在用于连续物理熔融和共混共混物的设备中制备聚烯烃共混物的方法

技术领域

本发明涉及聚烯烃产物的制备方法且涉及设备用于对不同聚烯烃树脂 进行熔融和共混的用途。本发明可有利地用于化学制造，特别是用于烯烃尤 其是乙烯(PE)的聚合。

背景技术

聚烯烃如聚乙烯(PE)通过聚合单体如乙烯(CH₂=CH₂)而合成。因为聚乙 烯便宜、安全、对大部分环境是稳定的且容易加工，因此，它在许多应用中 是有用的。聚乙烯可分为若干类型，例如但不限于LDPE(低密度聚乙烯)、 LLDPE(线性低密度聚乙烯)和HDPE(高密度聚乙烯)以及高分子量(HMW)、 中分子量(MMW)和低分子量(LMW)。各类型的聚乙烯具有不同的性质和特 性。

烯烃(例如乙烯)聚合经常在环管反应器中使用单体(例如乙烯)、稀释剂 和催化剂、任选地活化剂、任选地一种或多种共聚单体以及任选地氢气进行。

环管反应器中的聚合通常在淤浆条件下进行，其中，所产生的聚合物通 常是悬浮在稀释剂中的固体颗粒(particle)的形式。用泵使淤浆在反应器中连 续地循环以保持聚合物固体颗粒在液体稀释剂中的有效悬浮。聚合物淤浆通 过沉降腿从环管反应器排出，所述沉降腿基于间歇原理运行以收取淤浆。所 述沉降腿中的沉降用于提高最终作为产物淤浆收取的淤浆的固体浓度。产物 淤浆进一步通过加热的闪蒸管线排出到闪蒸罐，在所述闪蒸罐中大部分稀释 剂和未反应的单体被闪蒸出来和将其再循环。

在从反应器收集聚合物产物并除去烃残余物后，干燥聚合物产物，产生 聚合物树脂。可加入添加剂，且最后可将聚合物混合并制粒，产生聚合物产 物。

在混合步骤期间，紧密混合聚合物树脂以及任选的添加剂，以获得尽可 能均匀的聚合物产物。优选地，在挤出机中进行混合，其中将各组分混合在 一起并将聚合物产物和任选地将添加剂的一些熔融，使得可发生均质混合。 然后，将该熔体挤出成棒、冷却并造粒，例如以形成粒料(pellet)。以这种形 式，得到的配混物然后可用于制造不同的物体。可分别生产两种或更多种不 同的聚乙烯树脂，并随后混合，表示物理共混过程。

但是，在将不同聚烯烃树脂制备成聚烯烃产物的过程中可发生复杂情 况。具体地说，已经发现均质混合物的制备是困难的，尤其是对于高分子量 (HMW)与低分子量(LMW)聚合物的混合物。对于在最终产品中的应用，非 均质聚合物混合物不是最佳的。因此，本领域仍需要由聚乙烯树脂混合物产 生的均质聚烯烃产物并同时确保低的生产成本和高品质的最终产品。

发明内容

令人惊奇地，本发明人已经发现改善聚烯烃制备并克服现有技术中的上 述和其它问题中的至少一个的途径。因此，本发明涉及聚烯烃产物的制备方 法，所述方法包括以下步骤：

(a)提供具有0.01-5g/10分钟的高负荷熔体指数(HLMI)的第一HMW聚烯 烃树脂，所述高负荷熔体指数(HLMI)根据ASTM D-1238在190℃在21.6kg 负荷下测得；

(b)单独提供具有1-150g/10分钟的熔体指数(MI₂)的第二LMW聚烯烃树 脂，所述熔体指数(MI₂)根据ASTM D-1238在190℃在2.16kg负荷下测得； 和

(c)使用用于对所述第一聚烯烃树脂和所述第二聚烯烃树脂进行连续物 理熔融和共混的设备以产生聚烯烃产物，

所述方法特征在于所述设备包含至少两个在空间上隔开且可操作地彼 此连接的进料区，其中，将至少部分所述HMW聚烯烃树脂引入到第一进料 区中，并且，将至少部分所述LMW聚烯烃引入到不同于所述第一进料区的 第二进料区中。

本发明进一步涉及包含至少两个可操作地彼此连接的单独进料区的设 备的如下用途：所述设备用于对具有0.01-5g/10分钟的高负荷熔体指数 (HLMI)的至少一种第一HMW聚烯烃树脂和具有1-150g/10分钟的熔体指数 (MI₂)的至少一种单独产生的不同的第二LMW聚烯烃树脂进行连续物理熔 融和共混，其中，所述高负荷熔体指数(HLMI)根据ASTM D-1238在190℃ 在21.6kg负荷下测得，且所述熔体指数(MI₂)根据ASTM D-1238在190℃在 2.16kg负荷下测得。

令人惊奇地，本发明导致更好受控的工艺条件、由HMW与LMW聚烯 烃的混合物产生的均质的聚烯烃产物和/或更优的最终产品。

现在，将对本发明作进一步描述。在以下段落中，本发明的不同方面被 更详细地限定。如此限定的各方面可与任何其他方面组合，除非清楚地相反 表示。特别地，指明为优选或有利的任何特征可与指明为优选或有利的任何 其它特征组合。标记符号涉及所附的附图。

附图说明

图1A示意性地说明用于根据本发明实施方式使用的用于熔融和共混的 设备的侧视图。

图1B和图1C示意性地说明用于根据本发明实施方式使用的用于熔融 和共混的设备的顶视图。

具体实施方式

在描述本发明中使用的本方法之前，将理解本发明不限于描述的特定方 法、组分或设备，因为这样的方法、组分和设备当然可变化。还将理解，本 文中使用的术语不意在为限制性的，因为本发明的范围仅由所附权利要求限 定。

如本文使用的单数形式“一种(一个)(a,an)”和“该(所述)”包括单数和 复数指代物两者，除非上下文清楚地另外表明。

如本文中使用的术语“包括”是与“含有”或“包含”同义的，且是包 容性或开放式的，并且不排除另外的、未列举的成员、要素或方法步骤。术 语“包括”也涵盖术语“由…构成”。

通过端点进行的数值范围的列举包括在各范围内包含的所有数字和分 数以及列举的端点。

如本文中使用的术语“约”当涉及可度量的值如参数、量、持续时间等 时，意味着涵盖给定值的和距离给定值的+/-10%或更小，优选+/-5%或更小， 更优选+/-1%或更小，和还更优选+/-0.1%或更小的变化，只要这样的变化在 所公开的本发明中是适合进行的。将理解，修饰语“约”涉及的值本身也是 具体且优选地公开的。

除非另有定义，在公开本发明中使用的所有术语(包括技术和科学术语) 具有本发明所属技术领域的普通技术人员通常所理解的含义。通过进一步的 指导，包括对描述中使用的术语的定义以更好地理解本发明的教导。

在整个说明书中对“一个实施方式”或“实施方式”的提及意指关于该 实施方式描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施方式 中。因此，在整个说明书中不同地方中的短语“在一个实施方式中”或“在 实施方式中”的出现不是必须都指代相同的实施方式，而是可以指代相同的 实施方式。此外，在一个或多个实施方式中，特定的特征、结构或特性可以 任何适当的方式组合，如本领域的技术人员从该公开内容将明晰的。此外， 尽管本文中描述的一些实施方式包括其它实施方式中包含的一些特征但是 没有包括其中的另外的特征，但不同实施方式的特征的组合意在本发明的范 围内，且形成不同的实施方式，如本领域的技术人员将理解的。例如，在所 附权利要求中，任何要求保护的实施方式可以任意组合使用。

