专利名称：线型低密度聚乙烯耐压管的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种用于制造耐压管的多峰态线型低密度聚乙烯组合物。本发明进一步涉及一种包括所述组合物的耐压管、一种制造由该组合物制成的管 道的方法、和一种回收由本发明的组合物构成的管材的方法。此外，本发明涉及所述耐压管 作为灌溉管，特别是滴灌管的用途。
背景技术：
灌溉管经常用在苛刻的条件下，因此，其抵抗环境应力开裂的性能至关重要。在安 装期间以及为了持久性的目的，需要其具有机械强度。太阳能热和光加入环境应力中，例如 温度可以高达60°C。环境应力的另一来源是含肥料和农药的灌溉水。这些化学物质被改性 成尽可能少地溶解于水，从而它们能够粘着在植物和土壤上而不致被洗去。因此，就存在这 些化学物质迁移进入灌溉管的风险。通常，这将导致失败，因为“溶胀的”聚合物具有不足 的机械强度。有一种用于滴灌的特殊类型灌溉管。这类管通常具有非常薄的壁，而且不是自支 撑，例如它差不多接近园艺管。通常其直径小于32mm。作为实例，可以提到一种焊接式膜， 其中水通过一种特殊的焊接处滴落，所述焊接处具有多个孔和类似迷宫的形状。另一种滴 灌管是软管，将其切开可知其具有焊接在管中的小片水可渗透的薄膜，或者其具有允许水 渗透离开管道的特殊设备。在另外一个实例中，软管内焊接有特殊的袋。然后水可通过迷 宫流入袋内，并通过袋上的小孔流出。所有灌溉管实施方案的一个共性就是良好的焊接系数，而且这些管都不是自支 撑，且具有非常薄的管壁。灌溉管通常用在农业中。可以将它们犁入土壤中，或者仅仅将它 们铺开，并在水灌溉通过后将其缓慢地拉回。这可以每日重复。此外，这类灌溉管的安装通 常都是临时性的，它们必须能够承受拖拉机和类似机械的拖动。这就意味着非常好的耐磨 损性能是一个必要条件，因为这些管例如会在土地上拖动。另一个特殊的要求是良好的抗冲击性能。特别地，当管道安装在多石子的地面上 时，良好的抗缺口性能是一个必要条件。此外，关于灌溉管的一个公知问题就是用在灌溉管中的肥料导致降低的抗环境 应力开裂(ESCR)性能。特别地，当用于管道用途时，ESCR有另一个名称，S卩，抗慢速裂纹扩 展(SCG)性能。由于价格低，低密度聚乙烯(LDPE)仍是滴灌管通常采用的一种材料。但是，众所 周知LDPE具有差的抗环境应力开裂性能。在单峰态LLDPE中，已经实现了对ESCR性能和LDPE强度的改进。目前，基于灌溉 目的的耐压管由例如单峰态线型低密度聚乙烯(LLDPE)、单峰态中密度聚乙烯(MDPE)、单 峰态高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)制造。在耐压管用作灌溉管的用途中，重量轻且挠性的管是有利的。但是，单峰态高密度
3聚合物虽具有良好的机械性能和高的弹性模量，却也因此具有低的挠曲性。单峰态线型低 密度聚合物虽由于低弹性模量而具有挠曲性，却具有差的机械性能。因此，到目前为止，耐 压管生产中仍不可能将重量轻和挠曲性良好相结合。发明概述本发明的目的是提供一种用于制备耐压管(例如，灌溉管，特别是滴灌管)的改进 的多峰态线型低密度聚乙烯组合物。因此，本发明的一个目的就是提供一种具有非常好的机械性能(如慢速裂纹扩展 (SCG)和快速裂纹传播(RCP))的多峰态线型低密度聚乙烯组合物，该组合物可以在目前可 获得的设备上大规模地生产。根据本发明，这一目的的实现是通过一种多峰态线型低密度聚乙烯组合物，其特 征在于所述组合物是现场制备的，其密度(ISO 1183)为910 940kg/m3，弹性模量(ISO 527) < 800MPa，耐磨性(ASTM D4060) < 20，190°C/2kg 下的 MF&(ISO 1133) < 2 克/10分钟。本发明的另一个目的是提供一种用于灌溉目的的管。根据本发明，这一目的的实现是通过由根据权利要求1 13任一项所述的多峰态 线型低密度聚乙烯组合物制造的耐压管。此外，本发明的另一个目的是提供一种制造由根据权利要求1 13任一项所述的 组合物制成的耐压管的方法。这一目的的实现是通过以下方法由所述组合物吹制薄膜，然 后焊接形成管道。此外，本发明提供了耐压管作为灌溉管，特别是滴灌管的用途。通过本发明，可以生产一种特别适于灌溉目的的聚乙烯组合物。