[发明专利]用于管道的聚乙烯

说明书

本申请提供了一种金属茂多峰聚乙烯，所述金属茂多峰聚乙烯包含：i)多峰分子量分布；ii)至少50,000g/mol的分子量；iii)小于0.2g/10min的MFRsubgt;2/subgt;；iv)小于1g/10min的MFRsubgt;5/subgt;；v)至少250g/dmsupgt;3/supgt;的堆积密度；和vi)小于800ppm wt的灰分含量。

本申请是申请日为2015年12月21日、国际申请号为PCT/EP2015/080867、中国国家阶段申请号为201580075419.6且发明名称为《用于管道的聚乙烯》的发明申请的分案申请。

引言

本发明涉及用于制备多峰(multimodal)聚乙烯的多阶段聚合方法，其中至少第一和第二聚合阶段在无载体的金属茂催化剂的存在下进行。本发明还涉及通过该方法产生的多峰聚乙烯，其具有多峰分子量分布、至少50,000g/mol的分子量和至少250g/dm³的堆积密度。

背景

聚乙烯(PE)，并且尤其是高密度聚乙烯(HDPE)，是用于管道制造的最常用的材料。用于制造HDPE管道的聚乙烯需要满足某些机械标准，如抗冲击性、韧性和耐划伤性、以及化学要求，例如耐腐蚀性。管道经常在高内压下使用并且经历外部机械力。尽管总体压力通常远低于聚合物的屈服应力，但是机械故障几乎总是在聚合物化学降解之前发生。通常接受的是，这是由于聚乙烯管道中存在微米尺寸的局部不均匀，导致在该缺陷周围的超过屈服应力的强的局部应力分布。这样的应力集中引起由银纹原纤维(craze fibril)的裂开导致的银纹的形成和生长。就此而言，使用具有尽可能低的局部不均匀的PE是非常重要的。通常，在使用二氧化硅或其他相关无机载体的情况下，尤其是当涉及金属茂催化剂时，这些不均匀来源于负载的催化剂。

由于聚乙烯管道的柔韧性、可变形性和在长的长度方面的可得性，它们特别适用于非常规的管道安装。现代换衬(relining)技术的广泛使用和快速管道安装实践需要高的材料要求和性能保证，尤其是针对这些技术固有的并且促进慢速裂纹生长(slow crackgrowth，SCG)的刮擦、凹口、缺口和碰撞的影响的性能。当通过现代的非开挖或无沟槽安装方法(例如，管道爆裂、水平方向钴孔)安装管道时，将管道水平拖曳经过场地。尽管通常非常有利的是不需要干扰场地(例如道路和其他设备)的表面并且显著降低了安装成本，但是另一方面，非开挖方法带来了突出的石头、岩石等在纵向方向上刮擦管道外表面的高的倾向的缺点。此外，当在管道内部施加压力时，在这样的纵向刮擦的底部，将会存在非常高的局部切向应力。因此，不幸地，这样的刮擦是非常有害的，因为它们经常引发决不应被引发的经由壁蔓延的裂纹。

这些对管道的性能水平的要求进而意味着用于它们的制造的聚乙烯必须满足某些要求。通常，用于管道制造的聚乙烯具有以下性质：