技術領域

本發明涉及一種負載型復合茂金屬催化劑和使用該催化劑制備基于乙烯的共聚物的方法，更具體而言，涉及一種其中用于制備低分子量的基于乙烯的共聚物的茂金屬催化劑和用于制備高分子量的基于乙烯的共聚物的茂金屬催化劑負載于一個載體上的負載型復合茂金屬催化劑，使用該催化劑制備基于乙烯的共聚物的方法，以及使用通過該方法制備的基于乙烯的共聚物而制備的用于管材的模塑材料。

背景技術

基于20℃的水，必須與建筑物共存的供水管和熱水供應管的保質期通常為50年。因此，人們已完成許多研究以改善耐熱性和耐久性。用作供水管和供熱管的材料的塑料為聚丁烯(PB)、交聯聚乙烯(XLPE)、聚丙烯嵌段共聚物(PPC)、聚丙烯無規共聚物(PPR)等。這些材料在性能和價格方面存在優點和缺點。具體而言，在聚乙烯(PE)情況下，由于其優良的撓性以及長久以來已經驗證的其作為飲用水管材是無毒性的事實，所以連接器的使用可以最小化，因此其被選為最佳塑料。然而，由于差的耐熱性和耐久性，所以不可能單獨使用聚乙烯樹脂。已經使用有機過氧化物或硅烷通過化學交聯或電子束輻射交聯法來提高耐熱性和耐久性。

日本專利公開號昭45-035658、48-001711和63-058090，平2-253076和7-258496，美國專利號4,426,497、4,446,286和6,284,178中詳細描述了化學交聯法。

日本專利公開公布號平8-073670公開了一種包含乙烯與1-丁烯的共聚物并具有特定熔體指數的交聯聚乙烯組合物，且日本專利公開公布號平9-324081公開了一種使用聚乙烯和特定抗氧化劑制造的交聯聚乙烯管材。日本專利公開號昭57-170913公開了一種使用具有特定密度和分子量的聚乙烯制造的交聯管材，且日本專利公開公布號平9-020867和7-157568公開了一種使用具有窄分子量分布的硅烷改性接枝聚乙烯制備的交聯管材。日本專利公開號昭60-001252公開了一種使用活性碳、二氧化硅和氧化鋁制造的交聯管材，日本專利公開公布號平10-182757公開了一種使用特定有機不飽和硅烷和特定自由基發生器(radical?generator)制造的用于供應水或熱水的管材，且日本專利公開公布號平6-248089公開了一種使用高密度聚乙烯制造的交聯管材。

然而，在現有技術中，由于復雜的生成工藝和差的管材可加工性，所以聚乙烯的交聯需要高成本，且交聯產品難以循環，因此難以生產對環境有利的管材。另外，因為化學交聯法不能達到交聯的均勻程度，所以產品的均一性差且生產率和成本效率低。由于未反應的殘留單體，所以交聯管材不適用于飲用水，安裝中的撓性降低，且難以熱粘接。為彌補衛生性，設計使用電子束的交聯法。然而，由于高交聯裝置成本，該方法在制造管材中受限。

為解決這些問題，開發了一種制備具有優良的耐熱性和長期抗靜水應力破裂性(long-term?hydrostatic?stress-crack?resistance)且環境有利的線型中密度聚乙烯(LMDPE)的方法，該方法的特征為使用高級α-烯烴共聚單體，其使得易于制備具有合適尺寸和分子量的連接分子，以制備與交聯聚乙烯具有相似物理性質的LMDPE。本公開內容可見于韓國專利公開號2003-74003。

由于非交聯LMDPE在單一溶液反應器中聚合，所以難以控制分子量分布，從而導致窄分子量分布。因此，由于差的可加工性，所以在模塑管材時，擠出機的負荷增加，且管材表面外觀較差。為解決這些問題，使用昂貴的基于氟的加工助劑，但是其需要較長時間來穩定，且原料損失明顯，從而導致生產成本提高。而且，由于高的聚合加工成本，所以原料成本比化學交聯的原料成本約高兩倍。

同時，嘗試使用多級反應器來控制分子量分布，以在保持聚乙烯良好的固有性質的同時改善其耐久性和耐熱性。然而，需要額外的裝置成本和大量原料，且裝置操作困難。

為不使用多級反應器而控制分子量分布，如下所述已嘗試使用茂金屬催化劑。

自從20世紀50年代中期將齊格勒-納塔催化劑開發為用于合成聚烯烴的催化劑以來，已經開發了具有各種物理性質的聚乙烯、全同聚丙烯、乙烯丙烯二烯共聚物(EPDM)等。然而，由于齊格勒-納塔催化劑的不均勻活性位點，所以其不能制備分子量分布和成分分布窄且均勻的聚合物。