Полиэтиленовый сополимер высокой плотности и способ его получения

Полиэтиленовый сополимер высокой плотности и способ его получения

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к полиэтиленовому сополимеру высокой плотности, к способу его получения и к изделиям, выполненным из него.

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Данная заявка имеет дату приоритета на основании заявки на патент США №11/438754, поданной 23 мая 2006 г., озаглавленной «Композиции на основе полиэтилена высокой плотности и способ их получения», описание которой введено полностью в данное описание.

Предпосылки создания изобретения

Использование полиэтилена для формования упаковочных материалов является общеизвестным. Например, полиэтилен может экструдироваться с формованием пленок, или из него могут изготавливаться изделия технологией формования, например литьем под давлением. Примерами изделий, которые могут быть изготовлены способами литья под давлением, являются контейнеры для хранения пищевых продуктов и хранения непищевых продуктов. Такие контейнеры для хранения пищевых продуктов могут использоваться, например, для хранения и упаковки мороженого и йогурта. Такие контейнеры должны быть относительно равномерной толщины и должны иметь поверхность, которая является приемлемой для потребителя. Небольшие контейнеры имеют тенденцию быть с меньшей толщиной стенок, чем крупные контейнеры, т.к. меньший поток полимера требуется в процессе литьевого формования для того, чтобы заполнить форму. Кроме того, такие контейнеры должны иметь приемлемую общую энергию, поглощаемую при ударе при очень низких температурах, и, кроме того, должны иметь низкую температуру хрупкости.

Патент США №6136924 описывает композицию, содержащую этиленовые полимеры, содержащие полимер с индексом текучести расплава (I₂) 5-1000 г/10 мин и полимер с индексом текучести расплава (I₅) 0,01-2 г/10 мин, причем отношение указанных индексов составляет от 500 до 50000, и массовое соотношение двух полимеров является равным (30-70):(70-30).

Патент США №6407185 описывает способ получения композиции, содержащей этиленовые полимеры, содержащие полимер с индексом текучести расплава (I₂) 5-1000 г/10 мин и полимер с индексом текучести расплава (I₅) 0,01-2 г/10 мин, причем отношение указанных индексов составляет от 500 до 50000, и массовое соотношение двух полимеров является равным (30-70):(70-30).

Патент США №4192935 описывает этиленовый полимер, имеющий плотность в интервале примерно 0,940-0,960 г/см³, индекс текучести расплава в интервале 100-200 г/10 мин и отношение средневесовой молекулярной массы к среднечисленной молекулярной массе менее 5. Полимер представляет собой сополимер этилена и, по меньшей мере, одного α-олефина, имеющего 4-10 углеродных атомов, например, бутена-1, гексена-1 или октена-1. Предпочтительным полимером является сополимер этилена и бутена-1. Полимеры могут быть использованы в литьевом формовании тонкостенных контейнеров, например, контейнеров, имеющих толщину стенки менее 0,7 мм, особенно, толщину менее 0,5 мм, и, в частности, толщину менее 0,4 мм.

Патент США №4294794 описывает способ получения этиленового полимера, имеющего плотность в интервале примерно 0,940-0,960 г/см³, индекс текучести расплава в интервале 100-200 г/10 мин и отношение средневесовой молекулярной массы к среднечисленной молекулярной массе менее 5.

Патент США №5015511 описывает улучшенные изделия из ЛПЭНП, полученные литьем под давлением. Улучшенные изделия из ЛПЭНП, полученные литьем под давлением, имеют толщину стенки в интервале от примерно 0,15 до 1,5 мм, и они получаются с использованием ЛПЭНП, содержащего достаточное количество, по меньшей мере, одного C₅-C₁₂ 1-алкена, сополимеризованного с этиленом, с обеспечением плотности в интервале 0,91-0,945 г/см³, скорости течения расплава в интервале 60-200 г/10 мин и отношения I₁₀/I₂ от 7,2 до примерно 18.

Патент США №6806338 описывает ЛПЭНП, полученный с использованием одноцентрового катализатора, например, ЛПЭНП, полученный с использованием металлоцена (м-ЛПЭНП), который, предпочтительно, используется для литья под давлением пищевого упаковочного материала, особенно крышек для пищевых контейнеров, показывающих низкие уровни миграции, особенно подходящих для использования для упаковки пищевых продуктов, имеющих высокое содержание жира, обычно менее 40 мг/дм³, например менее 5 мг/дм³.

