一种用于PE100+管材的高密度聚乙烯树脂制造技术

本发明专利技术公开了一种用于PE100+管材的高密度聚乙烯树脂，该高密度聚乙烯树脂的支化度为1.9‰～2.6‰，熔体流动速率为6.0～7.3g/10min，密度为0.948～0.953g/cm

High density polyethylene resin for PE100+ pipe material

The invention discloses a high-density polyethylene resin for PE100+ pipes, wherein the branching degree of the high-density polyethylene resin is 1.9 per thousand to 2.6 per thousand, and the melt flow rate is 6 to 7.3g/10min, and the density is 0.948 to 0.953g/cm

【技术实现步骤摘要】
一种用于PE100+管材的高密度聚乙烯树脂
本专利技术涉及一种用于生产PE100+管材的高密度聚乙烯树脂。
技术介绍
聚乙烯(PE)管材与传统的金属管、水泥管相比具有密度低、韧性好、耐腐蚀、绝缘性好和易于施工安装等突出优点，广泛应用于市政和建筑给排水、燃气、供暖、矿山及化工输送等领域。PE管材在国外发展迅速，欧美等发达国家PE管材在城际埋地管道领域占有率已达90％以上，在供水管市场所占份额达60％。目前，我国PE管材料的年消耗量约为150万吨，其中耐压管材料的年消耗量为60～70万吨，市场增长率为10～15％。预计到2016年，我国80％的城市供水管道以及50％的城市排水管道将采用PE管材。届时，我国聚乙烯高档管材专用料市场缺口将十分巨大，因此极有发展前景。近年来，随着催化剂技术和聚合工艺技术发展，国外开发了更高性能的聚乙烯管材料，其中PE100+作为第三代PE100升级版的高性能耐压聚乙烯管材料，已在给水和燃气领域广泛使用。相比PE100，PE100+具有更优异的长期稳定性、卓越的耐快速开裂扩展性能和耐慢速裂纹增长性能。主要应用于生产高承压水管、输油输气管道等，可提高管网输送压力、增大管道口径、扩大管道应用范围，非常符合节能环保的发展主题。我国高密度聚乙烯装置目前能够批量生产的高等级耐压聚乙烯管材树脂为PE100级。如吉林石化的GC100S、独山子的TUB121N3000、上海石化的YGH041T、扬子石化4902T、齐鲁石化的DGDB2480H、燕化的7600M和金菲的TR480等。随着中东低价聚乙烯对中国市场的冲击，通用牌号和PE100牌号价格低迷，市场效益不容乐观。面对中东聚乙烯产品挟成本优势以低价在中国市场上参与竞争而导致市场竞争和价格攻势日益残酷，开发高品质、高附加值的PE100+高档管材专用树脂，避开中东产品的竞争，提高自身的竞争力，是目前各大厂商管材树脂开发的理想之选。
技术实现思路
本专利技术的目的主要是提供一种用于PE100+管材的高密度聚乙烯树脂，以克服现有技术中用于PE100+管材的高密度聚乙烯树脂长期稳定性、耐快速开裂扩展性能和耐慢速裂纹增长性能较差的不足。本专利技术的目的是这样实现的，一种用于PE100+管材的高密度聚乙烯树脂，该高密度聚乙烯树脂的支化度为1.9‰～2.6‰，熔体流动速率为6.0～7.3g/10min，密度为0.948～0.953g/cm3，熔流比为29～35，共聚单体为1-己烯。本专利技术所述的用于PE100+管材的高密度聚乙烯树脂，其中，优选的是，所述高密度聚乙烯树脂的造粒工段，添加由酚类抗氧剂、亚磷酸酯类辅助抗氧剂和稳定剂按照1:0.5～3.0:0.1～1.0质量比配制的复合助剂。本专利技术所述的用于PE100+管材的高密度聚乙烯树脂，其中，所述高密度聚乙烯树脂优选为采用流化床的气相法工艺生产的双峰高密度聚乙烯树脂，共聚单体优选为1-己烯，支化度优选为2.2‰～2.5‰。本专利技术所述的用于PE100+管材的高密度聚乙烯树脂，其中，所述高密度聚乙烯树脂的熔流比优选为31～33。本专利技术所述的用于PE100+管材的高密度聚乙烯树脂，其中，所述高密度聚乙烯树脂的熔体流动速率优选为6.0～7.0g/10min。本专利技术所述的用于PE100+管材的高密度聚乙烯树脂，其中，所述高密度聚乙烯树脂的密度优选为0.949～0.951g/cm3。本专利技术所述的用于PE100+管材的高密度聚乙烯树脂，其中，所述复合助剂与高密度聚乙烯化合物质量比优选为为1.5～5.0％。本专利技术所述的用于PE100+管材的高密度聚乙烯树脂，其中，所述复合助剂与高密度聚乙烯化合物质量比优选为3.3％～3.7％。本专利技术所述的用于PE100+管材的高密度聚乙烯树脂，其中，所述酚类抗氧剂优选为β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯、N,N'-亚己基-1,6-二[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酰胺]和四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯所组成群组中的一种或几种。本专利技术所述的用于PE100+管材的高密度聚乙烯树脂，其中，所述亚磷酸酯类辅助抗氧剂为双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、硫代二丙酸二月桂酸酯和硫代二丙酸双十八醇酯所组成群组中的一种或几种。本专利技术所述的用于PE100+管材的高密度聚乙烯树脂，其中，所述稳定剂优选为金属皂类热稳定剂。本专利技术所述的用于PE100+管材的高密度聚乙烯树脂，其中所述的稳定剂是自行研制的一种具有内酯结构的系列化合物，YHK-136是其中的一个产品牌号。且此稳定剂已申请专利CN200810223450一种3-芳基苯并呋喃酮化合物的制备方法。这种特殊结构能产生较大的“位阻效应”，使α-H原子具有高活性(其C-H键的键能为336kJ/mol，通常C-H键的键能为414kJ/mol)。因此利用其提供的高活性α-H能使链引发阶段产生的烷基自由基(R·)“猝灭”，这样可以将聚合物的氧化降解过程抑制在萌芽阶段，它捕获一个以“碳”为中心的自由基(R·)，等于消除了三个以氧为中心自由基，从而起到高效作用。在稳定过程中，这种具有内酯结构的抗氧剂能捕获两个聚合物自由基，第一步作为氢供体，第二步与聚合物自由基结合。显然，第一步形成的自由基必须比聚合物自由基稳定才能完成第二步。理论认为，该自由基的稳定性受其空间位阻、电子共振结构及吸电子和给电子取代基的影响。实际上，第一步形成的自由基是高度稳定的，自由电子可以在相邻的两个苯环及间位上的叔丁基等上自由移动，大大提高了自由基的稳定性。该自由基已被ESR(电子顺磁共振波谱)表征，可进一步接受一个R·自由基形成稳定分子，因此其抗氧化作用强。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术采用茂金属双中心催化剂，在气相单反应器生产具有双峰结构的高密度聚乙烯树脂，该树脂制成的管材制品耐压等级高，相同压力条件下管材的管壁更薄，用量更少，相同用量条件下承受的压力更高。(2)本专利技术的高密度聚乙烯树脂的管材制品具有长期稳定性、优异的耐快速开裂扩展性能和耐慢速裂纹增长性能。具体实施方式以下对本专利技术的实施例作详细说明：本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例，下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件。高密度聚乙烯树脂的支化度：本专利技术中，高密度聚乙烯树脂的支化度通常限定为1.9‰～2.6‰，优选为2.2‰～2.5‰，若支化度小于1.9‰，则产品密度趋于或超过指标上限，若支化度大于2.6‰，则产品密度趋于或低于指标下限。高密度聚乙烯树脂的熔体流动速率：本专利技术中，高密度聚乙烯树脂的熔体流动速率通常限定为6.0～7.3g/10min(5Kg)，优选为6.0～7.0g/10min(5Kg)，若熔体流动速率小于6.0g/10min，则产品加工性能达不到最佳，若熔体流动速率大于7.3g/10min，则产品的耐压性能可能无法达到指标要求。高密度聚乙烯树脂的密度：本专利技术中，高密度聚乙烯树脂的密度通常限定为0.948～0.953g/cm3，优选为0.949～0.951g/cm3，若密度小于0.948g/cm3，则产品性能指标达不到出厂要求，若密本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于PE100+管材的高密度聚乙烯树脂，其特征在于，该高密度聚乙烯树脂的支化度为1.9‰～2.6‰，熔体流动速率为6.0～7.3g/10min，密度为0.948～0.953g/cm