本发明涉及通过使用用于对具有0.01-5g/10分钟的高负荷熔体指数 (HLMI)的第一HMW聚烯烃树脂与具有1-150g/10分钟的熔体指数(MI₂)的第 二LMW聚烯烃树脂进行物理熔融和共混的设备来制备聚烯烃产物的方法， 其中，所述高负荷熔体指数(HLMI)根据ASTM D-1238在190℃在21.6kg负 荷下测得，且所述熔体指数(MI₂)根据ASTM D-1238在190℃在2.16kg负荷 下测得。根据一个实施方式，所述产物的HMW/LMW之比随着在所述设备 中的停留时间而减小。

优选地，所述设备包含至少两个进料区。优选地，第一进料区是与第二 进料区在空间上隔开的，但是，第一进料区是与第二进料区连接的、优选可 操作地连接的、更优选串联连接的。在一个实施方式中，所述用于连续物理 熔融和共混的设备包含至少一个挤出机或者至少一个混合机。在一个实施方 式中，所述用于连续物理熔融和共混的设备包含至少两个串联连接的挤出 机、或者至少两个串联连接的混合机、或者它们的组合。在一个优选实施方 式中，用于本发明的该设备包含一个含有所述至少两个进料区的挤出机。优 选地，第一进料区位于所述设备的前四分之一中。优选地，第二进料区位于 第一进料区的下游。尤其优选的是，使聚烯烃树脂从第一进料区向第二进料 区连续移动。

优选地，在第一进料区中引入第一HMW聚烯烃树脂的至少一部分、更 优选至少10重量%、更优选至少50重量%、最优选至少80重量%、且更优 选最高达100重量%且尤其优选基本100重量%。优选地，在第二进料区中 引入第二LMW聚烯烃的至少一部分、更优选至少10重量%、更优选至少 40重量%、最优选至少50重量%、且更优选最高达100重量%，最优选最高 达90重量%，例如80重量%。

为了使所述制备方法最优化并使工艺复杂性最小化，所述方法优选提供 连续的物理熔融和共混过程。对于本发明来说，术语“物理熔融和共混”可 定义为分布(distributive)混合，且更优选定义为分散(dispersive)混合。分布混 合提供材料在基质聚烯烃基体中的均匀的空间重排。分散混合利用剪切和拉 伸来源的应力以降低树脂和或添加剂团聚体的粘结(内聚，cohesive)强度。

优选地，在进料区下游的区域中，对聚烯烃树脂进行物理共混和熔融。 优选地，通过用于物理熔融和共混的区域连接所述至少两个进料区。在一个 优选实施方式中，使聚烯烃树脂连续地从第一进料区通过第一熔融共混区移 动至至少一个第二进料区，并且通过第二熔融共混区。随后，优选地对所得 的均质聚烯烃产物进行制粒。

优选地，所述用于物理熔融和共混的设备包含至少一个挤出机和/或至少 一个混合机。在一个实施方式中，所述设备包含至少两个串联连接的挤出机、 或者至少两个串联连接的混合机、或者它们的组合(即，至少一个挤出机串 联连接至至少一个混合机、或者至少一个混合机串联连接至至少一个挤出 机)。优选的挤出机为同向旋转双螺杆。优选的混合机为反向旋转双螺杆。

本发明优选涉及挤出。对于本发明来说，术语“挤出”或者“挤出过程” 或者“制粒”在本文中作为同义词使用且是指将聚烯烃树脂转变成“聚烯烃 产物”或者在制粒后转变成“粒料(pellet)”的过程。所述过程优选包含若干 串联连接的装置，所述装置包括挤出机中的一个或多个旋转螺杆、模头、以 及用于将挤出长丝切割为粒料的工具。

优选地，将聚烯烃树脂通过阀、优选螺旋进料器或旋转阀进料至挤出设 备，并且，在经过流量计的同时输送至所述挤出设备的至少一个进料区。优 选地，在进料区中提供氮气以防止空气进入挤出设备中，从而限制聚合物降 解。

在进料至挤出机中之后，聚合物树脂优选沿着挤出机的旋转螺杆传输。 在挤出机中存在高的剪切力且产物温度升高。聚合物产物(任选地存在添加 剂)熔融并且被均化和混合。

挤出机具有一个或多个加热装置，例如，热油单元或者用以加热挤出机 机筒的夹套。挤出机中的螺杆是聚合物产物在其上行进的推进装置(vehicle)。 螺杆的形状与螺杆旋转速度(以rpm表示)一起决定了产物移动速度以及挤出 机中所达到的压力。螺杆混合机中的螺杆由马达(motor)、优选电动机(电动 马达，electric motor)驱动。

可通过在挤出机末端的泵(优选由电动机驱动)，进一步对经熔融并均化 的聚合物产物进行泵送和加压。优选地，进一步通过过滤器过滤经熔融的聚 合物产物以除去杂质并降低凝胶量。优选地，然后将所述产物推过设置在制 粒机中的模头、优选模头板。在一个实施方式中，聚合物以大量条状物的形 式从模头板出来，所述条状物然后被送至用于冷却粒料的水中并且在水下在 制粒机中通过旋转刀进行切割。颗粒可通过所述水冷却下来并形成粒料，所 述粒料被输送至进一步的加工区，例如输送至包装区。

图1A示意性地示出适合用于根据本发明实施方式的方法中的挤出机的 侧视图。挤出机1包含两个单独的用于进料聚烯烃树脂的进料区2和4以及 两个单独的用于物理熔融和共混聚烯烃树脂的区3和5。聚烯烃的流动方向 由箭头6表示。优选地，将至少部分HMW聚乙烯树脂和至少部分LMW聚 乙烯树脂在位置A处进料至进料区2中并随后在区3中进行物理共混和熔 融。将至少部分(余量)的LMW聚乙烯树脂在位置B处加入到进料区4中， 并且，在区5中与来自区3的聚乙烯树脂一起进行物理共混和熔融。

图1B示意性地示出适合用于根据本发明实施方式的方法中的挤出机的 顶视图。挤出机10包含两个单独的用于进料聚烯烃树脂的进料区2和4以 及两个单独的用于物理熔融和共混聚烯烃树脂的区3和5。聚烯烃的流动方 向由箭头6、7和8表示。优选地，将至少部分HMW聚乙烯树脂和至少部 分LMW聚乙烯树脂在位置A处进料至进料区2中并随后在区3中进行物理 共混和熔融。将至少部分(余量)的LMW聚乙烯树脂在位置B处加入到进料 区4中，并且，在区5中与来自区3的聚乙烯树脂一起进行物理共混和熔融。

图1C示意性地示出适合用于根据本发明实施方式的方法中的挤出机的 顶视图。挤出机100包含两个单独的用于进料聚烯烃树脂的进料区2和4以 及两个单独的用于物理熔融和共混聚烯烃树脂的区3和5。聚烯烃的流动方 向由箭头6和7表示。优选地，将至少部分HMW聚乙烯树脂和至少部分 LMW聚乙烯树脂在位置A处进料至进料区2中并随后在区3中进行物理共 混和熔融。将至少部分(余量)的LMW聚乙烯树脂在位置B处加入到进料区 4中，并且，在区5中与来自区3的聚乙烯树脂一起进行物理共混和熔融。