Опубликованная заявка на патент США №2003/0105198 А1 описывает композицию на основе полиэтилена, содержащую 0,05-0,5 мас.%, по меньшей мере, амида насыщенной жирной кислоты, содержащего 8-30 углеродных атомов, 0-0,1 мас.% вспомогательного смазочного материала, выбранного из жирных кислот, эфиров жирных кислот, амидов мононенасыщенных жирных кислот, полиолов, содержащих, по меньшей мере, 4 углеродных атома, простых моноэфиров одноатомного спирта или многоатомного спирта, сложных эфиров глицерина, парафинов, полисилоксанов, фторированных полимеров и их смесей, и 0-5 мас.% одной или более добавок, выбранных из антиоксидантов, антикислот, УФ-стабилизаторов, красителей и антистатиков.

Опубликованная заявка на патент США №2003/0181608 А1 описывает использование ЛПЭНП, полученного с использованием одноцентрового катализатора, например ЛПЭНП, полученного с использованием металлоцена (м-ЛПЭНП), для литья под давлением пищевого упаковочного материала, особенно крышек для пищевых контейнеров. Было установлено, что такие материалы показывают низкие уровни миграции, обычно менее 40 мг/дм³, например менее 5 мг/дм³, и являются особенно подходящими для использования для упаковки пищевых продуктов, имеющих высокое содержание жира.

Заявка на Европейский патент № ЕР 1357136 А1 описывает однослойные изделия, имеющие улучшенную размерную стабильность, полученные литьем под давлением и состоящие по существу из смол полиэтилена высокой плотности, полученных с бисинденилметаллоценовой каталитической системой.

Международная публикация № WO 2005/014680 А1 описывает использование многомодальной полиэтиленовой композиции, содержащей в качестве сомономеров к этилену, по меньшей мере, два C₄-C₁₂ альфа-олефина, в литье под давлением.

Несмотря на усилия исследователей в разработке полиэтиленовых композиций, подходящих для литья под давлением, еще имеется потребность в полиэтиленовой композиции, имеющей улучшенные свойства, подходящие для литья под давлением. Кроме того, имеется потребность в способе получения полиэтиленовой композиции, имеющей улучшенные свойства, подходящие для литья под давлением.

Краткое содержание изобретения

Данное изобретение относится к полиэтиленовому сополимеру высокой плотности, способу его получения и к изделию, выполненному из него. Полиэтиленовый сополимер высокой плотности данного изобретения является сополимером этилена и альфа-олефина, имеющим плотность в интервале 0,935-0,952 г/см³, индекс текучести расплава (I₂) в интервале 30-75 г/10 мин, отношение I₂₁/I₂ в интервале 13-35, отношение M_w/M_n в интервале 3,5-8. Полиэтиленовый сополимер высокой плотности имеет температуру хрупкости, по меньшей мере, ниже -20°С. Способ получения полиэтиленового сополимера высокой плотности согласно данному изобретению включает следующие стадии: (1) введение этилена и одного или более альфа-олефиновых сомономеров в реактор; (2) (со)полимеризацию этилена в присутствии одного или более альфа-олефиновых сомономеров в реакторе; и (3) получение в результате полиэтиленового сополимера высокой плотности, где полиэтиленовый сополимер высокой плотности имеет плотность в интервале 0,935-0,952 г/см³, индекс текучести расплава (I₂) в интервале 30-75 г/10 мин, отношение I₂₁/I₂ в интервале 13-35, отношение M_w/M_n в интервале 3,5-8 и температуру хрупкости, по меньшей мере, ниже -20°С. Изделия согласно данному изобретению изготовлены из полиэтиленового сополимера высокой плотности по изобретению.

В одном варианте данное изобретение предусматривает полиэтиленовый сополимер высокой плотности, являющийся высокомолекулярным сополимер этилена и альфа-олефина, имеющий плотность в интервале 0,935-0,952 г/см³, индекс текучести расплава (I₂) в интервале 30-75 г/10 мин, отношение I₂₁/I₂ в интервале 13-35, отношение M_w/M_n в интервале 3,5-8, где композиция на основе полиэтилена высокой плотности имеет температуру хрупкости, по меньшей мере, ниже -20°С.

