用于制备高密度聚乙烯共混物的方法

文档序号:8531504阅读:568来源:国知局
用于制备高密度聚乙烯共混物的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种多峰型聚己締组合物。特别是,本发明设及一种包括高密度多峰 型聚己締组分和超高分子量聚己締均聚物组分的聚己締组合物。本发明还包括一种制品, 优选为管材,由多峰型聚己締组合物制造。
【背景技术】
[0002] 多峰型聚己締聚合物在本领域中被熟知。典型地,多峰型聚己締体系包括高分子 量(HMW)组分和低分子量(LMW)组分。HMW组分赋予体系良好的机械性能,同时LMW组分提 供了良好的加工性能。多峰型聚己締体系具有广泛的有用的实用性应用,如吹塑制品、膜材 或管材的生产。机械性能的改进可通过增加HMW组分的分子量来实现。然而,该通常伴随 着由于HMW组分/LMW组分的粘度比的增加所造成的均匀性的损失,实际上,该对所获得的 机械性能也是不利的。
[0003] 进一步改进机械性能可通过在多峰型聚己締体系中包括超高分子量扣HM)部 分而成为可能。然而,当加入该种高分子量种类物质时,存在严重的相容性问题。例如, 0gunni}d等人(JournalofAppliedPolymerScience, 2005, 97, 413-425)和Va化ar等人 (JournalofAppliedPolymerScience, 1986, 32, 5575-5584)都报道了当UHMW聚己締加 入到其他聚己締中时,在间歇式混合机中需要W依次为15分钟为顺序的长共混时间。
[0004] UHMW聚己締渗入聚己締组合物作为共聚物也被熟知并报道,例如W0 2007/042216,W0 96/18677 和W0 2006/092378。
[000引化ang和化own也研究了通过挤出使UHMW聚己締包含在皿阳中,并采用同向旋转 双螺杆挤出机得W实现(Polymer, 1992, 33, 2989-2997)。然而尽管UHMW聚己締颗粒被发 现可良好地结合在基体中并有助于减缓裂纹扩展的速度,当在SEM下进行分析时,发现该 UHMW聚己締在大独立区域内存在,并没有"烙融"进入皿阳基体的证据。由于该些原因, UHMW聚己締的量被限制为低载荷。
[0006] 在W094/28064中,报道了包括UHMW组分和单峰型皿阳组分的聚己締组合物。