本发明进一步涉及包含至少两个可操作地彼此连接的单独进料区的设 备的如下用途：所述设备用于对至少一种第一HMW聚烯烃树脂和至少一种 单独产生的不同的第二LMW聚烯烃树脂进行连续物理熔融和共混。

本发明涉及将至少两种不同的聚烯烃树脂物理共混成多峰、优选双峰的 聚烯烃产物。优选地，本发明涉及将至少两种不同的聚烯烃树脂物理共混成 具有多峰分子量分布、优选双峰分子量分布的聚烯烃产物。两种树脂是单独 产生的，优选在催化剂的存在下单独产生，优选在单独的环管反应器中单独 产生，所述环管反应器优选为单环管反应器。优选地，聚烯烃为聚乙烯。

优选地，第一聚烯烃树脂具有高分子量(HMW)。优选地，第一HMW聚 烯烃树脂具有单峰分子量分布。优选地，第一HMW聚烯烃树脂具有 0.01-5g/10分钟的高负荷熔体指数(HLMI)并且优选地具有0.910-0.940g/cm³的密度，其中，所述高负荷熔体指数(HLMI)根据ASTM D-1238在190℃在 21.6kg负荷下测得。令人惊奇地，本发明人已经发现本发明允许由第一HMW 聚烯烃树脂制备均质聚烯烃产物。

优选地，第二聚烯烃树脂具有低分子量(LMW)。优选地，第二聚烯烃树 脂具有单峰分子量分布。优选地，第二聚烯烃树脂具有1-150g/10分钟的熔 体指数(MI₂)并且优选地具有0.955-0.985g/cm³的密度，其中，所述熔体指数 (MI₂)根据ASTM D-1238在190℃在2.16kg负荷下测得。

优选地，本发明的聚烯烃产物具有2-75g/10分钟的HLMI并且优选地具 有0.935-0.965g/cm³的密度，所述HLMI根据ASTM D-1238在190℃在21.6kg 负荷下测得。优选地，所述聚烯烃产物具有双峰分子量分布。

根据本发明，以采用190℃的温度和21.6kg的负荷的ASTM D-1238标 准化测试测定HLMI。以采用190℃的温度和2.16kg的负荷的ASTM D-1238 标准化测试测定MI₂。以ASTM D-1505标准化测试在23℃的温度下测定密 度。

优选地，所述聚烯烃产物包含至少10重量%、更优选至少25重量%、 最优选至少40重量%且至多90重量%、更优选至多75重量%、最优选至多 60重量%的第一HMW聚烯烃树脂。优选地，所述聚烯烃产物包含至少10 重量%、更优选至少25重量%、最优选至少40重量%且至多90重量%、更 优选至多75重量%、最优选至多60重量%的第二LMW聚烯烃树脂。

优选地，所述聚烯烃产物中的所述第一聚烯烃树脂与所述第二聚烯烃树 脂的重量比为0.20-5、更优选0.25-4、最优选0.67-1.5。

本发明涵盖了用于提供聚烯烃树脂的步骤。聚烯烃树脂且特别是聚乙烯 树脂优选在优选包括限定反应器路径的互连管道的环管反应器中制备，且其 中优选将淤浆泵送通过所述环管反应器。优选地，所述聚乙烯树脂的每一种 优选分别在单环管反应器中产生。

对于本发明来说，“绒毛(fluff)”定义为在环管反应器中采用硬催化剂颗 粒在该粉末的各细粒(grain)的核处产生的烯烃聚合物材料。如本文中使用的， 术语“树脂”涵盖了环管反应器中所产生的绒毛以及经熔融和/或制粒的聚烯 烃这两者。如本文中使用的，术语“聚烯烃产物”或“聚烯烃粒料”定义为 通过树脂的熔融和共混(例如使用混合和/或挤出机装置)产生的烯烃聚合物 材料。

对于术语“单峰聚合物”或“具有单峰分子量分布的聚合物”，其是指 这样的聚合物：在它们的分子量分布曲线中具有一个最大值，所述分子量分 布曲线也称为单峰分布曲线。对于术语“具有双峰分子量分布的聚合物”或 “双峰聚合物”，其是指具有这样的分布曲线的聚合物：所述分布曲线为两 个单峰分子量分布曲线之和。对于术语“具有多峰分子量分布的聚合物”或 “多峰聚合物”，其是指具有这样的分布曲线的聚合物：所述分布曲线为至 少两个、优选超过两个单峰分布曲线之和。

如本文中所用的，术语“聚合淤浆”或“聚合物淤浆”或“淤浆”实质 上意味着至少包括聚合物固体和液相的多相组合物，该液相为连续相。固体 包括催化剂和聚合的烯烃如聚乙烯。液体包括惰性稀释剂如异丁烷、溶解的 单体如乙烯、共聚单体、分子量控制剂如氢气、抗静电剂、防垢剂、清除剂 和其它操作助剂。

如本文中使用的，术语“催化剂”是指导致聚合反应速率变化而自身在 所述反应中未被消耗的物质。在本发明中，其尤其适用于适合于将乙烯聚合 为聚乙烯的催化剂。这些催化剂将被称为乙烯聚合催化剂或聚合催化剂。催 化剂的实例包括茂金属催化剂、铬催化剂、及齐格勒-纳塔催化剂。

术语“茂金属催化剂”在本文中用来描述由键合到一种或多种配体的金 属原子构成的任何过渡金属络合物。茂金属催化剂是周期表的第IV族过渡 金属如钛、锆、铪等的化合物，并具有带有金属化合物和配体的配位结构， 所述配体由环戊二烯基、茚基、芴基或者它们的衍生物的一种或两种基团组 成。在聚乙烯的聚合中使用茂金属催化剂具有多种优点。茂金属的关键是络 合物的结构。取决于所需的聚合物，茂金属的结构和几何形状可改变以适应 生产者的特定需要。茂金属包括单金属位点，这容许更多地控制聚合物的支 化和分子量分布。单体插入在金属和生长着的聚合物链之间。

在一个实施方式中，茂金属催化剂具有通式(I)或(II)：

(Ar)₂MQ₂(I)；或

R¹(Ar)₂MQ₂(II)

其中根据式(I)的茂金属是非桥接的茂金属，和根据式(II)的茂金属是桥 接的茂金属；

其中根据式(I)或(II)的所述茂金属具有结合到M的两个Ar，其可彼此相 同或不同；

其中Ar是芳族环、基团或部分，且其中各Ar独立地选自环戊二烯基、 茚基、四氢茚基或芴基，其中所述基团各自可任选地被一个或多个取代基取 代，所述取代基各自独立地选自卤素、氢硅烷基(hydrosilyl)、其中R²是具有 1-20个碳原子的烃基的SiR²₃基团、和具有1-20个碳原子的烃基，且其中所 述烃基任选地包含选自包括B、Si、S、O、F、Cl和P的组的一个或多个原 子；

其中M是选自钛、锆、铪和钒的过渡金属M；且优选为锆；

其中各Q独立地选自卤素；具有1-20个碳原子的烃氧基(hydrocarboxy)； 和具有1-20个碳原子的烃基，且其中所述烃基任选地包含选自包括B、Si、 S、O、F、Cl和P的组的一个或多个原子；且

