 25,0 масс. %;- total comonomer content from 1.0 to 25.0 mass %;
- плотность от 910,0 до 940,0 кг/м3, определенную согласно ISO 1183, и- density from 910.0 to 940.0 kg/ m3 , determined according to ISO 1183, and
- показатель текучести расплава ПТР2 от 0,05 до 3,0 г/10 мин, определенный согласно ISO 1133 при нагрузке 2,16 кг и температуре 190°С,- melt flow index MFI 2 from 0.05 to 3.0 g/10 min, determined according to ISO 1133 at a load of 2.16 kg and a temperature of 190°C,
для получения трубы.to obtain a pipe.
Все аспекты полипропиленовой композиции и трубы, описанные выше или ниже, также являются актуальными в случае применения по изобретению.All aspects of the polypropylene composition and pipe described above or below are also relevant in the case of application according to the invention.
Далее настоящая композиция дополнительно проиллюстрирована посредством примеров.The present composition is further illustrated by means of examples.
ПримерыExamples
1. Методы определения1. Methods of determination
Приведенные ниже определения терминов и методы определения применимы к приведенному выше общему описанию изобретения, а также к приведенным ниже примерам, если не указано иное.The following definitions of terms and definition methods apply to the above general description of the invention, as well as to the examples given below, unless otherwise indicated.
Количественное определение микроструктуры сополимеров посредством ЯМР-спектроскопииQuantitative determination of the microstructure of copolymers by NMR spectroscopy
Определение сомономераDetermination of comonomer
Содержание 1-гексена в сополимерах пропилена и 1-гексенаContent of 1-hexene in copolymers of propylene and 1-hexene
Количественные 13С{1Н} ЯМР спектры регистрировали в расплавленном состоянии с помощью ЯМР-спектрометра BrukerAvance III 500, работающего на частотах 500,13 и 125,76 МГц для 1Н и 13С, соответственно. Все спектры регистрировали с помощью оптимизированного для 13С 7-миллиметрового зонда с магическим углом вращения (MAS) при 180°C с использованием газообразного азота для всех пневматических систем. Примерно 200 мг материала помещали в ротор MAS из диоксида циркония с наружным диаметром 7 мм и вращали с частотой 4 кГц. Эта установка была выбрана в первую очередь из-за высокой чувствительности, необходимой для быстрой идентификации и точного количественного определения. (Klimke, K., Parkinson, М., Piel, С, Kaminsky, W., Spiess, H.W., Wilhelm, М., Macromol. Chem. Phys. 2006;207:382., Parkinson, M., Klimke, K., Spiess, H.W., Wilhelm, M., Macromol. Chem. Phys. 2007;208:2128., Castignolles, P., Graf, R., Parkinson, M., Wilhelm, M., Gaborieau, M., Polymer 50 (2009) 2373). Стандартное одноимпульсное возбуждение использовали с применением ядерного эффекта Оверхаузера (ЯЭО) с короткими задержками рециркуляции в 3 с (Klimke, K., Parkinson, М., Piel, С, Kaminsky, W., Spiess, H.W., Wilhelm, М., Macromol. Chem. Phys. 2006;207:382., Pollard, M., Klimke, K., Graf, R., Spiess, H.W., Wilhelm, M., Sperber, O., Piel, C, Kaminsky, W., Macromolecules 2004;37:813) и схемой развязки RS-HEPT (Filip, X., Tripon, C, Filip, C, J. Mag. Resn. 2005, 176, 239, Griffin, J.M., Tripon, C, Samoson, A., Filip, C, and Brown, S.P., Mag. Res. in Chem. 2007 45, S1, S198). Всего было зарегистрировано 16384 (16k) переходов в каждом спектре.Quantitative 13C { 1H } NMR spectra were recorded in the molten state using a Bruker Avance III 500 NMR spectrometer operating at 500.13 and 125.76 MHz for 1H and 13C , respectively. All spectra were recorded using a 13C -optimized 7 mm magic angle spinning (MAS) probe at 180°C using nitrogen gas for all pneumatic systems. Approximately 200 mg of material was placed in a 7 mm OD zirconia MAS rotor and spun at 4 kHz. This setup was chosen primarily due to the high sensitivity required for rapid identification and accurate quantification. (Klimke, K., Parkinson, M., Piel, S., Kaminsky, W., Spiess, HW, Wilhelm, M., Macromol. Chem. Phys. 2006;207:382., Parkinson, M., Klimke, K., Spiess, HW, Wilhelm, M., Macromol. Chem. Phys. 2007;208:2128., Castignolles, P., Graf, R., Parkinson, M., Wilhelm, M., Gaborieau, M., Polymer 50 (2009) 2373). Standard single-pulse excitation was used using the nuclear Overhauser effect (NOE) with short recirculation delays of 3 s (Klimke, K., Parkinson, M., Piel, C, Kaminsky, W., Spiess, HW, Wilhelm, M., Macromol. Chem. Phys. 2006;207:382, Pollard, M., Klimke, K., Graf, R., Spiess, HW, Wilhelm, M., Sperber, O., Piel, C, Kaminsky, W., Macromolecules 2004;37:813) and the RS-HEPT decoupling scheme (Filip, X., Tripon, C, Filip, C, J. Mag. Resn. 2005, 176, 239, Griffin, J.M., Tripon, C, Samoson, A., Filip, C, and Brown, SP, Mag. Res. in Chem. 2007 45, S1, S198). A total of 16384 (16k) transitions were recorded in each spectrum.
Количественные 13С{1Н} ЯМР спектры были обработаны, интегрированы, и из интегралов определены соответствующие количественные свойства. Все химические сдвиги внутренне отнесены к метильной изотактической пентаде (mmmm) при 21,85 частях на миллион.Quantitative 13C { 1H } NMR spectra were processed, integrated, and the corresponding quantitative properties were determined from the integrals. All chemical shifts were internally referenced to the methyl isotactic pentad (mmmm) at 21.85 ppm.
Наблюдали характеристические сигналы, соответствующие внедрению 1-гексена, и количественно определяли содержание сомономера следующим образом.The characteristic signals corresponding to the incorporation of 1-hexene were observed and the comonomer content was quantified as follows.
Количество 1-гексена, внедренного в изолированные последовательности РНР, количественно определяли с использованием интеграла участков αВ4 при 44,2 частях на миллион с учетом количества информативных участков на сомономер:The amount of 1-hexene incorporated into isolated RNR sequences was quantified using the αB4 site integral at 44.2 ppm, taking into account the number of informative sites per comonomer:
Н=IαB4/2H=I αB4 /2
Количество 1-гексена, внедренного дважды подряд в последовательности РННР, количественно определяли с использованием интеграла участка ααВ4 при 41,7 частях на миллион с учетом количества информативных участков на сомономер:The amount of 1-hexene incorporated twice in a row in the PHHP sequence was quantified using the integral of the ααB4 site at 41.7 ppm, taking into account the number of informative sites per comonomer:
НН=2 * IααB4 НН=2 * I ααB4
Когда наблюдали двойное последовательное внедрение, количество 1-гексена, внедренного в изолированные последовательности РНР, необходимо было компенсировать в связи с перекрытием сигналов αВ4 и αВ4В4 при 44,4 частях на миллион:When double sequential incorporation was observed, the amount of 1-hexene incorporated into isolated RNR sequences had to be compensated for due to the overlap of the αB4 and αB4B4 signals at 44.4 ppm:
Н=(IαВ4-2*IααВ4)/2H=(I αВ4 -2*I ααВ4 )/2
Общее содержание 1-гексена рассчитывали по сумме изолированного и последовательно внедренного 1-гексена:The total content of 1-hexene was calculated from the sum of isolated and sequentially introduced 1-hexene:
Нобщ=Н+ННH total = H + HH
Когда не наблюдали участков, указывающих на последовательное внедрение, общее содержание сомономера 1-гексена рассчитывали исключительно на основе этого количества:When no areas indicating sequential incorporation were observed, the total 1-hexene comonomer content was calculated solely based on this amount:
Нобщ=НH total = H
Наблюдали характеристические сигналы, указывающие на 2,1-эритро региодефекты (Resconi, L., Cavallo, L., Fait, A., Piemontesi, F., Chem. Rev. 2000, 100, 1253).Characteristic signals indicative of 2,1-erythro regiodefects were observed (Resconi, L., Cavallo, L., Fait, A., Piemontesi, F., Chem. Rev. 2000, 100, 1253).
