具有改善的抗蠕变性的由聚乙烯组合物制成的燃料容器制造技术

本发明专利技术提供由聚乙烯组合物制成的燃料容器，其显示改善的抗蠕变性。该聚乙烯组合物包括两组分，即基于乙烯的互聚物的第一组分和基于乙烯的聚合物的第二组分。还提供了由所述聚乙烯组合物吹塑制备燃料容器的方法。所述燃料容器可包括车用燃料箱。

Fuel container made of polyethylene composition with improved creep resistance

The invention provides a fuel container made of polyethylene composition, which exhibits improved creep resistance. The polyethylene composition comprises two components, namely, a first component based on an ethylene based polymer and a second component of an ethylene based polymer. A method of blowing a fuel container prepared by the polyethylene composition is also provided. The fuel container may include a vehicle fuel tank.

【技术实现步骤摘要】
具有改善的抗蠕变性的由聚乙烯组合物制成的燃料容器本专利技术申请是基于申请日为2011年4月13日，申请号为201180029150.X(国际申请号为PCT/US2011/032341)，专利技术名称为“具有改善的抗蠕变性的由聚乙烯组合物制成的燃料容器”的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及由高密度聚乙烯(“HDPE”)组合物制成的烃和燃料容器，其显示改善的抗蠕变性和刚度，同时保持优良的韧性、耐应力开裂和可吹塑性。本专利技术还涉及利用所述HDPE组合物的产品应用。
技术介绍
高密度聚乙烯树脂的某些应用使得该聚合物遭遇异常的条件(包括例如高温和高压以及暴露于石油产品)。所述应用包括例如储燃料容器、储氢容器、车用燃料箱、压力管、热水管、土工膜和钢管涂层。尤其感兴趣的一种应用是使用HDPE制造汽车用燃料箱。汽车燃料箱在正常和不寻常操作条件下遭遇高温和高压。柴油的再循环可提高柴油燃料箱内的温度高达约60℃。此外，混合动力汽车中的燃料箱通常在驾驶期间间歇地关闭，从而引起燃料箱中的压力和温度显著提高(对于汽油，在60℃高达约300mbar)。而且，道路外驾驶、极端驾驶或者天气条件可引起燃料箱中的温度和压力显著提高。温度和压力赋予燃料箱的应力已经通过提高燃料箱的增强肋数目或者壁厚得到解决。但是，这样的措施提高了燃料箱的成本和重量，这影响了总的燃油效率和成本。由目前聚合物制成的燃料箱通常由于在燃油环境中老化而发生变形。具体而言，燃料箱的底部因聚合物膨胀和燃油重量而发生变形。这要求燃料箱制造商使用支架或吊带来保持确保燃料箱和地面之间有空隙。汽车燃料箱要求显示高的安全性能，尤其就耐火性和抗冲击性而言。它们需要同时满足针对抗蠕变性(当燃料箱遭遇火时)和抗碰撞试验(当燃料箱遭遇碰撞时)的最低强制性工业具体性能标准。在欧洲使用的汽车燃料箱需要耐火性和抗冲击性同时遵守ECE34附录5中定义的各自标准。为了满足这些标准，已知的吹塑汽车燃料箱需要至少3mm的最小壁厚，从而为燃料箱整体提供充足的冲击强度和抗蠕变性。由聚乙烯构成的汽车燃料箱通常具有至多约100升的体积，或者甚至更大的体积。所述体积的条件与逐渐更小的壁厚的需求的组合对箱壁在制造之后和终端使用期间的物理性质提出高的要求。因此，燃料箱的壁需要在其制造之后不翘曲或收缩，并且需要使用期间具有精确限定的形状和刚性。非汽车应用的烃容器和燃料容器也常常需要改善的物理性质，并且可能要求满足各种强制性和/或工业要求。因此，具有优良的耐环境应力开裂(ESCR)、抗蠕变性和抗冲击性的烃容器和燃料容器是令人期望的。
技术实现思路
