[發明專利]耐高溫聚乙烯以及用于生產該耐高溫聚乙烯的方法

有效

• 申請號: 201480056045.9
• 申請日: 2014-09-24
• 公開（公告）號: CN105612185B
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 安德烈·布里亞克;塔尼亞·皮爾
• 申請（專利權）人: 北歐化工股份公司
• 主分類號: C08F2/00
• 分類號: C08F2/00;C08L23/06;F16L9/12
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司11225
• 代理人: 張皓,李海明

技術領域

本發明涉及聚乙烯，特別是用于管材用途的聚乙烯，本發明進一步涉及用于生產聚乙烯的方法。

背景技術

已知很多用于生產管材的聚乙烯組合物。管材材料分為如PE80或者PE100。PE100的工作溫度是20℃。ISO 9080分級保證了PE100材料使用10MPa的內部應力在20℃下會具有至少50年的壽命。

以Chevron Phillips化學公司名義的EP 1 987 097公開了適用于具有947kg/m³至954kg/m³的顆粒密度和1g/10min至30g/10min的MFR₂₁(ASTM D1238，21.6kg負載)的管材的聚乙烯。示例性樹脂顯示在30.5至35.1的Mw/Mn時278kg/mol至346kg/mol的重均分子量。

以UNIVATION TECH LLC[US]名義的1 781 712公開了多種組合物，包括但不限于具有0.940g/cc或更高密度的高強度雙峰聚乙烯組合物，所述組合物包含具有較高重均分子量(HwHMW)的高分子量聚乙烯組分和具有較低重均分子量(HwLMW)的低分子量聚乙烯組分，其中所述較高重均分子量與所述較低重均分子量的比率(MwHMW:MwLMW)為30或更高；并且所述組合物滿足PE100材料的要求使得當內部管材阻力曲線根據ISO9080:2003外推至50年或100年時，根據ISO 1167由經受內部管材阻力的組合物形成的管材具有10MPa或更大的外推應力。

lneos group的EP 1 922 342公開了在0.15g/10min至0.5g/10min的熔體流動速率(5kg負載)下具有935kg/m³高至956kg/m³的自然密度，共聚單體為1-己烯以及在100rad/s 190℃下的動態粘度不超過2500Pa·s的組合物。

以Borealis Technology Oy名義的EP 1 146 079公開了具有至少953kg/m³粉末密度以及在955kg/m³至965kg/m³范圍內的該組合物的終密度，0.15g/10min至0.40g/10min的MFR₅的組合物。由該組合物制成的管材滿足至少9.0MPa(PE112)的設計應力。該組合物由兩種組分組成，由此該低分子量組分為具有350g/10min至1500g/10min的乙烯均聚物并且以42重量％至55重量％的量存在。

根據ISO 9080聚乙烯管材根據它們的最低要求強度，即，它們在50年期間在20℃下耐受不同的環向應力而不破裂的能力被分級。由此，耐受8.0MPa(MRS_8.0)的環向應力的管材被歸類為PE80管材，而耐受10.0MPa(MRS_10.0)的環向應力的管材被歸類為PE100管材。在聚乙烯管材開發中下一個發展的步驟將是耐受12.5MPa(MRS_12.5)的環向應力的PE125管材。為使通過常規的齊格勒-納塔催化劑制造的多峰樹脂滿足PE80的要求，密度需要為至少940kg/m³并且為滿足PE100的要求，密度需要大于945kg/m³。然而，聚乙烯樹脂的密度與其結晶度直接相關。聚乙烯樹脂的結晶度越高，其抗慢速裂紋生長性越低。換言之，所有用于耐壓的管材的聚乙烯材料均受制于結晶度和在這個范圍的密度以及慢速裂紋生長性。當密度增加時，對慢速裂紋生長性(SCG)的抗性降低。還存在很多在升高的溫度下要求較高管材壽命的應用。對于那些土壤溫度高于20℃的國家尤其如此。對于這些國家，需要具有較高的工作溫度的PE100級。

對用于生產顯示改進的抗慢速裂紋生長性的管材的且含有具有高密度的基礎樹脂的聚乙烯組合物仍存在需求。

發明內容

本發明基于如下驚人的發現：如果管材是由聚乙烯組合物制成，則可以提供在20℃以及10MPa內部應力下具有超過50年壽命的管材，所述聚乙烯組合物包含：具有大于952.0kg/m³并且等于或小于957.0kg/m³的密度(根據ISO 1183-1:2004測定)的基礎樹脂，和含量為0.45重量％至0.95重量％的來源于己烯的單元，