其中R¹是桥接两个Ar基团的二价基团或部分，且选自C₁-C₂₀亚烷基、 锗、硅、硅氧烷、烷基膦和胺，且其中所述R¹任选地用一个或多个取代基 取代，所述取代基各自独立地选自卤素、氢硅烷基、其中R³是具有1-20个 碳原子的烃基的SiR³₃基团、和具有1-20个碳原子的烃基，并且其中所述烃 基任选地包含选自包括B、Si、S、O、F、Cl和P的组的一个或多个原子。

如本文中使用的术语“具有1-20个碳原子的烃基”用来指代选自包括 如下的组的部分：线型或支化的C₁-C₂₀烷基；C₃-C₂₀环烷基；C₆-C₂₀芳基； C₇-C₂₀烷芳基和C₇-C₂₀芳烷基，或者它们的任意组合。示例性的烃基是甲基、 乙基、丙基、丁基、戊基、异戊基、己基、异丁基、庚基、辛基、壬基、癸 基、鲸蜡基、2-乙基己基和苯基。示例性的卤原子包括氯、溴、氟和碘，且 在这些卤素原子中，氟和氯是优选的。

茂金属催化剂的说明性实例包括但不限于二(环戊二烯基)二氯化锆 (Cp₂ZrCl₂)、二(环戊二烯基)二氯化钛(Cp₂TiCl₂)、二(环戊二烯基)二氯化铪 (Cp₂HfCl₂)、二(四氢茚基)二氯化锆、二(茚基)二氯化锆和二(正丁基-环戊二 烯基)二氯化锆、亚乙基二(4,5,6,7-四氢-1-茚基)二氯化锆、亚乙基二(1-茚基) 二氯化锆、二甲基亚甲硅烷基二(2-甲基-4-苯基-茚-1-基)二氯化锆、二苯基亚 甲基(环戊二烯基)(芴-9-基)二氯化锆、和二甲基亚甲基[1-(4-叔丁基-2-甲基- 环戊二烯基)](芴-9-基)二氯化锆。

茂金属催化剂优选设置在固体载体上。所述载体可为有机或无机的惰性 固体，其与常规的茂金属催化剂的任何组分是化学非反应性的。用于本发明 的负载催化剂的合适的载体材料包括固体无机氧化物，例如，二氧化硅、氧 化铝、氧化镁、氧化钛、氧化钍，以及二氧化硅与一种或多种第2或13族 金属氧化物的混合氧化物，例如二氧化硅-氧化镁以及二氧化硅-氧化铝混合 氧化物。二氧化硅，氧化铝，以及二氧化硅与一种或多种第2或13族金属 氧化物的混合氧化物是优选的载体材料。这样的混合氧化物的优选实例为二 氧化硅-氧化铝。最优选的是二氧化硅。所述二氧化硅可为颗粒形式、团聚 形式、热解形式或者其它形式。所述载体优选为二氧化硅化合物。在一个优 选实施方式中，茂金属催化剂设置在固体载体、优选二氧化硅载体上。在一 个实施方式中，用于本发明方法的催化剂是由结合在多孔二氧化硅载体上的 茂金属和铝氧烷组成的负载型茂金属-铝氧烷催化剂。

术语“铬催化剂”是指通过在载体如二氧化硅或铝载体上沉积铬氧化物 而获得的催化剂。铬催化剂的说明性实例包括但不限于CrSiO₂或CrAl₂O₃。

本发明尤其涉及齐格勒-纳塔催化剂。术语“齐格勒-纳塔催化剂”或“ZN 催化剂”是指具有通式M¹X_v的催化剂，其中M¹是选自第IV族-第VII族的 过渡金属化合物，其中X是卤素，和其中v为所述金属的化合价。优选地， M¹是第IV族、第V族或第VI族金属，更优选为钛、铬或钒，且最优选为 钛。优选地，X是氯或溴，且最优选为氯。所述过渡金属化合物的说明性实 例包括但不限于TiCl₃、TiCl₄。用于本发明的合适的ZN催化剂描述在 US6930071和US6864207中，将它们引入本文作为参考。

在一个实施方式中，所述用于制备聚乙烯产物的方法包括以下步骤：

(a)提供在ZN催化剂的存在下产生的第一HMW聚乙烯树脂；

(b)单独提供在ZN和/或茂金属催化剂的存在下产生的第二LMW聚乙烯 树脂；和

(c)使用用于对所述第一聚乙烯树脂和所述第二聚乙烯树脂进行连续物 理熔融和共混的设备以产生聚乙烯产物，其中，将至少部分HMW聚乙烯树 脂引入到第一进料区中，并且，将至少部分LMW聚乙烯引入到不同于第一 进料区但与其可操作地连接的第二进料区中。

优选地，所述用于制备聚乙烯产物的方法包括以下步骤：

(a)提供在ZN催化剂的存在下产生的第一单峰HMW聚乙烯树脂；

(b)单独提供在ZN或茂金属催化剂的存在下产生的第二单峰LMW聚乙 烯树脂；和

(c)使用用于对所述第一聚乙烯树脂和所述第二聚乙烯树脂进行连续物 理熔融和共混的设备以产生双峰聚乙烯产物，其中，将至少部分HMW聚乙 烯树脂引入到第一进料区中，并且，将至少部分LMW聚乙烯引入到第二进 料区中。

在另一实施方式中，所述用于制备聚乙烯产物的方法包括以下步骤：

(a)提供在茂金属催化剂的存在下产生的第一HMW聚乙烯树脂；

(b)单独提供在ZN和/或茂金属催化剂的存在下产生的第二LMW聚乙烯 树脂；和

(c)使用用于对所述第一聚乙烯树脂和所述第二聚乙烯树脂进行连续物 理熔融和共混的设备以产生聚乙烯产物，其中，将至少部分HMW聚乙烯树 脂引入到第一进料区中，并且，将至少部分LMW聚乙烯引入到第二进料区 中。

优选地，所述用于制备聚乙烯产物的方法包括以下步骤：

(a)提供在茂金属催化剂的存在下产生的第一单峰HMW聚乙烯树脂；

(b)单独提供在ZN或茂金属催化剂的存在下产生的第二单峰LMW聚乙 烯树脂；和

(c)使用用于对所述第一聚乙烯树脂和所述第二聚乙烯树脂进行连续物 理熔融和共混的设备以产生双峰聚乙烯产物，其中，将至少部分HMW聚乙 烯树脂引入到第一进料区中，并且，将至少部分LMW聚乙烯引入到第二进 料区中。

优选的聚乙烯产物选自根据本发明制备的双峰聚乙烯产物，所述双峰聚 乙烯产物通过对如下物质进行共混而制备：(i)单峰齐格勒-纳塔HMW聚乙 烯树脂与单峰齐格勒-纳塔LMW聚乙烯树脂；或者(ii)单峰齐格勒-纳塔HMW 聚乙烯树脂与单峰茂金属LMW聚乙烯树脂；或者(iii)单峰茂金属HMW聚 乙烯与单峰齐格勒-纳塔LMW聚乙烯；或者(iv)单峰茂金属HMW聚乙烯与 单峰茂金属LMW聚乙烯，其中，将至少部分HMW聚乙烯树脂引入到第一 进料区中，并且，将至少部分LMW聚乙烯树脂引入到第二进料区中。

