聚烯烃管制造技术

本发明专利技术涉及聚合物管，以及更特别地其中管包含交联的聚烯烃的聚合物管，交联的聚烯烃由包含双马来酰亚胺交联剂的挤出的聚烯烃形成。本发明专利技术涉及利用通过双马来酰亚胺交联剂的交联制造聚烯烃聚合物例如聚乙烯的塑料管和管道，以产生交联的聚乙烯(PEX)管和管道。

Polyolefin tube

The invention relates to polymer tube, and more specifically, the tube contains polymer tube with cross-linked polyolefin, and cross-linked polyolefin is formed by extruding polyolefin containing bismaleimide cross-linking agent. The invention relates to the production of crosslinked polyethylene (PEX) pipes and pipes by using crosslinking of Bismaleimide crosslinking agents to produce polyolefin polymers, such as polyethylene plastic pipes and pipes.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚烯烃管专利
本专利技术涉及聚合物管(polymericpipe)，以及更特别地其中管包含交联的聚烯烃的聚合物管，交联的聚烯烃由包含双马来酰亚胺交联剂(bismaleimidocrosslinker)的挤出的聚烯烃形成。本专利技术涉及利用通过双马来酰亚胺交联剂的交联制造聚烯烃聚合物例如聚乙烯的塑料管和管道(tubing)，以产生交联的聚乙烯(PEX)管和管道。管意图用于冷(例如，可饮用)水应用或热水应用。背景由聚烯烃聚合物制成的挤出管对于多种工业应用是熟知的。通常，它们在建筑工业中用于家用(例如，可饮用)水管、散热器管、地板加热管(floor-heatingpipe)以及用于类似应用例如造船(shipbuilding)。此类聚烯烃管还可以被用作区域供热管(districtheatingpipe)以及用作食品工业中的工艺管(processpipe)等。其他应用包括气态流体和浆料的传送。在挤出管中使用的聚烯烃通常是交联的，因为这提供许多优点。此类优点包括但不限于长期稳定性，包括抗氧化性，长期稳定性有助于满足饮用水应用的现有规范和标准；安装灵活性，包括“记忆效应(memoryeffect)”等。交联的聚乙烯(PEX)通常被用于塑料管。存在若干种类的PEX，PEX利用许多不同的交联化学和加工技术。各种PEX等级还包含其他添加剂，例如以不同的浓度和组合的抗氧化剂和/或稳定剂包装(stabiliserpackage)和/或加工助剂。用于管应用的三种已知种类的PEX是PEX-a、PEX-b以及PEX-c。在PEX-a工艺(例如，通过“恩格尔法(EngelMethod)”、盐浴法“PontaMousson”或红外线(IR)法产生)中，交联通过过氧化物来诱导。在恩格尔法中，交联在热和高压的影响下通过过氧化物来诱导。在IR方法中，交联在IR应用的热的影响下通过过氧化物来诱导。所得到的PEX-a组合物通过碳-碳键交联，以形成交联的聚合物网络。PEX-a交联工艺在熔融阶段发生，这与用于PEX-b和PEX-c的主要交联工艺(primarycrosslinkingprocess)相反，其中交联在聚合物的固体状态中发生。主要反应是在过氧化物的分解之后形成自由基，自由基的形成必须通过PEX-a的定义存在，并且随后自由基从PE聚合物链中抽取氢。PE聚合物链给出新的碳自由基，其接下来与邻近的PE链组合，以形成稳定的碳-碳键，即交联。对于实际应用，被认为对于PEX-a是均质(homogeneous)且均匀的(uniform)交联给出在70％-90％的范围内的交联度(通常被称为CCL)。在某些应用中，对于PEX-a，CCL应当高于70％，如在ASTM国际标准中关于交联的聚乙烯(PEX)管道(ASTMInternationalStandardforCrosslinkedPolyethylene(PEX)Tubing)，F876-10(2010年2月1日批准的)所定义的，和/或在某些应用中，对于PEX-a，CCL应当高于70％，如在ISO15875中所定义的。因此，PEX-a工艺可以被用于产生良好品质的管。在PEX-b工艺中，交联通过在通常在“Sauna气氛(Saunaatmosphere)”中进行的延长的预先确定的时间期间的水分和热来诱导。最常用的方法被分别称为Sioplas(两步)法和Monosil(一步)法。在Sioplas法中，在管挤出之前，硅烷比如例如乙烯基硅烷被接枝至HDPE树脂。在Monosil法中，在管挤出期间，硅烷与HDPE树脂共混。在预交联步骤中化学上不同的两种方法中，实际交联的基本原理事实上是相同的，即交联发生在二次后挤出工艺(secondarypost-extrusionprocess)中，二次后挤出工艺通过热和水分的组合加速。热和水分的组合是活性“试剂”，其参与主要的水解和缩合反应。原则上，挤出管被暴露于热水和蒸气浴。对于PEX-b，与PEX-a的根本差异是，所得到的交联不是在碳-碳键之间，但是代替地形成氧-硅共价键(硅氧烷“桥”)。与PEX-a相比，PEX-b的交联密度(CCL)(65％-70％)是稍低的，并且交联也是较不均匀的。PEX-b通常具有≥65％的最小CCL要求。在PEX-c工艺中，交联通常被称为“冷”法。在PEX-c工艺中，不需要化学品以便有助于交联工艺，但是代替地利用高能量电子束(EB)辐照来产生对于氢抽取(hydrogenabstraction)和随后的交联发生所必需的自由基。高能量电子束是非选择性的，即化学键以不受控制的方式被裂解。