[發(fā)明專利]一種用于大口徑厚壁低熔垂管材的雙峰型聚乙烯樹脂及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811247059.5
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN111100362A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鐘峰;周浩;蔣忠輝;張鋒;胡雄;王新華;楊麗;錢濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石化上海石油化工股份有限公司
• 主分類號: C08L23/08
• 分類號: C08L23/08;C08F210/16;C08F2/01
• 代理公司: 上海恒慧知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

本發(fā)明提供了一種用于大口徑厚壁低熔垂管材的雙峰型聚乙烯樹脂及其制備方法。所述的樹脂包括高分子量部分和低分子量部分，低分子量部分與高分子量部分的質(zhì)量比為3:7～7:3；其數(shù)均分子量Mn為2000～10000，重均分子量Mw為100000～400000，Mw/Mn為10～200，熔體流動速率MFRs為0.2～1.0g/10min，樹脂密度為0.945～0.960g/cm³。本發(fā)明提供的雙峰型聚乙烯樹脂可通過環(huán)管反應(yīng)器和流化床反應(yīng)器串聯(lián)組成的反應(yīng)器制備得到。該雙峰型聚乙烯樹脂具有改進(jìn)的力學(xué)性能、優(yōu)良的加工性能和優(yōu)良的強(qiáng)度與抗熔垂性能，適用于制備大口徑厚壁低熔垂管材。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚合物管材技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種用于大口徑厚壁低熔垂管材的雙峰型聚乙烯管材樹脂及其制備方法。

背景技術(shù)

聚合物材料的管材經(jīng)常用于各種用途，例如流體輸送。當(dāng)用于輸送液體或氣體等流體時，輸送過程中被輸送的流體需要加壓，并且流體的溫度也會有變化，通常約在0℃～50℃的范圍內(nèi)，這種流體輸送用管為壓力管。所謂“壓力管”是指使用時要經(jīng)受正壓(即管內(nèi)的壓力高于管外的壓力)的管子。目前聚合物材料的壓力管多采用聚烯烴塑料制造，常用的聚烯烴塑料為單峰態(tài)聚乙烯，但是這種常規(guī)單峰態(tài)聚乙烯管材難以同時滿足耐慢速開裂增長和耐快速開裂增長要求，而目前己發(fā)現(xiàn)某些雙峰或多峰型聚乙烯材料可制得性能優(yōu)良的大口徑壓力管。所謂聚合物的“峰態(tài)”指其分子量分布曲線的類型，即以聚合物重量分?jǐn)?shù)為其分子量的函數(shù)的圖的形狀。普通聚乙烯的分子量分布只有一個峰，而雙峰或多峰聚乙烯的分子量分布曲線卻呈現(xiàn)兩個或多個峰。由于聚乙烯樹脂的可加工性和力學(xué)性能相互矛盾，提高分子量可使產(chǎn)品具有更好的力學(xué)性能，但同時樹脂又變得難于加工，而雙峰成多峰聚乙烯可以很好地解決這個問題。雙峰聚乙烯產(chǎn)品由高分子量聚乙烯和低分子量聚乙烯兩部分組成，其中高分子量聚乙烯用以保證物理力學(xué)強(qiáng)度，低分子量聚乙烯用以改善加工性能。此外，雙峰聚乙烯還可以優(yōu)化聚乙烯產(chǎn)品性能，使產(chǎn)品各項性能均衡提高，并延長產(chǎn)品的使用壽命，提升產(chǎn)品的抗熔垂性能，滿足大口徑厚壁低熔垂管材的生產(chǎn)。目前現(xiàn)有的聚乙烯樹脂聚合過程中高分子量聚乙烯部分和低分子量聚乙烯部分分配不可控，分子量分布不合理，造成在滿足大口徑厚壁低熔垂管材的物理力學(xué)強(qiáng)度及長期性能的條件下，后加工比較困難，易產(chǎn)生在管的底部具有較厚管壁并且在管的頂部具有較薄壁分布的管，發(fā)生流掛現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用于大口徑厚壁低熔垂管材的雙峰型聚乙烯樹脂及其制備方法。本發(fā)明制備方法制得的雙峰型聚乙烯組合物具有改進(jìn)的力學(xué)性能、優(yōu)良的加工性能和優(yōu)良的強(qiáng)度與抗熔垂性能，適于制造理想的壓力管，特別適于制造大口徑抗熔垂管。

本發(fā)明的技術(shù)方案具體介紹如下。

本發(fā)明提供了一種用于大口徑厚壁低熔垂管材的雙峰型聚乙烯樹脂，所述的樹脂包括高分子量部分和低分子量部分，低分子量部分與高分子量部分的質(zhì)量比為3:7～7:3；其數(shù)均分子量Mn為2000～10000，重均分子量Mw為100000～400000，Mw/Mn為10～200，熔體流動速率MFRs為0.2～1.0g/10min，樹脂密度為0.945～0.960g/cm³；

本發(fā)明中，適當(dāng)選取低分子量部分和高分子量部分的比例(也被認(rèn)為是部分間的“分配”)是非常重要的。如果高分子量部分的比例增大，會導(dǎo)致強(qiáng)度太低，如果其比例太小，會導(dǎo)致形成不理想的凝膠。本發(fā)明所述的比值“Mw/Mn”，是指重均分子量(Mw)與數(shù)均分子量(Mn)的比值，其用于定義聚乙烯的分子量分布的寬度。“熔體流動速率”(MFR)是用于制備管材的雙峰聚乙烯的一個重要表征指標(biāo)。MFR可表征聚合物的流動性，因此，也表征其加工性能。MFR越大，聚合物的粘度越小。MFR是在190℃溫度下，通過不同的負(fù)荷測定，以g/l0min表示。其中，載荷表示為下標(biāo)，例如，MFRo是按照IS0 1133在190℃下，以2.16kg載荷測定的，而MFRs是按照IS0 1133在190℃下，以5kg載荷測定的。