用于制备高密度聚乙烯共混物的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种包括多峰型聚己締组合物的管材。特别是，本发明设及一种包括 聚己締组合物的管材，聚己締组合物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。本发明还包括一种由多峰型聚己締组合物制造管材的方法。
【背景技术】
[0002] 由聚合物材料构成的管材具有多种用途，如流体输送，即液体或气体（例如水或 天然气）的输送。在输送过程中，流体受到压力是正常的。此外，所输送的流体可W具有不 同的温度，通常约为(TC至约50°C范围内。该种受到压力的管材优选由聚締姪构成，聚締姪 通常为如中密度聚己締（MD阳；密度；0. 930g/cm3至0. 942g/cm3)和高密度聚己締（皿阳；密 度；0. 942g/cm3至0. 965g/cm3)的单峰型或双峰型聚己締。
[0003] 所使用的"压力管材"该一表述是指一种管材，在使用时会受到正压，也就是管材 内部的压力高于管材外部的压力。
[0004] 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。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。
[0005] 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， Ogunni}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。
[0006] 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。
[0007] 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。
[000引 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】
[0009] 本发明人寻找新的用于形成管材的共混物，特别是压力管材，具有优异的性能。特 别是，发明人寻找符合机械性能方面的PE125标准的管材。根据ISO9080,PE的新的压力 等级将制定为符合PE125的要求，到目前为止没有实现。该意味着，管材可在20°C下经受 12. 5MPa的管壁应力50年而不破裂。
[0010] 为了将PE100标准转移为PE125性能，抗静水压力需有显著改进。因此，无论是延 性线截距的增加还是斜率的下降都是预料之中的。对于齐格勒-纳塔双峰型皿PE，具有挑 战性的是失效时间和材料的刚性/密度的正相关，通过外推法，要达到PE125所需的抗压力 W获得皿PE适宜的刚性/密度似乎是无法实现的。本发明的发明人已经发现，PE125性能 可W通过在多峰型皿阳基体包含UHMWPE来实现。
[0011] 本发明的一个目的是提供一种包括皿PE和UHMWPE共混物的管材，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 高密度聚己締基体的共混物，有利于机械性能的增强。
[0012] 在管材（特别是大直径管材）制造中的另一个问题是难W保持管材周围均匀的尺 寸。该是由于聚合物烙体的重力流动，使其从管材的上部流向管材的下部（通常被称为"下 沉"）。因此，管材上部壁厚和管材下部壁厚相比变小。下沉问题在厚壁大直径管材尤为突 出。
[0013] 现已发现，达到PE125的要求且不会下沉的管材，可由特别的、明确定义的多峰型 聚己締和UHMW聚己締的共混物制备。
[0014] 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聚 己締组分的组合可形成一种共混物，其提供了必要性能，并且允许形成令人惊奇地达到了 PE125的要求而不下沉的管材。此外，该些共混物组分可W令人惊奇地共混在一起得到均匀 共混物，尽管其分子量非常高。
[0015] 同时，由于其极高的分子量和长分子链之间的缠结，UHMWPE是众所周知的难加工 的聚合物，很少有文献示出UHMWPE在管材抗蠕变性上的益处。
[0016] 发明概述
[0017] 因此，从第一个方面来看，本发明提供了一种管材，包括高密度聚己締共混物，其 包括
[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lOOOOOOg/mol至4000000g/mol的标称粘度分子量Mv ;
[0020] 且其中所述共混物具有10.0 g/lOmin或更少的MFR21和至少为94化g/m3的密度。 [002U优选地，所述管材不会在14. 5MPa的应力下10化前和/或在13. 9MPa的应力下 100化前失效。因此本发明的管材达到了阳125质量标准。
[0022] 从另一方面来看，本发明提供了一种用于制备W上所限定的管材的方法，包括混 么 n
[0023] (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
[0024] 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lOOOOOOg/mol至4000000g/mol的标称粘度分子量Mv ;
[0025] 和挤出形成的混合物，W便形成具有10.0 g/lOmin或更少的MFR21和至少为94化g/ m3的密度的共混物；
[0026] 并且使所述共混物形成管材。
[0027] 从另一方面来看，本发明提供了一种用于制备W上所限定的管材的方法，包括混 合
[002引 （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
[0029] 炬)5重量％至45重量％的超高分子量聚己締均聚物扣曲柳聚己締），超高分子量 聚己締均聚物具有lOOOOOOg/mol至4000000g/mol的标称粘度分子量Mv;
[0030] 挤出形成的共混物至少两次，优选地至少3次，尤其是仅为4次，W便形成具有 10.Og/lOmin或更少的MFR21和至少为940kg/m3的密度的共混物；
[0031] 并且使所述共混物形成管材。
[0032] 从另一方面来看，本发明提供了W上限定的共混物在管材制造中的用途。
[0033] 从另一方面来看，本发明提供了一种通过W上限定的方法得到的管材。
【具体实施方式】
[0034] 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。
[0035] 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。
[0036] 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。
[0037] 共混物性能
[003引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。
[0039] 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