聚合物组合物制造技术

本发明专利技术涉及包含至少两种聚乙烯聚合物的聚合物组合物，例如回收的聚合物组合物，其制备方法，功能性填料在所述组合物中的应用，以及由所述聚合物组合物形成的制品。本发明专利技术还涉及一种具有至少一个壁的管道，所述管道的标称内径为至少约400mm且SN为至少约4，其中，基于所述至少一个壁的总重量，所述至少一个壁包含至少约25重量％的回收的聚合物。

Polymer composition

The present invention relates to polymer compositions containing at least two kinds of polyethylene polymer, polymer compositions such as recycling, its preparation method and application of functional filler in the composition of the products, and by the formation of polymer composition. The invention also relates to a pipeline with at least one wall of the duct for the nominal diameter of at least about 400mm and SN is at least about 4, among them, the total weight of the at least one wall based on the recovery of the at least one wall comprises at least about 25 wt% of the polymer.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚合物组合物
本专利技术涉及包含至少两种聚乙烯聚合物的聚合物组合物，例如回收的聚合物组合物，其制备方法，功能性填料在所述组合物中的应用，以及由所述聚合物组合物形成的制品。本专利技术还涉及一种具有至少一个壁的管道，所述管道的标称内径为至少400mm且SN为至少约4，其中所述至少一个壁包含至少约25重量％的回收的聚合物，本专利技术还涉及适用于这种管道的混配聚合物树脂组合物。
技术介绍
已知可以出于各种目的而将无机颗粒填料(如研磨无机材料)并入聚合物组合物中。已经提出了提高无机填料与聚合物组合物的相容性的方法。例如，US-A-7732514描述了一种组合物，所述组合物包含塑料材料、无机颗粒固体(如铝水合物)和偶联表面改性剂。在偶联表面改性剂中，该改性剂与颗粒填料的表面和聚合物基体都发生反应。近年来，聚合物废料的回收已不断涌现。然而，聚合物废料的回收已提出了挑战，而在由原生聚合物(virginpolymer)制备聚合物组合物过程中未必会遇到这些挑战。随着对于使聚合物废料回收的需求增加，对于将聚合物废料经济可行地加工成高品质聚合物组合物和制品的新方法和组合物的开发存在持续需求。高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯PP用于生产管道，例如用于诸如排水和污水等应用中的波纹管。因为市场上高纯度回收的回收聚丙烯的可用性相当有限，原生聚丙烯通常用于制造PP管。通常，随着由聚合物制成的管道的直径增加，存在管道的刚度(即负载变形)下降的趋势。当使用回收的回收聚合物和/或填充聚合物时，这种情况可能加剧。管道刚度可以根据ENISO9969的刚度值(SN)来表征。SN的范围为1～16，16是最硬的。当制造大直径管道、例如标称内径为至少约400mm的管道时，由于发现由原生聚丙烯制成的大直径管道表现出更好的机械性能(例如，更高的SN)时，原生PP是有利的。然而，原生聚丙烯是昂贵的，并且使用回收的回收聚合物变得越来越对环境有利。
技术实现思路
根据第一方面，本专利技术涉及一种聚合物组合物，其包含：至少两种聚乙烯聚合物，和功能性填料，该功能性填料包含无机颗粒和所述无机颗粒的表面上的表面处理剂；其中，所述至少两种聚乙烯聚合物是偶联的，且其中，所述至少两种聚乙烯聚合物中的第一种包括HDPE。根据第二方面，本专利技术涉及一种母料，由所述母料可以形成第一方面的聚合物组合物。根据第三方面，本专利技术涉及一种工业制品(articleofmanufacture)的制造方法，所述方法包括由第一方面的聚合物组合物形成所述工业制品。根据第四方面，本专利技术涉及一种在工业制品的制造过程中减少聚合物组分的共混的方法，所述方法包括：(i)提供预形成的聚合物组合物，该聚合物组合物包含至少两种类型的HDPE和功能性填料，该功能性填料包含无机颗粒，该无机颗粒的表面上具有表面处理剂，和(ii)由其形成该工业制品。根据第五方面，本专利技术涉及一种在用于制造工业制品的设备中减少聚合物组分的共混的方法，所述方法包括：(i)在所述设备中提供预形成的聚合物组合物，该聚合物组合物包含至少两种类型的HDPE和功能性填料，该功能性填料包含无机颗粒，该无机颗粒的表面上具有表面处理剂，和(ii)由其在所述设备中形成工业制品。