护套用升级聚乙烯制造技术

混合塑料

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】护套用升级聚乙烯


[0001]本专利技术涉及使用原始高密度聚乙烯(HDPE)对PE循环流进行升级，以提供具有可接受的ESCR(耐环境应力开裂)性能的护套材料。

技术介绍

[0002]聚烯烃，尤其是聚乙烯和聚丙烯，在广泛的应用中越来越多地被大量消耗，包括食品和其它商品的包装、纤维、汽车部件和各种各样的制品。
[0003]因为聚乙烯系材料广泛用于包装，故这些聚乙烯系材料存在特殊的问题。考虑到所收集的废物与回收到废物流中的废物量相比数量巨大，塑料废物流的智能再利用和塑料废物的机械回收仍有很大的潜力。
[0004]通常，市场上回收量的聚丙烯是聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)的混合物，这对于消费后的废物流尤其如此。此外，来自消费后废物源的商业回收物通常被非聚烯烃材料交叉污染，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚苯乙烯或非聚合物质，例如木材、纸张、玻璃或铝。这些交叉污染极大地限制了最终应用或回收流，因此没有可获利的最终用途。
[0005]此外，回收的聚烯烃材料的性能通常比那些原始材料差得多，除非添加到最终化合物中的回收聚烯烃的量极低。例如，这类材料通常具有有限的冲击强度和较差的机械性能(例如脆性)，因此，它们不能满足客户需求。其适用于多种应用，例如护套材料(用于电缆)、容器、汽车部件或家居用品。这通常不包括回收材料用于高质量零件的应用，这意味着它们只能用于低成本、要求不高的应用，例如建筑或家具。为了提高这些回收材料的机械性能，通常添加相对大量的原始材料(由石油制得)。
[0006]US 8981007 B2涉及用于电力电缆护套的非交联聚乙烯组合物。交联聚乙烯由于其优异的耐热性、耐化学性和电性能而通常用于电力电缆。然而，由于交联聚乙烯树脂是一种热固性树脂，故其是不可回收的。因此，需要环保的非交联型热塑性聚乙烯树脂，其还具有耐热性，因此适用于电力电缆。
[0007]EP 2417194 B1也涉及用于电力电缆的非交联聚乙烯组合物。此处公开的组合物为聚合物共混物，其包含MDPE和HDPE以及选自阻燃剂、氧化稳定剂、UV稳定剂、热稳定剂和加工助剂中的一种以上添加剂。
[0008]DE
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102011108823
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A1涉及用于电缆电绝缘的复合材料。该复合材料包括塑料、导热率小于1W/(mk)的材料和置换材料(C)。在某些实施方式中，置换材料可以是回收材料。
[0009]EP 1676283 B1涉及中/高压电能传输或分配电缆，其包括至少一个传输元件和至少一个涂层，所述涂层由涂层材料制成，所述涂层材料包含至少一种密度不高于0.940g/cm3的回收聚乙烯(由废料获得)和至少一种密度高于0.940g/cm3的第二聚乙烯材料。在EP 1676283 B1的一些例子中的涂层材料相对于仅由回收聚乙烯获得的涂层材料在抗应力开裂性方面显示出改进值。然而，这些值远远低于用原始材料获得的值。
[0010]回收聚乙烯材料的一个特殊问题是，ESCR(耐环境应力开裂)性能根据废物的来源而变化是不可接受的。ESCR可以用许多参数来评估，包括贝尔测试的失效时间和应变硬化
模量，即应力
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应变曲线的应变硬化部分的斜率(Kurelec,L.；Teeuwen,M.；Schoffeleers,H.；Deblieck,R.，应变硬化模量作为高密度聚乙烯的耐环境应力开裂性的量度。聚合物2005，46(17)，6369
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6379)。因此，需要以灵活的方式来解决这些限制。对于护套应用，需要大于1000小时的ESCR贝尔测试失效时间。
[0011]除此之外，通常还存在断裂拉伸应变的问题(单位为％)。由回收流制成的材料通常具有非常低的断裂拉伸应变值，从而严重限制了最终用途的应用。
[0012]因此，在本领域仍然需要提供用于护套材料的聚乙烯回收液，该聚乙烯回收液具有可接受且恒定的ESCR(耐环境应力开裂)性能，贝尔测试的失效时间大于1000小时，优选大于2000小时，并且具有类似于市场上用于电缆护套的原始聚乙烯和炭黑的共混物的其它性能，特别是拉伸性能，尤其是断裂拉伸应变，以及可接受的或者甚至良好的应变硬化模量。

