具有改进的耐压性的聚丙烯管材制造技术

本发明专利技术涉及适用于压力管材应用的聚丙烯组合物，包含为丙烯共聚物的组分A、为长链支化丙烯均聚物或共聚物的组分B。

Polypropylene pipe with improved pressure resistance

The invention relates to a polypropylene composition for the application of pressure pipes, including component A of a propylene copolymer, a component B for long chain branched propylene homopolymer or copolymer.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改进的耐压性的聚丙烯管材
本专利技术涉及包含为丙烯共聚物的组分A和为长链支化丙烯均聚物或共聚物的组分B的聚丙烯组合物。本专利技术还涉及聚丙烯组合物用于制造管材的用途以及包含该聚丙烯组合物的管材。
技术介绍
聚合物材料通常用于管材应用目的，诸如流体(例如水或天然气)输送。所输送的流体的温度通常在约0℃至约70℃的范围内。由聚合物材料制成的管材一般由聚烯烃制成，通常由聚乙烯或聚丙烯制成。在像例如热水运输的高温应用中，由聚烯烃制成的管材必须能够承受高温和高压以确保长期的使用寿命。与其它聚烯烃相比，聚丙烯具有良好的耐热性能，这使其成为适用于热水管材、压力管材和工业管材应用的合适材料。聚丙烯在这种应用中的不断改进是持续的聚丙烯管材市场增长的必要条件。拓展用于压力管材应用的聚丙烯的力学性能(诸如耐温和耐压性能)是该发展的关键因素。通常通过将聚丙烯与具有应变硬化性能的丙烯聚合物共混来改进聚丙烯的其它力学性能，诸如刚度、韧性和抗压强度。丙烯聚合物的应变硬化性能通常与其聚合物骨架中存在的长链支化相关联。EP1382638(BOREALISGmbH名下)描述了具有改进的刚度和韧性比的聚丙烯组合物，该聚丙烯组合物包含含有丙烯均聚物或共聚物的组分A、含有具有应变硬化性能的丙烯聚合物的组分B和包含β-成核剂的组分C。包含在组分B中的具有应变硬化性能的丙烯聚合物在其聚合物骨架中呈现长链支化。然而，EP1382638不涉及包含这种组合物的管材的耐压性能的改进。另外，在聚丙烯组合物中使用β成核剂增加了聚丙烯组合物、其加工性和其应用的复杂性和成本。EP1301343(BOREALISGmbH名下)描述了具有改进的抗压强度的单层和多层泡沫管材。该泡沫管材包含聚丙烯共混物，该聚丙烯共混物包含选自聚合物骨架中具有长链支化的改性丙烯聚合物的组分A、选自丙烯均聚物和共聚物的化合物B和任选地成核剂。尽管EP1301343描述了包含聚合物骨架中具有长链支化的改性丙烯聚合物的聚合物共混物，但是没有提到包含这种聚丙烯共混物的管材的耐压性的改进。在EP1301343中描述的聚丙烯共混物的主要限制在于这种共混物的应用仅被描述用于发泡管材。因此，仍然需要具有耐热性和耐压性的聚丙烯组合物，从而适用于在高温和高压下使用制品的应用。
技术实现思路
现在通过提供一种聚丙烯组合物克服了上述缺点，该聚丙烯组合物包含：a)组分A，为具有在0.05至0.5g/10min范围内的根据ISO1133在230℃和2.16kg的负荷下测量的熔体流动速率MFR2的丙烯共聚物-1(PC-1)，和b)组分B，为具有在0.5至10g/10min范围内的根据ISO1133在230℃和2.16kg的负荷下测量的熔体流动速率MFR2的长链支化丙烯均聚物或共聚物，其特征在于该组合物具有c)在150至250cN范围内的v30熔体延展性，其中v30熔体延展性是根据ISO16790:2005测量的，d)根据ISO1167在95℃、5MPa的应力水平下从由该组合物组成的管材样品上测量的至少350h的耐压性，和其中该组合物不是β成核的。