[发明专利]针对管材应用具有改善的平衡的耐慢速裂纹增长、冲击性能和管材耐压性的聚乙烯组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种含有多峰基础树脂的聚乙烯组合物，所述基础树脂的重均分子量(Mw)为190000g/mol-300000g/mol，在0.05rad/s(η*_0.05rad/s)时的复数粘度为75-500kPa·s，本发明还涉及一种制备含有所述基础树脂的所述聚乙烯组合物、物品(优选为管材)的方法以及用于生产物品(优选为管材)的所述聚乙烯组合物的用途。

背景技术

聚合物材料构造的管材有许多用途，比如流体运输，即：液体和气体的运输，如：水或天然气。在运输过程中，通常流体被加压。此外，所运输的流体可能有变化的温度，常常在约0℃至约50℃的范围内。这种加压的管材优选用聚烯烃塑料构造，常常是单峰或双峰乙烯塑料，比如：中密度聚乙烯(MDPE；密度：930-942kg/m³)和高密度聚乙烯(HDPE；密度：942-965kg/m³)。

这里用到的“加压管”的表述是指一种在使用时受到正压(即管内压力高于管外压力)的管材。

聚合管通常通过挤压制造，或者，小范围来说，通过注射成型法制造。用于挤压聚合管的传统车间包括挤出机、模头、校准装置、冷却设备、牵引装置和用于切割和/或卷绕所述管材的装置。

用于加压管中的聚乙烯材料的制造在Scheirs等人的文章(Scheirs,Boot and Leevers:PE100Resins for Pipe Applications,TRIP Vol.4,No.12(1996)pp.408-415)中被讨论。作者讨论了PE100管材材料的生产技术和性质。他们指出了合适的共聚单体分布和分子量分布在优化慢速裂纹增长和快速裂纹扩张中的重要性。

EP 0 739 937公开了具有改进的性能的管材。该管材用双峰聚乙烯树脂制造，并具有规定的应力抗开裂性、冲击强度和刚度。该出版物公开了材料的MFR₅应不高于0.35g/10min。

EP 1 920 179公开了多峰聚乙烯组合物，该组合物包含三种具有不同分子量的聚乙烯组分，其适于生产在耐环境应力裂纹、长期的机械强度和加工性能上具有良好机械性能的管材。

虽然传统的聚合物管材的性能能够满足许多目的，但是也期望提高性能，比如在要求抗高压的应用中，即：长期和/或短期经受内部流体压力的管材。

根据ISO 9080，聚乙烯管根据其最小要求强度进行分类，即：它们在20℃、50年中经受不同的环向应力而不破裂的能力。由此，承受的环向应力为8.0MPa(MRS8.0)的管材被归类为PE80管，承受环向应力为10.0MPa(MRS10.0)的管材归类为PE100管。在聚乙烯管开发中的下一个发展阶段将为承受12.5MPa的环向应力(MRS12.5)的PE125管。为了提高环向应力，使用了密度增高的多峰聚乙烯树脂。然而，聚乙烯树脂的密度与它的结晶度有直接关联。聚乙烯树脂的结晶度越高，其耐慢速裂纹增长性越低且冲击性能越低。另一方面，高的结晶度与高刚度相关，并因此拉伸性能良好。

US 6,770,341，US 7,345,113和EP 1 460 105公开了用于生产符合PE125要求的双峰聚乙烯组合物，其由于基础树脂高密度，因而显示较差的耐慢速裂纹增长。

在生产管材时仍然需要一种具有高管压抗性，同时具有改进的耐慢速裂纹增长和冲击性能的聚乙烯组合物。

发明内容

本发明涉及一种含有基础树脂的聚乙烯组合物，该基础树脂含有低分子量乙烯均聚物或共聚物组分(A)和高分子量乙烯均聚物或共聚物组分(B)，其中组分(A)的平均分子量低于组分(B)的平均分子量，其特征在于：

基础树脂的重均分子量(Mw)为190000g/mol-300000g/mol并且在0.05rad/s(η*_0.05rad/s)时的复数粘度为75-500kPa·s。