技术实现思路

[0013]本专利技术基于出人意料的，即当各个组分以特定量存在时，可以获得良好的ESCR和应变硬化性能。
[0014]本专利技术提供了一种组合物，其具有可接受的ESCR性能(耐环境应力开裂性)(贝尔测试的失效时间大于1000小时，优选大于2000小时)和良好的应变硬化范围，同时保持与市售用于电缆护套的原始聚乙烯和炭黑的共混物相似的其它性能，还。本专利技术还涉及使用特定的原始高密度聚乙烯来提高混合塑料
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聚乙烯共混物与高密度聚乙烯和炭黑的第二共混物的共混物的ESCR、SH模量和夏比缺口冲击强度。
[0015]本专利技术提供混合塑料
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聚乙烯组合物，其包含混合塑料
‑
聚乙烯初级回收共混物(A)，该混合塑料
‑
聚乙烯组合物具有：
[0016]‑
熔体流动速率(ISO 1133，2.16kg，190℃)为0.2g/10min至0.7g/10min；
[0017]‑
密度为956kg/m3至965kg/m3，优选为958kg/m3至964kg/m3；
[0018]所述混合塑料
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聚乙烯组合物包含：
[0019]‑
总量为92.0wt％至97.0wt％的乙烯单元(C2单元)，
[0020]‑
总量为2.5wt％至6.65wt％的对应于聚丙烯的具有3个碳原子的连续单元(连续C3单元)，
[0021]‑
总量为0.50wt％至2.20wt％的具有4个碳原子的单元(C4单元)，更优选1.00wt％至2.00wt％，还更优选1.10wt％至1.50wt％；
[0022]C2单元、连续C3单元和具有4个碳原子的单元的总量以组合物中单体单元的总重量为基准计，并根据定量
13
C{1H}NMR测量来测定，以及混合塑料
‑
聚乙烯组合物包含如下组分中的一种或多种组合，更优选包含如下全部组分：
[0023]‑
总量为0.00wt％至0.15wt％的作为NMR光谱中的孤立峰的具有3个碳原子的单元(孤立的C3单元)，更优选为0.00wt％至0.10wt％，还更优选0.00wt％至0.05wt％；
[0024]‑
总量为0.00wt％至0.50wt％的具有6个碳原子的单元(C6单元)，更优选0.00wt％至0.45wt％，还更优选0.00wt％至0.40wt％；
[0025]‑
总量为0.00wt％至0.20wt％的具有7个碳原子的单元(C7单元)，更优选0.00wt％至0.15wt％，还更优选0.00wt％至0.10wt％；
[0026]其中，孤立的C3单元、C4单元、C6单元、C7单元的总本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.混合塑料
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聚乙烯组合物，包含混合塑料
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聚乙烯初级回收共混物(A)，所述混合塑料
‑
聚乙烯组合物具有：
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熔体流动速率(ISO 1133，2.16kg，190℃)为0.2g/10min至0.7g/10min；
‑
密度为956kg/m3至965kg/m3，优选为958kg/m3至964kg/m3；所述混合塑料
‑
聚乙烯组合物包含：
‑
总量为92.0wt％至97.0wt％的乙烯单元(C2单元)；
‑
总量为2.5wt％至6.65wt％的对应于聚丙烯的具有3个碳原子的连续单元(连续C3单元)；
‑
总量为0.50wt％至2.20wt％的具有4个碳原子的单元(C4单元)，更优选1.00wt％至2.00wt％，还更优选1.10wt％至1.50wt％；其中C2单元、连续C3单元和具有4个碳原子的单元的总量以所述组合物中单体单元的总重量为基准，并根据定量
13
C{1H}NMR测量来测量；其中，所述混合塑料
‑
聚乙烯组合物包含如下组分中的一种或多种组合，更优选包含如下全部组分：
‑
总量为0.00wt％至0.15wt％的作为NMR光谱中的孤立峰的具有3个碳原子的单元(孤立的C3单元)，更优选为0.00wt％至0.10wt％，还更优选0.00wt％至0.05wt％；
‑
总量为0.00wt％至0.50wt％的具有6个碳原子的单元(C6单元)，更优选为0.00wt％至0.45wt％，还更优选0.00wt％至0.40wt％；
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总量为0.00wt％至0.20wt％的具有7个碳原子的单元(C7单元)，更优选为0.00wt％至0.15wt％，还更优选0.00wt％至0.10wt％；其中，孤立的C3单元、C4单元、C6单元、C7单元的总量以所述组合物中单体单元的总重量为基准计，并根据定量
13
C{1H}NMR测量来测量或计算。2.根据权利要求1所述的混合塑料
‑
聚乙烯组合物，其中，所述组合物包含相对于混合塑料
‑
聚乙烯组合物的总量为1.0wt％至3.0wt％的炭黑。3.根据权利要求1至2所述的混合塑料
