[发明专利]具有改善的机械性能的双峰聚乙烯与单峰超高分子量聚乙烯的共混物

说明书

技术领域

本发明涉及双峰聚乙烯和单峰超高分子量聚乙烯的共混物。尤其是，本发明涉及一种多峰聚乙烯组合物，其包含高密度双峰聚乙烯组分和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)均聚物或共聚物组分，该组合物显示出改善的机械性能。

本发明也涵盖了由多峰聚乙烯组合物制造的制品，优选管材。

背景技术

多峰聚乙烯聚合物是本领域所熟知的。多峰聚乙烯体系通常包含高分子量(HWM)组分和低分子量(LMW)组分。

HMW组分向系统提供优良的机械性能，同时LMW组分提供优良的加工性。多峰聚乙烯体系具有广泛的有用的实际应用，例如在吹塑成型的制品、膜或管材的制造中的应用。

对于改善的机械性能，理想的是增大HMW组分的分子量，例如，通过超高分子量(UHMW)部分的引入实现三峰体系。

但是，众所周知的是UHMWPE是如此的难于加工，以至于在低负载时其在HDPE基质中形成分离的孤立区，从而导致最终共混物的不均一性。然而当实施严苛的复合条件或再挤出以改善均一性时，聚合物发生降解，也减少了HMW对性能的正面贡献。

向聚乙烯组合物中掺入UHMW聚乙烯作为共聚物报道于例如WO 2007/042216中，其描述了用于注塑成型的包含UHMWPE共聚物的组合物。

同样WO 96/18677和WO 2006/092378描述了将UHMWPE共聚物加入至双峰聚乙烯中。

在WO94/28064中，聚乙烯组合物被报道含有UHMW组分和单峰HDPE组分。

WO 2013/060736描述了高密度多峰聚乙烯组分和UHMWPE均聚物的高密度聚乙烯共混物，其具有至少6dl/g至20dl/g的特性黏度，以及至少800,000g/mol至2,000,000g/mol的公称黏度分子量(Mv)。据报道，这样的共混物是均匀的，并具有卓越的冲击强度和断裂应变，而无拉伸模量损耗。

虽然人们已在该领域进行了大量的工作，但是仍存在对于与现有技术中的材料相比显示出改善性能的进一步改善的材料的需求，例如，对最大化通过向双峰聚乙烯中掺入UHMWPE得到的优势仍存在需求。

因此，本发明的目的是提供一种新颖的具有改善的机械性能和加工性的多峰聚乙烯共混物。

特别地，理想的是在商业相关的负荷下，生产一种UHMW聚乙烯进入多峰高密度聚乙烯基质中的共混物，使所得优势为最终增强的机械性能。

本发明的发明人已发现，特定的高密度多峰聚乙烯聚合物和特定均聚物或共聚物超高分子量组分的组合可产生提供必需性能的共混物。这些组分可惊人地被共混在一起以得到具有卓越的机械性能的共混物，尽管其包含非常高的分子量。所述共混物具有卓越的拉伸强度、拉伸强度应变、断裂应力和断裂应变而无拉伸模量损耗，使得它们被用于管材形成是更加理想的。

发明内容

因此从本发明的第一个方面看，本发明提供了一种高密度聚乙烯共混物，其包括：

(A)55-99wt％的具有至少930kg/m³的密度的高密度多峰聚乙烯组分，和

(B)1-45wt％的超高分子量聚乙烯均聚物或共聚物组分，其具有

(i)至少15.0dl/g的特性黏度，

(ii)至少2.0*10⁶g/mol的公称黏度分子量(M_v)和

(iii)至少0.7*10⁶g/mol的分子量(M_w)，

并且其中所述共混物具有0.05-10.0g/10min的MFR₂₁和至少925kg/m³的密度。

在优选的实施方案中，超高分子量组分(B)是解缠结的超高分子量聚乙烯，其进一步地由在0.20-0.95范围内的标准化弹性模量G’₀/G’_p系数表征，所述系数通过在180℃以0.5％的恒定应变于10rad/s的固定频率下进行至少3600s的动态时间扫描测量确定，据此G’₀是熔化样品后立即在t₀测量的弹性剪切模量，并且G’_p是最大平台模量。

本发明的均相聚合物共混物非常适合用于各种用途的管材，例如流体输送，例如输送液体或气体(例如水或天然气)是已知的。通常流体在这些管材中被加压。因此从另一个方面看，本发明提供了一种包含如上所述的聚合物共混物的制品，优选管材。