耐高温聚乙烯和其制备方法技术

技术编号:15020539 阅读:86 留言:0更新日期:2017-04-04 22:49
本发明专利技术涉及一种聚乙烯组合物,其包括具有大于952.0kg/m3且等于或小于957.0kg/m3的密度的基体树脂,其中组合物具有0.12至0.21g/10min的熔体流动速率MFR5和聚乙烯组合物具有大于4.9Pa-1和等于或小于9.0Pa-1的范围内的多分散指数PI。此外,本发明专利技术涉及一种可通过多阶段方法获得的聚乙烯组合物,该多阶段方法包括在二氧化硅负载的齐格勒纳塔催化剂的存在下在串联反应器中聚合乙烯,用于得到基体树脂,和将基体树脂与稳定剂和炭黑一起挤出成为聚乙烯组合物,该串联反应器包括第一环流式反应器、第二环流式反应器和气相反应器。此外,本发明专利技术涉及一种由聚乙烯组合物制备的制品(诸如管材)和聚乙烯组合物在生产这种制品中的用途。

【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聚乙烯,特别是用于管材应用的聚乙烯。特别是,本申请涉及一种包括具有高密度、宽分子量分布和高多分散指数PI的基体树脂的聚乙烯组合物,伴随地该聚乙烯组合物具有提高的均匀性并且适于管材应用,涉及一种制备聚乙烯组合物的方法、一种由聚乙烯组合物制成的制品(诸如管材)以及聚乙烯组合物在生产该制品中的用途。
技术介绍
用于生产管材的许多聚乙烯组合物是已知的。对管材材料进行分类,诸如PE80或PE100。PE100的使用温度为20℃。ISO9080分类保证使用10Mpa的内应力的PE100材料在20℃下将具有至少50年的寿命。ChevronPhillipsChemicalCompany的EP1987097公开了适于管材的具有947kg/m3至954kg/m3的丸粒密度和1至30g/10min的MFR21(ASTMD1238,21.6kg载荷)的聚乙烯。例示的树脂在30.5至35.1的Mw/Mn下显示出278至346kg/mol的重均分子量。UNIVATIONTECHLLC[US]的EP1781712公开了包括但不限于具有0.940g/cc或更高的密度的高强度双峰型聚乙烯组合物的各种组合物,该组合物包括具有较高重均分子量(HwHMW)的高分子量聚乙烯组分和具有较低重均分子量(HwLMW)的低分子量聚乙烯组分,其中:较高重均分子量与较低重均分子量的比(MwHMW:MwLMW)为30或更大;和该组合物符合PE100材料,使得根据ISO1167由该组合物形成的经受内部管材阻力的管材在内部管材阻力曲线根据ISO9080:2003外推至50或100年时,具有10MPa或更大的外推应力。lneos集团的EP1922342公开了一种具有在0.15至0.5g/10min的熔体流动速率(5kg载荷)条件下的935至高达956kg/m3的自然密度、1-己烯的共聚单体和在100rad/s、190℃下的不超过2500Pa·s的动态粘度的组合物。BorealisTechnologyOy的EP1146079公开了具有至少953kg/m3的粉末密度和在955至965kg/m3范围内的组合物的最终密度以及0.15至0.40g/10min的MFR5的组合物。由组合物制备的管材满足至少9.0MPa的设计应力(PE112)。该组合物由两种组分组成,从而低分子量组分是具有350至1500g/10min的MFR2的乙烯均聚物,并且以42至55重量%的量存在。根据ISO9080,聚乙烯管材由其最小需要强度进行分类,即在50年、20℃下承受不同的环向应力而不破裂的能力。由此,承受8.0MPa(MRS8.0)的环向应力的管材被分类为PE80管材,承受10.0MPa(MRS10.0)的环向应力的管材被分类为PE100管材。在聚乙烯管材开发中的下一步进展将会是承受12.5MPa(MRS12.5)的环向应力的PE125管材。为满足具有通过常规的齐格勒-纳塔催化剂所制造的多峰型树脂的PE80要求,密度需要至少为940kg/m3,并且为了满足PE100要求,密度需要高于945kg/m3。然而,聚乙烯树脂的密度和其结晶性直接相关。聚乙烯树脂的结晶性越高,其慢速裂纹增长阻力越低。换言之,用于管材压力阻力的所有的聚乙烯材料经受到结晶性的依赖性和迄今的密度以及慢速裂纹增长。当密度增加时,慢速裂纹增长(SCG)的阻力减小。因此,仍然需要一种包括具有高密度、宽分子量分布和高多分散指数PI的基体树脂的聚乙烯组合物,用于生产具有关于加工性、慢速裂纹增长、阻力、快速裂纹扩展阻力和均匀性的性能上的提高的平衡的管材。
技术实现思路
本专利技术基于令人惊讶的发现:如果管材由聚乙烯组合物制备,可以提供具有该性能上提高的平衡的管材,该聚乙烯组合物包括:具有根据ISO1183-1:2004测定的大于952.0kg/m3且等于或小于957.0kg/m3的密度的基体树脂,其中该组合物具有根据ISO1133测定的0.12至0.21g/10min的熔体流动速率MFR5(190℃,5kg),和该聚乙烯组合物具有等于或大于4.9Pa-1和等于或小于9.0Pa-1的范围内的多分散指数PI。