用于本发明的特别优选的齐格勒-纳塔催化剂是包含齐格勒-纳塔催化剂 组分D和预活化剂的齐格勒-纳塔催化剂体系，其中所述齐格勒-纳塔催化剂 组分D可通过如下获得：

a)通过使二烷氧基镁化合物与卤化剂接触而产生反应产物A；

b)使反应产物A与第一卤化/钛化(titanating)剂接触以形成反应产物B；

c)使反应产物B与第二卤化/钛化剂接触以形成反应产物C；和

d)使反应产物C与第三卤化/钛化剂接触以形成催化剂组分D。

优选地，根据包括如下步骤的方法制造所述催化剂：a)使二烷氧基镁化 合物与卤化剂接触以形成反应产物A；b)使反应产物A与第一卤化/钛化剂 接触以形成反应产物B；c)使反应产物B与第二卤化/钛化剂接触以形成反应 产物C；和d)使反应产物C与第三卤化/钛化剂接触以形成反应产物D。所 述第二和第三卤化/钛化剂可包括四氯化钛。第二和第三卤化/钛化步骤可各 自包括在约0.1-5范围内的钛对镁之比。反应产物A、B和C可各自在后续 的卤化/钛化步骤之前用烃溶剂洗涤。所述反应产物D可用烃溶剂洗涤直至 钛物质[Ti]含量小于约100mmol/L。

在一个实施方式中，用于制造催化剂组分的方法通常包括如下步骤：由 二烷基金属和醇形成二烷氧基金属，卤化所述二烷氧基金属以形成反应产 物，使所述反应产物在三个或更多个步骤中与一种或多种卤化/钛化剂接触以 形成催化剂组分，和然后用预活化剂如有机铝处理所述催化剂组分。

制造催化剂的方法的一个实施方式可通常如下：

1.M¹RR'+2R"OH→M¹(OR")₂

2.M¹(OR")₂+ClAR"'_x→"A”

3."A”+TiCl₄/Ti(OR"")₄→"B”

4."B”+TiCl₄→"C”；

5."C”+TiCl₄→"D”

6."D”+预活化剂→催化剂

在上式中，M¹可为任何合适的金属，通常为第IIA族金属，典型地为 Mg。在上式中，R、R'、R''、R'''和R''''各自独立地为烃基或取代烃基部分， 且R和R'具有1-20个碳原子、通常1-10个碳原子、典型地2-6个碳原子， 和可具有2-4个碳原子。R''通常包含3-20个碳原子，R'''通常包含2-6个碳原 子，和R''''通常包含2-6个碳原子且典型地为丁基。可使用R、R'、R''、R''' 和R''''中的两种或更多种的任意组合，其可以是相同的，或者R基团的组合 可彼此不同。

在包括式ClAR'''_x的以上实施方式中，A为能够将一个氯换成烷氧基 (alkoxide)的非还原性(non-reducing)亲氧(oxyphilic)化合物，R'''为烃基或取代 烃基，和x为A的化合价减去1。A的实例包括钛、硅、铝、碳、锡和锗， 典型地为钛或硅，其中x为3。R'''的实例包括甲基、乙基、丙基、异丙基和 具有2-6个碳原子的类似基团。可在所述方法中使用的氯化剂的非限制性实 例是ClTi(OⁱPr)₃和ClSi(Me)₃。

将以上实施方式的二烷氧基金属氯化以形成反应产物"A”。尽管产物"A” 的精确组成是未知的，但认为其包含部分氯化的金属化合物，所述部分氯化 的金属化合物的一个实例可为ClMg(OR'')。

然后使反应产物"A”与一种或多种卤化/钛化剂例如TiCl₄和Ti(OBu)₄的 组合接触，以形成反应产物"B”。反应产物"B”可能是氯化和部分氯化的金属 与钛化合物的络合物。反应产物"B”可包括钛浸渍的MgCl₂载体和例如可由 化合物如(MCl₂)_y(TiCl_x(OR)_4-x)_z表示。反应产物"B”可作为固体从所述催化剂 淤浆沉淀。

第二卤化/钛化步骤产生反应产物或催化剂组分"C”，其也可能为卤化和 部分卤化的金属与钛化合物的络合物但不同于"B”，且可由 (MCl₂)y(TiCl_x'(OR)_4-x')_z'表示。预计"C”的卤化水平大于产物"B”的卤化水平。 该更大的卤化水平可产生化合物的不同络合物。

第三卤化/钛化步骤产生反应产物或催化剂组分"D”，其也可能为卤化和 部分卤化的金属与钛化合物的络合物但不同于"B”和"C”，且可由 (MCl₂)_y(TiCl_x"(OR)_4-x")_z"表示。预计"D”的卤化水平要大于产物"C”的卤化水 平。该更大的卤化水平产生化合物的不同络合物。尽管对所述反应产物的该 描述提供了当前对化学性质的最可能的解释，但所述方法不被该理论机理所 限制。

适合用于所述方法中的二烷基金属和所得二烷氧基金属可包括能够用 于所述方法中以产生合适的聚烯烃催化剂的任意二烷基金属和二烷氧基金 属。这些二烷氧基金属和二烷基金属可包括第IIA族金属的二烷氧基化物和 二烷基化物。所述二烷氧基金属或二烷基金属可为二烷氧基镁或二烷基镁。 合适的二烷基镁的非限制性实例包括二乙基镁、二丙基镁、二丁基镁、丁基 乙基镁等。丁基乙基镁(BEM)是一种合适的二烷基镁。

在所述方法的实践中，所述二烷氧基金属可为通式Mg(OR")₂的镁化合 物，其中R''为1-20个碳原子的烃基或取代烃基。

所述二烷氧基金属可为可溶解的且典型地为非还原性的。非还原性化合 物具有如下优点：形成MgCl₂而不是可通过化合物如MgRR'的还原形成的不 溶性物质，这可导致具有宽的粒度分布的催化剂的形成。此外，反应性低于 MgRR'的Mg(OR")₂当用于涉及用温和的氯化剂实施氯化，之后是后续的卤 化/钛化步骤的反应时，可导致更均匀的产物，例如更好的催化剂粒度控制和 分布。

可使用的二烷氧基金属物质的非限制性实例包括丁醇镁、戊醇镁、己醇 镁、二(2-乙基己醇)镁和适合于使所述体系可溶解的任何烷氧基化物。

作为非限制性实例，二烷氧基镁如二(2-乙基己醇)镁可通过使烷基镁化 合物(MgRR')与醇(ROH)反应而制造，如下所示。MgRR'+2R"OH→ Mg(OR")₂+RH+R'H。

所述反应可在室温下进行且反应物形成溶液。R和R'可各自为1-10个 碳原子的任何烷基，且可相同或不同。合适的MgRR'化合物包括例如二乙基 镁、二丙基镁、二丁基镁和丁基乙基镁。所述MgRR'化合物可为BEM，其 中RH和R'H分别为丁烷和乙烷。

在所述方法的实践中，可使用产生期望的二烷氧基金属的任何醇。通常， 采用的醇可为通式R''OH的任何醇，其中R''为2-20个碳原子的烷基，碳原 子可为至少3个、至少4个、至少5个或至少6个碳原子。合适醇的非限制 性实例包括乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、2-甲基戊醇、2-乙基己醇 等。尽管认为可使用几乎任意醇，但是可使用线型或支化的、更高级的支化 醇，如2-乙基-1-己醇。

所加入的醇的量可例如在0-10当量的不排除端点的(non-exclusive)范围 内变化，通常在约0.5当量-约6当量范围内(当量是相对于全部金属化合物 或镁)，并可在约1-约3当量范围内。