В альтернативном варианте данное изобретение, кроме того, предусматривает способ получения полиэтиленового сополимера высокой плотности, включающий следующие стадии: (1) введение этилена и одного или более альфа-олефиновых сомономеров в реактор; (2) (со)полимеризацию этилена в присутствии одного или более альфа-олефиновых сомономеров в реакторе; и (3) получение в результате полиэтиленового сополимера высокой плотности, где полиэтиленовый сополимер высокой плотности имеет плотность в интервале 0,935-0,952 г/см³, индекс текучести расплава (I₂) в интервале 30-75 г/10 мин, отношение I₂₁/I₂ в интервале 13-35, отношение M_w/M_n в интервале 3,5-8 и температуру хрупкости, по меньшей мере, ниже -20°С.

В другом альтернативном варианте данное изобретение, кроме того, предусматривает изделие, изготовленное из полиэтиленового сополимера высокой плотности по изобретению.

В другом альтернативном варианте данное изобретение, кроме того, предусматривает способ получения изделия, включающий следующие стадии: (1) выбор полиэтиленового сополимера высокой плотности, являющегося высокомолекулярным сополимером этилена и альфа-олефина, имеющего плотность в интервале 0,935-0,952 г/см³, индекс текучести расплава (I₂) в интервале 30-75 г/10 мин, отношение I₂₁/I₂ в интервале 13-35, отношение M_w/M_n в интервале 3,5-8, где полиэтиленовый сополимер высокой плотности имеет температуру хрупкости, по меньшей мере, ниже -20°С; (2) литье под давлением полиэтиленового сополимера высокой плотности; и (3) получение в результате изделия.

В альтернативном варианте данное изобретение предусматривает полиэтиленовый сополимер высокой плотности, способ его получения, изделие, выполненное из него, и способ получения таких изделий в соответствии с любым из предыдущих вариантов, за исключением того, что полиэтиленовый сополимер высокой плотности имеет температуру хрупкости, по меньшей мере, ниже -45°С.

В другом альтернативном варианте данное изобретение, кроме того, предусматривает изделие, изготовленное из полиэтиленового сополимера высокой плотности по изобретению.

В альтернативном варианте данное изобретение предусматривает полиэтиленовый сополимер высокой плотности, способ его получения, изделие, выполненное из него, и способ получения таких изделий в соответствии с любым из предыдущих вариантов, за исключением того, что полиэтиленовый сополимер высокой плотности имеет IDI-ударную прочность в пиковой энергии >26,5 дюйм · фунт и с общей энергией >31,5 дюйм · фунт при -40°С.

В альтернативном варианте данное изобретение предусматривает полиэтиленовый сополимер высокой плотности, способ его получения, изделие, выполненное из него, и способ получения таких изделий в соответствии с любым из предыдущих вариантов, за исключением того, что полиэтиленовый сополимер высокой плотности предназначен для обеспечения улучшенной общей энергии, поглощенной при ударе, при температуре, по меньшей мере, ниже -20°С.

В альтернативном варианте данное изобретение предусматривает полиэтиленовый сополимер высокой плотности, способ его получения, изделие, выполненное из него, и способ получения таких изделий в соответствии с любым из предыдущих вариантов, за исключением того, что полиэтиленовый сополимер высокой плотности имеет IDI-ударную прочность в пиковой энергии >26,5 дюйм · фунт и с общей энергией >31,5 дюйм · фунт при -40°С.

В альтернативном варианте данное изобретение предусматривает изделие в соответствии с любым из предыдущих вариантов, за исключением того, что изделием является изделие, полученное литьем под давлением.

В альтернативном варианте данное изобретение предусматривает изделие и способ получения изделия в соответствии с любым из предыдущих вариантов, за исключением того, что изделие используется в качестве пищевого контейнера или непищевого контейнера.

Подробное описание изобретения

Полиэтиленовый сополимер высокой плотности данного изобретения является сополимером этилена и альфа-олефина, имеющим плотность в интервале 0,935-0,952 г/см, индекс текучести расплава (I₂) в интервале 30-75 г/10 мин, отношение I₂₁/I₂ в интервале 13-35, отношение M_w/M_n в интервале 3,5-8. Полиэтиленовый сополимер высокой плотности имеет температуру хрупкости, по меньшей мере, ниже -20°С. Способ получения полиэтиленового сополимера высокой плотности согласно данному изобретению включает следующие стадии: (1) введение этилена и одного или более альфа-олефиновых сомономеров в реактор; (2) (со)полимеризацию этилена в присутствии одного или более альфа-олефиновых сомономеров в реакторе; и (3) получение в результате олиэтиленового сополимера высокой плотности, где полиэтиленовый сополимер высокой плотности имеет плотность в интервале 0,935-0,952 г/см³, индекс текучести расплава (I₂) в интервале 30-75 г/10 мин, отношение 121/12 в интервале 13-35, отношение M_w/M_n в интервале 3,5-8 и температуру хрупкости, по меньшей мере, ниже -20°С. Изделия согласно данному изобретению выполнены из полиэтиленового сополимера высокой плотности по изобретению.