На наличие 2,1-эритро региодефектов указывало наличие метальных участков Рαβ (21е8) и Рαγ (21е6) при 17,7 и 17,2 частях на миллион, что подтверждалось другими характеристическими сигналами.The presence of 2,1-erythro regiodefects was indicated by the presence of methyl sites Pαβ (21e8) and Pαγ (21e6) at 17.7 and 17.2 parts per million, which was confirmed by other characteristic signals.
Общее количество вторичного (2,1-эритро) внедренного пропена определяли количественно на основе метиленового участка αα21е9 при 42,4 частях на миллион:The total amount of secondary (2,1-erythro)propene insertion was quantified based on the methylene site of αα21e9 at 42.4 ppm:
Р21=Iαα21e9 P21=I αα21e9
Общее количество первичного (1,2) внедренного пропена было количественно определено на основе основных метиленовых участков Sαα при 46,7 частях на миллион и компенсации относительного количества 2,1-эритро, αВ4 и ααВ4В4 метиленовых единиц пропена, которые не учитывали (примечание: количество Н и НН мономеров гексена подсчитывают на последовательность, а не количество последовательностей):The total amount of primary (1,2) incorporated propene was quantified based on the Sαα major methylene sites at 46.7 ppm and compensation for the relative amount of 2,1-erythro, αB4, and ααB4B4 methylene propene units that were not accounted for (note: the number of H and HH hexene monomers is counted per sequence, not the number of sequences):
P12=Isαα+2*P21+Н+НН/2P12=I sαα +2*P21+Н+НН/2
Общее количество пропена количественно определяли как сумму первичного (1,2) и вторичного (2,1-эритро) внедренного пропена:The total amount of propene was quantified as the sum of primary (1,2) and secondary (2,1-erythro) incorporated propene:
Робщ=P12+Р21=ISαα+3*Iαα21e9+(IαB4-2*IααB4)/2+IααB4 P total =P 12 +P 21 =I Sαα +3*I αα21e9 +(I αB4 -2*I ααB4 )/2+I ααB4
Это выражение упрощается до:This expression simplifies to:
Робщ=ISαα+3*Iαα21e9+0,5*IαB4 P total =I Sαα +3*I αα21e9 +0.5*I αB4
Затем общую мольную долю 1-гексена в полимере рассчитывали как:The total mole fraction of 1-hexene in the polymer was then calculated as:
fН=Нобщ/(Нобщ+Робщ)f H = H total / (H total + P total )
Полное интегральное уравнение для мольной доли 1-гексена в полимере:The complete integral equation for the mole fraction of 1-hexene in the polymer:
fН=(((IαB4-2*IααB4)/2)+(2*IααB4))/((ISαα+3*Iαα21e9+0,5*IαB4)+((IαB4-2*IααB4)/2)+(2*IααB4))f Н =(((I αB4 -2*I ααB4 )/2)+(2*I ααB4 ))/((I Sαα +3*I αα21e9 +0.5*I αB4 )+((I αB4 -2*I ααB4 )/2)+(2*I ααB4 ))
Это выражение упрощается до:This expression simplifies to:
fН=(IαB4/2+IααB4)/(ISαα+3*Iαα21e9+IαВ4+IααВ4)f Н =(I αB4 /2+I ααB4 )/(I Sαα +3*I αα21e9 +I αВ4 +I ααВ4 )
Общее количество внедренного сомономера 1-гексена в мольных процентах рассчитывали по мольной доле обычным способом:The total amount of incorporated 1-hexene comonomer in mole percent was calculated from the mole fraction in the usual way:
Н [мол.%]=100*fН H [mol.%]=100*f H
Общее количество внедренного сомономера 1-гексена в массовых процентах рассчитывали по мольной доле стандартным способом:The total amount of incorporated 1-hexene comonomer in mass percent was calculated from the mole fraction in the standard manner:
Н [масс. %]=100*(fН* 84,16)/((fН*84,16)+((1-fН)*42,08))N [mass. %]=100*(f N * 84.16)/((f N *84.16)+((1-f N )*42.08))
Содержание сомономеров 1-бутена и 1-гексена в линейном полиэтилене низкой плотности (ЛПЭНП)Content of comonomers 1-butene and 1-hexene in linear low density polyethylene (LLDPE)
Количественные 13С{1Н} ЯМР спектры регистрировали в расплавленном состоянии с помощью ЯМР-спектрометра BrukerAvance III 500, работающего на частотах 500,13 и 125,76 МГц для 1Н и 13С, соответственно. Все спектры регистрировали с помощью оптимизированного для 13С 7-миллиметрового зонда с магическим углом вращения (MAS) при 150°C с использованием газообразного азота для всех пневматических систем.Quantitative 13C { 1H } NMR spectra were recorded in the molten state using a Bruker Avance III 500 NMR spectrometer operating at 500.13 and 125.76 MHz for 1H and 13C , respectively. All spectra were recorded using a 7 mm magic angle spinning (MAS) probe optimized for 13C at 150°C using nitrogen gas for all pneumatic systems.
Примерно 200 мг материала помещали в ротор MAS из диоксида циркония с наружным диаметром 7 мм и вращали с частотой 4 кГц. Эта установка была выбрана в первую очередь из-за высокой чувствительности, необходимой для быстрой идентификации и точного количественного определения. (Klimke, K., Parkinson, М., Piel, С, Kaminsky, W., Spiess, H.W., Wilhelm, М., Macromol. Chem. Phys. 2006;207:382., Parkinson, M., Klimke, K., Spiess, H.W., Wilhelm, M., Macromol. Chem. Phys. 2007;208:2128., Castignolles, P., Graf, R., Parkinson, M., Wilhelm, M., Gaborieau, M., Polymer 50 (2009) 2373). Стандартное одноимпульсное возбуждение использовали с применением ЯЭО с короткими задержками рециркуляции в 3 с (Pollard, М., Klimke, K., Graf, R., Spiess, H.W., Wilhelm, М., Sperber, О., Piel, С, Kaminsky, W., Macromolecules 2004;37:813., Klimke, K., Parkinson, M., Piel, C, Kaminsky, W., Spiess, H.W., Wilhelm, M., Macromol. Chem. Phys. 2006;207:382.) и схемой развязки RS-HEPT (Filip, X., Tripon, C, Filip, C, J. Mag. Resn. 2005, 176, 239, Griffin, J.M., Tripon, C, Samoson, A., Filip, C, and Brown, S.P., Mag. Res. in Chem. 2007 45, S1, S198). Всего было зарегистрировано 1024 (1k) переходов в каждом спектре. Эта установка была выбрана из-за ее высокой чувствительности к низкому содержанию сомономеров.Approximately 200 mg of material was placed in a 7 mm OD zirconia MAS rotor and spun at 4 kHz. This setup was chosen primarily because of the high sensitivity required for rapid identification and accurate quantification. (Klimke, K., Parkinson, M., Piel, C., Kaminsky, W., Spiess, H.W., Wilhelm, M., Macromol. Chem. Phys. 2006;207:382., Parkinson, M., Klimke, K., Spiess, H.W., Wilhelm, M., Macromol. Chem. Phys. 2007;208:2128., Castignolles, P., Graf, R., Parkinson, M., Wilhelm, M., Gaborieau, M., Polymer 50 (2009) 2373). Standard single-pulse excitation was used using a NEO with short recirculation delays of 3 s (Pollard, M., Klimke, K., Graf, R., Spiess, H.W., Wilhelm, M., Sperber, O., Piel, C, Kaminsky, W., Macromolecules 2004;37:813., Klimke, K., Parkinson, M., Piel, C, Kaminsky, W., Spiess, H.W., Wilhelm, M., Macromol. Chem. Phys. 2006;207:382.) and an RS-HEPT decoupling scheme (Filip, X., Tripon, C, Filip, C, J. Mag. Resn. 2005, 176, 239, Griffin, J.M., Tripon, C, Samoson, A., Filip, C, and Brown, S.P., Mag. Res. in Chem. 2007 45, S1, S198). A total of 1024 (1k) transitions were recorded in each spectrum. This setup was chosen because of its high sensitivity to low comonomer content.