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聚乙烯组合物，其中所述组合物可通过共混并挤出如下组分来获得：a.30.0wt％至60.0wt％的混合塑料
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聚乙烯初级回收共混物(A)，其中，所述混合塑料
‑
聚乙烯初级共混物(A)的90.0wt％、优选95.0wt％、更优选100.0wt％来源于柠檬烯含量为0.10ppm至500ppm的消费后废物；所述混合塑料
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聚乙烯初级共混物(A)具有：
‑
熔体流动速率(ISO 1133，2.16kg，190℃)为0.1g/10min至1.5g/10min，优选0.4g/10min至1.3g/10min；
‑
密度为945kg/m3至990kg/m3；
‑
可选地，剪切稀化指数SHI
2.7/210
为30至60，优选为35至50；
‑
可选地，由流变测量获得的多分散性指数为1.2s
‑1至2.5s
‑1，优选为1.6s
‑1至2.2s
‑1；
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通过定量
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C{1H}NMR测定的衍生自乙烯的单元含量为70.0wt％至95.0wt％；b.35.0wt％至68.0wt％的次级组分(B)，所述次级组分(B)为可选地与炭黑共混的第一原始高密度聚乙烯(HDPE1)，所述次级组分(B)具有：
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熔体流动速率(ISO 1133，2.16kg，190℃)为0.1g/10min至1.2g/10min，优选为0.2g/
10min至0.6g/10min；
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密度为940kg/m3至970kg/m3，优选为955kg/m3至970kg/m3；
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剪切稀化指数SHI
2.7/210
为15至30；
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通过流变测量获得的多分散性指数为1.6s
‑1至2.2s
‑1；
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可选地，炭黑含量相对于所述次级组分(B)为1.5wt％至3.0wt％；以及
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优选地，柠檬烯含量低于0.10ppm，c.2.0wt％至20.0wt％的第二原始高密度聚乙烯(C)，所述第二原始高密度聚乙烯(C)具有：
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熔体流动速率(ISO 1133，5.0kg，190℃)为0.05g/10min至0.5g/10min，优选为0.10g/10min至0.3g/10min；
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密度为945kg/m3至965kg/m3；
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通过定量
13
C{1H}NMR测定的共聚单体含量为2.50wt％至3.50wt％；
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优选地，柠檬烯含量低于0.10ppm。4.根据前述权利要求中任一项所述的混合塑料
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聚乙烯组合物，其中，所述混合塑料
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聚乙烯初级回收共混物(A)具有：
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小于1000小时的ESCR(贝尔测试失效时间)；以及
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可选地，包含其含量相对于混合塑料
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聚乙烯初级回收共混物(A)为至多3.0wt％的TiO2。5.根据前述权利要求中任一项所述的混合塑料聚乙烯组合物，其中，所述次级组分(B)具有：
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ESCR(贝尔测试时效时间)为至少2500小时。6.根据前述权...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘毅，S，
申请(专利权)人：北欧化工公司，
类型：发明
国别省市：