聚乙烯管材制造技术

技术编号:7147710 阅读:229 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
这里描述了挤出管道和管材的新聚合物组合物,它不含氟弹性体加工助剂但同时维持了优异的可加工性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚乙烯管材本专利技术涉及制造从包括聚丁烯-1和基本上不具有含氟弹性体的聚乙烯制造的管 材和其它管道的领域。此外本专利技术涉及以这样的方法制造的管道。含氟弹性体加工添加剂的使用在带有挤出的工艺中是广泛采用的。它们用作特定 的润滑剂,允许高的生产量但没有遭遇熔体破裂现象,这会导致表面粗糙度的不规则斑点, 减小的壁厚,或尤其对于薄壁物品,甚至导致形成渗漏的壁。它们在现有技术中通常已知 用作聚合物加工助剂(PPA)并且例如以商品名称Viton 和Dynamar 购买(也参见例如 US-A-3125547);考虑到耐压性和耐应力开裂性,管材设备尤其容易发生管壁完整性的任何类型的不规 则性。然而就加工性能而言有利的是,含氟弹性体添加剂的使用尤其对于在规定的、健康 相关的工业如水处理、食品或医用工业中的应用会遭遇到一些缺点;含氟弹性体被认为对 于人体健康有害,并且可能从塑料材料中渗出并迁移到在管材本身内输送的任何流体中。 此外,观察到对其它聚烯烃添加剂的干扰。某些聚烯烃添加剂类型如颜料或其它物质已知 会不利地干扰在同一聚合物中的氟碳弹性体加工助剂(Rudin etal.,1985, J. Plast. Film Sheet I (3): 189, Fluorocarbon Elastomer Processing Aid in Film Extrusion of LLDPEs; B. Johnson and J. Kunde, SPE ANTEC 88 Conference Proceedings XXXIV :1425 (1988), The Influence of Polyolefin Additives on the Performance of Fluorocarbon Elastomer Process Aids)。本专利技术的目的是避免现有技术的缺点和设计聚乙烯管道材料,以及在该含氟弹性 体添加剂不存在的情况下显示出良好的加工性能的所制造的管道。这一问题令人吃惊地通 过包含仅仅少量的聚丁烯-1来解决。对于管道的挤出型制造方法,含氟弹性体被聚丁烯-1 的替代以前是未知的。根据本专利技术,设计管道或管材,它们包括基于总聚合物的重量95 - 99. 999%的聚 乙烯和0. 001 - 5%的聚丁烯-1。本专利技术的组合物的聚乙烯的密度优选是在中密度和高密度范围内,即0. 93-0. 985 g/cm3,更优选 0.945-0. 975 g/cm3 和,再更优选,0. 950-0. 965 g/cm3。优选,根据 ISO 1133:2005,在1901和5 kg负荷下聚乙烯的熔体流动速率MI190/5是0. 1-10 dg/min。它可以是均聚的或共聚的聚乙烯或此类不同聚乙烯的混合物。乙烯和作为共聚用 单体的α-烯烃的共聚物(该α-烯烃优选是C3-C2tl,更优选C4-C12-α-烯烃和可以是单不 饱和或多不饱和的,例如1-烯烃或1-二烯烃(Ι-alkadiene),优选是单不饱和的α -烯烃) 包括至少一种的除乙烯之外的共聚用单体,优选它包括一种或两种的共聚用单体。例子是 三元共聚物或三聚物(简称),它们由乙烯与ι-丁烯和ι-辛烯或ι-己烯的聚合反应制得。 根据本专利技术的共聚物优选包括0. 2%至14%重量的总共的共聚用单体。根据ISO 1133:2005 在 190°C /2,16 kg 下测定,该聚丁烯 _1 优选具有 100 — 500 dg/min的熔体流动速率MI (190/2)。优选,该聚丁烯是均聚的聚1-丁烯。根据本专利技术的优选实施方案,该均聚物聚 1- 丁烯具有 100 - 300 dg/min,最优选 150 — 250 dg/min 的 MI (190/2)。