[发明专利]具有改善性能的新型污水管材料

说明书

技术领域

本发明涉及具有宽的分子量分布的新型聚丙烯组合物，及其制备和应用。

背景技术

基于聚丙烯的聚合物具有许多特性，这些特性使得所述基于聚丙烯的聚合物适合于多种应用，例如管材，如污水管。

通常，被选择用于管材应用的基于聚丙烯的材料会导致产品具有高抗冲击性能以及优良的刚度。然而，这些性能彼此相互关联，并且很多时候以冲突的方式表现，这意味着到目前为止，改善这些性能中的一种只能以牺牲其它性能来完成。

可通过增加组合物中的均聚物的量来提高刚度。结果是，材料变得更加脆，从而导致冲击性能差。而且，高脆性通常伴随有较差的耐慢速裂纹增长，从而对耐用性产生不利的影响。

然而，管材市场寻求的是可以制造具有高环刚度的管材的材料。因此，需要刚度等级大于1800MPa。更苛刻的是，市场希望聚丙烯产品具有大于2000MPa的刚度等级。从商业上仍不能购买得到这样显著的刚度和令人满意的韧度。在市面上只有具有刚度等级为约1700MPa的聚丙烯产品。然而这些材料仅显示出中等的抗冲击性能。这些材料通常以具有少量弹性组分的聚丙烯组合物为基础。

为了改善这些材料的冲击强度，所述聚丙烯组合物通常是β-成核的。

例如EP 1 260 545A1公开了基于β-成核的聚丙烯的管材。由于β-成核，这些管材具有良好的抗冲击性能，然而刚度等级过低(低于1700MPa)。

EP 1 382 638A1涉及β-成核的聚丙烯组合物。另外在这种情况下，冲击强度和刚度不符合现今管材的要求的标准。

EP 1 746 128A1描述了β-成核的多相丙烯共聚物体系。同样由于β-成核，得到的材料具有低的刚度值。

WO 2003/037981A1涉及包含有具有C4-C10α-烯烃作为共聚单体和乙丙橡胶的丙烯共聚物的聚合物组合物的管材体系。所述组合物具有非常低的刚度(参见该国际申请的实施例2和3)。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种聚合物组合物，所述聚合物组合物可提供具有优异刚度以及高等级抗冲击性能的试样和/或管材。因此本发明寻求一种聚合物组合物，所述聚合物组合物能提供具有大于1800MPa(更优选地大于2000MPa)的弯曲模量并同时具有至少为4.0kJ/m²(更优选地为至少5.0kJ/m²，例如至少6.0kJ/m²)的低温(-20℃)抗冲击强度的试样和/或管材。另外，本发明涉及具有上述性质的管材例如污水管。

本发明的结果是提供具有宽的分子量分布并部分为β-型结晶的丙烯均聚物的聚丙烯组合物。本发明的另一结果是所述聚丙烯组合物还包括任选具有α-成核活性的片状填充材料。所述发明的混合物通过在特定结晶变体(其中分散有片状填料)中的聚合物材料的宽的分子量分布的出乎意料的协同作用而具有优异刚度和韧度方面的特性。

因此本发明涉及聚丙烯组合物，所述聚丙烯组合物包括：

(a)丙烯均聚物(A)

(b)任选的片状无机填料(B)和

(c)β-成核剂(C)，

其中

(i)所述丙烯组合物和/或丙烯均聚物(A)具有的多分散性指数(PI)为至少4.0，和

(ii)优选所述聚丙烯组合物不包括弹性聚合物，更优选地所述丙烯均聚物(A)是在所述聚丙烯组合物中的唯一的聚合物组分。

优选在所述发明的聚丙烯组合物中存在所述片状无机填料(B)。更优选地，所述片状无机填料(B)具有α-成核活性。所述具有α-成核活性的片状无机填料(B)的优选实例是滑石。

或者本发明可限定为丙烯组合物，所述丙烯组合物包括

(a)丙烯均聚物(A)和

(b)任选的片状无机填料(B)

其中

(i)所述丙烯组合物和/或丙烯均聚物具有的多分散性指数(PI)为至少4.0，

(ii)所述丙烯组合物和/或所述丙烯均聚物是部分β-成核的，和

(iii)优选所述聚丙烯组合物不包括弹性聚合物，更优选地所述丙烯均聚物(A)是在所述聚丙烯组合物中的唯一的聚合物组分。

优选在所述发明的聚丙烯组合物中存在所述片状无机填料(B)。更优选地，所述片状无机填料(B)具有α-成核活性。所述具有α-成核活性的片状无机填料(B)的优选实例是滑石。优选通过β-成核剂(C)完成所述β-成核。

因此本发明具体地涉及聚丙烯组合物，所述聚丙烯组合物包括