Количественные 13С{1Н} ЯМР спектры были обработаны, интегрированы, и с использованием специализированных программ автоматизации спектрального анализа определены соответствующие количественные свойства. Все химические сдвиги внутренне отнесены к объемному метиленовому сигналу (δ+) при 30,00 частях на миллион (J. Randall, Macromol. Sci., Rev. Macromol. Chem. Phys. 1989, C29, 201). Количество этилена определяли с использованием интеграла участков метилена (δ+) при 30,00 частях на миллион с учетом количества информативных участков на мономер:Quantitative 13C { 1H } NMR spectra were processed, integrated, and the corresponding quantitative properties were determined using specialized spectral analysis automation programs. All chemical shifts were internally referenced to the bulk methylene signal (δ+) at 30.00 ppm (J. Randall, Macromol. Sci., Rev. Macromol. Chem. Phys. 1989, C29, 201). The amount of ethylene was determined using the integral of the methylene (δ+) sites at 30.00 ppm, taking into account the number of informative sites per monomer:
Е=Iδ+/2E=I δ+ /2
присутствие изолированных сомономерных звеньев корректировали, исходя из количества присутствующих изолированных сомономерных звеньев:the presence of isolated comonomer units was corrected based on the number of isolated comonomer units present:
Еобщ=Е+(3*В+2*Н)/2,E total =E+(3*B+2*H)/2,
где В и Н определяли для их соответствующих сомономеров. Коррекцию последовательного и не последовательного внедрения сомономера, если они присутствовали, выполняли аналогичным образом.where B and H were determined for their respective comonomers. Correction for sequential and non-sequential comonomer incorporation, if present, was performed in a similar manner.
Наблюдали характеристические сигналы, соответствующие внедрению 1-бутена (J. Randall, Macromol. Sci., Rev. Macromol. Chem. Phys. 1989, C29, 201.), и количественно определяли содержание в отношении всех других мономеров, присутствующих в полимере.Characteristic signals corresponding to the incorporation of 1-butene (J. Randall, Macromol. Sci., Rev. Macromol. Chem. Phys. 1989, C29, 201) were observed and quantified relative to all other monomers present in the polymer.
Количество изолированного 1-бутена, внедренного в последовательности ЕЕВЕЕ, количественно определяли с использованием интеграла участков *В2 при 38,3 частях на миллион с учетом количества информативных участков на сомономер:The amount of isolated 1-butene incorporated into the EEBEE sequences was quantified using the *B2 site integral at 38.3 ppm, taking into account the number of informative sites per comonomer:
В=I*В2 B=I *B2
Количество 1-бутена, внедренного последовательно в последовательности ЕЕВВЕЕ, количественно определяли с использованием интеграла участка ααВ2 В2 при 39,4 частях на миллион с учетом количества информативных участков на сомономер:The amount of 1-butene incorporated sequentially in the EEBBEE sequence was quantified using the ααB2 B2 site integral at 39.4 ppm, taking into account the number of informative sites per comonomer:
ВВ=2*IααВ2В2 ВВ=2*I ααВ2В2
Количество 1-бутена, не последовательно внедренного в последовательности ЕЕВЕВЕЕ количественно определяли с использованием интеграла участка ββB2B2 при 24,7 частях на миллион с учетом количества информативных участков на сомономер:The amount of 1-butene non-sequentially incorporated into the EEBEE sequences was quantified using the ββB2B2 site integral at 24.7 ppm, taking into account the number of informative sites per comonomer:
ВЕВ=2*IββB2B2 BEV=2*I ββB2B2
В связи с перекрытием участков *В2 и *βB2B2 изолированного (ЕЕВЕЕ) и не последовательно внедренного (ЕЕВЕВЕЕ) 1-бутена соответственно, общее количество изолированного внедрения 1-бутена корректируют, исходя из количества присутствующего не последовательно внедренного 1-бутена:Due to the overlap of the *B2 and *βB2B2 regions of isolated (EEBEE) and non-sequentially introduced (EEBEE) 1-butene, respectively, the total amount of isolated introduction of 1-butene is adjusted based on the amount of non-sequentially introduced 1-butene present:
В=I*В2-2*IββB2B2 B=I *B2 -2*I ββB2B2
Общее содержание 1-бутена рассчитывали, исходя из суммы изолированного, последовательно и не последовательно внедренного 1-бутена:The total content of 1-butene was calculated based on the sum of isolated, sequentially and non-sequentially introduced 1-butene:
Вобщ=В+ВВ+ВЕВIn total = B+BB+VEV
Общую мольную долю 1-бутена в полимере затем рассчитывали следующим образом:The total mole fraction of 1-butene in the polymer was then calculated as follows:
fB=(Вобщ)/(Еобщ+Вобщ+Нобщ)f B =(V total )/(E total +V total +N total )
Наблюдали характеристические сигналы, соответствующие внедрению 1-гексена (J. Randall, Macromol. Sci., Rev. Macromol. Chem. Phys. 1989, C29, 201), и рассчитывали все содержания по отношении ко всем другим мономерам, присутствующим в полимере.Characteristic signals corresponding to the incorporation of 1-hexene were observed (J. Randall, Macromol. Sci., Rev. Macromol. Chem. Phys. 1989, C29, 201), and all contents were calculated relative to all other monomers present in the polymer.
Количество изолированного 1-гексена, внедренного в изолированные последовательности ЕЕНЕЕ, количественно определяли с использованием интеграла участков *В4 при 39,9 частях на миллион с учетом количества информативных участков на сомономер:The amount of isolated 1-hexene incorporated into isolated EEE sequences was quantified using the *B4 site integral at 39.9 ppm, taking into account the number of informative sites per comonomer:
Н=I*В4 H=I *B4
Количество 1-гексена, внедренного последовательно в последовательности ЕЕННЕЕ, количественно определяли с использованием интеграла участка ααВ4В4 при 40,5 частях на миллион с учетом количества информативных участков на сомономер:The amount of 1-hexene incorporated sequentially in the EENHEE sequence was quantified using the ααB4B4 site integral at 40.5 ppm, taking into account the number of informative sites per comonomer:
НН=2*IααВ4В4 НН=2*I ααВ4В4
Количество не последовательно внедренного 1-гексена в последовательности ЕЕНЕНЕЕ количественно определяли с использованием интеграла участка ββB4B4 при 24,7 частях на миллион с учетом количества информативных участков на сомономер:The amount of non-sequentially incorporated 1-hexene in the EENENEE sequence was quantified using the ββB4B4 site integral at 24.7 ppm, taking into account the number of informative sites per comonomer:
НЕН=2*IββB4B4 HEN=2*I ββB4B4
В связи с перекрытием участков ββВ2В2 не последовательно внедренного (ЕЕВЕВЕЕ) 1-бутена и участков ββВ4В4 не последовательно внедренного (ЕЕНЕНЕЕ) 1-гексена общее количество не последовательно внедренного (ЕЕВЕВЕЕ) 1-бутена полагали пропорциональным количеству изолированного включения 1-бутена (В) и общее количество не последовательно внедренного (ЕЕНЕНЕЕ) 1-гексена полагали пропорциональным количеству изолированного 1-гексена (Н).Due to the overlap of the ββB2B2 sections of non-sequentially introduced (EEBEEEE) 1-butene and the ββB4B4 sections of non-sequentially introduced (EENEEE) 1-hexene, the total amount of non-sequentially introduced (EEBEEEE) 1-butene was assumed to be proportional to the amount of isolated inclusion of 1-butene (B) and the total amount of non-sequentially introduced (EENEEE) 1-hexene was assumed to be proportional to the amount of isolated 1-hexene (H).