根据第六方面，本专利技术涉及一种由相同起始材料制造至少两种不同类型的工业制品的方法，所述方法包括：(i)提供起始材料，其是包含至少两种类型的HDPE和填料的聚合物组合物，该填料包含无机颗粒，该无机颗粒的表面上具有涂层，(ii)由该起始材料形成第一类型的工业制品，以及(iii)由该起始材料形成至少第二类型的工业制品。根据第七方面，本专利技术涉及一种工业制品，其由第一方面的聚合物组合物形成。根据第八方面，本专利技术涉及包含无机颗粒和无机颗粒表面上的表面处理剂的功能性填料在包含至少两种聚乙烯聚合物的聚合物组合物中的应用，其中，所述至少两种聚乙烯聚合物与功能性填料偶联，并且其中，所述至少两种聚乙烯聚合物中的第一种包括HDPE。根据第九方面，本专利技术涉及第一方面的聚合物组合物在改善由其形成的工业制品的机械性质方面的应用。根据第十方面，本专利技术涉及一种增加管道直径的同时保持或改善管道刚度的方法，所述方法包括由第一方面的聚合物组合物形成管道。根据第十一方面，本专利技术涉及制备第一方面的聚合物组合物的方法，其包括将至少两种聚乙烯聚合物与功能性填料混配。根据第十二方面，本专利技术涉及一种具有至少一个壁的管道，所述管道的标称内径为至少约400mm且SN为至少约4，并且其中，基于所述至少一个壁的总重量，所述至少一个壁包含至少约25重量％的回收的聚合物。根据第十三方面，本专利技术涉及回收的聚合物在标称内径为至少约400mm且SN为至少约4的管道中用于至少部分地替代、可选地完全替代如原生聚丙烯等原生聚合物中的应用，所述回收的聚合物是偶联的并如第十二方面所限定。根据第十四方面，本专利技术涉及回收的聚合物在标称内径为至少约400mm且SN为至少约4的管道中用于至少部分地替代、可选地完全替代未偶联的回收的聚合物、如源自消费后聚合物废物(如吹塑瓶)的未偶联回收的HDPE的应用，所述回收的聚合物是偶联的并如第十二方面所限定。附图说明图1是汇总了实施例制备的测试片的韧性/回弹性的图。图2是汇总了实施例制备的测试片的刚度/挠曲模量的图。图3是汇总了实施例制备的测试片的断裂伸长率的图。具体实施方式包含至少两种聚乙烯聚合物的聚合物组合物如上所述，本专利技术涉及一种聚合物组合物，其包含至少两种聚乙烯聚合物和功能性填料，该功能性填料包含无机颗粒和所述无机颗粒的表面上的表面处理剂。所述至少两种聚乙烯聚合物是偶联的，且所述至少两种聚乙烯聚合物中的第一种包括HDPE(高密度聚乙烯)。不希望受理论束缚，据信所述至少两种聚乙烯聚合物通过如下文所述充当偶联改性剂的表面处理剂而偶联到无机颗粒上。关于至少两种聚乙烯聚合物使用的术语“第一种”和“第二种”仅用于区分所述至少两种聚乙烯聚合物中的每一种。通常，HDPE可理解为主要是具有相对高结晶度和熔点、且密度为约0.96g/cm3以上的线性或非支化链的聚乙烯聚合物。通常，LDPE(低密度聚乙烯)可理解为具有相对低结晶度和熔点、且密度为约0.91g/cm3～约0.94g/cm3的高度支化的聚乙烯。通常，LLDPE(线性低密度聚乙烯)可理解为通常通过乙烯与长链烯烃的共聚制得的具有大量短支链的聚乙烯。LLDPE由于没有长链支化而在结构上与常规LDPE不同。在一些实施方式中，聚乙烯聚合物是回收的聚合物。在一些实施方式中，聚乙烯聚合物中的至少第一种是回收的聚合物。在一些实施方式中，回收的聚乙烯聚合物源自聚合物废物，例如消费后聚合物废物，工业后聚合物废物和/或农业后废物聚合物。在一些实施方式中，聚乙烯聚合物是回收的消费后聚合物废物。聚乙烯聚合物的至少第一种包括HDPE。在一些实施方式中，基于第一种聚乙烯聚合物的总重量，第一种聚乙烯聚合物包含至少约80重量％的HDPE、例如至少约85％的HDPE、或至少约90％的HDPE、或至少约95％的HDPE。在一些实施方式中，第一种聚乙烯聚合物由HDPE构成或基本上由HDPE构成。在一些实施方式中，聚乙烯聚合物包含小于1重量％的除HDPE以外的物质，例如小于约0.5重量％的除HDPE以外的物质。在一些实施方式中，第一种聚乙烯聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物组合物，所述聚合物组合物包含：至少两种聚乙烯聚合物，和功能性填料，所述功能性填料包含无机颗粒和所述无机颗粒的表面上的表面处理剂；其中，所述至少两种聚乙烯聚合物是偶联的，且其中，所述至少两种聚乙烯聚合物中的第一种包括HDPE。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.09 EP 14290268.3;2014.10.08 EP 14188156.5;1.一种聚合物组合物，所述聚合物组合物包含：至少两种聚乙烯聚合物，和功能性填料，所述功能性填料包含无机颗粒和所述无机颗粒的表面上的表面处理剂；其中，所述至少两种聚乙烯聚合物是偶联的，且其中，所述至少两种聚乙烯聚合物中的第一种包括HDPE。2.如权利要求1所述的聚合物组合物，其中，所述聚乙烯聚合物是回收的聚合物，例如，回收的消费后聚合物废物。