Полиэтиленовый сополимер высокой плотности может, например, иметь плотность в интервале 0,935-0,952 г/см³. Все отдельные значения и субинтервалы от 0,935 до 0,952 г/см³ являются включенными здесь и рассмотренными здесь, например, полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь плотность в интервале 0,937-0,950 г/см³, или в альтернативе полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь плотность в интервале 0,939-0,950 г/см³, или в альтернативе полиэтилен высокой плотности может иметь плотность в интервале 0,940-0,950 г/см³, или в альтернативе полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь плотность в интервале 0,945-0,950 г/см³. Полиэтиленовый сополимер высокой плотности может, например, иметь индекс текучести расплава (I₂) в интервале 30-75 г/10 мин. Все отдельные значения и субинтервалы от 30 до 75 г/10 мин являются включенными здесь и рассмотренными здесь, например, полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь индекс текучести расплава (I₂) в интервале от 33 до 75 г/10 мин, или в альтернативе полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь индекс текучести расплава (I₂) в интервале от 35 до 69 г/10 мин, или в альтернативе полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь индекс текучести расплава (I₂) в интервале от 40 до 55 г/10 мин, или в альтернативе полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь индекс текучести расплава (I₂) в интервале от 45 до 55 г/10 мин. Полиэтиленовый сополимер высокой плотности может, например, иметь индекс текучести расплава (I₁₀) в интервале 25-600 г/10 мин. Все отдельные значения и субинтервалы от 25 до 600 г/10 мин являются включенными здесь и рассмотренными здесь, например, полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь индекс текучести расплава (I₁₀) в интервале от 250 до 600 г/10 мин, или в альтернативе полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь индекс текучести расплава (I₁₀) в интервале от 300 до 575 г/10 мин. Полиэтиленовый сополимер высокой плотности может, например, иметь индекс текучести расплава (I₂₁) в интервале 700-1800 г/10 мин. Все отдельные значения и субинтервалы от 700 до 1800 г/10 мин являются включенными здесь и рассмотренными здесь, например, полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь индекс текучести расплава (I₂₁) в интервале от 750 до 1800 г/10 мин, или в альтернативе полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь индекс текучести расплава (I₂₁) в интервале от 750 до 1700 г/10 мин. Полиэтиленовый сополимер высокой плотности может, например, иметь отношение текучести расплава (I₂₁/I₂) в интервале от 13 до 35. Все отдельные значения и субинтервалы от 13 до 35 являются включенными здесь и рассмотренными здесь, например, полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь отношение текучести расплава (I₂₁/I₂) в интервале от 14 до 35, или в альтернативе полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь отношение текучести расплава (I₂₁/I₂) в интервале от 15 до 35, или в альтернативе полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь отношение текучести расплава (I₂₁/I₂) в интервале от 15 до 31, или в альтернативе полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь отношение текучести расплава (I₂₁/I₂) в интервале от 15 до 30, или в альтернативе полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь отношение текучести расплава (I₂₁/I₂) в интервале от 15 до 29. Полиэтиленовый сополимер высокой плотности может, например, иметь молекулярно-массовое распределение в интервале от 3 до 10. Все отдельные значения и субинтервалы от 2 до 10 являются включенными здесь и рассмотренными здесь, например, полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь молекулярно-массовое распределение в интервале 3,5-8, или в альтернативе полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь молекулярно-массовое распределение в интервале 3,5-7,8, или в альтернативе полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь молекулярно-массовое распределение в интервале 3,5-7,3. Термин молекулярно-массовое распределение, или ММР ("MWD"), как использовано здесь, относится к отношению средневесовой молекулярной массы (M_w) к среднечисленной молекулярной массе (M_n), т.е. M_w/M_n, описанному здесь более подробно ниже. Полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь любую стойкость к растрескиванию под воздействием окружающей среды. Полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь, например, температуру хрупкости, по меньшей мере, ниже -20°С. Все отдельные значения и субинтервалы ниже -20°С являются включенными здесь и рассмотренными здесь, например, полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь температуру хрупкости, по меньшей мере, ниже -45°С, или в альтернативе полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь температуру хрупкости, по меньшей мере, ниже -50°С, или в альтернативе полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь температуру хрупкости, по меньшей мере, ниже -55°С. Кроме того, полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь, например, IDI-ударную прочность в пиковой энергии в интервале более 26,5 дюйм · фунт при -40°С. Все отдельные значения и субинтервалы более 26,5 дюйм · фунт при -40°С являются включенными здесь и рассмотренными здесь, например, полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь IDI-ударную прочность в пиковой энергии в интервале более 27 дюйм · фунт при -40°С, или в альтернативе полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь IDI-ударную прочность в пиковой энергии в интервале более 27,5 дюйм · фунт при -40°С. Композиция на основе полиэтилена высокой плотности может, например, иметь общую энергию в интервале более 31,5 дюйм · фунт при -40°С. Все отдельные значения и субинтервалы более 31,5 дюйм · фунт при -40°С являются включенными здесь и рассмотренными здесь, например, полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь общую энергию в интервале более 32 дюйм · фунт при -40°С, или в альтернативе полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь общую энергию в интервале более 32,5 дюйм · фунт при -40°С. Полиэтиленовый сополимер высокой плотности может, кроме того, иметь фракцию высокой плотности, определенную АФЭВТ (ATREF) (аналитическим фракционированием элюированием при возрастании температуры), менее 62%. Полиэтиленовый сополимер высокой плотности может, например, иметь M_z (абсолютную) более 300000. Кроме того, полиэтиленовый сополимер высокой плотности может иметь (M_z/M_w) более 1100000.