Затем общую мольную долю 1-гексена в полимере рассчитывали как:The total mole fraction of 1-hexene in the polymer was then calculated as:
fН=(Нобщ)/(Еобщ+Вобщ+Нобщ)f N =(N total )/(E total +B total +N total )
Мольное процентное содержание внедренных сомономеров рассчитывали, исходя из мольных долей:The molar percentage of incorporated comonomers was calculated based on the molar fractions:
В [мол.%]=100*fB B [mol.%]=100*f B
Н [мол.%]=100*fН H [mol.%]=100*f H
Массовое процентное содержание внедренных сомономеров рассчитывали, исходя из мольных долей:The mass percentage of incorporated comonomers was calculated based on mole fractions:
В [масс. %]=100*(fB* 56,11)/((fB* 56,11)+(fН*84,16)+((1-(fB+fН))*28,05))B [mass %] = 100*(f B * 56.11)/((f B * 56.11)+(f H *84.16)+((1-(f B +f H ))*28.05))
H [масс. %]=100*(fН*84,16)/((fB*56,11)+(fН*84,16)+((1-(fB+fН))*28,05))H [wt. %]=100*(f H *84.16)/((f B *56.11)+(f H *84.16)+((1-(f B +f H ))*28.05))
Показатель текучести расплава (ПТР)Melt flow index (MFI)
Показатель текучести расплава (ПТР) или индекс расплава (ИР) измеряют в соответствии с ISO 1133. Если могут быть использованы различные нагрузки, нагрузку обычно указывают в виде нижнего индекса, например, ПТР2, который указывает нагрузку 2,16 кг. Температуру выбирают согласно ISO 1133 для конкретного полимера, например, 230°С для полипропилена и 190°С для полиэтилена. Так, для полипропилена ПТР2 измеряют при температуре 230°С и нагрузке 2,16 кг, а для полиэтилена ПТР2 измеряют при температуре 190°С и нагрузке 2,16 кг.The melt flow rate (MFR) or melt index (MI) is measured according to ISO 1133. If different loads can be used, the load is usually indicated as a subscript, for example, MFR 2 , which indicates a load of 2.16 kg. The temperature is selected according to ISO 1133 for a specific polymer, for example, 230°C for polypropylene and 190°C for polyethylene. Thus, for polypropylene, MFR 2 is measured at a temperature of 230°C and a load of 2.16 kg, and for polyethylene, MFR 2 is measured at a temperature of 190°C and a load of 2.16 kg.
ПлотностьDensity
Плотность измеряют согласно ISO 1183-187. Подготовку образцов осуществляют методом прессования в соответствии с ISO 1872-2:2007.Density is measured according to ISO 1183-187. Samples are prepared by pressing in accordance with ISO 1872-2:2007.
Аналитическое элюционное фракционирование с повышением температуры (TREF), полученное с помощью кросс-фракционной хроматографии (CFC) Распределение химического состава, а также определение распределения молекулярной массы и соответствующих средних молекулярных масс (Mn, Mw и Mv) при определенной температуре элюирования (кристалличность полимера в растворе) определяли с помощью полностью автоматизированной кросс-фракционной хроматографии (CFC), как описано в Ortin A., Monrabal В., Sancho-Tello J., Macromol. Symp., 2007, 257, 13-28.Analytical Temperature Elevated Elution Fractionation (TREF) obtained by Cross-Fraction Chromatography (CFC) The chemical composition distribution as well as the determination of the molecular weight distribution and the corresponding average molecular weights (Mn, Mw and Mv) at a specific elution temperature (polymer crystallinity in solution) were determined by fully automated Cross-Fraction Chromatography (CFC) as described in Ortin A., Monrabal B., Sancho-Tello J., Macromol. Symp., 2007, 257, 13-28.
Для проведения кросс-фракционной хроматографии (TREFxSEC) использовали прибор CFC (PolymerChar, Валенсия, Испания). Для контроля концентрации использовали четырехполосный инфракрасный детектор IR5 (PolymerChar, Валенсия, Испания). Примерно 40 мг образца полимера растворяли в 25 мл трихлорбензола (ТХБ) в сосуде из нержавеющей стали в течение 150 минут при 150°С. После полного растворения образца аликвоту объемом 0,5 мл загружали в колонку TREF и некоторое время стабилизировали при 110°С. Полимер кристаллизовали до температуры 30°С и осаждали, применяя постоянную скорость охлаждения 0,1°С/мин. Способ периодического элюирования осуществляют с использованием следующих температурных стадий: (30, 40, 50, 60, 70, 75, 80, 84, 88, 92, 95, 98, 100, 102, 104, 106, 108, 110, 115, 120, 130 и 140).A CFC instrument (PolymerChar, Valencia, Spain) was used to perform cross-fraction chromatography (TREFxSEC). A four-band infrared detector IR5 (PolymerChar, Valencia, Spain) was used to monitor the concentration. Approximately 40 mg of the polymer sample was dissolved in 25 mL of trichlorobenzene (TCB) in a stainless steel vessel for 150 minutes at 150°C. After complete sample dissolution, a 0.5 mL aliquot was loaded onto the TREF column and stabilized for some time at 110°C. The polymer crystallized at 30°C and precipitated using a constant cooling rate of 0.1°C/min. The batch elution method is carried out using the following temperature stages: (30, 40, 50, 60, 70, 75, 80, 84, 88, 92, 95, 98, 100, 102, 104, 106, 108, 110, 115, 120, 130 and 140).
При втором измерении, при анализе ГПХ, в качестве стационарной фазы использовали 3 колонки PL Olexis и 1 колонку Olexis Guard от Agilent (Черч-Стреттон, Великобритания). В качестве элюента использовали 1,2,4-трихлорбензол (ТХБ, стабилизированный 250 мг/л 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола) при 150°С и постоянном расходе 1 мл/мин. Набор колонок был откалиброван с использованием универсальной калибровки (в соответствии с ISO 16014-2:2003) по меньшей мере с 15 стандартами полистирола (ПС) с узким молекулярно-массовым распределением (ММР) в диапазоне от 0,5 кг/моль до 11500 кг/моль. Для преобразования молекулярных масс ПС в эквиваленты молекулярных масс ПП использовали следующие константы Марка Хаувинка.In the second dimension, GPC/SEC analysis, three PL Olexis columns and one Olexis Guard column from Agilent (Church Stretton, UK) were used as the stationary phase. The eluent was 1,2,4-trichlorobenzene (TCB, stabilized with 250 mg/L 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol) at 150°C and a constant flow rate of 1 mL/min. The column set was calibrated using a universal calibration (according to ISO 16014-2:2003) with at least 15 narrow molecular weight distribution (MWD) polystyrene (PS) standards ranging from 0.5 kg/mol to 11,500 kg/mol. The following Mark Houwink constants were used to convert PS molecular weights to PP molecular weight equivalents.
