[发明专利]聚合物组合物

说明书

本发明涉及聚乙烯树脂，更具体地涉及适合用于管材、管材附件或接管配件的那些，并涉及此类树脂的生产方法。本发明也涉及包含此类树脂的聚乙烯配混料用于制造管材或接管配件的用途，还涉及此类接管配件本身。

对于很多高密度聚乙烯(HDPE)应用来说，有更高韧性、强度和耐环境应力龟裂性能(ESCR)的聚乙烯是重要的。这些更高性能是用高分子量聚乙烯可更容易达到的。然而，随着该聚合物的分子量提高，该树脂的可加工性降低。通过给聚合物提供宽广或双态分子量分布(MWD)，既保留了高分子量树脂特有的所希望性能，又改善了可加工性、尤其可挤塑性。

聚乙烯树脂是因管材和接管零件的生产而知名的。管材树脂要求高劲度(蠕变断裂强度)、兼备对慢龟裂增长的高抗性以及产生抗龟裂传播性能的冲击韧性。

聚乙烯管材因其重量轻而且可以容易地用熔焊法装配而广泛使用。聚乙烯管材也有良好的可挠曲性和耐冲击性，而且是无腐蚀的。然而，除非它们是增强的，否则它们在其耐液压性能方面受到聚乙烯固有的低屈服强度限制。公认的是，聚乙烯的密度越高，长期液压强度就会越高。管材的分类在ISO 9080和ISO 12162中有描述。这些是当用于形成特定尺寸的管材时能经受住不同温度下为期5000小时的长期压力试验的聚乙烯树脂。按照ISO 9080的外推显示，它们在至少8和10MPa的较低预测水平(97.5％置信水平-“LPL”)上有外推的20℃/50年应力；这样的树脂分别称为PE80和PE100树脂。用于PE100配混料生产的当前基础粉料的密度接近于0.950g/cm³(典型地0.949～0.951g/cm³)。含有惯常数量黑色颜料的此类聚乙烯树脂的密度为约0.959～0.961g/cm³。

此外，希望的是，用于此类管材制造的树脂有良好的耐溶垂性，因此，当该树脂离开管材形式的挤塑机模头时它不会在其冷却和凝固之前在其自重下变形。

WO 02/102891公开了一种用于管材或接管配件的高密度多峰聚乙烯，其中该树脂含有0.15～1mol％C₄-C₈α烯烃例如1-己烯和典型地有 MI₅为0.15～2g/10min、密度为至少950kg/m³、和包含至少53wt％该树脂的低分子量级分。然而，当用FNCT测定时，这种树脂有相对不良的耐应力龟裂性能。

我们已经发现，通过选择一种特定产品设计，有可能得到兼备良好的耐熔垂性、良好的可加工性、以及优异的耐应力龟裂性的树脂。与该聚合物的分子量有关的、以100rad/s测定的动态复合粘度η₁₀₀是挤塑过程期间典型地经历的量级的剪切速率时的粘度，而且影响挤塑机马达功率消耗、模头的熔体压力发生等；低η₁₀₀是良好可加工性所希望的。以0.01rad/s测定的动态复合粘度η_0.01是低剪切速率时的粘度，提供了关于树脂的熔垂行为的信息。高η_0.01通常是的希望的。

因此，在第一方面，本发明提供乙烯和0.5～5wt％C₄-C₈α-烯烃的一种聚合物，其自然密度为935～956kg/m³、熔体指数MI₅为0.15～0.5g/10min、100rad/s和190℃的动态复合粘度(η₁₀₀)不大于2500Pa.s、η₁₀₀ 与0.01rad/s和190℃以Pa.s量度的动态复合粘度(η_0.01)之间的关系由方程η_0.01＞115000+30·η₁₀₀定义、且按照ISO 13497：1997对110mm SDR11管材在80℃和9.2bar的压力进行的缺口管材试验测定的耐环境应力龟裂性能＞1000小时。较好，该C₄-C₈α-烯烃是1-己烯、1-戊烯或1-辛烯。