在此情况下的本专利技术基于令人惊讶的发现:可以提供包括具有高密度、宽分子量分布和高多分散指数PI的基体树脂的聚乙烯组合物,其用于生产具有关于加工性、慢速裂纹增长、阻力、快速裂纹扩展阻力和均匀性的性能上的提高的平衡的管材,且本专利技术提供了一种聚乙烯组合物,包括具有根据ISO1183-1:2004测定的大于952.0kg/m3且等于或小于957.0kg/m3的密度的基体树脂,其中该组合物具有根据ISO1133测定的0.12至0.21g/10min的熔体流动速率MFR5(190℃,5kg),和该聚乙烯组合物具有等于或大于4.9Pa-1和等于或小于9.0Pa-1的范围内的多分散指数PI。本专利技术进一步提供了一种可通过多阶段方法获得的聚乙烯组合物,该多阶段方法包括a)在下列存在下,聚合乙烯(i)具有催化剂的摩尔组成的二氧化硅负载的齐格勒纳塔催化剂,包括Al1.30至1.65mol/kg二氧化硅Mg1.25至1.61mol/kg二氧化硅Ti0.70至0.90mol/kg二氧化硅该二氧化硅负载的齐格勒纳塔催化剂具有7至15μm的平均粒径(D50);(ii)在第一环流式反应器中,在烷基铝化合物和链转移剂的存在下,用于得到第一中间材料,该第一中间材料具有220至400g/10min的熔体流动速率MFR2(190℃,2.16kg);和b)将包括所述第一中间材料的反应产物转移至第二环流式反应器(i)将乙烯进料至第二环流式反应器(ii)进一步聚合所述第一中间材料用于获得第二中间材料,其具有所述第一中间材料的熔体流动速率MFR2(190℃,2.16kg)的1.10至1.35倍的熔体流动速率MFR2(190℃,2.16kg);和c)将包括所述第二中间材料的反应产物转移至气相反应器(i)将乙烯和共聚单体进料至气相反应器(ii)进一步聚合所述第二中间材料用于获得具有根据ISO1183-1:2004测定的大于952.0kg/m3且等于或小于957.0kg/m3的密度的基体树脂,将基体树脂与稳定剂和炭黑一起挤出成为聚乙烯组合物,其中该组合物具有根据ISO1133测定的0.12至0.21g/10min的熔体流动速率MFR5(190℃,5kg),和在大于4.9Pa-1和等于或小于9.0Pa-1的范围内本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种聚乙烯组合物,包括具有根据ISO 1183‑1:2004测定的大于952.0kg/m3且等于或小于957.0kg/m3的密度的基体树脂,其中所述组合物具有根据ISO 1133测定的0.12至0.21g/10min的熔体流动速率MFR5(190℃,5kg),和所述组合物具有在大于4.9Pa‑1和等于或小于9.0Pa‑1的范围内的多分散指数PI。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.10 EP 13004876.21.一种聚乙烯组合物,包括
具有根据ISO1183-1:2004测定的大于952.0kg/m3且等于或小于957.0kg/m3的密度的
基体树脂,
其中所述组合物具有根据ISO1133测定的0.12至0.21g/10min的熔体流动速率MFR5(190℃,5kg),和
所述组合物具有在大于4.9Pa-1和等于或小于9.0Pa-1的范围内的多分散指数PI。
2.根据权利要求1所述的聚乙烯组合物,其中所述聚乙烯组合物具有大于250且等于或
小于1500的剪切稀化指数SHI5/300。
3.根据权利要求1或2所述的聚乙烯组合物,其中所述聚乙烯组合物具有从0.45至0.95
重量%的衍生自己烯的单元含量。
4.根据前述权利要求中任一项所述的聚乙烯组合物,其中所述聚乙烯组合物具有
1000Pa至2000Pa的储能模量G’(2kPa)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的聚乙烯组合物,其中所述聚乙烯组合物具有根据
ISO1133测定的5.0至13.0g/10min的熔体流动速率MFR21.6(190℃,2.16kg)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的聚乙烯组合物,其中所述聚乙烯组合物具有30至
50的流动速率比FRR21/5,流动速率比FRR21/5为MFR21.6与MFR5的比。
7.根据前述权利要求中任一项所述的聚乙烯组合物,其中所述聚乙烯组合物具有
300kPa·s至450kPa·s的在0.05rad/s下的复数粘度eta*0.05rad/s。
8.根据前述权利要求中任一项所述的聚乙烯组合物,其中所述聚乙烯组合物具有根据
ISO18553/2002-03-01的低于2.5%的白斑评级。
9.根据前述权利要求中任一项所述的聚乙烯组合物,其中所述基体树脂包括在其重均
分子量Mw方面不同的至少三种乙烯均聚物或共聚物级分(A)、(B)和(C),
其中级分(A)和(B)均为乙烯均聚物并且级分(C)为乙烯和至少一种具有3至12个碳原
子的α-烯烃共聚单体单元的共聚物,
其中级分(A)具有220至400g/10min的熔体流动速率MFR2(190℃,2.16kg),
结合的级分(A)和(B)的熔体流动速率MFR2(190℃,2.16kg)为级分(A)的熔体流动速率
MFR2(190℃,2.16kg)的1.10...

【专利技术属性】
技术研发人员:安蒂·泰尼斯亚尔莫·凯拉拉温德拉·图珀塔尼亚·皮尔
申请(专利权)人:博里利斯股份公司
类型:发明
国别省市:奥地利;AT

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