配混多峰型聚乙烯组合物的方法技术

在配混设备中配混多峰型聚乙烯组合物的方法，其中ａ）聚乙烯组合物在配混设备中的总停留时间为至少１．５分钟，ｂ）施加在聚乙烯组合物上的总驱动比能（ＳＥＣ）为０．２７０到０．４６０ｋＷｈ／ｋｇ，ｃ）任选地，施加在聚乙烯组合物上的冷却比能（ＳＣＣ）为最多０．２００ｋＷｈ／ｋｇ，ｄ）施加在聚乙烯组合物上的总比能，其是总驱动比能ＳＥＣ和任何冷却比能ＳＣＣ之间的差，为０．２２０到０．３３０ｋＷｈ／ｋｇ。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
配混多峰型聚乙烯组合物的方法本专利技术涉及配混多峰型聚乙烯组合物的方法，更具体地涉及配混包含低分子量乙烯聚合物和高分子量乙烯聚合物的多峰型聚乙烯组合物的方法。多峰型聚乙烯组合物在本领域中是众所周知的。术语“多峰型”聚乙烯组合物指组合物的分子量分布曲线的形式，即聚合物重量分数作为其分子量的函数的图形的形状。当聚合物以顺序步骤工艺生产时，其中使用串联连接的反应器并且在每个反应器中使用不同的条件，在不同的反应器中生产的不同的级分将各自具有其自己的分子量分布。当这些级分的分子量分布曲线重叠形成总的得到的聚合物产品的分子量分布时，该曲线将显示两个或多个最大值或者与单个级分的曲线相比至少是明显加宽的。在两个或多个顺次步骤中生产的这类聚合物产品，取决于步骤的数目，被称为双峰或者多峰型。然而，多峰型聚乙烯组合物可以可选择地通过物理混合独立制备的不同组分来生产。在本领域中众所周知的是，当生产可以用于制造不同的物品的聚合物时，应该将其成分，例如不同的聚合物、添加剂等，充分混合以获得尽可能均匀的配混物。通常，这种混合在配混设备中进行，其中将成分混合在一起，并且将聚合物和任选地某些添加剂熔融，使得可以进行充分混合。然后将熔体挤出形成棒条，冷却并且造粒。在这种形式中，得到的配混物可以用于制造不同的物品。尽管常规的配混工具例如联列式混合机-单螺杆挤出机、混合机-齿轮泵和有或者没有齿轮泵的双螺杆挤出机提供1.5分钟左右或以下的停留时间，通常在配混聚合物组合物时得到令人满意的质量结果，但是当配混多峰型聚合物组合物时，和更具体地在配混包含低分子量乙烯聚合物和高分子量乙烯聚合物的多峰型聚合物组合物时，则会遇到问题。当配混多峰型聚合物组合物时，例如为了制造管子，在配混的材料中会出现所谓的《白斑》。这些白斑具有大约10-80μm的尺寸，并且主要由高分子量聚合物颗粒组成，这些颗粒没有被充分地配混在组合物中。除影响外观外，白斑也可能不利地影响组合物的强度。此外，当配混多峰型聚合物组合物时，例如为了生产薄膜，通常出现-->尺寸大约为0.01-1毫米的凝胶颗粒。这些凝胶颗粒在成品薄膜中表现为影响外观的不均匀性，并且主要由高分子量聚合物颗粒组成，这些颗粒没有被充分地配混、即分散在组合物中。上述白斑和凝胶颗粒在聚合物工业中是严重的问题，并且解决该问题的手段意味着去除了使用优良的多峰型聚合物组合物的障碍。美国6,031,027通过提供配混多峰型聚合物组合物的方法试图克服该问题，其中将组合物维持在低分子量聚乙烯聚合物的熔点以下10℃到以上10℃的温度范围达到10到60秒。这种方法需要很好地控制聚合物组合物的温度，因此难以在目前使用的工业配混设备上实施。WO 00/24821涉及特定多峰型聚乙烯组合物的挤出工艺，其中使用了装备有齿轮泵的挤出机。然而，该技术不能针对所有多峰型组合物均获得很好的结果，特别是富含低分子量聚合物的多峰型组合物。本专利技术提供配混多峰型聚合物组合物的新方法，其克服了上述的问题并且能够获得非常均匀的配混物，配混物的白斑和/或凝胶水平得到降低并且具有优良的机械性能。因此，本专利技术涉及在配混设备中配混多峰型聚乙烯组合物的方法，其中a)聚乙烯组合物在配混设备中的总停留时间为至少1.5分钟，b)施加在聚乙烯组合物上的总驱动比能(SEC)为0.270到0.460kWh/kg，c)任选地，施加在聚乙烯组合物上的冷却比能(SCC)为最多0.200kWh/kg，d)施加在聚乙烯组合物上的总比能，其是总驱动比能SEC和任何冷却比能SCC之间的差，为0.220到0.330kWh/kg。本专利技术涉及配混多峰型聚乙烯组合物。对于本专利技术的目的，多峰型聚乙烯组合物是指包含至少低分子量乙烯聚合物和至少高分子量乙烯聚合物的组合物。对于本专利技术的目的，措词《乙烯聚合物》包括乙烯均聚物和乙烯共聚物，其包含至少90重量％的衍生自乙烯的单元。对于本专利技术，聚合物的分子量由其熔体流动速率定义，该熔体流动速率例如按照ASTM 1286-90b标准测定。对于特定类型的聚合物，其熔体流动速率值越高，则平均分子量越低。通常，低分子量乙烯聚合物具有的熔体流动速率MI2，按照ASTM 1286-90b在190℃下在2.16kg荷载下测定-->时为0.1到5000g/10min、优选100到2000g/10min。通常，高分子量乙烯聚合物具有的熔体流动速率HLMI，按照ASTM 1286-90b在190℃下在21.6kg荷载下测定时为0.001到10.0g/10min、优选0.001到1.0g/10min。以上确定的多峰型聚乙烯组合物通常包含30到70重量％的低分子乙烯聚合物和30到70重量％高分子乙烯聚合物。在本专利技术方法中，多峰型聚乙烯组合物在配混设备中的停留时间优选至少2和更优选至少3分钟，最优选至少4.5分钟。通常，聚乙烯组合物在配混设备中的总停留时间不超过15分钟、优选不超过10分钟。多峰型聚乙烯在配混设备中的总停留时间基于配混设备的自由体积和装填因数、速率(聚合物通过量)、螺杆/转子速度、螺杆/转子输送系数(厂家提供)和熔融聚乙烯组合物的密度(在190℃下为0.7636g/cm3)来计算。计算的停留时间值使用在配混设备入口处引入的着色示踪物和在配混设备的出口进行检测来手工地测量以进行核实。本专利技术引用的停留时间值指对应于大部分聚合物颗粒的停留时间分布函数的峰值，该值不是指少数颗粒在分布的长尾中的最大停留时间。在本专利技术方法中，施加在聚乙烯组合物上的总驱动比能(SEC)优选为至少0.305kWh/kg。当施加在聚乙烯组合物上的总比能(SEC)是至少0.330kWh/kg时获得了优良的结果。施加在聚乙烯组合物上的总驱动比能(SEC)优选不超过0.415kWh/kg。当施加在聚乙烯组合物上的总驱动比能(SEC)不超过0.360kWh/kg时获得了优良的结果。在本专利技术方法中，施加在聚乙烯组合物上的总驱动比能(SEC)是配混设备中的消耗功率(以kW表示)和配混设备中聚合物组合物通过速率(以kg/h表示)的比率。按照本专利技术方法的优选的变体，该配混设备安装有冷却设备，使得可以在聚乙烯组合物上施加冷却比能(SCC)。施加在聚乙烯组合物上的冷却比能(SCC)由在冷却装置的进口和出口处的温度差和冷却介质的流速和比热容计算。在本专利技术方法中，施加在聚乙烯组合物上的冷却比能(SCC)优选为低于0.145kWh/kg、最优选低于0.120kWh/kg。通常，当施加时，冷却比能(SCC)为至少0.045kWh/kg、优选至少0.070kWh/kg、最优选至少0.080kWh/kg。在本专利技术方法中，总比能，其是总驱动比能SEC和任何施加在聚乙-->烯组合物上的冷却比能SCC之间的差，为优选至少0.240kWh/kg、最优选至少0.250kWh/kg。施加在聚乙烯组合物上的总比能优选不超过0.300kWh/kg。用于本专利技术方法的配混设备可以是任何设备，间歇的或者连续的，其可以提供本专利技术的条件(就停留时间和施加到多峰型聚乙烯组合物的比能而言)。按照本专利技术的优选的实施方案，配混设备包括至少一个熔融区，然后是至少一个均化区。“熔融区”是指施加到聚乙烯组合物的比能被用来熔融该本文档来自技高网...