烷基金属化合物可导致在溶液中非常粘性的高分子量物质。可通过向反 应中加入能够破坏个体烷基金属分子间的缔合的烷基铝例如三乙基铝(TEAl) 来降低该高粘度。烷基铝与金属的典型比例可为0.001:1-1:1，可为0.01-0.5:1， 并且还可为0.03:1-0.2:1。此外，可使用给电子体如醚例如二异戊基醚(DIAE) 以进一步降低所述烷基金属的粘度。给电子体与金属的典型比例范围为 0:1-10:1，并且可范围为0.1:1-1:1。

在卤化所述烷氧基金属的步骤中有用的试剂包括当用于所述方法中时 将产生合适的聚烯烃催化剂的任何卤化剂。所述卤化步骤可为其中所述卤化 剂包含氯(即为氯化剂)的氯化步骤。

所述烷氧基金属化合物的卤化通常在烃溶剂中于惰性气氛下实施。合适 溶剂的非限制性实例包括甲苯、庚烷、己烷、辛烷等。在该卤化步骤中，烷 氧基金属与卤化剂的摩尔比通常在约6:1-约1:3的范围内，可在约3:1-约1:2 的范围内，可在约2:1-约1:2的范围内，且还可为约1:1。

所述卤化步骤通常在约0℃-约100℃范围内的温度下实施并且实施在约 0.5-约24小时范围内的反应时间。所述卤化步骤可在约20℃-约90℃范围内 的温度下实施并且实施在约1小时-约4小时范围内的反应时间。

一旦实施了所述卤化步骤并且所述烷氧基金属被卤化，就可对卤化物产 物"A”进行两次或更多次卤化/钛化处理。

所使用的卤化/钛化剂可为两种四取代钛化合物的共混物，其中所有的四 个取代基相同，和取代基为卤素或者具有2-10个碳原子的烷氧基或酚基， 所述钛化合物例如TiCl₄或Ti(OR"")₄。所使用的卤化/钛化剂可为氯化/钛化 剂。

所述卤化/钛化剂可为单一化合物或化合物的组合。所述方法在第一卤化 /钛化之后提供活性催化剂；然而，期望存在总计至少三个卤化/钛化步骤。

所述第一卤化/钛化剂典型地为温和的钛化剂，其可为卤化钛和有机钛酸 酯的共混物。所述第一卤化/钛化剂可为TiCl₄和Ti(OBu)₄在0.5:1-6:1的 TiCl₄/Ti(OBu)₄范围内的共混物，所述比例可为2:1-3:1(“OBu”代表丁氧基)。 认为卤化钛和有机钛酸酯的共混物反应以形成烷氧基卤化钛Ti(OR)_aX_b，其 中OR和X分别为烷氧基和卤素，和a+b为钛的化合价，其典型地为4。

在替代方案中，所述第一卤化/钛化剂可为单一化合物。第一卤化/钛化 剂的实例为Ti(OC₂H₅)₃Cl、Ti(OC₂H₅)₂Cl₂、Ti(OC₃H₇)₂Cl₂、Ti(OC₃H₇)₃Cl、 Ti(OC₄H₉)Cl₃、Ti(OC₆H₁₃)₂Cl₂、Ti(OC₂H₅)₂Br₂和Ti(OC₁₂H₅)Cl₃。

所述第一卤化/钛化步骤通常通过首先在室温/环境温度将所述卤化产物 "A”在烃溶剂中进行淤浆化而实施。合适的烃溶剂的非限制性实例包括庚烷、 己烷、甲苯、辛烷等。所述产物"A”可为在所述烃溶剂中是至少部分可溶解 的。

固体产物"B”是在向可溶解的产物"A”中加入卤化/钛化剂之后在室温下 沉淀的。所使用的卤化/钛化剂的量必须足以从溶液中沉淀出固体产物。通常， 基于钛与金属的比例，所用的卤化/钛化剂的量通常在约0.5-约5的范围内， 典型地在约1-约4的范围内，并且可在约1.5-约2.5的范围内。一个实例是 TiCl₄/丁醇钛(IV)(TNBT)。

在该第一卤化/钛化步骤中沉淀的固体产物"B”然后通过任何合适的收取 技术收取，然后在室温/环境温度用溶剂如己烷进行洗涤。通常，洗涤所述固 体产物"B”直至[Ti]小于约100mmol/L。在所述方法中，[Ti]表示能够充当第 二代齐格勒催化剂的任何钛物质，其包括未作为如本文中所述的反应产物的 一部分的钛物质。然后将所得产物"B”进行第二和第三卤化/钛化步骤以制造 产物"C”和"D”。在每个卤化/钛化步骤之后，可洗涤固体产物直至所述[Ti]小 于期望的量。例如，小于约100mmol/L、小于约50mmol/L、或小于约 10mmol/L。在最终的卤化/钛化步骤后，可洗涤产物直至所述[Ti]小于期望的 量。例如，小于约20mmol/L、小于约10mmol/L、或小于约1.0mmol/L。认 为更低的[Ti]可通过降低可充当第二代齐格勒物质的钛的量而产生改善的催 化剂结果。认为更低的[Ti]可为在产生改善的催化剂结果如更窄的MWD中 的一个因素。

所述第二卤化/钛化步骤通常通过将从第一钛化步骤收取的固体产物(固 体产物"B”)在烃溶剂中淤浆化而实施。可使用列为适合于所述第一卤化/钛化 步骤的烃溶剂。所述第二和第三卤化/钛化步骤可使用不同于所述第一卤化/ 钛化步骤的化合物或化合物的组合。所述第二和第三卤化/钛化步骤可使用浓 度强于所述第一卤化/钛化剂中使用的浓度的相同试剂，但这不是必要的。所 述第二和第三卤化/钛化剂可为卤化钛如四氯化钛(TiCl₄)。将所述卤化/钛化 剂加入到淤浆中。所述加入可在环境/室温进行，但也可在不同于环境的温度 与压力下进行。

通常，所述第二和第三卤化/钛化剂包括四氯化钛。典型地，第二和第三 卤化/钛化步骤各自包括在约0.1-5范围内的钛/镁比，也可使用约2.0的比例， 和可使用约1.0的比例。所述第三卤化/钛化步骤通常在室温下和在淤浆中进 行，但也可在不同于环境的温度和压力下进行。

所使用的四氯化钛、或者卤化/钛化剂的量还可以当量表示，这里的当量 是钛相对于镁或金属化合物的量。第二和第三卤化/钛化步骤各自的钛的量通 常在约0.1-约5.0当量的范围内，可在约0.25-约4当量的范围内，典型地在 约0.3-约3当量的范围内，和其可期望地在约0.4-约2.0当量的范围内。在 一个具体实施方式中，在第二和第三卤化/钛化步骤的每一个中使用的四氯化 钛的量在约0.45-约1.5当量的范围内。

通过上述方法制造的催化剂组分"D”可与有机金属催化剂组分(“预活化 剂”)组合，以形成适合于烯烃聚合的预活化催化剂体系。典型地，与包含 过渡金属的催化剂组分"D”一起使用的预活化剂是有机金属化合物如烷基 铝、烷基氢化铝、烷基铝锂、烷基锌、烷基镁等。优选地，所述预活化剂选 自三烷基铝、二烷基卤化铝和烷基二卤化铝。