Термин «сополимер этилена и альфа-олефина» означает сополимеры этилена с одним или более сомономеров и их смеси. Сомономерами обычно являются α-олефины, содержащие 3-12 углеродных атомов.

Сополимером этилена и альфа-олефина является, предпочтительно, полиэтилен высокой плотности. Сополимер этилена и альфа-олефина может, например, иметь плотность в интервале 0,935-0,952 г/см³. Все отдельные значения и субинтервалы от 0,935 до 0,952 г/см³ являются включенными здесь и рассмотренными здесь, например, сополимер этилена и альфа-олефина может иметь плотность в интервале 0,937-0,950 г/см³, или в альтернативе композиция на основе полиэтилена высокой плотности может иметь плотность в интервале 0,939-0,950 г/см³, или в альтернативе полиэтилена высокой плотности может иметь плотность в интервале 0,940-0,950 г/см³, или в альтернативе композиция на основе полиэтилена высокой плотности может иметь плотность в интервале 0,945-0,950 г/см³. Сополимер этилена и альфа-олефина может, например, иметь индекс текучести расплава (I₂) в интервале 30-75 г/10 мин. Все отдельные значения и субинтервалы от 30 до 75 г/10 мин являются включенными здесь и рассмотренными здесь, например, сополимер этилена и альфа-олефина может иметь индекс текучести расплава (I₂) в интервале от 33 до 75 г/10 мин, или в альтернативе сополимер этилена и альфа-олефина может иметь индекс текучести расплава (I₂) в интервале от 35 до 69 г/10 мин, или в альтернативе сополимер этилена и альфа-олефина может иметь индекс текучести расплава (I₂) в интервале от 40 до 55 г/10 мин, или в альтернативе сополимер этилена и альфа-олефина может иметь индекс текучести расплава (I₂) в интервале от 45 до 55 г/10 мин. Сополимер этилена и альфа-олефина может, например, иметь индекс текучести расплава (I₁₀) в интервале от 25 до 600 г/10 мин. Все отдельные значения и субинтервалы от 25 до 600 г/10 мин являются включенными здесь и рассмотренными здесь, например, сополимер этилена и альфа-олефина может иметь индекс текучести расплава (I₁₀) в интервале от 250 до 600 г/10 мин, или в альтернативе сополимер этилена и альфа-олефина может иметь индекс текучести расплава (I₁₀) в интервале от 300 до 575 г/10 мин. Сополимер этилена и альфа-олефина может, например, иметь индекс текучести расплава (I₂₁) в интервале 700-1800 г/10 мин. Все отдельные значения и субинтервалы от 700 до 1800 г/10 мин являются включенными здесь и рассмотренными здесь, например, сополимер этилена и альфа-олефина может иметь индекс текучести расплава (I₂₁) в интервале от 750 до 1800 г/10 мин, или в альтернативе сополимер этилена и альфа-олефина может иметь индекс текучести расплава (I₂₁) в интервале от 750 до 1700 г/10 мин. Сополимер этилена и альфа-олефина может, например, иметь отношение текучести расплава (I₂₁/I₂) в интервале от 13 до 35. Все отдельные значения и субинтервалы от 13 до 35 являются включенными здесь и рассмотренными здесь, например, сополимер этилена и альфа-олефина может иметь отношение текучести расплава (I₂₁/I₂) в интервале от 14 до 35, или в альтернативе сополимер этилена и альфа-олефина может иметь отношение текучести расплава (I₂₁/I₂) в интервале от 15 до 35, или в альтернативе сополимер этилена и альфа-олефина может иметь отношение текучести расплава (I₂₁/I₂) в интервале от 15 до 30, или в альтернативе композиция на основе полиэтилена высокой плотности может иметь отношение текучести расплава (I₂₁/I₂) в интервале от 15 до 29. Сополимер этилена и альфа-олефина может, например, иметь молекулярно-массовое распределение в интервале от 3 до 10. Все отдельные значения и субинтервалы от 2 до 10 являются включенными здесь и рассмотренными здесь, например, сополимер этилена и альфа-олефина может иметь молекулярно-массовое распределение в интервале 3,5-8, или в альтернативе сополимер этилена и альфа-олефина может иметь молекулярно-массовое распределение в интервале 3,5-7,8, или в альтернативе сополимер этилена и альфа-олефина может иметь молекулярно-массовое распределение в интервале 3,5-7,3. Термин молекулярно-массовое распределение, или ММР (“MWD”), как использовано здесь, относится к отношению средневесовой молекулярной массы (M_w) к среднечисленной молекулярной массе (M_n), т.е. M_w/M_n, описанному здесь более подробно ниже. Сополимер этилена и альфа-олефина может иметь любое сопротивление растрескиванию под воздействием окружающей среды.