优选,该均聚物没有减粘裂化。它优选具有单模态的分子量分布,具有优选1-5的多分散性。优选,该均聚 物聚1-丁烯是半结晶和基本上全同立构的线性均聚物(优选具有96-99%的全同立构规整 度,该全同立构规整度是在0°C下作为二甲苯可溶性物质的重量的量测得的)。优选用于本 专利技术中的聚丁烯-1均聚物具有81-109°C的熔点,对应于动力学有利的晶形(crystalline) 2。优选,该聚1-丁烯,尤其以上定义的均聚物聚1-丁烯,不会从本专利技术的聚乙烯组 合物(由它生产的成品管道)中渗出。根据另一个优选实施方案,该聚1- 丁烯是(丁烯一 1)与C2-C12烯烃的共聚物。该 聚1-丁烯优选是包括选自于包括下列这些的组中的至少一种共聚用单体的丁烯共聚物 乙烯,丙烯,1-戊烯,1-己烯,4-甲基-1-戊烯,1-庚烯,1-辛烯和1-癸烯和它们的组合。 优选,该1-丁烯共聚物包括l-15wt%的至少一种共聚用单体,其优选选自于以上所提及的组。聚丁烯-1聚合物是本领域中所熟知的;它们一般通过在丁烯-1和任选地共聚用 单体的存在下由齐格勒-纳塔催化剂体系聚合得到。与以上所作的定义相符的商品级产品 适合用于本专利技术中。同样地,商购聚乙烯等级可以容易地用于本专利技术中,适合于管材挤出工序。典型 地,现在的双模态或更多模态的(bi- or higher modal)聚乙烯等级用于管材挤出工序中, 以确保所制造的管道或管材的良好抗冲击性和耐应力性。优选,此类聚乙烯具有>3. 5的分 子量分布(MWD),更优选它们具有4-20的MWD。根据优选的实施方案,此类管材等级的聚乙 烯是通过至少一种齐格勒-纳塔催化剂和/或菲利浦斯催化剂制造。齐格勒催化剂特别非 常适合于生产宽的密度范围的基本上线型聚乙烯,得到就分子量和共聚用单体分布而言非 常不均勻的、宽分布的产物。齐格勒催化剂得到的产物典型地包括基本上均聚的、高密度 的部分,它优选由那些质量百分比的该齐格勒产物组成,该齐格勒产物每个聚合物链具有 >500 000 g/mol的各自分子量。齐格勒产物通常地在分子量分布中不具有多个明显的峰部 分。根据本专利技术的双_,三-或更多模态的分子量分布,在分子量分布中具有两个,三 个或更多个的明显、单独的分布峰或最大值。该表达短语“聚合物的模态”指它的分子量分 布(MWD)曲线的形式,即聚合物重量百分比(polymer weight fraction)与它的分子量之 间的曲线图的外观。如果该聚合物是在顺序的过程中生产的,例如通过使用串联连接的反 应器和在各反应器中使用不同的条件如链终止剂的计量加料和共聚用单体的计量加料,则 在不同反应中所生产的不同聚合物部分将各自具有它们自己的分子量分布和粘度。在各 反应器阶段,新聚合得到聚乙烯均聚物或共聚物,这取决于这些反应器的共聚用单体进料。 当然,通过随时间推移改变共聚用单体和分子量调节剂如氢气的进料,级联式反应器过程 原则上也可以在分步的间歇式过程中模拟。W02007/02^K)8是采用多种齐格勒催化剂的聚 乙烯合成的顺序反应器工艺的一个例子,它用于管材的挤出型制造。所得到的最终多模态 聚合物的分子量分布曲线能够视作聚合物部分的分子量分布曲线的重叠,这些曲线根据本 专利技术将不仅在与单个部分的曲线相比时明显增宽,而且将因此显示出两个、三个或更多个 明显、单独的最大值。多模态聚合物能够根据除前面列举的级联式、多反应器工艺的例子之 外的其它几种工艺生产,同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.管道,该管道包括基于总聚合物重量95-99.999%的聚乙烯和0.001-5%的聚丁烯-1。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:J·德克利佩莱尔
申请(专利权)人:巴塞尔聚烯烃股份有限公司
类型:发明
国别省市:DE

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