本专利技术的某些实施方案提供包含聚乙烯组合物的燃料容器，所述聚乙烯组合物包括包含基于乙烯的互聚物的第一组分以及包含基于乙烯的聚合物级分的第二组分，其中第一组分是非均匀支化的线型或者均匀支化的线型基于乙烯的互聚物，第一组分的密度为0.922g/cc至0.945g/cc，高负荷熔体指数I21为0.1～1g/10min；其中所述聚乙烯组合物的密度为0.937至0.960g/cc，高负荷熔体指数I21为3至15g/10min。本专利技术的一些其它实施方案提供包含聚乙烯组合物的燃料容器，所述聚乙烯组合物基本上由包含基于乙烯的互聚物的第一组分和包含基于乙烯的聚合物级分的第二组分组成，其中第一组分是非均匀支化的线型或者均匀支化的线型基于乙烯的互聚物，第一组分的密度为0.922g/cc至0.945g/cc，高负荷熔体指数I21为0.1～1g/10min；其中所述聚乙烯组合物的密度为0.937至0.960g/cc，高负荷熔体指数I21为3至15g/10min。在本专利技术的一些具体实施方案中，聚乙烯组合物显示小于或等于1.8％的平均蠕变应变，根据ASTMD2990在60℃和2MPa条件下测量。在一些实施方案中，聚乙烯组合物根据ASTMD1693方法B在10％含水Igepal(辛基苯氧基聚(氧乙烯)乙醇，支化)CO-630溶液中测定显示大于1000小时的耐环境应力开裂F50，根据ISO-179在-40℃测量显示至少18kJ/m2的却贝冲击，以及根据ASTMD638测量显示至少105,000psi的拉伸模量。在本专利技术的一些实施方案中，第一组分是乙烯/α-烯烃互聚物。在某些实施方案中，第一组分是乙烯/α-烯烃互聚物，并且所述α-烯烃选自1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯和1-癸烯。在本专利技术的一些实施方案中，第一组分占所述聚乙烯组合物的总重量的50wt％至70wt％。在一些实施方案中，所述聚乙烯组合物的密度为0.945至0.958g/cc。在一些实施方案中，所述聚乙烯组合物的高负荷熔体指数I21为3至8g/10min。在某些情形中，燃料容器由还包括一种或多种添加剂的聚乙烯组合物制成，所述一种或多种添加剂选自填料、UV稳定剂和颜料。在一些具体的实施方案中，燃料容器是车用燃料箱。本专利技术的另一方面提供将聚乙烯组合物吹塑成燃料容器的方法，包括：在挤出机中通过模头挤出聚乙烯组合物，所述聚乙烯组合物的密度为0.937至0.960g/cc，高负荷熔体指数I21为3至15g/10min，并且所述聚乙烯组合物包括包含基于乙烯的互聚物的第一组分和非均匀支化的线型或者均匀支化的线型基于乙烯的互聚物或者均聚物第二组分以及任选的填料，其中第一组分是非均匀支化的线型或者均匀支化的线型基于乙烯的互聚物，密度为0.922g/cc至0.945g/cc，高负荷熔体指数I21为0.1～1g/10min；形成熔融的管型型坯；将该型坯保持在成型模具内；将气体吹入该模具中从而根据模具的轮廓成形型坯；以及产生呈用作燃料容器的形状的吹塑制品。本专利技术的另一方面提供将聚乙烯组合物吹塑成燃料容器的方法，其基本上由下面组成：在挤出机中通过模头挤出聚乙烯组合物，所述聚乙烯组合物的密度为0.937至0.960g/cc，高负荷熔体指数I21为3至15g/10min，并且所述聚乙烯组合物包括包含基于乙烯的互聚物的第一组分和非均匀支化的线型或者均匀支化的线型基于乙烯的互聚物或者均聚物第二组分以及任选的填料，其中第一组分是非均匀支化的线型或者均匀支化的线型基于乙烯的互聚物，密度为0.922g/cc至0.945g/cc，高负荷熔体指数I21为0.1～1g/10min；形成熔融的管型型坯；将该型坯保持在成型模具内；将气体吹入该模具中从而根据模具的轮廓成形型坯；以及产生呈用作燃料容器的形状的吹塑制品。本专利技术的又一方面提供制备聚乙烯组合物的方法，所述聚乙烯组合物包括基于乙烯的互聚物的第一组分和基于乙烯的聚合物(互聚物或者均聚物)的第二组分，该方法包括：a)在第一反应器中在Ziegler-Natta催化剂体系的存在下聚合基于乙烯的互聚物的第一组分或者基于乙烯的聚合物(互聚物或者均聚物)的第二组分，形成第一聚合物产物；b)将第一聚合物产物转移至第二反应器中；以及c)在第二反应器中在Ziegler-Natta催化剂体系的存在下聚合未在第一反应器中生成的基于乙烯的聚合物；其中基于乙烯的互聚物的第一组分是非均匀支化的线型基于乙烯的互聚物，密度为0.922g/cc至0.945g/cc，高负荷熔体指数(I21)为0.1g/10min至1g/10min；以及其中聚乙烯组合物的密度为本文档来自技高网...