Сополимер этилена и альфа-олефина может включать любое количество одного или более альфа-олефиновых сомономеров, например, сополимер этилена и альфа-олефина может содержать примерно менее 10 мас.% одного или более альфа-олефиновых сомономеров по отношению к массе сополимера этилена и альфа-олефина. Все отдельные значения и субинтервалы менее 10 мас.% являются включенными здесь и рассмотренными здесь. Сополимер этилена и альфа-олефина может включать любое количество этилена, например, сополимер этилена и альфа-олефина может содержать, по меньшей мере, примерно 90 мас.% этилена по отношению к массе сополимера этилена и альфа-олефина. Все отдельные значения и субинтервалы выше 90 мас.% являются включенными здесь и рассмотренными здесь.

Альфа-олефиновые сомономеры обычно имеют не более 20 углеродных атомов. Например, альфа-олефиновын сомономеры могут, предпочтительно, иметь 3-10 углеродных атомов, и, более предпочтительно, 3-8 углеродных атомов. Типичные альфа-олефиновые сомономеры включают (но не ограничиваясь этим) пропилен, 1-бутен, 1-пентен, 1-гексен, 1-гептен, 1-октен, 1-нонен, 1-децен и 4-метил-1-пентен. Альфа-олефиновые сомономеры могут быть, предпочтительно, выбраны из группы, состоящей из пропилена, 1-бутена, 1-гексена и 1-октена, и, более предпочтительно, из группы, состоящей из 1-гексена и 1-октена.

Композиция на основе полиэтилена высокой плотности может дополнительно содержать дополнительные добавки. Такие добавки включают (но не ограничиваясь этим) антистатики, усилители цвета, красители, смазки, наполнители, пигменты, первичные антиоксиданты, вторичные антиоксиданты, технологические добавки, УФ-стабилизаторы и их комбинации. Композиция на основе полиэтилена высокой плотности может содержать любые количества добавок. Композиция на основе полиэтилена высокой плотности может содержать от примерно менее 10 мас.% объединенной массы добавок по отношению к массе композиции на основе полиэтилена высокой плотности. Все отдельные значения и субинтервалы менее 10 мас.% являются включенными здесь и рассмотренными здесь, например, композиция на основе полиэтилена высокой плотности может содержать примерно менее 1 мас.% объединенной массы добавок по отношению к массе композиции на основе полиэтилена высокой плотности, или в альтернативе композиция на основе полиэтилена высокой плотности может содержать примерно менее 0,5 мас.% объединенной массы добавок по отношению к массе композиции на основе полиэтилена высокой плотности. Антиоксиданты, такие как Ирганокс 1076 и Ирганокс 1010, обычно используются для защиты полимера от термической и/или окислительной деструкции. Ирганокс 1076 и Ирганокс 1010 являются коммерчески доступными от фирмы Ciba Geigy Inc.

