PE-RT管道及其制造方法技术

本发明专利技术提供了适用于制造用于根据ISO 22391‑2的冷热水管道的PE‑RT管的聚乙烯组合物，及其制备方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】PE-RT管道及其制造方法相关申请的交叉引用本申请要求2017年11月17日提交的序列号为62/587,531的专利申请的权益，其公开内容通过参考全部引入本申请。
本专利技术总体上涉及PE-RT管，和更具体地涉及由聚乙烯组合物制成的PE-RT管，及其制造方法。
技术介绍
耐高温聚乙烯(“PE-RT”)是适用于家用热水和冷水管道系统例如地板采暖和散热器连接的一类聚乙烯树脂。PE-RT树脂具有分子结构和晶体微观结构，其可以在高温下提供长期的流体静力强度，而无需交联。PE-RT树脂可用于温度会另外限制聚乙烯(“PE”)使用或金属材料会遭受腐蚀的应用中。此外，PE-RT树脂的加工性能使其对工业应用具有吸引力。例如，PE-RT树脂可用于塑料中以节省成本并提供其他优势例如高速灵活的管道生产工艺，以及对于应用的易于安装。与其他聚乙烯(“PE”)不同的是，无规共聚物聚丙烯(“PP-R”)，聚丁烯(“PB”)以及到较小程度的氯化聚氯乙烯(“C-PVC”)，它们每种由高温限制所约束，在更高温度下使用的PE-RT树脂的多功能性使得这些聚乙烯组合物可在广泛的应用范围内使用，特别是当温度分布范围可从低于环境温度到超出对于PE系统认为正常的温度时。PE-RT树脂的典型特性包括加工性例如挤出性和最大化管道机械(短期和长期)性能。PE-RT管通常具有小直径，例如至多20mm，并且以相对较快的生产率进行制造。然而，快速的挤出速率会引入整理问题例如熔体破裂并导致较差的表面光洁度。此外，增加的挤出速率会影响性能例如国际标准化组织(“ISO”)22391-2要求的平滑表面光洁度。因此，需要一种PE-RT管，其在管的加工方面优于常规线性低密度聚乙烯树脂，特别是在熔体指数和剪切稀化特性方面，这将降低挤出压力和挤出机/模头温度从而允许更快的挤出速率。
技术实现思路
本申请提供了PE-RT管，该PE-RT管包含具有至少50摩尔％乙烯和α-烯烃共聚单体的线性低密度聚乙烯，中密度聚乙烯或高密度聚乙烯树脂的聚乙烯组合物。聚乙烯组合物可具有2至6的分子量分布(Mw/Mn)，0.85至0.99的长链支化指数g′vis，0.934至0.960g/cm3的密度和1.0至100的剪切稀化比。聚乙烯组合物可包含添加剂，其包括但不限于聚合物加工助剂，热稳定剂，抗氧化剂，填料，增滑剂，成核剂，阻燃剂和着色剂。聚乙烯组合物可以用一种或多种茂金属催化剂生产并且可以通过与另一种聚乙烯组合物或其他材料组合而制成共混物。PE-RT管在5％应变下的拉伸强度满足以下关系：y>6.1395*x0.0579+0.2，其中y是在70℃下在5％应变下的拉伸强度(MPa)和x是应变速率(s-1)。在一类实施方案中，本专利技术提供了一种由聚乙烯组合物制成的PE-RT管，该聚乙烯组合物包含至少50摩尔％的乙烯衍生的单元和一种或多种α-烯烃共聚单体衍生的单元，其中该聚乙烯组合物具有的分子量分布(Mw/Mn)为约2至约6，长链支化指数g′vis为约0.85至约0.99，密度为约0.934至约0.960g/cm3，并且剪切稀化比为1.0到100。在另一类实施方案中，本专利技术提供了一种生产如本申请所述的PE-RT管的方法。在又一类实施方案中，本申请提供了一种包括本申请所述的PE-RT管的组件。该组件可以包括流体连通的两个或更多个PE-RT管。附图说明图1是ISO22391-2曲线图，代表PE-RT类型I管道的预期强度，其中X1断裂时间t以小时表示，X2断裂时间t以年表示，Y表示环应力，以兆帕为单位。图2是代表本申请所述的实施例1的数据的图，并且绘制了聚乙烯组合物的拉伸强度相对于应变速率的图。图3是显示比较例2，参考例1和参考例2聚乙烯组合物以及对照比较例1的小振幅振荡剪切流变(角频率下的粘度)的结果的图。图4是显示聚乙烯组合物：比较例1，比较例2，参考例1和参考例2的毛细管流变(在190℃下的粘度)的结果的图。具体实施方式本申请描述了各种特定的实施方案，版本和实施例，包括为了理解要求保护的专利技术的目的而采用的示例性实施例和定义。虽然下面的详细描述给出了特定的优选实施方案，但是本领域技术人员将理解这些实施方案仅是示例性的，并且可以采用其他方式来实践本专利技术。为了确定侵权的目的，本专利技术的范围将指代所附权利要求中的任何一个或多个，包括它们的等同物以及与所列举的等同物的要素或限制。对本“专利技术”的任何引用可以指由权利要求书限定的本专利技术的一个或多个但不一定是全部专利技术。如本申请所用，术语“茂金属催化剂”是指具有至少一种过渡金属化合物的催化剂，所述过渡金属化合物包含与4、5或6族过渡金属(M)结合的一个或多个取代或未取代的环戊二烯基结构部分(“Cp”)(通常为两个Cp结构部分)。如本申请所用，除非另有说明，否则所有对元素周期表及其族的引用均是在HAWLEY′SCONDENSEDCHEMICALDICTIONARY，第十三版，JohnWiley&Sons，Inc.(1997)中发布的新符号,除非另外指明以前的IUPAC表格用罗马数字表示(也出现在同一数字中)。茂金属催化剂被认为是单中心催化剂。茂金属催化剂通常需要用合适的助催化剂或活化剂进行活化，以产生“活性茂金属催化剂”，即具有空的配位点的有机金属配合物，其可以配位，插入和聚合烯烃。活性催化剂体系通常不仅包括茂金属配合物，而且包括活化剂，例如铝氧烷或其衍生物(优选甲基铝氧烷)，电离活化剂，路易斯酸或其组合。烷基铝氧烷(通常是甲基铝氧烷和改性的甲基铝氧烷)特别适合用作催化剂活化剂。催化剂体系可以负载在载体上，该载体通常是无机氧化物或氯化物或树脂材料，例如聚乙烯或二氧化硅。术语线性中密度聚乙烯(“MDPE”)是指密度为约0.930g/cm3至约0.950g/cm3的聚乙烯共聚物。具有多于两种类型单体的聚合物，例如三元共聚物，也包括在术语“共聚物”中。组成分布宽度指数(“CDBI”)是指共聚单体含量在中值总摩尔共聚单体含量的50％以内的共聚物分子的重量百分比。利用分离共聚物样品的各个级分的已知技术确定任何共聚物的CDBI。升温洗脱分级(TREF)公开于Wild等人，J.Poly.Sci.,Poly.Phys.Ed.，第20卷，第441页(1982)以及美国专利5,008,204。如本申请中所使用，剪切稀化比是指在190℃下在0.01rad/s下的复数粘度与在190℃下在100rad/s(或最接近点)下的复数粘度之比。分子量分布(“MWD”)等于表达式Mw/Mn。表达式Mw/Mn是重均分子量(“Mw”)与数均分子量(“Mn”)的比。重均分子量由下式给出数均分子量由下式给出z均分子量由下式给出其中上式中的ni是分子量Mi的分子的分数。通常通过凝胶渗透色谱法来确定Mw，Mz和Mn的测量值，如Macromolecules，第34卷，第19期，第6812页(2001)所公本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由聚乙烯组合物制成的PE-RT管，该聚乙烯组合物包含至少50摩尔％的乙烯衍生的单元和一种或多种α-烯烃共聚单体衍生的单元，其中该聚乙烯组合物的分子量分布(M

