[发明专利]用于制备高密度聚乙烯共混物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多峰型聚乙烯组合物。特别是，本发明涉及一种包括高密度多峰型聚乙烯组分和超高分子量聚乙烯均聚物组分的聚乙烯组合物。本发明还包括一种制品，优选为管材，由多峰型聚乙烯组合物制造。

背景技术

多峰型聚乙烯聚合物在本领域中被熟知。典型地，多峰型聚乙烯体系包括高分子量(HMW)组分和低分子量(LMW)组分。HMW组分赋予体系良好的机械性能，同时LMW组分提供了良好的加工性能。多峰型聚乙烯体系具有广泛的有用的实用性应用，如吹塑制品、膜材或管材的生产。机械性能的改进可通过增加HMW组分的分子量来实现。然而，这通常伴随着由于HMW组分/LMW组分的粘度比的增加所造成的均匀性的损失，实际上，这对所获得的机械性能也是不利的。

进一步改进机械性能可通过在多峰型聚乙烯体系中包括超高分子量(UHMW)部分而成为可能。然而，当加入这种高分子量种类物质时，存在严重的相容性问题。例如，Ogunniyi等人(Journal of Applied Polymer Science,2005,97,413-425)和Vadhar等人(Journal of Applied Polymer Science,1986,32,5575-5584)都报道了当UHMW聚乙烯加入到其他聚乙烯中时，在间歇式混合机中需要以依次为15分钟为顺序的长共混时间。

UHMW聚乙烯掺入聚乙烯组合物作为共聚物也被熟知并报道，例如WO 2007/042216，WO 96/18677和WO 2006/092378。

Huang和Brown也研究了通过挤出使UHMW聚乙烯包含在HDPE中，并采用同向旋转双螺杆挤出机得以实现(Polymer,1992,33,2989-2997)。然而尽管UHMW聚乙烯颗粒被发现可良好地结合在基体中并有助于减缓裂纹扩展的速度，当在SEM下进行分析时，发现该UHMW聚乙烯在大独立区域内存在，并没有“熔融”进入HDPE基体的证据。由于这些原因，UHMW聚乙烯的量被限制为低载荷。

在WO94/28064中，报道了包括UHMW组分和单峰型HDPE组分的聚乙烯组合物。

发明内容

为了使通过在双峰型聚乙烯共混物中包括UHMW聚乙烯而得到的优势最大化，由此对于增加这一有用组分的重量含量的聚合物的生成仍有需求。

本发明的一个目的是提供一种新型多峰型聚乙烯共混物，其具有所期望的机械性能和加工性能。特别地，期望以商业相关的载荷生产一种UHMW聚乙烯进入多峰型聚乙烯基体的共混物，有利于机械性能的增强。期望提高冲击强度时，不会损失产生的聚合物的相应的拉伸性能。

本发明人发现，特定的高密度多峰型聚乙烯聚合物和特定均聚物超高分子量组分的组合可形成一种共混物，其提供了必要性能。这些组分可以令人惊奇地共混在一起得到均匀共混物，其表现出良好的冲击强度，没有拉伸模量的减少。

发明概述

因此，从第一个方面来看，本发明提供了一种高密度聚乙烯共混物，其包括

(A)55重量％至95重量％的密度至少为940kg/m³的高密度多峰型聚乙烯组分，和

(B)5重量％至45重量％的超高分子量聚乙烯均聚物(UHMW聚乙烯)，超高分子量聚乙烯均聚物具有2000000g/mol至4000000g/mol的标称粘度分子量Mv；

且其中所述共混物具有10.0g/10min或更少的MFR₂₁和至少为940kg/m³的密度。

本发明的均相聚合物共混物适合用于各种用途的管材，如流体输送(例如像已知的水或天然气的液体或气体的输送)。通常，流体在这些管材中受到压力。

因此，从另一方面看，本发明提供了一种制品，优选为管材，包括如前所述的聚合物共混物。

从另一方面来看，本发明提供了一种用于制备以上所限定的共混物的方法，包括混合

(A)55重量％至95重量％的密度至少为940kg/m³的高密度多峰型聚乙烯组分，和

(B)5重量％至45重量％的超高分子量聚乙烯均聚物(UHMW聚乙烯)，超高分子量聚乙烯均聚物具有2000000g/mol至4000000g/mol的标称粘度分子量Mv；

和将其挤出，以形成具有10.0g/10min或更少的MFR₂₁和至少为940kg/m³的密度的共混物。优选地，共混物经多次挤出，例如2次或3次。