KПС=19×10-3 мл/г, αПС=0,655K PS =19×10 -3 ml/g, α PS =0.655
KПП=19×10-3 мл/г, αПП=0,725K PP =19×10 -3 ml/g, α PP =0.725
Для аппроксимации калибровочных данных использовали аппроксимацию полиномом третьего порядка. Обработку данных проводили с использованием программного обеспечения PolymerChar с прибором CFC.A third-order polynomial fit was used to approximate the calibration data. Data processing was performed using PolymerChar software with a CFC instrument.
Определение фракции полимера, элюируемой при температуре от 31 до 80°С и logM от 4,5 до 6,0Determination of the polymer fraction eluted at temperatures from 31 to 80°C and logM from 4.5 to 6.0
Полимерную фракцию, элюируемую при температуре от 31 до 80°С и молекулярной массе logM от 4,5 до 6, рассчитывают следующим образом, исходя из данных CFC:The polymer fraction eluted at a temperature of 31 to 80°C and a molecular weight logM of 4.5 to 6 is calculated as follows, based on the CFC data:
Полимерную фракцию, элюируемую при 30°С в способе периодического элюирования (см. выше), рассматривают как продувочную фракцию и не включают в приведенный выше расчет, который начинается с температуры 31°С.The polymer fraction eluted at 30°C in the batch elution method (see above) is considered as a purge fraction and is not included in the above calculation, which starts at 31°C.
ГПХ: Средние молекулярные массы, распределение молекулярной массы и индекс полидисперсности (Mn, Mw, Mw/Mn)GPC: Average molecular weights, molecular weight distribution and polydispersity index (Mn, Mw, Mw/Mn)
Средние молекулярные массы (Mw, Mn), молекулярно-массовое распределение (ММР) и его широта, описываемая индексом полидисперсности, ИПД=Mw/Mn (где Mn представляет собой среднечисленную молекулярную массу, a Mw представляет собой среднемассовую молекулярную массу), определяли посредством гель-проникающей хроматографии (ГПХ) согласно ISO 16014-4:2003 и ASTM D 6474-99.Average molecular weights (Mw, Mn), molecular weight distribution (MWD) and its width described by the polydispersity index, PDI=Mw/Mn (where Mn is the number average molecular weight and Mw is the weight average molecular weight), were determined by gel permeation chromatography (GPC) according to ISO 16014-4:2003 and ASTM D 6474-99.
Использовали прибор PolymerChar GPC, снабженный инфракрасным (ИК) детектором, с 3 колонками Olexis и 1 колонкой Olexis Guard от Polymer Laboratories и 1,2,4-трихлорбензол (ТХБ, стабилизированный 250 мг/л 2,6-ди-трет-бутилом-4-метилфенола) в качестве растворителя при 160°С и постоянном расходе 1 мл/мин. Для каждого анализа вводили 200 мкл раствора образца. Набор колонок был откалиброван с использованием универсальной калибровки (согласно ISO 16014-2:2003) по меньшей мере с 15 стандартами полистирола (ПС) с узким ММР в диапазоне от 0,5 кг/моль до 11500 кг/моль. Константы Марка Хаувинка для используемых ПС, ПЭ и ПП соответствуют описанным в ASTM D 6474-99. Все образцы были приготовлены путем растворения 5,0-9,0 мг полимера в 8 мл (при 160°С) стабилизированного ТХБ (такого же, как подвижная фаза) в течение 2,5 часов для ПП или 3 часов для ПЭ при максимальной температуре 160°С при непрерывном осторожном встряхивании в автоматическом пробозаборнике прибора ГПХ.A PolymerChar GPC instrument equipped with an infrared (IR) detector, three Olexis columns and one Olexis Guard column from Polymer Laboratories, and 1,2,4-trichlorobenzene (TCB, stabilized with 250 mg/L 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol) as a solvent were used at 160°C and a constant flow rate of 1 mL/min. For each analysis, 200 μL of sample solution were injected. The column set was calibrated using a universal calibration (according to ISO 16014-2:2003) with at least 15 polystyrene (PS) standards with a narrow MWD ranging from 0.5 kg/mol to 11,500 kg/mol. The Mark Houwink constants for the PS, PE, and PP used correspond to those described in ASTM D 6474-99. All samples were prepared by dissolving 5.0–9.0 mg of polymer in 8 ml (at 160°C) of stabilized TCB (the same as the mobile phase) for 2.5 hours for PP or 3 hours for PE at a maximum temperature of 160°C with continuous gentle shaking in the automatic sampler of the GPC/SEC instrument.
Анализ ДСК, температура плавления (Тпл) и температура кристаллизации (Т кр): измеряли с помощью прибора ТА Instrument Q2000 для дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) на образцах массой от 5 до 7 мг. ДСК проводят в соответствии с ISO 11357/часть 3/метод С2 в цикле нагрев/охлаждение/нагрев со скоростью сканирования 10°С/мин в диапазоне температур от -30 до +225°С.DSC analysis, melting point (Tm) and crystallization temperature (Tcr): were measured using a TA Instrument Q2000 differential scanning calorimetry (DSC) instrument on samples weighing from 5 to 7 mg. DSC was carried out in accordance with ISO 11357/part 3/method C2 using a heating/cooling/heating cycle at a scanning rate of 10°C/min over a temperature range of -30 to +225°C.
Температуру кристаллизации (Ткр) и теплоту кристаллизации (Нкр) определяют на стадии охлаждения, тогда как температуру плавления (Тпл) и теплоту плавления (Нпл) определяют на второй стадии нагрева.The crystallization temperature (Tcr) and the heat of crystallization (Hcr) are determined at the cooling stage, while the melting temperature (Tm) and the heat of melting (Hm) are determined at the second heating stage.
Растворимые в ксилоле вещества (РХКВ) Фракцию растворимых в ксилоле веществ (РХКВ), определенную и описанную в настоящем изобретении, определяют в соответствии с ISO 16152 следующим образом: 2,0 г полимера растворяли в 250 мл п-ксилола при 135°С при перемешивании. Через 30 минут обеспечивали возможность остывания раствора в течение 15 минут при температуре окружающей среды, а затем обеспечивали возможность отстаивания в течение 30 минут при 25±0,5°С. Раствор фильтровали через фильтровальную бумагу в две колбы по 100 мл. Раствор из первого сосуда емкостью 100 мл выпаривали в токе азота и остаток сушили в вакууме при 90°С до достижения постоянной массы. Тогда фракцию растворимых в ксилоле веществ (в процентах) можно определить следующим образом:Xylene Soluble Substances (XSS) The xylene soluble substances (XSS) fraction, as defined and described in the present invention, is determined according to ISO 16152 as follows: 2.0 g of polymer was dissolved in 250 ml of p-xylene at 135°C with stirring. After 30 minutes, the solution was allowed to cool for 15 minutes at ambient temperature and then allowed to settle for 30 minutes at 25±0.5°C. The solution was filtered through filter paper into two 100 ml flasks. The solution from the first 100 ml vessel was evaporated under a stream of nitrogen and the residue was dried in a vacuum at 90°C until constant weight was achieved. The xylene soluble substances fraction (as a percentage) can then be determined as follows:
РКВ [%]=(100⋅m⋅V0)/(m0⋅V); m0 = исходное количество полимера [г]; m = масса остатка [г]; V0 = исходный объем [мл]; V = объем анализируемого образца [мл].RQV [%]=(100⋅m⋅V 0 )/(m 0 ⋅V); m0 = initial amount of polymer [g]; m = mass of residue [g]; V 0 = initial volume [ml]; V = volume of analyzed sample [ml].