与单峰态聚乙烯 组合物相比，本发明的组合物具有的优点包括更长的寿命、更高的耐压性、更好的耐磨性、 更好的慢速裂纹扩展性能、更好的RCP (表现为在低温下卡毕(Charpy)冲击的高值)、更高 的弹性模量、以及更高的挠曲性。通过本发明，令人惊奇地发现双峰态LLDPE材料除了其它所需性能(即，冲击强 度、压力等级)之外，还具有改进的抗慢速裂纹扩展性能(根据CTL和管道缺口试验(pipe notch test)评价)以及优异的耐磨性，这使得它特别适合用作灌溉管。因为该组合物提高 的机械强度，可以生产具有较薄管壁的管，例如滴灌管。因此也导致管道更加挠性。根据下面的说明书和所附权利要求书，本发明与众不同的其它特征和优点将显而 易见。优选实施方案的详述聚合物的“峰态(modality)”是指其分子量分布曲线的形态，S卩，聚合物重量级分 随其分子量变化的图的形状。如果在多反应器的工艺中，采用串联连接和/或带回流的反 应器制备聚合物，而且每个反应器中采用不同条件，那么不同反应器中制备的不同级分将 各自具有它们自己的分子量分布。当这些级分的分子量分布曲线叠加到所得的全部聚合物 产品的分子量分布曲线中时，该曲线将显示出两个或更多个最大值，或者，相对单个级分的 曲线该曲线至少明显变宽。依赖于反应区域的数目，将这类在两个或更多个反应区域中制 备的聚合物产品称为双峰态或多峰态。在本发明的上下文中，将如此在两个或更多个反应器内生产的所有聚合物都称作“多峰态”。这里应当注意，不同级分的化学组成也可能不同。因此，一种或多种级分可能由 乙烯共聚物组成，而其它一种或多种级分可能由乙烯均聚物组成。通过适当地选择不同的聚合物级分及其在多峰态聚乙烯中的比例，可以得到具有 良好机械性能、良好加工性能、良好抗慢速裂纹扩展性能和高设计应力等级的管。本发明的灌溉管组合物是多峰态聚乙烯，优选是双峰态聚乙烯。该多峰态聚乙烯 包括低分子量(LMW)的乙烯均聚物或共聚物级分，以及高分子量(HMW)的乙烯共聚物级分。 依赖于该多峰态聚乙烯是双峰态还是具有更高的峰态，LMW和HMW级分可以各自只包括一 种级分，或者包括次级级分，即，LMW可以包括两种或更多种LMW次级级分，和类似地，HMW级 分可以包括两种或更多种HMW次级级分。本发明的一个特征在于LMW级分是乙烯均聚物或 共聚物，和HMW级分是乙烯共聚物。作为定义的主题，这里采用的表述“乙烯均聚物”是指 基本上由乙烯组成的乙烯聚合物，也就是说由至少97wt%，优选至少99wt%，更优选至少 99. 5wt%，最优选至少99. 8wt%的乙烯组成的乙烯聚合物，因此其是一种HD乙烯聚合物， 优选其仅包括乙烯单体单元。本发明的一个特征在于多峰态聚乙烯的密度。为了强度的原因，密度在低密度到 中密度的范围内，更特别地为910 940kg/m3，优选910 93^g/m3，更优选910 92^g/ m3，该数值根据ISO 1183测量。弹性模量根据ISO 527测定。由本发明的多峰态聚合物组合物制得的耐压管优选 具有至多800MPa，更优选至多500MPa，和最优选至多400MPa的弹性模量。根据本发明的组合物的另一个重要的特征在于耐磨性。对本发明的耐压管来说， 为了承受通常的苛刻应用条件，根据ASTM D 4060测得的组合物耐磨性应当< 20。此外，对于根据本发明的管道而言，熔体流动速率(MFR)也是多峰态聚乙烯的一 项重要性能。根据ISO 1133测定MFR，表示为克/10分钟，它是聚合物的流动性的体现，因 此也是加工性能的体现。管(或其聚合物)的加工性能定义为挤出机的螺杆每转每分钟 (rpm)的产量(kg/h)。熔体流动速率越高，聚合物粘度就越低。在不同载荷如2. 16kg (MFR2 ；ISO 1133)、 5. Okg(MFR5 ；ISO 1133)、或 21.6kg(MFR21 ;IS0 1133)下测量 MFR。本发明中，该多峰态聚乙 烯应当具有< 2克/10分钟的MFR2，优选MFR2 < 1克/10分钟，更优选MF& < 2克/10分 钟。FRR为流动速率比，是MFRiil与MFRii2的比值，即，FRR21/5是指MFR21和MF&之间的 比值。除了 MFR之外，根据动态流变学测量的粘度和剪力敏度可以考察加工性能。在流 变仪RDA II上收集动态LVE流变性数据。在190°C和氮气气氛下，采用间隙2mm的平行板 (25mm)装置对熔体压片进行测试。在0. 01 300rad/S的频率范围下收集数据。先进行频 率扫描和应变扫描，以确定线性区域。