线型低密度聚乙烯耐压管制造技术

本发明专利技术涉及一种用于制造耐压管的多峰态线型低密度聚乙烯组合物。本发明专利技术进一步涉及包括所述组合物的耐压管、制造由该组合物制成的管道的方法、以及回收由本发明专利技术的组合物构成的管材的方法。而且，本发明专利技术涉及该耐压管作为灌溉管，特别是滴灌管的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于制造耐压管的多峰态线型低密度聚乙烯组合物。本专利技术进一步涉及一种包括所述组合物的耐压管、一种制造由该组合物制成的管道的方法、和一种回收由本专利技术的组合物构成的管材的方法。此外，本专利技术涉及所述耐压管作为灌溉管，特别是滴灌管的用途。
技术介绍
灌溉管经常用在苛刻的条件下，因此，其抵抗环境应力开裂的性能至关重要。在安装期间以及为了持久性的目的，需要其具有机械强度。太阳能热和光加入环境应力中，例如温度可以高达60℃。环境应力的另一来源是含肥料和农药的灌溉水。这些化学物质被改性成尽可能少地溶解于水，从而它们能够粘着在植物和土壤上而不致被洗去。因此，就存在这些化学物质迁移进入灌溉管的风险。通常，这将导致失败，因为“溶胀的”聚合物具有不足的机械强度。有一种用于滴灌的特殊类型灌溉管。这类管通常具有非常薄的壁，而且不是自支撑，例如它差不多接近园艺管。通常其直径小于32mm。作为实例，可以提到一种焊接式膜，其中水通过一种特殊的焊接处滴落，所述焊接处具有多个孔和类似迷宫的形状。另一种滴灌管是软管，将其切开可知其具有焊接在管中的小片水可渗透的薄膜，或者其具有允许水渗透离开管道的特殊设备。在另外一个实例中，软管内焊接有特殊的袋。然后水可通过迷宫流入袋内，并通过袋上的小孔流出。所有灌溉管实施方案的一个共性就是良好的焊接系数，而且这些管都不是自支撑，且具有非常薄的管壁。灌溉管通常用在农业中。可以将它们犁入土壤中，或者仅仅将它们铺开，并在水灌溉通过后将其缓慢地拉回。这可以每日重复。此外，这类灌溉管的安装通常都是临时性的，它们必须能够承受拖拉机和类似机械的拖动。这就意味着非常好的耐磨损性能是一个必要条件，因为这些管例如会在土地上拖动。另一个特殊的要求是良好的抗冲击性能。特别地，当管道安装在多石子的地面上时，良好的抗缺口性能是一个必要条件。此外，关于灌溉管的一个公知问题就是用在灌溉管中的肥料导致降低的抗环境应力开裂(ESCR)性能。特别地，当用于管道用途时，ESCR有另一个名称，即，抗慢速裂纹扩展(SCG)性能。由于价格低，低密度聚乙烯(LDPE)仍是滴灌管通常采用的一种材料。但是，众所周知LDPE具有差的抗环境应力开裂性能。在单峰态LLDPE中，已经实现了对ESCR性能和LDPE强度的改进。目前，基于灌溉目的的耐压管由例如单峰态线型低密度聚乙烯(LLDPE)、单峰态中密度聚乙烯(MDPE)、单峰态高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)制造。在耐压管用作灌溉管的用途中，重量轻且挠性的管是有利的。但是，单峰态高密度聚合物虽具有良好的机械性能和高的弹性模量，却也因此具有低的挠曲性。单峰态线型低密度聚合物虽由于低弹性模量而具有挠曲性，却具有差的机械性能。因此，到目前为止，耐压管生产中仍不可能将重量轻和挠曲性良好相结合。专利技术概述本专利技术的目的是提供一种用于制备耐压管(例如，灌溉管，特别是滴灌管)的改进的多峰态线型低密度聚乙烯组合物。因此，本专利技术的一个目的就是提供一种具有非常好的机械性能(如慢速裂纹扩展(SCG)和快速裂纹传播(RCP))的多峰态线型低密度聚乙烯组合物，该组合物可以在目前可获得的设备上大规模地生产。根据本专利技术，这一目的的实现是通过一种多峰态线型低密度聚乙烯组合物，其特征在于所述组合物是现场制备的，其密度(ISO 1183)为910～940kg/m3，弹性模量(ISO 527)＜800MPa，耐磨性(ASTM D4060)＜20，190℃/2kg下的MFR2(ISO 1133)＜2克/10分钟。本专利技术的另一个目的是提供一种用于灌溉目的的管。根据本专利技术，这一目的的实现是通过由根据权利要求1～13任一项所述的多峰态线型低密度聚乙烯组合物制造的耐压管。