【技术特征摘要】
1.一种用于PE100+管材的高密度聚乙烯树脂，其特征在于，该高密度聚乙烯树脂的支化度为1.9‰～2.6‰，熔体流动速率为6.0～7.3g/10min，密度为0.948～0.953g/cm3，熔流比为29～35，共聚单体为1-己烯。2.根据权利要求1所述的用于PE100+管材的高密度聚乙烯树脂，其特征在于，所述高密度聚乙烯树脂的造粒工段，添加由酚类抗氧剂、亚磷酸酯类辅助抗氧剂和稳定剂按照1:0.5～3.0:0.1～1.0质量比配制的复合助剂。3.根据权利要求1所述的用于PE100+管材的高密度聚乙烯树脂，其特征在于，所述高密度聚乙烯树脂为采用流化床的气相法工艺生产的双峰高密度聚乙烯树脂，共聚单体为1-己烯，支化度为2.2‰～2.5‰。4.根据权利要求1所述的用于PE100+管材的高密度聚乙烯树脂，其特征在于，所述高密度聚乙烯树脂的熔流比为31～33。5.根据权利要求1所述的用于PE100+管材的高密度聚乙烯树脂，其特征在于，所述高密度聚乙烯树脂的熔体流动速率为6.0～7.0g/10min。6.根据权利要求1所述的用于PE100+管材的高密度聚乙烯树脂，其特征在于，所述高密度聚乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋磊，王华，杨勇，张瑞，高宇新，任鹤，方宏，韦德帅，郭常辉，宫向英，王斯晗，姜进宪，张丽丽，马德强，李冬霞，马丽，孙彬彬，梁利伟，田炳权，李岩，王文燕，高晓宇，姜晓强，李波，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11