【发明内容】

[0007] 为了使通过在双峰型聚己締共混物中包括UHMW聚己締而得到的优势最大化,由 此对于增加该一有用组分的重量含量的聚合物的生成仍有需求。
[0008] 本发明的一个目的是提供一种新型多峰型聚己締共混物,其具有所期望的机械性 能和加工性能。特别地,期望W商业相关的载荷生产一种UHMW聚己締进入多峰型聚己締基 体的共混物,有利于机械性能的增强。期望提高冲击强度时,不会损失产生的聚合物的相应 的拉伸性能。
[0009] 本发明人发现,特定的高密度多峰型聚己締聚合物和特定均聚物超高分子量组分 的组合可形成一种共混物,其提供了必要性能。该些组分可W令人惊奇地共混在一起得到 均匀共混物,其表现出良好的冲击强度,没有拉伸模量的减少。
[0010] 发明概述
[0011] 因此,从第一个方面来看,本发明提供了一种高密度聚己締共混物,其包括
[0012] (A) 55重量%至95重量%的密度至少为94化g/m3的高密度多峰型聚己締组分,和
[0013] 炬)5重量%至45重量%的超高分子量聚己締均聚物(UHMW聚己締),超高分子量 聚己締均聚物具有2000000g/mol至4000000g/mol的标称粘度分子量Mv;
[0014] 且其中所述共混物具有10.Og/lOmin或更少的MFR21和至少为94化g/m3的密度。
[0015] 本发明的均相聚合物共混物适合用于各种用途的管材,如流体输送(例如像已知 的水或天然气的液体或气体的输送)。通常,流体在该些管材中受到压力。
[0016] 因此,从另一方面看,本发明提供了一种制品,优选为管材,包括如前所述的聚合 物共混物。
[0017] 从另一方面来看,本发明提供了一种用于制备W上所限定的共混物的方法,包括 混合
[0018] (A) 55重量%至95重量%的密度至少为94化g/m3的高密度多峰型聚己締组分,和
[0019] 炬)5重量%至45重量%的超高分子量聚己締均聚物(UHMW聚己締),超高分子量 聚己締均聚物具有2000000g/mol至4000000g/mol的标称粘度分子量Mv;
[0020] 和将其挤出,W形成具有10.Og/lOmin或更少的MFR21和至少为94化g/m3的密度 的共混物。优选地,共混物经多次挤出,例如2次或3次。
[0021] 从另一方面来看,本发明提供了W上限定的共混物在制品(尤其是管材)制造中 的用途。
【具体实施方式】
[0022] 任何权利要求参数的测试在本文的"分析测试"部分中给出,该测试在示例之前。 [002引在本文中使用的"分子量Mw"术语是指重均分子量。在本文中使用的"分子量Mv" 术语是指标称粘度分子量。
[0024] 本发明的聚己締共混物包括至少两种组分:高密度多峰型聚己締组分和超高分子 量聚己締均聚物组分。两者一起形成了本发明的聚己締共混物。在所有的实施例中,共混 物是皿PE,即具有至少为94化g/m3的密度的组分。
[00巧]共混物性能
[0026] 共混物性能报道如下。随后的参数可W在标准添加剂的存在下测试,其固有地存 在于商业聚合物中,可被用于本发明的共混物的制造。
[0027] 本发明的聚己締共混物优选地具有至少94化g/m3、优选为至少94化g/m3、更优选 为至少为95化g/m3、特别是至少为95化g/m3的在23°C下根据ISO1183测量的密度。密度 的上限可为980kg/m3、优选为97化g/m3、特别是970kg/m3。非常优选的密度范围为950kg/m3 至Ij965kg/m3,特别是 952kg/m3到 961kg/m3范围内。
[002引优选地本发明的聚己締共混物根据ISO1133测量的MFR21在0. 05g/10min至lOg/lOmin范围内、优选为 0.Ig/lOmin至 8g/10min范围内,特别是 0. 2g/10min至 5g/10min 范围内。
[0029] 优选地聚己締共混物具有小于1.Og/lOmin、优选小于0. 5g/10min、更优选小于 0. 2g/10min的MFRs。
[0030] 本发明的聚己締共混物的多分散指数(PI)优选在0.5Pa^i至5Pa^i范围内,更优选 在0. 8Pa-i至4化-1范围内。高度优选地,PI在IPa-1至4化-1范围内。
[0031] 本发明的聚己締共混物的缺口冲击强度在〇°C下测量时优选为高于34kJ/m2,更优 选为高于38kJ/m2。
[0032] 本发明的共混物的拉伸模量优选为高于组分(A)其自身的值的85%,特别是高 于90%。因此,本发明的共混物的拉伸模量可为至少950Mpa,如至少lOOOMPa,优选为至少 1050MPa〇
[0033] 共混物也表现出非常低的白斑值,表明低水平的凝胶和由此良好的均匀性。白斑 可使用显微镜确定。优选为本发明的共混物具有最少的白斑。
[0034] 高密度多峰型聚己締组分
[0035] 本发明的共混物包括高密度多峰型聚己締组分,即一种具有至少为94化g/m3的密 度的组分。术语"多峰型"在此是指(除非另有说明)相对于分子量分布的多峰性,因此包 括双峰型聚合物。通常,聚己締组合物,包括至少两种聚己締部分,至少两种聚己締部分在 不同聚合条件下进行生产,造成了该部分不同的(重均)分子量和分子量分布,被称为"多 峰型"。前缀"多"设及存在于聚合物中的不同聚合物部分的数量。因此,例如,多峰型聚合 物包括所谓的"双峰型"聚合物(由两部分组成)。多峰型聚合物的分子量分布曲线的形 态,即聚合物重量分数作为其分子量的函数的图的外观,可显示两个或更多个最大值,或典 型地与各个部分的曲线相比时明显宽化。例如,如果聚合物W连续多阶段的方法生产,使用 串联反应器且在每个反应器中使用不同的条件,在不同反应器中生产的聚合物部分将各自 具有其自己的分子量分布和重均分子量。当该种聚合物的分子量分布曲线被记录时,该些 部分的各个曲线典型地一起形成了全部聚合物产物的宽化的分子量分布曲线。
[0036] 本发明的共混物的组分(A)是高分子量多峰型聚己締,并且优选的在共混物中的 含量为55重量%至95重量%,如80重量%至93重量%,优选为85重量%至92重量%。
[0037] 本发明的多峰型聚己締组分(A)优选地具有至少940kg/m3,优选至少945kg/m3的 在23°C下根据ISO1183测量的密度。密度的上限可为98化g/m3、优选为97化g/m3、特别是 970kg/m3。非常优选的密度范围为945kg/m3到965kg/m3。
[0038] 优选地,本发明的多峰型聚己締根据ISO1133测量的MFR21在Ig/lOmin至 20g/10min范围内、优选为2g/10min至15g/10min范围内。优选地,多峰型聚己締组分(A) 具有 3g/10min至 12g/10min范围内的MFR21。
[0039] 优选地,本发明的多峰型聚己締组分(A)具有根据ISO1133测量的少于 1.Og/lOmin的MFRg。
[0040] 优选地,组分(A)具有至少为70000g/mol,更优选至少为120000g/mol的M,。组 分(A)的M,应小于400000g/mol,优选为小于300000g/mol。
[00川组分(A)的Mw/Mn的值至少为4,如至少为10,如在10至30范围内。
[0042]在本发
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