从上述测量中可以得到储能模量(G')和损耗模量(G")，它们是所施加频率 (ω)的函数。从而可以用下面的等式1和2，从动态数据计算复数粘度(η*)和复数模量 (G*)G* = (G' 2+G〃 2)1/2(1)η* = (G〃 2+G〃 2)1/2/ ω(2)用低G* (对应于低频率值)下的复数粘度值作为聚合物分子量的量度。为了在不同的测量结果之间进行比较，选择粘度曲线上当G*为2. 7kPa时的相对低复数粘度η*作 为参比点。尽管低剪切速率粘度受到聚合物分子量的强烈影响，但是剪力敏度和熔体弹性反 映了 MWD的(流变学)宽度。SHI是描述剪力敏度和流变学宽度的一个指标。SHI定义为两个复数模量G*值分 别对应的复数粘度η*之比。SHI 2. 7/210表示G* = 2. 7kPa时的复数粘度η*与G* = 210kPa时的复数粘度η*之比。
权利要求
1.一种用于制造耐压管的多峰态线型低密度聚乙烯组合物，其特征在于，所述组合物 是现场制备的，其密度(ISO 1183)为910 940kg/m3，弹性模量(ISO 527) < 800MPa，耐 磨性(ASTM D 4060) < 20，190°C /2kg 下的 MFR2 (ISO 1133) < 2 克 /10 分钟。
2.根据权利要求1所述的聚乙烯组合物，其中所述组合物的密度为910 932kg/m3。
3.根据权利要求1所述的聚乙烯组合物，其中所述组合物的密度为910 925kg/m3。
4.根据权利要求1所述的聚乙烯组合物，其中所述组合物的MFR2< 1. 0克/10分钟。
5.根据权利要求1所述的聚乙烯组合物，其中所述组合物的MF&< 2克/10分钟。
6.根据权利要求1 5任一项所述的聚乙烯组合物，其中所述组合物的弹性模量 < 500MPa。
7.根据权利要求1 6任一项所述的聚乙烯组合物，其中根据ISO179进行测量，所述 组合物在23°C下的卡毕冲击强度为至少67kJ/m2，0°C下的卡毕冲击强度为至少78kJ/m2。
8.根据权利要求1 7任一项所述的聚乙烯组合物，其中根据IS013479:1997进行测 量，在80°C下的管道缺口试验中，所述组合物的慢速裂纹扩展值在5. 0巴下> 500小时，和 在4.0巴下> 2000小时。
9.根据权利要求1 8任一项所述的聚乙烯组合物，其中聚合催化剂是齐格勒-纳塔 型催化剂。
10.根据权利要求1 8任一项所述的聚乙烯组合物，其中聚合催化剂是单点型催化剂。
11.根据权利要求1 10任一项所述的聚乙烯组合物，其中所述组合物通过以下方法 获得在反应器中聚合得到低分子量的乙烯均聚物或共聚物级分，然后在第二聚合反应器 中聚合得到高分子量的乙烯共聚物。
12.根据权利要求11所述的聚乙烯组合物，其中所述高分子量级分的乙烯共聚物是乙 烯和C4 C2tl烯烃共聚单体的共聚物，所述C4 C2tl烯烃共聚单体选自ι- 丁烯、ι-戊烯、 4-甲基-1-戊烯、I-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-癸烯和1-二十碳烯。
13.根据权利要求1 12任一项所述的聚乙烯组合物，其中所述组合物通过以下方法 获得在回路反应器中通过淤浆聚合得到低分子量的乙烯级分，和通过气相聚合得到高分 子量的乙烯/共聚物级分。
14.一种由根据权利要求1 13任一项所述的多峰态线型低密度聚乙烯组合物制造的 耐压管。
15.一种制造由根据权利要求1 13任一项所述的组合物制成的耐压管的方法，其中 由所述组合物吹制薄膜，然后焊接形成管道。
16.一种回收由根据权利要求1 13任一项所述的组合物构成的管材的方法。
17.根据权利要求14所述的耐压管作为灌溉管的用途。
18.根据权利要求14所述的耐压管作为滴灌管的用途。
全文摘要
本发明涉及一种用于制造耐压管的多峰态线型低密度聚乙烯组合物。本发明进一步涉及包括所述组合物的耐压管、制造由该组合物制成的管道的方法、以及回收由本发明的组合物构成的管材的方法。而且，本发明涉及该耐压管作为灌溉管，特别是滴灌管的用途。
文档编号A01G25/00GK102070819SQ201010570480
公开日2011年5月25日 申请日期2005年3月3日 优先权日2004年3月12日
发明者H·拉松, M·维泰里, S·奥尔松, S·约翰内松 申请人:博里利斯技术有限公司