[发明专利]乙烯共聚物、其制造方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种乙烯共聚物及其制造方法，以及该乙烯共聚物在 过氧化物交联聚乙烯管制造中的应用。更具体而言，本发明涉及一种 利用特定的负载型非茂金属催化剂制造的乙烯共聚物，以及该乙烯共 聚物的制造方法。另外，本发明还涉及一种利用所述乙烯共聚物制造 过氧化物交联聚乙烯管的方法以及由该方法制造的过氧化物交联聚 乙烯管。本发明制造的过氧化物交联聚乙烯管广泛用于耐热、耐压及 工业流体用管道，如地板用采暖管、太阳能热水器管、工业用管和冷 热水上水管等。

背景技术

过氧化物交联聚乙烯管是通过在乙烯共聚物中添加适量助剂，在 挤出机中将其加热熔融挤出，同时或者在随后的交联步骤中使其发生 化学反应，从而使乙烯共聚物的线型分子交联成三维网状的分子结构 而制得的。过氧化物交联聚乙烯管具有优良的综合性能，如使用温度 范围宽、抗内压强度高、耐化学药品腐蚀性优、耐环境应力开裂性极 佳。由于管的材质中不含有毒成份，内壁张力低，可有效防止水垢的 形成，同时管的内壁光滑，水利学特性优良，兼具有好的弯曲性能， 高的抗蠕变强度，并且重量轻，搬运和维修安装方便，因此被广泛应 用在建筑工程或市政工程中的热水管、地面辐射采暖管、家用热水器 系统配置用管以及石油化工行业流体输送管道等方面。

一般地，用于制造过氧化物交联聚乙烯管的乙烯共聚物原料包括 粉末状和颗粒状两种形式。常规的乙烯共聚物原料为粉末状，其平均 粒径均在300微米以下。如韩国LG化学公司制造的牌号为XL1800 乙烯共聚物原料，其平均粒径为290微米左右，韩国三星道达尔公司 制造的P110PT乙烯共聚物原料的平均粒径仅约为140微米。这类产 品在过氧化物交联聚乙烯管的制造过程中易于出现架桥和流动不畅 等问题，严重影响生产效率，而且由于乙烯共聚物原料平均粒径偏小， 粒径低于75微米的细粉质量含量较高，生产时可能发生粉尘飞扬， 存在着发生粉尘爆炸的危险。但是，通过常规造粒手段得到的乙烯共 聚物粒料，则又存在着粒子尺寸过大，过氧化物难以均匀渗透的问题， 不利于得到高交联度的过氧化物交联聚乙烯管。

专利CN03825881.1公开了一种过氧化物交联聚乙烯管的制造方 法，其使用了通过混合、造粒和干燥步骤而获得的乙烯共聚物粒料。 这种乙烯共聚物粒料满足了管所需的性能要求，但由于成型前的造粒 和干燥过程而增加了成本。

专利CN200580007954.4以通过至少两步聚合步骤合成的多峰型 乙烯共聚物为原料来制造过氧化物交联乙烯共聚物耐压管，其中该原 料具有密度小于0.950g/cm³、剪切稀化指数SHI_5/300低于20、MWD<10 的特征。这种乙烯共聚物原料主要应用于挤塑成型，并在挤塑后的独 立交联步骤中用过氧化物交联，其具有双峰或多峰型分子结构，成型 需要经过挤塑和交联两个步骤，增加了操作工序，提高了管的制造成 本。另外，该专利并未说明是否对乙烯共聚物中的细粉含量问题有何 改善效果。

因此，鉴于颗粒形态和成本等方面的限制，现有的乙烯共聚物还 不能充分满足制造过氧化物交联聚乙烯管的要求。

近年来，基于非茂金属催化剂的催化剂或催化剂体系越来越引人 注目，为制造可以满足过氧化物交联聚乙烯管制造特定要求的乙烯共 聚物提供了一种新的途径。

专利ZL01113057.1、ZL02151294.9、WO03/010207A1、 EP1426385A1、US7253133B2和US2005004331A1公开了一种基于非 茂金属催化剂的烯烃均聚/共聚催化剂或催化剂体系，但其在烯烃聚 合时需要较高的助催化剂用量，才能获得合适的烯烃聚合活性，而且 聚合过程中存在着活性持续时间短、聚合物粘釜、聚合物颗粒形态差 等问题，其聚合物产品不能直接用作过氧化物交联聚乙烯管用原料。

根据本发明人的研究表明，非茂金属配合物只有通过负载化，制 备成负载型非茂金属催化剂，才有可能改善聚合过程中所得到聚合物 的颗粒形态，由此符合过氧化物交联聚乙烯管制造的要求。