根据本专利技术的聚丙烯组合物通过高水平地保持诸如抗变形性和冲击强度等其它性能来改进管材的耐压性能。根据本专利技术的聚丙烯组合物的另一个优点是在本专利技术组合物中不存在β成核剂。通常，β成核剂是昂贵的，并且其中一些往往会给其所加入的聚丙烯组合物增添颜色。因此，具有非β成核的聚丙烯组合物可以节省成本并防止β成核剂引起的不希望的着色。此外，本专利技术的聚丙烯组合物中不存在β成核剂增大了在制品(例如管材)制备期间本专利技术的组合物的加工窗口，这是因为本专利技术的聚丙烯组合物对工艺参数变量变得不那么敏感。具体实施方式本专利技术提供了聚丙烯组合物，其包含：a)组分A，为具有在0.05至0.5g/10min范围内的根据ISO1133在230℃和2.16kg的负荷下测量的熔体流动速率MFR2的丙烯共聚物-1(PC-1)，和b)组分B，为具有在0.5至10g/10min范围内的根据ISO1133在230℃和2.16kg的负荷下测量的熔体流动速率MFR2的长链支化丙烯均聚物或共聚物，其特征在于该组合物具有c)在150至250cN范围内的v30熔体延展性，其中v30熔体延展性是根据ISO16790:2005测量的，d)根据ISO1167在95℃、5MPa的应力水平下从由这种组合物组成的管材样品上测量的至少350h的耐压性，和其中该组合物不是β成核的。根据本专利技术，表述“丙烯均聚物”是指基本上由丙烯单元组成的聚丙烯，即由至少99.0重量％、更优选地至少99.5重量％、还更优选地至少99.8重量％，如至少99.9重量％的丙烯单元组成的聚丙烯。在另一个实施方案中，只有丙烯单元是可检测到的，即只有丙烯被聚合。根据本专利技术，表述“丙烯共聚物”是指包含衍生自丙烯和至少一种选自乙烯和C4至C20α-烯烃、优选为乙烯或至少C4至C12α-烯烃的共聚单体的单元的共聚物。因此，丙烯共聚物包含衍生自丙烯和至少一种选自由乙烯、C4α-烯烃、C5α-烯烃、C6α-烯烃、C7α-烯烃、C8α-烯烃、C9α-烯烃和C10α-烯烃组成的组的直链或支化共聚单体的单元。更优选地，丙烯共聚物包含衍生自丙烯和至少一种选自乙烯或直链C4至C10α-烯烃、更优选地选自乙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯和1-癸烯的共聚单体的单元，其中乙烯、1-丁烯和1-己烯是优选的。特别优选的是丙烯共聚物由衍生自丙烯和乙烯的单元组成。表述“丙烯共聚物-1(PC-1)”是指如上所述的丙烯共聚物。根据本专利技术的丙烯共聚物-1(PC-1)可以具有5.0至8.0摩尔％范围内、优选5.0至7.5摩尔％范围内、更优选5.0至7.0摩尔％范围内的衍生自乙烯和/或C4至C20α-烯烃的单元的量。合适的下限为5.0摩尔％。合适的上限为8.0摩尔％，优选为7.5摩尔％，更优选为7.0摩尔％。范围的下限和上限所表明的值包括在内。如果使用多于一种类型的共聚单体，那么以上表明的量是指使用的所有共聚单体的总量。通常，丙烯共聚物-1(PC-1)的熔体流动速率(MFR2)在0.05g/10min和0.5g/10min之间。丙烯共聚物-1(PC-1)的MFR2是根据ISO1133在230℃的温度和2.16kg的负荷下测定的。不论丙烯共聚物-1(PC-1)的确切性质，优选的是MFR2在0.08g/10min和0.4g/10min之间，更优选地，MFR2在0.12g/10min和0.3g/10min之间。合适的下限为0.05g/10min，优选为0.08g/10min，更优选为0.12g/10min。合适的上限为0.50g/10min，优选为0.40g/10min，更优选为0.30g/10min。范围的下限和上限所表明的值包括在内。丙烯共聚物-1(PC-1)可以是包含至少两种级分的丙烯无规共聚物：a)高分子量级分(HMWF)，和b)低分子量级分(LMWF)。