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171117 US 62/587,5311.一种由聚乙烯组合物制成的PE-RT管，该聚乙烯组合物包含至少50摩尔％的乙烯衍生的单元和一种或多种α-烯烃共聚单体衍生的单元，其中该聚乙烯组合物的分子量分布(Mw/Mn)为约2至约6，长链支化指数g′vis为约0.85至约0.99，密度为约0.934至约0.960g/cm3，和剪切稀化比为1.0至100。


2.权利要求1的PE-RT管，其中该聚乙烯组合物在5％应变下的拉伸强度满足以下关系：
y>6.1395*x0.0579+0.2，
其中y是70℃下在5％应变下的拉伸强度(MPa)和x是应变速率(s-1)。


3.权利要求1或权利要求2的PE-RT管，其中该PE-RT管具有至少16mm的外径，至少2mm的壁厚度并且在95℃/3.8MPa下的管破裂(失效)时间为500小时或更大。


4.权利要求1或权利要求2的PE-RT管，其中该PE-RT管具有至少6mm的外径，至少2mm的壁厚度并且在95℃/3.4MPa下的管破裂(失效)时间为1,000小时或更大。


5.权利要求1或权利要求2的PE-RT管，其中该PE-RT管具有至少16mm的外径，至少2mm的壁厚度并且在1l0℃/1.9MPa下的管破裂(失...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·A·维尼塞特，H·彭，A·K·多法斯，
申请(专利权)人：埃克森美孚化学专利公司，
类型：发明
国别省市：美国;US