3.如权利要求1或2所述的聚合物组合物，其中，所述聚合物组合物的(i)-20℃下的回弹性大于60kJ/m2，和/或(ii)断裂伸长率大于32％，和/或(iii)挠曲模量大于800MPa。4.如前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中，所述至少两种聚乙烯聚合物中的第二种包含HDPE，其中，所述第二种聚乙烯聚合物的HDPE不同于第一种聚乙烯聚合物的HDPE。5.如前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中，所述至少两种聚乙烯聚合物中的第一种在190℃/2.16kg下的MFR小于0.75g/10分钟，可选地其中，所述至少两种聚乙烯聚合物的第二种在190℃/2.16kg下的MFR等于或大于0.75g/10分钟。6.如前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，所述聚合物组合物还包含聚丙烯，可选地其中，所述聚丙烯是回收的聚丙烯。7.如前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中，所述无机颗粒是如碳酸钙、碳酸镁、白云石、石膏等碱土金属碳酸盐或硫酸盐，如高岭土、埃洛石或球粘土等水合高岭石族粘土，如偏高岭土或完全煅烧高岭土等无水(煅烧)高岭石族粘土，滑石，云母，珍珠岩或硅藻土，或者氢氧化镁、三水合铝或者它们的组合，可选地其中，所述无机颗粒包含或者是碳酸钙、例如研磨碳酸钙，可选地其中，所述聚合物组合物还包含未用表面处理剂处理的辅助填料，可选地其中，所述辅助填料是滑石。8.如前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中，所述表面处理剂包含第一化合物，第一化合物包含末端的丙酸基或具有一个或两个相邻羰基的烯基，可选地其中，第一化合物具有式(1)：A-(X-Y-CO)m(O-B-CO)nOH(1)其中A为含有具有一个或两个相邻羰基的末端烯键的部分；X为O且m为1～4，或者X为N且m为1；Y为C1-18亚烷基或C2-18亚烯基；B为C2-6亚烷基；n为0～5；条件是当A含有两个与所述烯基相邻的羰基时，X为N。9.如前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中，所述功能性填料以所述聚合物组合物的约5重量％～约25重量％的量存在。10.如前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中，所述第一种聚乙烯聚合物的HDPE以所述聚合物组合物的约10重量％～约75重量％的量存在。11.一种在工业制品的制造过程中减少聚合物组分的共混的方法，所述方法包括：(i)提供包含至少两种类型的HDPE和功能性填料的预形成的聚合物组合物，所述功能性填料包含无机颗粒，所述无机颗粒的表面上具有表面处理剂，以及(ii)由其形成工业制品。12.一种工业制品，其由权利要求1～10中任一项所述的聚合物组合物形成，例如管道。13.权利要求1～10中任一项所述的聚合物组合物在改善由其形成的工业制品的机械性质方面的应用。14.一种制备权利要求1～10中任一项所述的聚合物组合物的方法，其包括将至少两种聚乙烯聚合物与功能性填料混配。15.如权利要求14所述的方法，其中，(i)所述至少两种聚乙烯聚合物各自包含在分开的聚合物流中，或(ii)所述至少两种聚乙烯聚合物是同一聚合物流的部分。16.一种具有至少一个壁的管道，所述管道的标称内径为至少约400mm且SN为至少约4，并且其中，基于所述至少一个壁的总重量，所述至少一个壁包含至少约25重量％的回收的聚合物。17.如权利要求16所述的管道，其中，所述标称内径为至少约500mm，例如至少约600mm。18.如权利要求16或17所述的管道，其中，所述管道的SN为至少约6，例如至少约8。19.如权利要求16所述的管道，其中，所述管道符合标准BSEN13476-3:2007+Al:2009的要求，该标准涉及无压力地下排水和污水管道的标准。20.如权利要求16～19中任一项所述的管道，其中，所述管道是单壁或双壁的。21.如权利要求16～20中任一项所述的管道，其中，所述管道是波纹管。22.如权利要求16～21中任一项所述的管道，其中，所述管道是双壁管，例如，波纹双壁管，并且所述至少一个壁为所述管的外壁。23.如权利要求16～22中任一项所述的管道，其中，所述至少一个壁包含至少约50重量％的回收的聚合物，例如，至少约70重量％的回收的聚合物。24.如权利要求16～23中任一项所述的管道，其中，所述至少一个壁包含至多约75重量％的回收的聚合物，例如至多约85重量％的回收的聚合物。25.如权利要求16～24中任一项所述的管道，其中，所述回收的聚合物包含...

【专利技术属性】
技术研发人员：JB·帕皮隆，约翰·斯莱特，F·乐彼，
申请(专利权)人：伊梅里斯矿物有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB