本发明专利技术涉及由第一乙烯聚合物（Ａ）与第二乙烯聚合物（Ｂ）制造的聚合物模塑料，该模塑料特别适用于制造厚壁大口径管材，其中模塑料包含用量为５５－７５（重量）％的第一乙烯聚合物（Ａ）和用量为２５－４５（重量）％的第二乙烯聚合物（Ｂ）（以模塑料总重量计），其中第一乙烯聚合物（Ａ）是乙烯与用量为０．２－５（重量）％（以第一乙烯聚合物（Ａ）重量计）、总碳原子数为４－１０的１－烯烃共聚单体的共聚物，该共聚物呈宽双众数摩尔质量分布；其中第二乙烯聚合物（Ｂ）是乙烯与碳原子数为４－１０的１－烯烃的共聚物，该共聚物呈与第一乙烯聚合物（Ａ）不同的双众数摩尔质量分布。本发明专利技术还涉及由该模塑料制造的高强度管材以及管材在天然气输送或水输送系统中的用途。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及由第一乙烯聚合物(A)与第二乙烯聚合物(B)制成的聚合物模塑料。该模塑料所具有的加工性能使它特别适用于制造厚壁大口径管材。
技术介绍
聚乙烯已广泛用于制造管材例如制造用于气体输送系统或水输送系统的管材，这是由于这类管材要求材料具有高机械强度、高耐腐蚀性和长期耐受性。已有许多文献介绍了具有各种各样性能的这类材料以及制造这类材料的方法。EP-A-603935已经介绍了以聚乙烯为主要成分、呈双众数摩尔质量分布的模塑料，这类材料尤其适用于制造管材。然而，由该文献提出的模塑料制成的管材在内压长期耐受性、耐应力开裂性、低温缺口冲击强度以及耐快速豁口蔓延性诸方面的性能很差。为了获得各项机械性能是平衡的、从而具有理想的性能组合的管材，有必要采用摩尔质量分布更宽的聚合物。这类聚合物已公开在US-A-5338589中，它是通过采用从WO91/18934中获知的高活性Ziegler催化剂制造的，其中所用的烷氧基镁是凝胶型悬浮体。现有模塑料在加工性能方面的缺点在于它们的熔体强度太低。这种缺点在加工指定的管材期间尤为突出。例如，当管材在真空校径器中熔融时或固结期间有可能发生开裂现象。此外，熔体强度较低常会使挤塑加工持续不稳定。而且，当这种模塑料加工挤塑成厚壁管材时，会产生熔垂问题。该问题在于在工业生产时不能达到特定的厚度精度，这是因为从热塑性状态凝固成管子所需时间要高达数小时，在此期间由于熔体的自重会导致管子四周的管壁厚度不均匀。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种具有令人满意的高熔体强度的聚乙烯模塑料，这种模塑料能用于制造大口径厚壁管材而不会在制造过程中发生管子裂开或熔垂问题，同时，管材的机械性能和产品的均匀度完全能满足管材的质量标准如符合内压长期耐受性、耐应力开裂性、低温缺口冲击强度以及耐快速豁口蔓延性诸项性能要求。本专利技术目的是通过采用上述类型的模塑料而达到的，其特征在于该模塑料包含55-75(重量)％的第一乙烯聚合物(A)与25-45(重量)％的第二乙烯聚合物(B)(以模塑料总重量计)，其中第一乙烯聚合物(A)是乙烯与用量为0.2-5(重量)％(以第一乙烯(A)重量计)、总碳原子数为4-10的1-烯烃共聚单体的共聚物，共聚物呈宽双众数摩尔质量分布，其中第二乙烯聚合物(B)是乙烯与碳原子数为4-10的1-烯烃的共聚物，该共聚物呈与第一乙烯聚合物(A)不同的双众数摩尔质量分布。本专利技术的模塑料是由分别制造的第一乙烯聚合物(A)与第二乙烯聚合物(B)在挤塑机中以挤塑共混方式混合各组分混合物而制成的。能用于制造符合本专利技术目的要求的质量标准的管材的本专利技术模塑料优选包含密度(在23℃下测定)为0.94-0.96克/立方厘米、呈宽双众数摩尔质量分布的第一乙烯聚合物(A)，乙烯聚合物(A)中低分子量部分与高分子量部分重量比率为0.5-2.0，优选为0.8-1.8。根据本专利技术，第一乙烯聚合物(A)含有少量其它共聚单体单元如1-丁烯、1-戊烯、1-己烯或4-甲基-1-戊烯。第一乙烯聚合物(A)所呈现的双众数可看作是两种由各自聚合步骤形成的聚合物所呈现的不同的摩尔质量分布重心位置的量度(根据符合ISO/R1191的粘数“VN”测定)。在第一聚合步骤中形成的低分子量聚乙烯的VN1为40-80立方厘米/克，而最终产物的VNtotal为350-450立方厘米/克；在第二聚合步骤中形成的较高分子量聚乙烯VN2可从下式计算VN2=VNtotal-W1·VN11-W1]]>式中W1是在第一步骤中形成的低分子量聚乙烯的重量百分比(以两步骤中形成的呈双众数摩尔质量分布的聚乙烯总重量计)。计算的VN2值通常为500-880立方厘米/克。