所述预活化剂优选为有机铝化合物。所述有机铝预活化剂典型地为式 AlR₃的烷基铝，其中至少一个R为具有1-8个碳原子的烷基或卤素，和其中 每个R可相同或不同。合适的预活化剂包括三烷基铝如三甲基铝(TMA)、三 乙基铝(TEAL)、三异丁基铝(TIBAL)并且还包括二乙基氯化铝、三异丁基氯 化铝、丁基二氯化铝等，以及它们的混合物。所述有机铝预活化剂更优选为 三甲基铝(TMA)、三乙基铝(TEAL)、三异丁基铝(TIBAL)、或它们的混合物。 优选地，所述预活化剂是TEAL，因为使用TEAL，在两个串联反应器中制 备的双峰聚乙烯的分子量分布(MWD)比当使用其它有机铝预活化剂时甚至 更宽。通常，当使用TEAL作为预活化剂时，MWD为至少5，优选至少6。

通常，Al与钛的比例可在0.1:1-2:1的范围内和典型地为0.25:1-1.2:1。

任选地，可将所述齐格勒-纳塔催化剂预聚合。通常，预聚合方法通过 在催化剂已与预活化剂接触之后使少量单体与催化剂接触而实施。预聚合方 法描述在U.S5,106,804、5,153,158和5,594,071中，将它们引入本文作为参 考。

任选地，可将给电子体与所述卤化剂、第一卤化/钛化剂、或后续的一种 或多种卤化/钛化剂一起加入。在所述第二卤化/钛化步骤中使用给电子体可 为期望的。用于聚烯烃催化剂制备的给电子体是公知的，并且可在所述方法 中使用将提供合适催化剂的任何合适的给电子体。给电子体(也称为路易斯 (Lewis)碱)是可向催化剂提供电子对的氧、氮、磷或硫的有机化合物。

给电子体可为单官能或多官能化合物，可选自脂族或芳族羧酸和它们的 烷基酯、脂族的或环状的醚、酮、乙烯基酯、丙烯酰基衍生物特别是丙烯酸 烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯、以及硅烷。合适的给电子体的实例是邻苯二甲 酸二正丁酯。合适的给电子体的一般实例是通式RSi(OR')₃的烷基烷氧基甲 硅烷，例如甲基三乙氧基甲硅烷[MeSi(OEt)₃]，其中R和R'为具有1-5个碳 原子的烷基，且可相同或不同(“OEt”表示“乙氧基”)。

对于所述聚合方法，可在所述催化剂的合成中使用内给电子体和可在聚 合中使用外给电子体或立体选择性控制剂(SCA)来活化所述催化剂。可在催 化剂的形成反应中在卤化或卤化/钛化步骤期间使用内给电子体。适合作为用 于制备常规负载齐格勒-纳塔催化剂组分的内给电子体的化合物包括醚，二 醚，酮，内酯，具有N、P和/或S原子的给电子体化合物，以及特定种类的 酯。特别合适的是邻苯二甲酸的酯，如邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二 辛酯、邻苯二甲酸二苯酯和邻苯二甲酸苄基丁基酯；丙二酸的酯，如丙二酸 二异丁酯和丙二酸二乙酯；新戊酸烷基酯和新戊酸芳基酯；马来酸烷基酯、 马来酸环烷基酯和马来酸芳基酯；碳酸烷基酯和碳酸芳基酯如碳酸二异丁 酯、碳酸乙基-苯基酯和碳酸二苯酯；琥珀酸酯如琥珀酸单乙酯和琥珀酸二 乙酯。

可用于催化剂的制备中的外给体包括有机硅烷化合物如通式 SiR_m(OR')_4-m的烷氧基硅烷，其中R选自烷基、环烷基、芳基和乙烯基；R' 是烷基；和m为0-3，其中R可与R'相同；当m为0、1或2时，R'基团可 相同或不同；和当m为2或3时，R基团可相同或不同。

所述方法的外给体可选自下式的硅烷化合物：其中R₁和R₄均为包含连 接至硅的伯、仲或叔碳原子的烷基或环烷基，R₁和R₄相同或不同；R₂和R₃为烷基或芳基。R₁可为甲基、异丙基、环戊基、环己基或叔丁基；R₂和R₃ 可为甲基、乙基、丙基或丁基且不是必须相同；和R₄也可为甲基、异丙基、 环戊基、环己基或叔丁基。具体的外给体是环己基甲基二甲氧基硅烷 (CMDS)、二异丙基二甲氧基硅烷(DIDS)、环己基异丙基二甲氧基硅烷 (CIDS)、二环戊基二甲氧基硅烷(CPDS)或二叔丁基二甲氧基硅烷(DTDS)。

优选地，所述预活化剂是有机铝化合物，优选具有式AlR₃，其中R为 具有1-8个碳原子的烷基或卤素，和其中每个R可相同或不同。更优选地， 所述有机铝化合物是TEAL。

优选地，所述卤化剂是ClTi(OPr)₃。优选地，所述第一卤化/钛化剂是TiCl₄和Ti(OBu)₄在0.5:1-6:1的TiCl₄/Ti(OBu)₄摩尔比范围内的混合物。更优选， 所述摩尔比为2:1的TiCl₄/Ti(OBu)₄。优选地，所述第二卤化/钛化剂是TiCl₄。 优选地，所述第三卤化/钛化剂也是TiCl₄。

优选地，齐格勒-纳塔催化剂具有至多15μm、更优选至多13μm、最优 选至多10μm、最优选至多8μm，例如至多5μm且优选至少3μm的平均粒 度(D50)。

D50定义为这样的粒度：对于该粒度，50体积%的颗粒具有小于所述 D50的尺寸。可根据国际标准ISO13320:2009(“Particle size analysis-Laser  diffraction methods”)进行平均粒度(D50)的测量。例如，可有利地使用Malvern  Instruments的激光衍射系统。可在已经将负载催化剂悬浮于环己烷中之后， 通过在Malvern型分析仪上的激光衍射分析测量D50。合适的Malvern系统 包括Malvern2000、Malvern MasterSizer(例如Mastersizer S)、Malvern2600 和Malvern3600系列。这样的仪器以及它们的操作手册符合或者甚至超过 ISO13320标准中所列的要求。Malvern MasterSizer(例如Mastersizer S)也可 为有用的，因为通过应用Mie的理论，使用合适的光学手段，它能够更精确 地测量朝着范围下端的D50，例如对于小于8μm的平均粒度。

可如本文前面所述的那样制备具有至多15μm平均粒度(D50)的齐格勒- 纳塔催化剂。平均粒度(D50)至多15μm的其它适合的齐格勒-纳塔催化剂可 自Lyondellbasell市购获得或自W.R.Grace and Company市购获得，例如具 有10μm平均粒度的

优选将催化剂作为催化剂淤浆加入到环管反应器中。如本文中所用的， 术语“催化剂淤浆”是指包含催化剂固体颗粒和稀释剂的组合物。所述固体 颗粒可自发地或者通过诸如混合的均化技术而悬浮在稀释剂中。所述固体颗 粒可非均匀地分布在稀释剂中并形成沉淀物或沉积物。