【技术保护点】
燃料容器，所述燃料容器包含：聚乙烯组合物，该聚乙烯组合物包括：包含基于乙烯的互聚物的第一组分，其中第一组分是非均匀支化的线型或者均匀支化的线型基于乙烯的互聚物，其密度为0.922g/cc至0.932g/cc，高负荷熔体指数I21为0.1～1g/10min；以及包含基于乙烯的聚合物的第二组分，其中所述聚乙烯组合物的密度为0.937至0.953g/cc，高负荷熔体指数I21为3至10g/10min，根据ISO‑179在‑40℃测量的却贝冲击为至少18kJ/m

【技术特征摘要】
2010.04.14 US 61/324,1991.燃料容器，所述燃料容器包含：聚乙烯组合物，该聚乙烯组合物包括：包含基于乙烯的互聚物的第一组分，其中第一组分是非均匀支化的线型或者均匀支化的线型基于乙烯的互聚物，其密度为0.922g/cc至0.932g/cc，高负荷熔体指数I21为0.1～1g/10min；以及包含基于乙烯的聚合物的第二组分，其中所述聚乙烯组合物的密度为0.937至0.953g/cc，高负荷熔体指数I21为3至10g/10min，根据ISO-179在-40℃测量的却贝冲击为至少18kJ/m2，和根据ASTMD6248测量的小于0.5乙烯基不饱和/1000碳(1000/C)。2.权利要求1的燃料容器，其中所述聚乙烯组合物显示小于或等于1.8％的蠕变应变，根据ASTMD2990在60℃和2MPa条件下测量。3.权利要求1的燃料容器，其中所述聚乙烯组合物根据ASTMD1693方法B在10％的含水Igepal(辛基苯氧基聚(氧乙烯)乙醇，支化)CO-630中显示大于1000小时的耐环境应力开裂，根据ISO-179在-40℃测量显示至少23.8kJ/m2的却贝冲击，以及根据ASTMD638测量显示至少105,000psi的拉伸模量。4.权利要求1的燃料容器，其中第一组分是乙烯/α-烯烃互聚物。5.权利要求4的燃料容器，其中所述α-烯烃选自下组：1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯和1-癸烯。6.权利要求1的燃料容器，其中第一组分占所述聚乙烯组合物的总重量的50wt％至70wt％。7.权利要求1的燃料容器，其中所述聚乙烯组合物的高负荷熔体指数I21为3至8g/10min。8.权利要求1的燃料容器，其还包含一种或多种选自下组的添加剂：填料、UV稳定剂和颜料。9.权利要求1的燃料容器，其中所述容器是车用燃料箱。10.将聚乙烯组合物吹塑成燃料容器的方法，包括：在挤出机中通过模头挤出聚乙烯组合物，所述聚乙烯组合物的密度为0.937至0.953g/cc，高负荷熔...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·卡普尔，S·M·怀特德，J·J·范邓恩，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US