Определение Al и Zr (метод ICP)Determination of Al and Zr (ICP method)
Элементный анализ катализатора проводили путем отбора образца твердого вещества массой М, охлаждения его сухим льдом. Образцы разбавляли до известного объема V путем растворения в азотной кислоте (HNO3, 65%, 5% от V) и свежеприготовленной деионизированной (ДИ) воде (5% от V). Затем раствор добавляли к плавиковой кислоте (HF, 40%, 3% от V), разбавляли ДИ водой до конечного объема V и оставляли стабилизироваться на два часа.Elemental analysis of the catalyst was performed by collecting a solid sample of mass M and cooling it with dry ice. The samples were diluted to a known volume V by dissolving in nitric acid ( HNO3 , 65%, 5% of V) and freshly prepared deionized (DI) water (5% of V). The solution was then added to hydrofluoric acid (HF, 40%, 3% of V), diluted with DI water to a final volume V, and left to stabilize for two hours.
Анализ проводили при комнатной температуре с использованием спектрометра индуктивно-связанной плазмы и оптической эмиссии Thermo Elemental iCAP 6300 (ICP-OES), который был откалиброван с использованием холостого образца (раствор 5% HNO3, 3% HF в ДИ воде) и 6 стандартов 0,5 частей на миллион, 1 часть на миллион, 10 частей на миллион, 50 частей на миллион, 100 частей на миллион и 300 частей на миллион Al с 0,5 частями на миллион, 1 частью на миллион, 5 частями на миллион, 20 частями на миллион, 50 частями на миллион и 100 частями на миллион Hf и Zr в растворах 5% HNO3, 3% HF в ДИ воде.The analysis was carried out at room temperature using a Thermo Elemental iCAP 6300 inductively coupled plasma-optical emission spectrometer (ICP-OES), which was calibrated using a blank (5% HNO3 , 3% HF in DI water) and 6 standards of 0.5 ppm, 1 ppm, 10 ppm, 50 ppm, 100 ppm, and 300 ppm Al with 0.5 ppm, 1 ppm, 5 ppm, 20 ppm, 50 ppm, and 100 ppm Hf and Zr in 5 % HNO3, 3% HF in DI water.
Непосредственно перед анализом повторно выполняют калибровку с использованием холостого образца и стандарта 100 частей на миллион Al, 50 частей на миллион Hf, Zr, запускают контрольный образец (20 частей на миллион Al, 5 частей на миллион Hf, Zr в растворе 5% HNO3, 3% HF в деионизированной воде) для подтверждения перекалибровки. Образец QC (контрольный образец) также запускают после каждой пятой пробы и в конце запланированного набора анализов.Immediately prior to analysis, recalibration is performed using a blank sample and a standard of 100 ppm Al, 50 ppm Hf, and Zr. A control sample (20 ppm Al, 5 ppm Hf, and Zr in a solution of 5% HNO3 and 3 % HF in deionized water) is run to confirm recalibration. A QC sample (control sample) is also run after every fifth sample and at the end of the planned set of analyses.
Содержание гафния отслеживали по линиям 282,022 нм и 339,980 нм, а содержание циркония - по линии 339,198 нм. Содержание алюминия отслеживали по линии 167,079 нм, когда концентрация Al в ICP образце находилась в пределах 0-10 частей на миллион (калибровано только до 100 частей на миллион), и по линии 396,152 нм при концентрации Al выше 10 частей на миллион.Hafnium content was monitored at 282.022 nm and 339.980 nm, while zirconium content was monitored at 339.198 nm. Aluminum content was monitored at 167.079 nm when the Al concentration in the ICP sample was between 0 and 10 ppm (calibrated only to 100 ppm), and at 396.152 nm when the Al concentration was above 10 ppm.
Полученные значения представляют собой среднее значение трех последовательных аликвот, взятых из одного и того же образца, и соотносятся с исходным катализатором путем ввода исходной массы образца и объема разбавления в программное обеспечение.The values obtained are the average of three consecutive aliquots taken from the same sample and are related to the original catalyst by entering the original sample mass and dilution volume into the software.
При анализе элементного состава предварительно полимер изо ванных катализаторов полимерную часть расщепляют путем озоления таким образом, чтобы элементы могли свободно растворяться кислотами. Общее содержание рассчитывают как соответствующее масс. % предварительно полимеризованного катализатора.When analyzing the elemental composition of prepolymerized catalysts, the polymer portion is cleaved by ashing so that the elements can be freely dissolved by acids. The total content is calculated as the corresponding mass % of the prepolymerized catalyst.
Активность катализатораCatalyst activity
Активность катализатора рассчитывали, исходя из следующей формулы:The catalyst activity was calculated based on the following formula:
ПроизводительностьPerformance
Общую производительность рассчитывали следующим образом:The overall performance was calculated as follows:
Как для каталитической активности, так и для производительности загрузка катализатора представляет собой либо граммы катализатора после предварительной полимеризации, либо граммы металлоцена, присутствующего в этом количестве катализатора после предварительной полимеризации.For both catalytic activity and productivity, catalyst loading represents either grams of catalyst after prepolymerization or grams of metallocene present in that amount of catalyst after prepolymerization.
Степень предварительной полимеризации (СП): масса полимера/масса твердого катализатора перед стадией предварительной полимеризации Состав катализаторов (перед стадией автономной предварительной полимеризации) определяли посредством ICP, как описано выше. Содержание металлоцена катализаторов после предварительной полимеризации рассчитывали из данных ICP следующим образом:Degree of prepolymerization (DP): weight of polymer/weight of solid catalyst before the prepolymerization step. The catalyst composition (before the offline prepolymerization step) was determined by ICP as described above. The metallocene content of the catalysts after prepolymerization was calculated from the ICP data as follows:
Уравнение 1Equation 1
Уравнение 2Equation 2
Уравнение 3Equation 3
Уравнение 4Equation 4
Размер частицParticle size
Распределение частиц по размерам измеряли в соответствии со стандартом ISO 13320-1 с помощью анализатора размера частиц Coulter LS 200. Прибор способен измерять распределение частиц по размерам в диапазоне 0,4-2000 мкм. Метод представляет собой метод лазерной дифракции, при котором лазерный луч направляют на образец, перемещающийся в проточной кювете. В качестве текучей среды для образца использовали н-гептан.Particle size distribution was measured according to ISO 13320-1 using a Coulter LS 200 particle size analyzer. This instrument measures particle size distributions in the range of 0.4–2000 µm. The method utilizes laser diffraction, in which a laser beam is directed at a sample moving in a flow cell. N-heptane was used as the sample fluid.
Образец полимера сначала предварительно обрабатывали путем отсева частиц размером более 2 мм. Отсеянный образец смешивали с изопропанолом и помещали в ультразвуковой прибор для отделения частиц друг от друга. Затем предварительно обработанный образец помещали в блок для образцов и анализировали. Результат рассчитывали с использованием компьютерной программы, поставляемой в комплекте с прибором.The polymer sample was first pre-treated by screening out particles larger than 2 mm. The screened sample was mixed with isopropanol and placed in an ultrasonic device to separate the particles. The pre-treated sample was then placed in a sample block and analyzed. The results were calculated using the software included with the device.
Показатель РЧР (также называемый SPAN) определяли по нижеследующему уравнению (3):The SPAN (also called SPAN) was determined using the following equation (3):
где d50 (Dv50) представляет собой медианный объемный диаметр частиц, d90 (Dv90) представляет собой наименьший диаметр частиц, при котором 90% частиц имеют диаметр меньше, чем d90; d10 (Dv10) представляет собой наименьший диаметр частиц, при котором 10% частиц имеют диаметр меньше, чем d10.where d 50 (D v50 ) is the median volume diameter of the particles, d 90 (D v90 ) is the smallest particle diameter at which 90% of the particles have a diameter smaller than d 90 ; d 10 (D v10 ) is the smallest particle diameter at which 10% of the particles have a diameter smaller than d 10 .
В экспериментах использовали следующие показатели размера частиц и распределения частиц по размеру:The following particle size and particle size distribution parameters were used in the experiments:
Dv90 = объемное количество диаметра частиц при 90% совокупном размере,D v90 = volumetric amount of particle diameter at 90% of the cumulative size,
Dv10 = объемное количество диаметра частиц при 10% совокупном размере,D v10 = volumetric amount of particle diameter at 10% cumulative size,
Dv50 = объемное количество диаметра частиц при 50% совокупном размере (медианный объемный размер частиц),D v50 = volumetric amount of particle diameter at 50% cumulative size (median volumetric particle size),
SPAN=(Dv90-Dv10)/Dv50.SPAN=(D v90 -D v10 )/D v50 .
Модуль упругости при изгибеFlexural modulus of elasticity
Модуль упругости при изгибе определяют в соответствии с ISO 178. Образцы для испытаний имеют размеры 80×10×4,0 мм3 (длина × ширина × толщина), и их изготавливают методом литья под давлением в соответствии с EN ISO 1873-2. Длина пролета между опорами 64 мм, скорость испытания 2 мм/мин.The flexural modulus is determined according to ISO 178. The test specimens have dimensions of 80×10×4.0 mm3 (length × width × thickness) and are manufactured by injection moulding according to EN ISO 1873-2. The span between supports is 64 mm, the testing speed is 2 mm/min.
Ударная вязкость на образце с надрезом (NIS)Notched Impact Strength (NIS)
Ударную вязкость на образце с надрезом по Шарпи (NIS) измеряли в соответствии с ISO 179 1еА при +23°C с использованием отлитых под давлением испытательных образцов брусков размером 80×10×4 мм3, приготовленных в соответствии с EN ISO 1873-2.The Charpy notched impact strength (NIS) was measured according to ISO 179 1eA at +23°C using injection moulded test specimens of 80×10×4 mm3 dimensions prepared in accordance with EN ISO 1873-2.
Испытание труб под давлением Характеристики испытаний под давлением труб, изготовленных из композиции по изобретению и сравнительной композиции, испытывали в соответствии с ISO 1167-1 и -2.Pressure testing of pipes The pressure test performance of pipes made from the inventive composition and the comparative composition was tested in accordance with ISO 1167-1 and -2.
Трубы диаметром 32 мм и толщиной стенки 3 мм были изготовлены в соответствии с ISO 1167-2 на обычной экструзионной линии для труб, затем подвергнуты окружному (кольцевому) напряжению 4,6 МПа и 4,9 МПа при температуре 95°С в установке «вода в воде» в соответствии с ISO 1167-1. Регистрировали время в часах до регистрации отказа, при этом значения времени с добавлением «все еще работает» означает, что время отказа еще не наступило на момент подачи настоящей заявки на патент.Pipes with a diameter of 32 mm and a wall thickness of 3 mm were produced in accordance with ISO 1167-2 on a conventional pipe extrusion line and then subjected to hoop stresses of 4.6 MPa and 4.9 MPa at a temperature of 95°C in a water-in-water test facility in accordance with ISO 1167-1. The time to failure was recorded in hours, with time values appended with "still working" indicating that the failure time had not yet occurred at the time of filing this patent application.
Испытание труб на ударную прочностьImpact strength testing of pipes
Ударную прочность трубы по Шарпи определяли в соответствии с ISO 9854-2. Образцы были вырезаны из трубы (подробности изготовления указаны ниже), размеры образца составляли 50×6×3 мм3. Испытание проводили при температуре 0°С, каждый раз испытывали 10 образцов. Указывали тип отказа (разрушение/отсутствие разрушения) и количество образцов с каждым типом отказа.The Charpy impact strength of the pipe was determined according to ISO 9854-2. Specimens were cut from the pipe (manufacturing details are given below) with dimensions of 50 x 6 x 3 mm³ . Testing was conducted at 0°C, with 10 specimens tested each time. The failure mode (failure/no failure) and the number of specimens with each failure mode were recorded.
2. Полимеры, используемые в примерах2. Polymers used in examples
а) Сополимер пропиленаa) Propylene copolymer
Полимеризацию сополимера пропилена проводили в опытном масштабе. Использовали установку петлевой реактор - газофазный реактор.Polymerization of propylene copolymer was carried out on a pilot scale using a loop reactor-gas-phase reactor setup.
Катализатор полимеризации, используемый для полимеризации сополимера пропилена, был приготовлен, как подробно описано в WO 2015/011135 А1 (металлоценовый комплекс МЦ1 с метилалюмоксаном (МАО) и боратом, с получением катализатора 3, описанного в WO 2015/011135 А1), при условии, что поверхностно-активное вещество представляет собой 2,3,3,3-тетрафтор-2-(1,1,2,2,3,3,3-гептафторпропокси)-1-пропанол. Металлоценовый комплекс (МЦ1 в WO 2015/011135 А1) получали, как описано в WO 2013/007650 А1 (металлоцен Е2 в WO 2013/007650 А1).The polymerization catalyst used for the polymerization of the propylene copolymer was prepared as described in detail in WO 2015/011135 A1 (metallocene complex MC1 with methylaluminoxane (MAO) and borate, to obtain catalyst 3 described in WO 2015/011135 A1), with the proviso that the surfactant is 2,3,3,3-tetrafluoro-2-(1,1,2,2,3,3,3-heptafluoropropoxy)-1-propanol. The metallocene complex (MC1 in WO 2015/011135 A1) was prepared as described in WO 2013/007650 A1 (metallocene E2 in WO 2013/007650 A1).
Во всех случаях в качестве сомономера использовали гексен, и гексен подавали в оба реактора, петлевой реактор и газофазный реактор, чтобы регулировать требуемое содержание гексена в конечном продукте.In all cases, hexene was used as a comonomer, and hexene was fed to both the loop reactor and the gas phase reactor to control the required hexene content in the final product.
Условия полимеризации показаны в таблице 1.The polymerization conditions are shown in Table 1.
b) Сополимер этиленаb) Ethylene copolymer
Сополимер этилена, используемый в примере IE1 по изобретению, представляет собой линейный полиэтилен низкой плотности примера IE1 из ЕР 3 257 895 А1, имеющий содержание 1-бутена 0,3 мол.% (0,6 масс. %), содержание 1-гексена 2,6 мол.% (8,1 масс. %), плотность 918 кг/м3 и показатель текучести расплава ПТР2 (190°С, 2,16 кг) 1,5 г/10 мин.The ethylene copolymer used in example IE1 according to the invention is the linear low density polyethylene example IE1 from EP 3 257 895 A1, having a 1-butene content of 0.3 mol% (0.6 wt%), a 1-hexene content of 2.6 mol% (8.1 wt%), a density of 918 kg/ m3 and a melt flow index MFI 2 (190°C, 2.16 kg) of 1.5 g/10 min.
