[發明專利]一種剛韌平衡的聚乙烯組合物

有效

• 申請號: 201410330327.5
• 申請日: 2014-07-12
• 公開（公告）號: CN105237861B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 王群濤;郭銳;王日輝;唐巖;許平;高凌雁;苑東興;石晶
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: C08L23/08
• 分類號: C08L23/08;C08K13/02;C08K5/134;C08K5/13;C08K5/3492;C08K5/526;C08K5/524;C08K5/098;C08K3/22;C08K3/04
• 代理公司: 淄博佳和專利代理事務所37223
• 代理人: 張雯

技術領域

一種剛韌平衡的聚乙烯組合物，屬于聚乙烯材料領域。

背景技術

國內用于市政排水、排污系統大口徑管材目前主要采用雙壁波紋管和拉伸纏繞管，直徑不小于500mm。這種管材要求具有較高的環剛度，但也要有一定的環柔性。聚乙烯管材具有質量輕、抗腐蝕性能好、阻力小、耐候性強等特點，目前成功應用于大口徑排水、排污系統，占有市場主導地位。

大口徑排水、排污管材屬于外承壓管材，要求材料具有良好的剛性以滿足承受外作用力的要求，同時為了滿足運輸、施工等需要，要求材料具有良好的柔韌性。目前國內主要通過添加改性母料如滑石粉或碳酸鈣母料等方式提高材料的剛性，降低生產成本，但該方式制備的管材米重高、柔韌性、耐壓性能較差，易在受外力沖擊下發生脆裂，導致管材破損率高、使用不穩定、漏水等問題。

中國專利CN101942132 A《具有增強增剛增韌的HDPE 波紋管制作材料及其生產工藝》，公開了一種具有增強增剛增韌的HDPE 波紋管制作材料，按質量百分比計量，其特征為在塑料中添加10%~30%的母粒；所述母粒的組分按其質量百分比，所含有的各原料質量百分比分別為：聚乙烯為10%~30%、亞納米硫酸鋇為65%~85%、偶聯劑為2%~6%、潤滑劑為1.5%~5%和相容劑為0.5%~5%。該發明成分及制備方法復雜，樹脂含量低，預期制備管材米重高、斷裂伸長率、柔韌性及剛性等較差。

中國專利CN102786730 A《一種高環剛度的HDPE 雙壁波紋管》，公開了一種高環剛度的HDPE 雙壁波紋管，它包含以下重量比例的原料：高密度聚乙烯47~49、高模量PP17~19、凹凸棒土3~5、增剛、增韌母粒等。該發明的組合物米重高、沖擊韌性、耐壓強度、斷裂伸長率等較差。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種柔韌性、耐壓性能強、滿足生產大口徑排水、排污管材的剛韌平衡的聚乙烯組合物。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：該剛韌平衡的聚乙烯組合物，其特征在于，重量份的組成為：聚乙烯樹脂a 88~93份，聚乙烯樹脂b 7~12份，抗氧劑0.1~0.4份，炭黑母粒0.5~3.5份，吸酸劑0.05~0.15份；

其中，所述的聚乙烯樹脂a為乙烯與1-丁烯和/或1-己烯的共聚物，密度為0.951~0.955g/cm³；熔體質量流動速率（MFR）為4.5~5.5g/10min；相對支化度為0.04~0.08；結晶度為67~70%；片晶厚度（L_c）為21~24nm；

所述的聚乙烯樹脂b為乙烯與1-己烯的共聚物，密度為0.916~0.920g/cm³；熔體質量流動速率（MFR）為41~47g/10min。

所述的聚乙烯樹脂a采用氣相法工藝、鉻系催化劑生產；所述的聚乙烯樹脂b為茂金屬催化劑生產。利用傳統鉻系催化劑在氣相法工藝生產的聚乙烯樹脂a含有長支鏈組分及少量超高分子量組分的特點，保證了聚乙烯樹脂a熔體質量流動速率（MFR）為4.5~5.5g/10min，相對支化度為0.04~0.08；結晶度為67~70%；片晶厚度（L_c）為21~24nm。聚乙烯樹脂b利用茂金屬催化劑進行聚合而得，利用茂金屬催化劑具有單活性位、能夠精確控制聚合物結構的特點，保證了聚乙烯樹脂b密度為0.916~0.920g/cm³；熔體質量流動速率（MFR）為41~47g/10min，有利于提高材料的柔韌性、加工性能等。本發明通過兩種聚乙烯分子鏈結構（支化度、支鏈長度直接影響熔體質量流動速率、結晶度）的調整搭配來調整組合物的剛性和柔韌性能，達到剛韌平衡性優異的效果。

優選的，所述的聚乙烯樹脂a密度為0.952~0.954g/cm³；熔體質量流動速率（MFR）為4.8~5.2g/10min；相對支化度為0.05~0.07；結晶度為68~69%；片晶厚度（L_c）為22~23nm。

優選的，所述的聚乙烯樹脂b的密度為0.917~0.919g/cm³；熔體質量流動速率（MFR）為43~45g/10min。熔體質量流動速率、結晶度是聚乙烯分子鏈結構支化度、支鏈長度的直接體現，此處優選聚乙烯樹脂a和聚乙烯樹脂b性能使兩種聚乙烯產生的協同效應更加明顯，剛韌平衡性更加優異。