众所周知，如果高分子量级分或低分子量级分其中之一的MFR2无法测量，则其可以使用下式(1)来计算：ln(丙烯无规共聚物的MFR2)＝x(ln(高分子量级分的MFR2))+(1-x)(ln(低分子量级分的MFR2))式(1)，其中丙烯无规共聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚丙烯组合物，包含：a)组分A，为具有在0.05至0.5g/10min范围内的根据ISO 1133在230℃和2.16kg的负荷下测量的熔体流动速率MFR2的丙烯共聚物‑1(PC‑1)，和b)组分B，为具有在0.5至10g/10min范围内的根据ISO 1133在230℃和2.16kg的负荷下测量的熔体流动速率MFR2的长链支化丙烯均聚物或共聚物，其特征在于所述组合物具有c)在150至250mm/s范围内的v30熔体延展性，其中所述v30熔体延展性是根据ISO 16790:2005测量的，d)根据ISO 1167在95℃、5MPa的应力水平下从由所述组合物组成的管材样品上测量的至少350h的耐压性，和其中所述组合物不是β成核的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.28 EP 15187068.01.一种聚丙烯组合物，包含：a)组分A，为具有在0.05至0.5g/10min范围内的根据ISO1133在230℃和2.16kg的负荷下测量的熔体流动速率MFR2的丙烯共聚物-1(PC-1)，和b)组分B，为具有在0.5至10g/10min范围内的根据ISO1133在230℃和2.16kg的负荷下测量的熔体流动速率MFR2的长链支化丙烯均聚物或共聚物，其特征在于所述组合物具有c)在150至250mm/s范围内的v30熔体延展性，其中所述v30熔体延展性是根据ISO16790:2005测量的，d)根据ISO1167在95℃、5MPa的应力水平下从由所述组合物组成的管材样品上测量的至少350h的耐压性，和其中所述组合物不是β成核的。2.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述组合物具有30至60cN范围内的F30熔体强度，其中所述F30熔体强度是根据ISO16790:2005测量的。3.根据权利要求1至2中任一项所述的聚丙烯组合物，其特征在于，a)所述丙烯共聚物-1(PC-1)具有选自乙烯或C4-C20α-烯烃和其任意组合的共聚单体，和/或b)在制备所述长链支化丙烯共聚物中使用的丙烯聚合物在所述共聚物中具有选自乙烯或C4-C20α-烯烃和其任意组合的共聚单体。4.根据权利要求1至3中任一项所述的聚丙烯组合物，其特征在于，a)所述丙烯共聚物-1(PC-1)具有5.0至8.0摩尔％范围内的共聚单体含量，和/或b)在制备所述长链支化丙烯共聚物中使用的所述丙烯聚合物在所述共聚物中具有3.7至7.3摩尔％范围内的共聚单体含量。5.根据权利要求1至4中任一项所述的聚丙烯组合物，其特征在于，a)为丙烯无规共聚物的所述丙烯共聚物-1(PC-1)包含至少两种级分：i.具有0.005至0.15g/10min范围内的熔体流动速率MFR2(230℃)的高分子量级分(HMWF)，和ii.具有0.006至5.0g/10min范围内的熔体流动速率MFR2(230℃)的低分子量级分(LMWF)，和/或b)所述长链支化丙烯均聚物或共聚物具有i.在200至275mm/s范围内的v30熔体延展性，其中所述v30熔体延展性是根据ISO16790:2005测量的，和ii.18至50cN范围内的F30熔体强度，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：库尔特·施图本劳赫，赫尔曼·布劳恩，卢卡·博拉格诺，
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