【技术保护点】
在配混设备中配混多峰型聚乙烯组合物的方法，其中ａ）聚乙烯组合物在配混设备中的总停留时间为至少１．５分钟，ｂ）施加在聚乙烯组合物上的总驱动比能（ＳＥＣ）为０．２７０到０．４６０ｋＷｈ／ｋｇ，ｃ）任选地，施加在聚乙烯组合 物上的冷却比能（ＳＣＣ）为最多０．２００ｋＷｈ／ｋｇ，ｄ）施加在聚乙烯组合物上的总比能，其是总驱动比能ＳＥＣ和任何冷却比能ＳＣＣ之间的差，为０．２２０到０．３３０ｋＷｈ／ｋｇ。

【技术特征摘要】
EP 2001-6-14 01202289.31.在配混设备中配混多峰型聚乙烯组合物的方法，其中a)聚乙烯组合物在配混设备中的总停留时间为至少1.5分钟，b)施加在聚乙烯组合物上的总驱动比能(SEC)为0.270到0.460kWh/kg，c)任选地，施加在聚乙烯组合物上的冷却比能(SCC)为最多0.200kWh/kg，d)施加在聚乙烯组合物上的总比能，其是总驱动比能SEC和任何冷却比能SCC之间的差，为0.220到0.330kWh/kg。2.按照权利要求1的方法，其中聚乙烯组合物在配混设备中的总停留时间为至少2分钟。3.权利要求2的方法，其中聚乙烯组合物在配混设备中的总停留时间为至少3分钟。4.权利要求3的方法，其中聚乙烯组合物在配混设备中的总停留时间在4.5和10分钟之间。5.前述权利要求任何一项的方法，其中施加在聚乙烯组合物上的总驱动比能(SEC)为0.305到0.415kWh/kg，和其中施加在聚乙烯组合物上的冷却比能(SCC)为0.045到0.145kWh/kg。6.前述权利要求任何一项的方法，其中所述配混设备包括在至少一个均化区之前的至少一个熔融区。7.权利要求6的方法，其中在熔融区中施加到组合物的驱动比能(SEC熔融)为0.190到0.260kWh/kg。8.权利要求6或者7的方法，其中从熔融区出来和进入均化区的组合物的温度为220到30...

【专利技术属性】
技术研发人员：MF拉蒂，
申请(专利权)人：英尼奥斯制造业比利时有限公司，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]