3. Полипропиленовые композиции и трубы3. Polypropylene composites and pipes
Для получения полипропиленовой композиции сравнительного примера СЕ, сополимер пропилена, как указано выше, смешивают вместе с добавками (1000 частей на миллион Irganox В215, поставляемого BASF, представляющего собой смесь в соотношении 1:2 пентаэритритил-тетракис(3-(3',5'-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионата, №CAS 6683-19-8, и трис (2,4-ди-трет-бутилфенил)фосфита, №CAS 31570-04-4) и 500 частей на миллион стеарата кальция от Baerlocher) в двухшнековом экструдере с сонаправленным вращением шнеков при 220°С.To obtain the polypropylene composition of Comparative Example CE, the propylene copolymer as described above was mixed together with additives (1000 ppm Irganox B215 from BASF, which is a 1:2 mixture of pentaerythrityl tetrakis(3-(3',5'-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, CAS No. 6683-19-8, and tris(2,4-di-tert-butylphenyl)phosphite, CAS No. 31570-04-4) and 500 ppm calcium stearate from Baerlocher) in a co-rotating twin screw extruder at 220°C.
Для получения полипропиленовой композиции согласно примеру IE по изобретению, сополимер пропилена и 15 масс. % сополимера этилена, как указано выше, смешивают вместе с добавками (1000 частей на миллион Irganox В215, поставляемого BASF, представляющего собой смесь в соотношении 1:2 пентаэритритил-тетракис(3-(3',5'-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионата, №CAS 6683-19-8, и трис (2,4-ди-трет-бутилфенил)фосфита, №CAS 31570-04-4) и 500 частей на миллион стеарата кальция от Baerlocher) в двухшнековом экструдере с сонаправленным вращением шнеков при 220°С.To obtain a polypropylene composition according to Example IE of the invention, a propylene copolymer and 15 wt. % of an ethylene copolymer as indicated above are mixed together with additives (1000 ppm of Irganox B215 supplied by BASF, which is a 1:2 mixture of pentaerythrityl tetrakis(3-(3',5'-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, CAS No. 6683-19-8, and tris(2,4-di-tert-butylphenyl)phosphite, CAS No. 31570-04-4) and 500 ppm of calcium stearate from Baerlocher) in a co-rotating twin screw extruder at 220°C.
Трубы диаметром 32 мм и толщиной стенки 3 мм получали на экструзионной линии для труб Battenfeld Pro. Типичные условия следующие:Pipes with a diameter of 32 mm and a wall thickness of 3 mm were produced on a Battenfeld Pro pipe extrusion line. Typical conditions are as follows:
Температура плавления: 224°СMelting point: 224°C
Производительность: 30 кг/чProductivity: 30 kg/h
Скорость вращения шнека: 38 об/мин.Auger rotation speed: 38 rpm.
Температура охлаждающей воды: 20°СCooling water temperature: 20°C
Вакуумный распылительный бак: 0,23 бар (0,023 МПа)Vacuum spray tank: 0.23 bar (0.023 MPa)
Расход воды на входе калибратора: 4 л/ч.Water flow rate at the calibrator inlet: 4 l/h.
Свойства полипропиленовых композиций и труб примеров СЕ и IE приведены в таблице 2.The properties of polypropylene composites and pipes of CE and IE examples are given in Table 2.
На фиг. 1 показана фрактограмма TREF и соответствующая средневязкостная молекулярная масса IE1 и СЕ1, полученная в результате анализа CFC.Fig. 1 shows the TREF fractogram and the corresponding viscosity-average molecular weight of IE1 and CE1 obtained from CFC analysis.
На фиг. 2 показан контурный график CFC для IE1. Заявленная полимерная фракция с температурой элюирования от 31 до 80°С и logM от 4,5 до 6 выделена квадратом.Fig. 2 shows the CFC contour plot for IE1. The claimed polymer fraction with an elution temperature from 31 to 80°C and a logM from 4.5 to 6 is highlighted by a square.
На фиг. 3 показан контурный график CFC для СЕ1. Заявленная полимерная фракция с температурой элюирования от 31 до 80°С и logM от 4,5 до 6 выделена квадратом.Fig. 3 shows the CFC contour plot for CE1. The claimed polymer fraction with an elution temperature from 31 to 80°C and a logM from 4.5 to 6 is highlighted by a square.
Труба согласно изобретению в примере IE демонстрирует хороший баланс свойств в отношении хорошего качества поверхности, приемлемой стойкости к давлению и улучшенной ударной вязкости. В отличие от этого труба из сравнительного примера СЕ демонстрирует разрушение при испытании на удар при 0°С.The pipe according to the invention in Example IE demonstrates a good balance of properties in terms of good surface quality, acceptable pressure resistance, and improved impact toughness. In contrast, the pipe from Comparative Example CE exhibits failure in an impact test at 0°C.
Claims (75)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP22166438.6 | 2022-04-04 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2024131466A RU2024131466A (en) | 2024-12-11 |
| RU2843268C2 RU2843268C2 (en) | 2025-07-10 |
| RU2843268C9 true RU2843268C9 (en) | 2025-09-30 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110293867A1 (en) * | 2008-11-18 | 2011-12-01 | Borealis Ag | Propylene-butene random copolymer produced in the presence of a metallocene catalyst |
| RU2567750C2 (en) * | 2010-06-23 | 2015-11-10 | Базелль Полиолефин Италия Срл | Pipes and polyolefin composition for production thereof |
| EP2914658B1 (en) * | 2012-11-01 | 2016-10-12 | Basell Poliolefine Italia S.r.l. | Propylene-based terpolymers composition for pipes |
| WO2017055336A1 (en) * | 2015-09-28 | 2017-04-06 | Borealis Ag | Polypropylene pipes with improved pressure resistance |
| US20210395512A1 (en) * | 2018-11-15 | 2021-12-23 | Borealis Ag | Composition |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110293867A1 (en) * | 2008-11-18 | 2011-12-01 | Borealis Ag | Propylene-butene random copolymer produced in the presence of a metallocene catalyst |
| RU2567750C2 (en) * | 2010-06-23 | 2015-11-10 | Базелль Полиолефин Италия Срл | Pipes and polyolefin composition for production thereof |
| EP2914658B1 (en) * | 2012-11-01 | 2016-10-12 | Basell Poliolefine Italia S.r.l. | Propylene-based terpolymers composition for pipes |
| WO2017055336A1 (en) * | 2015-09-28 | 2017-04-06 | Borealis Ag | Polypropylene pipes with improved pressure resistance |
| US20210395512A1 (en) * | 2018-11-15 | 2021-12-23 | Borealis Ag | Composition |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2785785B1 (en) | Multimodal polyethylene composition for the production of pipes with improved slow crack growth resistance | |
| KR102426828B1 (en) | polypropylene pipe composition | |
| AU2013354483B2 (en) | Polyethylene composition with improved balance of slow crack growth resistance, impact performance and pipe pressure resistance for pipe applications | |
| US20220289953A1 (en) | Rotomolded parts prepared from bimodal polyethylene | |
| CN113227172B (en) | Propylene Butene Copolymer | |
| CN113227173A (en) | Propylene-butene copolymer | |
| CN113272339A (en) | Polymer production process and polymer | |
| CA3158392A1 (en) | Linear high-density polyethylene with high toughness and high escr | |
| RU2843268C9 (en) | Pipe containing polypropylene composition | |
| RU2843268C2 (en) | Pipe containing polypropylene composition | |
| CN109476882A (en) | Bimodal or multimodal polyethylene terpolymers with enhanced rheological properties | |
| KR102873797B1 (en) | Pipe comprising a polypropylene composition | |
| EP3037471B2 (en) | Process for producing multimodal polyethylene compositions | |
| EP4574894A1 (en) | Polyethylene pipe with improved high temperature hydrostatic pressure performance | |
| JP2025529117A (en) | Blow-molding polyethylene compositions with improved swelling behavior | |
| JP2025529119A (en) | Blow-molding polyethylene compositions with improved swelling behavior | |
| JP2025529106A (en) | Blow-molding polyethylene compositions with improved swelling behavior |