此外，本专利技术的另一个目的是提供一种制造由根据权利要求1～13任一项所述的组合物制成的耐压管的方法。这一目的的实现是通过以下方法由所述组合物吹制薄膜，然后焊接形成管道。此外，本专利技术提供了耐压管作为灌溉管，特别是滴灌管的用途。通过本专利技术，可以生产一种特别适于灌溉目的的聚乙烯组合物。与单峰态聚乙烯组合物相比，本专利技术的组合物具有的优点包括更长的寿命、更高的耐压性、更好的耐磨性、更好的慢速裂纹扩展性能、更好的RCP(表现为在低温下卡毕(Charpy)冲击的高值)、更高的弹性模量、以及更高的挠曲性。通过本专利技术，令人惊奇地发现双峰态LLDPE材料除了其它所需性能(即，冲击强度、压力等级)之外，还具有改进的抗慢速裂纹扩展性能(根据CTL和管道缺口试验(pipe notch test)评价)以及优异的耐磨性，这使得它特别适合用作灌溉管。因为该组合物提高的机械强度，可以生产具有较薄管壁的管，例如滴灌管。因此也导致管道更加挠性。根据下面的说明书和所附权利要求书，本专利技术与众不同的其它特征和优点将显而易见。优选实施方案的详述聚合物的“峰态(modality)”是指其分子量分布曲线的形态，即，聚合物重量级分随其分子量变化的图的形状。如果在多反应器的工艺中，采用串联连接和/或带回流的反应器制备聚合物，而且每个反应器中采用不同条件，那么不同反应器中制备的不同级分将各自具有它们自己的分子量分布。当这些级分的分子量分布曲线叠加到所得的全部聚合物产品的分子量分布曲线中时，该曲线将显示出两个或更多个最大值，或者，相对单个级分的曲线该曲线至少明显变宽。依赖于反应区域的数目，将这类在两个或更多个反应区域中制备的聚合物产品称为双峰态或多峰态。在本专利技术的上下文中，将如此在两个或更多个反应器内生产的所有聚合物都称作“多峰态”。这里应当注意，不同级分的化学组成也可能不同。因此，一种或多种级分可能由乙烯共聚物组成，而其它一种或多种级分可能由乙烯均聚物组成。通过适当地选择不同的聚合物级分及其在多峰态聚乙烯中的比例，可以得到具有良好机械性能、良好加工性能、良好抗慢速裂纹扩展性能和高设计应力等级的管。本专利技术的灌溉管组合物是多峰态聚乙烯，优选是双峰态聚乙烯。该多峰态聚乙烯包括低分子量(LMW)的乙烯均聚物或共聚物级分，以及高分子量(HMW)的乙烯共聚物级分。依赖于该多峰态聚乙烯是双峰态还是具有更高的峰态，LMW和HMW级分可以各自只包括一种级分，或者包括次级级分，即，LMW可以包括两种或更多种LMW次级级分，和类似地，HMW级分可以包括两种或更多种HMW次级级分。本专利技术的一个特征在于LMW级分是乙烯均聚物或共聚物，和HMW级分是乙烯共聚物。作为定义的主题，这里采用的表述“乙烯均聚物”是指基本上由乙烯组成的乙烯聚合物，也就是说由至少97wt％，优选至少99wt％，更优选至少99.5wt％，最优选至少99.8wt％的乙烯组成的乙烯聚合物，因此其是一种HD乙烯聚合物，优选其仅包括乙烯单体单元。本专利技术的一个特征在于多峰态聚乙烯的密度。为了强度的原因，密度在低密度到中密度的范围内，更特别地为910～940kg/m3，优选910～932kg/m3，更优选910～925kg/m3，该数值根据ISO 1183测量。弹性模量根据ISO 527测定。由本专利技术的多峰态聚合物组合物制得的耐压管优选具有至多800MPa，更优选至多500MPa，和最优选至多400MPa的弹性模量。根据本专利技术的组合物的另一个重要的特征在于耐磨性。对本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造耐压管的多峰态线型低密度聚乙烯组合物，其特征在于，所述组合物是现场制备的，其密度（ＩＳＯ　　１１８３）为９１０～９４０ｋｇ／ｍ↑［３］，弹性模量（ＩＳＯ　　５２７）＜８００ＭＰａ，耐磨性（ＡＳＴＭ　　Ｄ　　４０６０）＜２０，１９０℃／２ｋｇ下的ＭＦＲ↓［２］（ＩＳＯ　　１１３３）＜２克／１０分钟。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S约翰内松，S奥尔松，H拉松，M维泰里，
申请(专利权)人：博里利斯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]