[发明专利]具有超慢裂纹生长阻力的聚乙烯型管材

说明书

背景技术

聚合物材料的管材经常用于各种用途，如流体输送，即液体或气体(例如水或天然气)的输送，在输送期间流体能够被加压。而且，所输送的流体可以具有不同的温度，温度范围通常为约0℃至约50℃。 

聚合物管材通常通过挤出法，或者比较不常见地通过注射成型法来制造。用于聚合物管材挤出的传统车间包括挤出机、机头、校准装置、冷却装置、引出装置和用于对管材进行切割或卷绕的装置。 

用于压力管材的聚乙烯型材料的生产例如在Scheirs等的论文[Scheirs，Bohm，Boot and Leevers：PE 100Resins for PipeApplications，TRIP Vol.4，No 12(1996)pp.408-415]中进行了讨论。 

WO 0022040披露了由双峰型树脂(bimodal resin)制成的具有良好机械性能的管材。 

然而，在非常坚硬的土壤条件下，尤其是担心发生岩石撞击时，以及在非常艰难的安装条件下，就需要管材的材料具有的优异SCG特性(慢裂纹生长特性)，即比本技术领域中现有材料的SCG特性高得多。具体条件要求管材的材料具有的SCG缺口试验结果超过5,000小时，优选8,000小时。 

同时，还需要管材的可加工性、冲击强度、弹性模量、快速裂纹扩展抗性和设计应力等级具有良好的平衡。本发明解决了提供由具有上述特性的独特平衡的多峰型材料制成的管材所出现的问题。 

发明内容

现在已经发现，通过由特定的确定类型的多峰型聚乙烯型材料制备的管材能够克服上述问题。本发明涉及一种包含含有基体树脂的聚乙烯型组合物的管材或辅助管件，其中该基体树脂包含第一乙烯型均聚物或共聚物组分(A)和第二乙烯型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，且其中基体树脂的密度范围为0.945～0.949kg/cm³，MFR₅的范围为0.2～0.4g/10min，共聚单体含量高于2.0wt.％，而SHI(2.7/210)的范围为55～100。本发明进一步涉及含有基体树脂的聚乙烯型组合物用于生产管材或辅助管件的用途，其中该基体树脂包含第一乙烯型均聚物或共聚物组分(A)和第二乙烯型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，且其中该基体树脂的密度范围为0.945～0.949kg/cm³，MFR₅的范围为0.2～0.4g/10min，共聚单体含量高于2.0wt.％，SHI(2.7/210)的范围为55～100。本发明的其它区别特征和优点将由以下详细描述的说明书和所附权利要求而变得显而易见。 

具体实施方式

本文中所用的术语“管材”是指包含管材以及管材的所有辅助部件，如配件、阀门、腔室和对于管材系列而言通常是必需的所有其它部件。 

根据本发明的基体树脂包含含有至少两种组分(A)和(B)的基体树脂。术语“基体树脂”是指根据本发明的聚乙烯型组合物 中全部聚合物组分。优选地，该基体树脂由组分(A)和(B)组成，可选地进一步包含预聚物组分，该预聚物组分的含量占总基体树脂的量的高达20wt％，优选高达10wt％，更优选高达5wt％。 

一种组分是指组分(A)而另一种组分是指组分(B)。通常，含有至少两种聚乙烯组分的聚乙烯组合物称为“多峰型”，该至少两种聚乙烯型组分在不同的聚合反应条件下生成从而不同组分具有不同的分子量(重均分子量)。前缀“多”是指组成组合物的不同聚合物组分的数目。因此，例如，仅由两种组分组成的组合物称为“双峰型”。这样的多峰型聚乙烯类的分子量分布曲线的形式(即作为分子量的函数的聚合物重量分数的图形外观)会显示为两个或多个最大值或者与单一组分的曲线相比至少明显变宽。 

例如，如果聚合物以按序多步工艺方法来生产，所使用的反应器串联连接并在每个反应器中采用不同的条件，则在不同反应器中生成的每一种聚合物组分都会具有其自身的分子量分布和重均分子量。当读取这种聚合物的分子量分布曲线时，将这些不同组分的单个曲线叠加，而得到所得总聚合物产物的分子量分布曲线，通常会得到具有两个或多个不同最大值的曲线。