Для получения композиции на основе полиэтилена высокой плотности данного изобретения могут использоваться различные реакции полимеризации и каталитические системы. Типичными каталитическими системами переходного металла, используемыми для получения смеси, являются каталитические системы на основе магния/титана, примеры которых описаны в US 4302565; каталитические системы на основе ванадия, такие как описанные в US 4508842, US 5332793, US 5342907 и US 5410003; и металлоценовые каталитические системы, такие как описанные в US 4937299, US 5317036 и US 5527752. Также используются каталитические системы, которые используют оксиды молибдена на кремнеземно-глиноземных носителях. Предпочтительными каталитическими системами для получения компонентов для смесей данного изобретения являются каталитические системы Циглера-Натта и металлоценовые каталитические системы.

В некоторых вариантах предпочтительными катализаторами, используемыми в способе для получения композиций настоящего изобретения, являются катализаторы магний/титанового типа. В частности, для газофазной полимеризации катализатор выполнен из предшественника, содержащего хлориды магния и титана в электронодонорном растворителе. Данный раствор часто наносится на пористый носитель катализатора, либо вводится наполнитель, который при последующей сушке распылением обеспечивает дополнительную механическую прочность частиц. Твердые частицы из любого из способов нанесения часто суспендируются в разбавителе с получением смеси высокой вязкости, которая затем используется в качестве предшественника катализатора. Характерные типы катализаторов описаны в патенте США 6187866 и патенте США 5290745, соответствующие части которых приводятся здесь в качестве ссылки. Могут также использоваться осаждаемые/кристаллизующиеся каталитические системы, такие как описанные в патенте США 6511935 и патенте США 6248831, соответствующие части которых приводятся здесь в качестве ссылки. Такие катализаторы могут быть дополнительно модифицированы одним активатором предшественника. Такие дополнительные модификации описаны в предварительных заявках на патент США 60/469663 и 60/469663, 5290745, соответствующие части которых приводятся здесь в качестве ссылки.

Предпочтительно, предшественник катализатора имеет формулу Mg_dTi(OR)_cX_f(ED)_g, в которой R представляет собой алифатический или ароматический углеводородный радикал, имеющий 1-14 углеродных атомов, или COR', в которой R' представляет собой алифатический или ароматический углеводородный радикал, имеющий 1-14 углеродных атомов, причем каждая OR-группа является одинаковой или различной, Х представляет собой независимо хлор, бром или иод, ED представляет собой электронодонор, d=0,5-56, е=0, 1 или 2, f=2-116, и g>2 и до 1,5*d+3. Это предпочтительно от титанового соединения, магниевого соединения и электронодонора.

Электронодонор представляет собой органическое основание Льюиса, жидкое при температуре в интервале от 0°C до 200°C, в котором магниевое и титановое соединения являются растворимыми. Электронодонорные соединения иногда также относятся к основаниям Льюиса. Электронодонором может быть алкиловый эфир алифатической или ароматической карбоновой кислоты, алифатический кетон, алифатический амин, алифатический спирт, простой алкиловый или циклоалкиловый эфир, или их смеси, причем каждый электронодонор имеет 2-20 углеродных атомов. Среди указанных электронодоноров предпочтительными являются простые алкиловые и циклоалкиловые эфиры, имеющие 2-20 углеродных атомов, диалкил-, диарил- и алкиларилкетоны, имеющие 3-20 углеродных атомов, и аклил-, алкокси- и алкилалкоксиэфиры алкил- и арилкарбоновых кислот, имеющих 2-20 углеродных атомов. Наиболее предпочтительным электронодонором является тетрагидрофуран. Другими примерами подходящих электронодоноров являются метилформиат, этилацетат, бутилацетат, простой этиловый эфир, диоксан, простой ди-н-пропиловый эфир, простой дибутиловый эфир, этанол, 1-бутанол, этилформиат, метилацетат, этиланисат, этиленкарбонат, тетрагидропиран и этилпропионат.

Несмотря на то, что первоначально для создания продукта реакции титанового соединение и электронодонора может использоваться большой избыток электронодонора, конечный предшественник катализатора содержит приблизительно 1-20 моль электронодонора на 1 моль титанового соединения, и, предпочтительно, приблизительно 1-10 моль электронодонора на 1 моль титанового соединения.

