[發明專利]具有高抗快速裂紋擴展性與耐壓性的聚乙烯組合物

有效

• 申請號: 201280047882.6
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN103827199A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 塔尼亞·皮爾;A·布里亞克
• 申請（專利權）人: 博里利斯股份公司
• 主分類號: C08L23/08
• 分類號: C08L23/08;C08L23/04
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 黃澤雄;尹吉偉

技術領域

本發明涉及具有改善的耐壓性以及沖擊性能、尤其是抗快速裂紋擴展性的聚烯烴組合物，所述組合物包括含第一乙烯均聚物或共聚物部分和第二乙烯均聚物或共聚物部分的基礎樹脂，還涉及用于生產這樣的聚乙烯組合物的方法，并涉及上述聚乙烯組合物用于生產制品（優選管材或配件）的用途。

背景技術

現今，聚合物材料的管材經常用于各種目的，例如流體輸送，即液體或氣體的輸送，例如水或天然氣的輸送，在此輸送過程中流體能被加壓。另外，所輸送的流體可以具有不同的溫度，通常在約0℃-約50℃的溫度范圍之內。這樣的壓力管材優選由聚烯烴塑料制成，例如中密度聚乙烯（MDPE；密度：930-942kg/m³）和高密度聚乙烯（HDPE；密度：945-965kg/m³）。本文中通過表述“壓力管材”來表示使用時承受正壓的管材，即管材內的壓力高于管材外的壓力。

聚合物管材通常通過擠出法或注塑成型法來制造。這樣的通過擠出法或注塑成型法生產的傳統聚合物管材的性能對于很多目的而言是足夠的，但是，例如在需要高耐壓性的應用中，即對于長期和/或短期承受內部流體壓力的管材而言，可能期望性能得到提高。用于表示根據設計應力額定值（design?stress?rating）的PE100管材的耐壓性的普通標準按照ISO9080:2003測定。考慮到假想的使用條件（例如溫度），塑料壓力管材的用途的適應性首先通過其構成材料在應力下的性能表現確定。傳統上通過流體靜（環路）應力表示該性能表現，由待考察的材料制成的塑料管材應可以在20℃的環境溫度下用水作為內部測試介質時耐受50年。外部環境可以是水或空氣。所述標準提供了一個包含使用在不同溫度下的測試數據通過多元線性回歸分析法分析的外推法的確定程序。該結果使得根據相關體系標準中描述的程序的材料具體設計值可以被測定。此多元線性回歸分析法基于用log₁₀（應力）對log₁₀（時間）模型最精確地描述的速率過程。

用于壓力管材的聚乙烯材料的生產例如在Scheirs等人（Scheirs、Bohm、Boot和Leevers：用于管材應用的PE100樹脂（PE100Resins?for?Pipe?Application），TRIP1996年第4卷第12期第408-415頁）的一篇文章中進行了討論。WO00/22040公開了用雙峰樹脂制成的具有良好機械性能的管材。

EP1985660A1公開了管材或輔助管材制品，其具有改善的抗慢速裂紋生長性，包括含基礎樹脂的聚乙烯組合物，所述基礎樹脂包含第一乙烯均聚物或共聚物部分（A）和第二乙烯均聚物或共聚物部分（B），其中，部分（A）的平均分子量低于部分（B），并且，其中所述基礎樹脂的密度在945-949kg/m³的范圍內，MFR₅在0.2-0.4g/10min的范圍內，共聚單體含量高于2.0wt.-%，并且，SHI_{（2.7/210）}在55-100的范圍內。

EP1655337A1公開了具有改善的均一性、包含基礎樹脂的聚乙烯組合物，所述基礎樹脂包含（A）第一乙烯均聚物或共聚物部分和（B）第二乙烯均聚物或共聚物部分，其中，部分（A）的分子量低于部分（B），部分（A）的MFR₂與基礎樹脂的MFR₅的比值為至少50，并且所述組合物的白斑面積為1%或更低。

結合更快并且更便宜的安裝，各種現代技術（爆管法、定向鉆孔、換襯等）得以發展。但是，這些技術對能夠與堅硬或尖銳的物體接觸的管材材料可能更具挑戰且要求更高。取決于安裝的具體范圍內的土壤類型，會對管材產生更高的應力。因此，還要求沖擊性能例如抗快速裂紋擴展性（RCPR）和抗慢速裂紋生長性（SCGR）。通常通過所謂的S4測試（小規模穩態測試）來測量RCPR，所述的S4測試是倫敦的帝國理工學院（Imperial?College）開發的，并在ISO13477:2008中進行了描述。在此測試中，關鍵參數為臨界溫度（T_crit），即根據ISO13477:2008測量的韌性脆性轉變溫度，是管材通過測試的最低溫度。但是，RCPR的改善和耐壓性的改善在一定程度上是相抵觸的性能。

其他期望改善的性能為管材材料的可加工性、拉伸模量、短期耐壓性和抗垂弛性（sagging?resistance）。

發明內容