第一乙烯聚合物(A)是在温度为20-120℃、压力为2-60巴并在由过渡金属化合物与有机铝化合物组成的Ziegler催化剂存在下，由单体经悬浮聚合、溶液聚合、或气相聚合而得到的。聚合作用是以两步实施的，每一步骤都采用氢来调节聚合物的摩尔质量。根据本专利技术，制得的第一乙烯聚合物(A)包含35-65(重量)％的低分子量均聚物(记作组分(A1))，和65-35(重量)％的高分子量共聚物(记作组分(A2))(以第一乙烯聚合物(A)总重量计)。作为组分(A1)的低分子量均聚物的粘数VNA1为40-90立方厘米/克，MFR190/2.16A1为40-2000分克/分钟。根据本专利技术，组分(A1)低分子量均聚物的密度dA1范围可达最大为0.965克/立方厘米。相比之下，作为组分(A2)的高分子量共聚物的粘数VNA2为500-1000立方厘米/克，密度dA2为0.922-0.944克/立方厘米。测定半结晶聚乙烯中共聚单体分布的最有用的手段是制备TREF(升温洗脱分级)法。这一方法已由L.wild和T.Ryle在Polym.Prep.A，Chem.soc.-Polym.Chem.Div.，18，182(1977))中标题为“聚合物中结晶分布一种新的分析技术”一文中作了介绍。该分级方法是基于聚乙烯中聚合物各组分的结晶能力不同，因而可使该半结晶聚合物分离成不同的级分，这种级分只是片晶厚度的函数。附图说明图1所示的是用作本专利技术模塑料中第一乙烯聚合物(A)共聚物在78℃时的TREF级分凝胶渗透色谱研究结果。具体实施例方式峰1所包围的区域属低分子量的、但高度结晶的、在78℃是可溶的PE级分，而峰2代表高共聚单体含量的高分子量级分，该级分起着片晶间“连接分子”的作用，同时也决定了本专利技术模塑料的质量，即以极高的耐应力开裂性能来表示的模塑料质量。因此，由制备TREF得到的78℃级分中的作为组分(A2)的高分子量共聚物的平均摩尔质量以重均分子量Mw表示为≥180000克/摩尔。本专利技术模塑料中的第二乙烯聚合物(B)也是呈双众数摩尔质量分布的乙烯共聚物，其MFR190/5B为0.09-0.19分克/分钟，密度dB为0.94-0.95克/立方厘米，粘数VNB为460-520立方厘米/克。因此，根据本专利技术，第二乙烯聚合物(B)是通过在Ziegler催化剂存在下，在反应器中经共混合制成的，并包含15-40(重量)％的超高分子量乙烯均聚物(记作组分(B1))和60-85(重量)％的乙烯与作为共聚单体的1-丁烯、1-己烯或1-辛烯的低分子量共聚物(记作组分(B2))，其中共聚单体含量为1-15(重量)％(以第二乙烯聚合物(B)总重量计)。作为组分(B1)的超高分子量乙烯均聚物的粘数VNB1为1000-2000立方厘米/克，作为组分(B2)的低分子量共聚物的粘数VNB2为80-150立方厘米/克。供制造管材的本专利技术模塑料除了第一乙烯聚合物(A)和第二乙烯聚合物(B)外，还可包含其它添加剂。这些添加剂的实例是热稳定剂、抗氧化剂、UV吸收剂、光稳定剂、金属钝化剂、分解过氧化物的化合物或碱性共稳定剂，它们的用量为0-10(重量)％，优选为0-5(重量)％，添加剂实例还包括填料、增强剂、增塑剂、润滑剂、乳化剂、颜料、光学增白剂、阻燃剂、抗静电剂、发泡剂，或它们的混合物，它们的用量为0-50(重量)％(以模塑料总重量计)。由本专利技术模塑料制造管材的方法在于先使模塑料在200-250℃的挤塑机中塑化，然后使它通过环形口模挤出并冷却之。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种由第一乙烯聚合物（Ａ）与第二乙烯聚合物（Ｂ）制的聚合物模塑料，该模塑料特别适用于制造厚壁大口径管材，其中模塑料包含用量为５５－７５重量％的第一乙烯聚合物（Ａ）和用量为２５－４５重量％的第二乙烯聚合物（Ｂ），以模塑料总重量计，其中第一乙烯聚合物（Ａ）是乙烯与用量为０．２－５重量％，以第一乙烯聚合物（Ａ）重量计、总碳原子数为４－１０的１－烯烃共聚单体的共聚物，该共聚物呈宽双众数摩尔质量分布；其中第二乙烯聚合物（Ｂ）是乙烯与碳原子数为４－１０的１－烯烃的共聚物，该共聚物呈与第一乙烯聚合物（Ａ）不同的双众数摩尔质量分布。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：P克鲁姆派尔，JF恩德鲁，
申请(专利权)人：巴塞尔聚烯烃有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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