Поскольку катализатор действует как шаблон для роста полимера, существенно, чтобы предшественник катализатора превращался в твердый материал. Также существенно, чтобы получаемый твердый материал имел подходящий размер и форму частиц для получения полимерных частиц с относительно узким распределением частиц по размеру, низкими количествами очень мелких фракций и хорошими характеристиками псевдоожижения. Хотя пористый носитель может быть пропитан указанным раствором основания Льюиса, магниевым и титановым соединениями и высушен с образованием твердого катализатора, предпочтительно, чтобы раствор превращался в твердый катализатор сушкой распылением. Каждый из указанных способов, таким образом, дает «предшественник катализатора на носителе».

Продукт катализатора, высушенного распылением, затем, предпочтительно, помещается в суспензию в минеральном масле. Вязкость углеводородного разбавителя суспензии является достаточно низкой, так что суспензия может быть удобно подана насосом через устройство предварительной активации и в конечном счете в полимеризационный реактор. Катализатор подают с использованием питателя суспензии катализатора. В промышленных реакционных системах обычно используется насос с возрастанием нагнетания, такой как Moyno-насос, тогда как плунжерно-шприцевой насос двойного действия обычно используется в пилотных реакционных системах, где потоки катализатора являются меньше или равны 10 см³/ч (2,78×10^-9 м³/с) суспензии.

Для осуществления полимеризации в реактор также подают сокатализатор, или активатор. Полная активация дополнительным сокатализатором требуется для достижения полной активности. Полная активация обычно имеет место в полимеризационном реакторе, хотя также может использоваться методика, описанная в ЕР 1200483.

Сокатализаторы, которые являются обычно используемыми восстановителями, состоят из соединений алюминия, но возможными являются соединения лития, натрия и калия, щелочноземельных металлов, а также соединения иных щелочноземельных металлов, чем алюминий. Соединения обычно являются гидридами, металлоорганическими или галогенидными соединениями. Бутиллитий и дибутилмагний являются примерами используемых соединений, иных, чем алюминий.

Соединение активатора, которое обычно используется с любым из титансодержащих предшественников катализатора, может иметь формулу AlR_aX_bH_c, в которой каждый Х представляет собой независимо хлор, бром, иод или OR', каждый R и R' представляет собой независимо насыщенный алифатический углеводородный радикал, имеющий 1-14 углеродных атомов, b=0-1,5, c=0 или 1, и (a+b+c)=3. Предпочтительные активаторы включают моно- и дихлориды алюминия, в которых каждый алкил-радикал имеет 1-6 углеродных атомов, и триалкилалюминий. Примерами являются диэтилалюминийхлорид и три-н-гексилалюминий. Используется примерно 0,10-10 моль, и, предпочтительно, 0,15-2,5 моль активаторов на 1 моль электронодонора. Мольное отношение активатора к титану используется в интервале от 1:1 до 10:1 и, предпочтительно, в интервале от 2:1 до 5:1.

Сокатализатор гидрокарбилалюминия может быть представлен формулой R₃Al или R₂AlX, в которых R представляет собой независимо алкил, циклоалкил, арил или водород, причем, по меньшей мере, один R представляет собой гидрокарбил, и два или три R-радикала могут быть соединены с образованием гетероциклической структуры. Каждый R, который представляет собой гидрокарбил-радикал, может иметь 1-20 углеродных атомов, и, предпочтительно, имеет 1-10 углеродных атомов. Х представляет собой галоген, предпочтительно, хлор, бром или иод. Примерами соединений гидрокарбилалюминия является следующее: триизобутилалюминий, три-н-гексилалюминий, диизобутилалюминийгидрид, дигексилалюминийгидрид, диизобутилгексилалюминий, изобутилдигексилалюминий, триметилалюминий, триэтилалюминий, трипропилалюминий, триизопропилалюминий, три-н-бутилалюминий, триоктилалюминий, тридецилалюминий, тридодецилалюминий. трибензилалюминий, трифенилалюминий, тринафтилалюминий, тритолилалюминий, дибутилалюминийхлорид, диэтилалюминийхлорид и этилалюминийсесквихлорид. Соединения сокатализатора могут также служить в качестве активаторов и модификаторов.

Активаторы могут вводиться в предшественник или до, и/или в процессе полимеризации. В одном способе предшественник полностью активируется до полимеризации. В другом способе предшественник частично активируется до полимеризации, и активация завершается в реакторе. Когда модификатор используется вместо активатора, модификаторы обычно растворяются в органическом растворителе, таком как изопентан, и, когда используется носитель, пропитывают носитель посл