[發(fā)明專利]包含具有無機(jī)填料的多峰聚乙烯組合物的耐壓管材

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680034151.2
• 申請日: 2006-08-02
• 公開（公告）號: CN101268129A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 卡拉－吉斯塔夫·?？?/a>;馬茨·貝克曼
• 申請（專利權(quán)）人: 北方科技有限公司
• 主分類號: C08K3/00
• 分類號: C08K3/00;C08L23/04;C08L23/08;F16L9/128;F16L9/12
• 代理公司: 北京金信立方知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 朱梅;徐志明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種管材，尤其涉及用于傳輸加壓流體的管材，所述 管材包含含有聚乙烯基礎(chǔ)樹脂和無機(jī)礦物質(zhì)填料的聚乙烯組合物。此 外，本發(fā)明涉及所述組合物在制造管材中的用途。

背景技術(shù)

聚乙烯組合物因其良好理化性質(zhì)，例如機(jī)械強(qiáng)度、耐腐蝕性和長 期穩(wěn)定性的，常常應(yīng)用于制造管材。當(dāng)考慮到管材中傳輸?shù)睦缱詠? 水或天然氣的流體常常加壓并且具有通常在0℃至50℃的范圍內(nèi)變化 的溫度，很明顯管材用聚乙烯組合物必須滿足苛刻的要求。

尤其，用于傳輸加壓流體的管材(所謂的耐壓管材)的目標(biāo)是耐受 越來越高的(內(nèi)部)設(shè)計應(yīng)力，包括較高蠕變阻力和較高剛性。另一方 面，耐壓管材必須還滿足對于其快速以及慢速裂紋擴(kuò)展抗性的苛刻要 求，必須具有低脆性和高沖擊強(qiáng)度。然而，這些性質(zhì)彼此相反以致很 難提供一種同時具有全部這些性質(zhì)的管材用組合物。此外，因為聚合 物管通常通過擠出制造，或更具體而言，通過注模法制造，所以聚乙 烯組合物也必須具有良好的加工性能。最終，因為管系統(tǒng)通常通過焊 接或熔合成型，如通常以附加的焊接材料在管系統(tǒng)部件之間接合或在 焊層之間接合的方法，例如在多層管結(jié)構(gòu)中，如對縫熔合、電熔合、 旋轉(zhuǎn)焊接(摩擦焊接)和手工或自動焊接，所以用于管的聚乙烯組合物 也必須還顯現(xiàn)良好的可焊性。因此，重要的是所用組合物必須具有一 定的最小焊接強(qiáng)度。已知特別是對于填充的聚合物組合物，焊接強(qiáng)度 通常較差。

已知為了滿足對于管用材料的相反要求，可采用雙峰聚乙烯組合 物。該組合物在例如EP?0?739?937和WO?02/102891中有所描述。在上 述文獻(xiàn)中所述的雙峰聚乙烯組合物通常包含低分子量聚乙烯部分和含 有一種或多種α-烯烴共聚單體的高分子量乙烯共聚物部分。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種包含具有上述性質(zhì)結(jié)合的聚乙烯組合物 的的耐壓管材。具體地，本發(fā)明的目的是提供一種包含聚乙烯組合物 的耐壓管材，所述聚乙烯組合物與現(xiàn)有技術(shù)材料相比具有增強(qiáng)的剛性， 并同時具有足夠的快速和慢速裂紋擴(kuò)展抗性和沖擊強(qiáng)度，以滿足耐壓 管材在這些方面所需的苛刻條件，并滿足最小允許可焊性的要求。

本發(fā)明基于以下令人驚訝的發(fā)現(xiàn)：通過包含優(yōu)選雙峰的多峰聚乙 烯基礎(chǔ)樹脂和無機(jī)(礦物質(zhì))填料的聚乙烯組合物能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的。因 為迄今認(rèn)為包含(礦物質(zhì))填料的聚乙烯會具有足夠的快速和慢速裂紋 抗性以用作耐壓管材料是不可能的，所以這一發(fā)現(xiàn)就更加令人驚訝。

因此，本發(fā)明提供了一種包含含有基礎(chǔ)樹脂的聚乙烯組合物的管 或輔助管件，所述基礎(chǔ)樹脂包含

(A)第一乙烯均聚物部分，和

(B)第二乙烯均聚物或共聚物部分，

其中，部分(A)具有比部分(B)低的平均分子量，并且所述組合物進(jìn)一步 包括

(C)無機(jī)礦物質(zhì)填料，

其中，在所述組合物中無機(jī)礦物質(zhì)填料(C)的量為1至70wt.％。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明的管材，正如其彎曲模量所示，具有顯著 增強(qiáng)的剛性，同時，具有與快速和慢速裂紋擴(kuò)展相關(guān)的高裂紋擴(kuò)展抗 性以及高沖擊強(qiáng)度。此外，用于本發(fā)明的管材的組合物還具有良好的 加工性能、較低的脆性和較好的可焊性。

應(yīng)當(dāng)注意到，用于本發(fā)明的管材的組合物的特征不在于上述定義 特征中的任一單一特征，而是在于這些特征的結(jié)合。通過所述特征的 獨特結(jié)合使獲得優(yōu)異的性能，特別是關(guān)于最小所需強(qiáng)度(MRS)的耐壓管 成為可能。

本文所用的術(shù)語分子量表示重均分子量M_w。既可直接使用該性 質(zhì)，也可使用熔體流動速率(MFR)對其進(jìn)行測量。

術(shù)語“基礎(chǔ)樹脂”表示在根據(jù)本發(fā)明的聚乙烯組合物中的全部聚 合成分。優(yōu)選，所述基礎(chǔ)樹脂由部分(A)和(B)組成，不必須地進(jìn)一步包 含含量最高至全部基礎(chǔ)樹脂的20wt％，優(yōu)選最高至10wt％，更優(yōu)選最 高至5wt％的預(yù)聚合物部分。

除所述基礎(chǔ)樹脂和無機(jī)填料(C)外，如顏料(例如碳黑)、穩(wěn)定劑(抗 氧化劑)、抗酸劑和/或抗UV劑、抗靜電劑和助劑(utilization?agents)(例 如加工助劑)的用于聚烯烴的普通添加劑可以存在于所述聚乙烯組合物 中。優(yōu)選，所述添加劑的量為全部組合物的10wt％或更少，進(jìn)一步優(yōu) 選8wt％或更少。

優(yōu)選，組合物包含的碳黑的量為全部組合物的8wt％或更少，進(jìn)一 步優(yōu)選1至4wt％。