[发明专利]用于制备机械特性改善的管的多峰聚乙烯模塑组合物

说明书

本发明涉及聚乙烯模塑组合物，其具有多峰分子质量分布并特别 适用于制备具有扩大的直径和壁厚的管。本发明也涉及通过包含连续 聚合步骤的多阶段反应顺序，在含Ziegler催化剂和辅助催化剂的催化 系统的存在下，制备该模塑组合物的方法。

表达″具有多峰分子质量分布的聚乙烯模塑组合物″或简单的″多 峰聚乙烯″是指具有多峰构型的分子质量分布曲线的聚乙烯模塑组合 物或聚乙烯，即含许多乙烯聚合物部分的聚乙烯，其中各乙烯聚合物 部分具有特殊的或不同的分子量。例如，按照本发明的优选实施方案， 多峰聚乙烯可以通过包含连续聚合步骤的多阶段反应顺序制备，该连 续聚合步骤在预定的不同反应条件下，在各个串联安排的反应器中进 行，以便获得具有不同分子量的相应聚乙烯组分。这类方法可以在悬 浮介质中进行：在该情况下，单体和摩尔质量调节剂，优选氢首先在 第一反应条件下，在悬浮介质和合适的催化剂优选Ziegler催化剂的存 在下，在第一反应器中聚合，然后转移至第二反应器，并在第二反应 条件下进一步聚合，和如果待制备的聚乙烯是例如三峰，则进一步转 移至第三反应器，并在第三反应条件下进一步聚合，并且第一反应条 件不同于第二和第三反应条件，以获得三种具有不同分子量的聚乙烯 部分。该不同乙烯聚合物部分的分子量差异通常通过重均分子量M_w来评估。

虽然Ziegler催化剂特别适用于本发明的优选应用，但也可能使用 其它的催化剂，例如具有均匀的催化中心的催化剂(或″单一位点″催化 剂)，例如金属茂催化剂。

聚乙烯大规模地用于管，该管要求具有高机械强度、经历蠕变倾 向低和高抗环境应力龟裂强度的材料。同时，为了管的制备，材料必 须能够容易地加工，即使这样的管制备成具有扩大的直径和增加的壁 厚。

具有单峰或单峰分子质量分布，即包含单一具有预定分子量的乙 烯聚合物部分的聚乙烯模塑组合物，在其加工性能方面具有缺点或由 于其抗环境应力龟裂强度或其机械韧性而具有缺点。

相比较，具有双峰分子质量分布的模塑组合物代表将来的技术步 骤。它们可以更容易地加工，并在象单峰组合物一样的相同密度下， 具有好的多的抗环境应力龟裂强度和更高的机械强度。

EP 739 937描述了包含这样的模塑组合物的管，该组合物基于聚 乙烯，具有双峰分子质量分布，可以容易地加工，然而具有良好的机 械特性。然而，在制备具有大于50cm的扩大直径和大于1.5cm的增加 壁厚的管中，所谓的″流挂问题″经常发生于聚合物熔化一样多的情况， 因为当聚合物一挤成管的形状，在它固化之前就在重力的影响下开始 向下流动，如果测定管的总圆周，就发现其导致管壁厚的相当大的差 异。在EP 1 320 570中也更详细地针对流挂问题。

本发明的目的是提供模塑组合物，该组合物基于因为不发生流挂 效应而改善加工性能的聚乙烯，尤其是如果模塑组合物用作扩大直径 和增加壁厚的管的原料时。与此结合，如此产生的管应该具有甚至更 好的抗环境应力龟裂强度和机械强度的特性组合，尤其是在长时间的 范围。

通过具有多峰分子质量分布的聚乙烯模塑组合物意外地达到该 目的，该组合物包含45-55％重量的第一种乙烯均聚物A；20-40％重 量的第二种共聚物B，该共聚物含乙烯与具有4-8个碳原子的另一种 烯烃；和15-30％重量的第三种乙烯共聚物C，其中所有的百分比均基 于所述模塑组合物的总重量计，该模塑组合物基于所述模塑组合物的 总重量计，还包含0.01-0.5％重量的有机聚氧(polyoxy)化合物，该聚氧 化合物具有以下化学通式：

R-[(CH₂)_n-O]_m-H

其中n为1-10的整数，

m为3-500的整数，和

R为氢原子或OH基团或烷基，该烷基具有1-10个碳原子，并可 进一步带有取代基例如-OH、-COOH、-COOR、-OCH₃或-OC₂H₅，

或有机多羟基化合物，该多羟基化合物具有以下化学通式：

RO-CH₂-C-(CH₂-OR)₃