任选地，在根据本发明的过程中使用活化剂。术语“活化剂”是指可与 催化剂结合使用以改善在聚合反应过程中催化剂活性的材料。在本发明中， 它特别是指这样的有机铝化合物：其任选地被卤化，具有通式AlR¹¹R¹²R¹³或AlR¹¹R¹²Y，其中R¹¹、R¹²、R¹³是具有1-6个碳原子的烷基，且R¹¹、R¹²、 R¹³可相同或不同，和其中Y是氢或卤素，如US6930071和US6864207(将 它们引入本文作为参考)中公开的。优选的活化剂是三乙基铝(TEAl)、三异丁 基铝(TIBAl)、三甲基铝(TMA)和甲基-甲基-乙基铝(MMEAl)。TEAl是特别 优选的。在实施方式中，活化剂以在小于活化剂淤浆组合物的90重量%、 更优选10-50重量%、例如约20重量%的浓度下的活化剂淤浆加入到环管反 应器中。优选地，环管反应器中活化剂的浓度低于200ppm，更优选 10-100ppm，最优选20-70ppm，和例如约50ppm。

如本文中所用的，术语“单体”是指待聚合的烯烃化合物。烯烃单体的 实例为乙烯和丙烯。优选地，本发明针对乙烯。

如本文中所用的，术语“稀释剂”是指处于液态、在室温下为液体且优 选在环管反应器中的压力条件下为液体的稀释剂。适合根据本发明使用的稀 释剂可包括但不限于烃稀释剂如脂族、脂环族溶剂和芳族烃溶剂，或者这样 的溶剂的卤化形式。优选的溶剂是C12以下的、直链或支链的饱和烃；C5-C9 的饱和脂环族或芳族烃或者C2-C6的卤代烃。溶剂的非限制性的说明性实例 是丁烷、异丁烷、戊烷、己烷、庚烷、环戊烷、环己烷、环庚烷、甲基环戊 烷、甲基环己烷、异辛烷、苯、甲苯、二甲苯、氯仿、氯苯、四氯乙烯、二 氯乙烷和三氯乙烷。在本发明的优选实施方式中，所述溶剂为异丁烷。然而， 由本发明应清楚的是，根据本发明也可应用其它的稀释剂。

适合的乙烯聚合包括但不限于乙烯的均聚、乙烯与更高级1-烯烃共聚单 体的共聚。

如本文中所用的，术语“共聚单体”是指适合用于与乙烯单体聚合的烯 烃共聚单体。共聚单体可包括但不限于脂族C3-C20的α-烯烃。适当的脂族 C3-C20的α-烯烃的实例包括丙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、 1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-十八碳烯和1- 二十碳烯。术语“共聚物”是指通过在同一聚合物链中连接两种不同类型而 制得的聚合物。术语“均聚物”是指在不存在共聚单体的情况下，通过连接 乙烯单体而制得的聚合物。在本发明的实施方式中，所述共聚单体为1-己烯。

在优选实施方式中，使用包括单体乙烯、作为烃稀释剂的异丁烷、催化 剂、共聚单体1-己烯的反应物。

所述聚合可在宽的温度范围内进行。优选地，所述温度在约0℃至约110 ℃的范围内。更优选的范围为约60℃至约100℃，更优选约80至110℃。

反应压力优选保持为20-100巴，30-50巴，更优选处于37-45巴的压力 下。在实施方式中，淤浆流速可设定为5-15m/s。

本发明允许通过物理共混制备包含HMW烯烃树脂和LMW烯烃树脂的 均质多峰聚烯烃产物。本发明的聚烯烃产物可在灵活的加工条件下容易地生 产，同时导致均质的经制粒的聚烯烃产物。所述方法提供了多种优点，例如 易于混合以及易于加工。本发明允许制备具有定制性能的聚烯烃产物。以下 非限制性实施例说明本发明。

实施例

通过将50重量%的HMW聚乙烯绒毛和50重量%的LMW聚乙烯绒毛 一起物理熔融和共混来产生(具有双峰分子量分布的)双峰聚乙烯树脂。

在单环管反应器中在ZN催化剂的存在下采用表1中所列的条件产生 HMW聚乙烯绒毛。

在单环管反应器中在ZN催化剂的存在下采用表1中所列的条件产生 LMW聚乙烯绒毛。

表1

HL275根据ASTM D1238在190℃的温度和在21.6kg的负荷下测量， 除了使用2.75mm宽而非2.05mm的模头以外。HLMI=HL275/3.2。MI₅根据 ASTM D-1238在190℃在5kg负荷下测量。

在Total Petrochemicals Antwerp中进行所述共混物的挤出。通过采用两 个进料区将EF2235与EF2234一起挤出获得ER2235A。通过采用单个进料 区将EF2235与EF2234一起挤出获得ER2235B。使用包含如图1A中示意性 说明的串联连接的两个进料区的设备。

所得的双峰树脂的性质示于表2中。如本文所述的那样测量白点(white  spot)面积：通过首先获得样品的不同部分的切片机切片(厚度<60微米，直径 3-5mm)来对树脂样品进行分析。

在100倍放大率下评价所述切片，并测定每个切片的0.7mm²的整个表 面上的非着色内含物(“白点”、团聚体、颗粒)的尺寸(即表面部分)。对所有 直径大于5微米的白点进行计数。然后，“白点面积”被表示为样品切片的 整个表面上的白点的平均分数。

表2

采用双进料区法获得的双峰树脂(ER2235A)具有非常良好的聚合物均匀 性。如由白点面积测量所看到的，采用单进料区时的双峰ER2235B产物不 可能实现良好的均匀性。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.聚烯烃产物的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(a)提供具有0.01-5g/10分钟的高负荷熔体指数(HLMI)的第一高分子量 (HMW)聚烯烃树脂，所述高负荷熔体指数(HLMI)根据ASTM D-1238在190 ℃在21.6kg负荷下测得；

(b)单独提供具有1-150g/10分钟的熔体指数(MI₂)的第二低分子量(LMW) 聚烯烃树脂，所述熔体指数(MI₂)根据ASTM D-1238在190℃在2.16kg负荷 下测得；和

(c)使用用于对所述第一聚烯烃树脂和所述第二聚烯烃树脂进行连续物 理熔融和共混的设备以产生聚烯烃产物，

所述方法特征在于所述设备包含至少两个在空间上隔开且可操作地彼 此连接的进料区，其中，将至少部分所述HMW聚烯烃树脂引入到第一进料 区中，并且，将至少部分所述LMW聚烯烃引入到不同于所述第一进料区的 第二进料区中，且其中所述第二进料区位于所述第一进料区的下游，且其中 使所述聚烯烃树脂连续地从所述第一进料区通过第一熔融共混区移动至至 少一个第二进料区，并且通过第二熔融共混区。

2.权利要求1的方法，其中所述产物的HMW/LMW之比随着在所述设 备中的停留时间而减小。

3.权利要求1或2的方法，其中所述聚烯烃为聚乙烯。

4.权利要求1-3中任一项的方法，其中所述聚烯烃产物具有多峰重量分 布。

5.权利要求1-4中任一项的方法，其中所述聚烯烃产物具有双峰重量分 布。

6.权利要求1-5中任一项的方法，其中所述设备包含至少一个挤出机或 者至少一个混合机。

7.权利要求1-6中任一项的方法，其中所述设备包含至少两个串联连接 的挤出机、或者至少两个串联连接的混合机、或者它们的组合。

8.权利要求1-7中任一项的方法，其中所述聚乙烯产物中的所述第一聚 乙烯树脂与所述第二聚乙烯树脂的重量比为0.20-5。

9.权利要求1-8中任一项的方法，其中在所述第一进料区中引入所述第 一HMW树脂的至少10重量%。

10.权利要求1-9中任一项的方法，其中在所述第二进料区中引入所述 第二LMW树脂的至少10重量%。