后者具有产生副反应连同目标反应即HDPE的交联的结果。PEX-c的交联密度通常是在70％-75％的范围内(≥60％的最低要求)，并且必须注意辐照时间，因为太长的暴露可能给出变色的产品和/或脆性。PEX-c已经成功地使用了许多年，尽管稍有挑战性的产生条件。伴随用于饮用水应用的所有挤出管出现的一个挑战是添加剂从聚合物管基质浸出的可能的问题。添加剂可能随着时间从聚合物基质浸出，并且可能变得可用于污染在管内流动的流体内容物，所述添加剂包括引发剂、稳定剂、活性助剂、加工助剂、抗氧化剂、其降解产物等。在诸如饮用水应用的情况下，此问题是特定的问题，并且存在对于此类应用的将在一段时间内从管浸出的材料的可允许的水平定量的工业标准。除了添加剂的浸出之外，添加剂降解产物和/或交联副产物可能产生没有通过总有机碳(TOC)测试或味道和气味测试的管。当制造管时，可能需要各种添加剂存在于管中，以便当挤出原材料聚合物时有助于加工管，并且还确保成品管的结构完整性和对老化的抗性等。类似地，通常需要交联剂以获得具有期望的交联水平的管。同时，正是添加剂、降解产物和交联副产物的存在提供挑战，因为这些材料可能在一段时间内从聚合物基质浸出。明显的是，已知的挤出管和制造此类管的方法经受许多限制。因此，对于改进生产方法和/或聚烯烃管的性质的新的生产方法和/或化学组分的新组合存在需求。本专利技术的目的是，提供用于形成管的材料，所述管可以被用于冷水应用和/或热水应用，例如用于家用的冷水应用和/或热水应用。目的还是，提供用于生产用于工业应用的管的材料。目的是，产生对随着时间浸出组分中的一种或更多种是抗性的管。另外的目的是，产生用于家用应用的管，所述管满足或超出TOC、味道以及气味中的一个或更多个的现有标准。本专利技术满足这些目的中的某些或全部。公开内容简述本专利技术提供管，所述管受益于降低的化学残余物浸出水平，同时最小化或避免另外的后挤出处理以减少所述浸出。本专利技术的管提供许多优点。例如，管可以满足或超出TOC、味道和气味中的一个或更多个的现有标准，而不需要另外的后挤出加工步骤，例如另外的耗时的热处理。本专利技术的一个方面提供聚合物管，所述聚合物管由以下形成：聚烯烃结构聚合物；以及以按重量计0.02％至5％的量的双马来酰亚胺交联剂，其中双马来酰亚胺交联剂是式(I)的化合物：其中R是-C2-C24烷基。本专利技术的另一个方面提供产生交联的聚烯烃管的方法，所述方法包括：制备混合物；挤出混合物，以形成挤出管；以及通过加热挤出管使聚烯烃结构聚合物交联，其中混合物通过使包括聚烯烃结构聚合物的组分和以按重量计0.02％至5％的量的双马来酰亚胺交联剂混本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物管，所述聚合物管由以下形成：聚烯烃结构聚合物；以及以按重量计0.02％至5％的量的双马来酰亚胺交联剂，其中所述双马来酰亚胺交联剂是式(I)的化合物：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.22 GB 1506876.01.一种聚合物管，所述聚合物管由以下形成：聚烯烃结构聚合物；以及以按重量计0.02％至5％的量的双马来酰亚胺交联剂，其中所述双马来酰亚胺交联剂是式(I)的化合物：其中R是-C2-C24烷基。2.如权利要求1所述的管，其中所述聚烯烃结构聚合物选自聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯及其任何共聚物。3.如权利要求1所述的管，其中所述聚烯烃结构聚合物选自聚乙烯、聚丙烯及其混合物。4.如权利要求2或权利要求3所述的管，其中所述聚乙烯是具有至少2的熔体流动指数(MFI)的高密度聚乙烯(HDPE)。5.如任一前述权利要求所述的管，其中R是-C4-C18烷基。6.如任一前述权利要求所述的管，其中R是-C4-C10烷基。7.如任一前述权利要求所述的管，其中R是-C6烷基。8.如任一前述权利要求所述的管，其中所述双马来酰亚胺交联剂是或包含六亚甲基-1,6-二马来酰亚胺。9.如任一前述权利要求所述的管，其中所述双马来酰亚胺交联剂包含至少两种式1的化合物。10.如任一前述权利要求所述的管，其中双马来酰亚胺交联剂是以按重量计0.2％至2％的量。11.如任一前述权利要求所述的管，还包含以按重量计0.02％至2％的量的过氧化物引发剂。12.如权利要求11所述的管，其中所述过氧化物引发剂是至少一种有机过氧化物。13.如权利要求11或权利要求12所述的管，其中所述有机过氧化物选自或包括二叔丁基过氧化物(TrigonoxB)、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)-3-己炔(Trigonox145)、3,3,5,7,7-五甲基-1,2,4-三氧杂环庚烷(Trigonox311)、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷(Trigonox101)以及3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷(Triganox301)。14.如权利要求11至13中任一项所述的管，其中所述过氧化物引发剂是以按重量计0.05％至1％的量。15.如任一前述权利要求所述的管，其中所述管还包含以按重量计0.02％-10％的量的活性助剂，其中所述活性助剂包含至少一个反应性碳-碳双键。16.如权利要求15所述的管，其中所述活性助剂包含至少两个反应性碳-碳双键。17.如权利要求15或16所述的管，其中所述活性助剂选自或包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、聚丁二烯、烯丙基醚、乙烯基醚以...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕特里克·罗辛，
申请(专利权)人：欧博诺创新公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE