[发明专利]新型共聚物

说明书

本发明涉及乙烯和α-烯烃的新型共聚物和尤其涉及适合用作提高耐热性的聚乙烯(PE-RT)的共聚物，它用于热水管道系统和类似产品中。

过去聚乙烯材料进行交联以达到所希望的高温要求，尤其用于热水管应用中的长期强度。

单模态（monomodal）聚乙烯如密度在930-942 kg/m³范围内的中密度聚乙烯(MDPE)和密度在945-965 kg/m³范围内的高密度聚乙烯(HDPE)已经用于在约0℃-约50℃的温度范围内的应用中。

高密度聚乙烯(HDPE)尤其已知在升高的温度下具有良好的机械强度并且已经用于需要良好高温性能的封装应用中。然而，在更高的温度下未交联HDPE材料的长期静水压强度特性常常不适合于诸如热水管之类的应用。

这些PE-RT型材料已经多年成功地用于家用和工业热水管道系统以及作为地板下供热和散热器连接管的一部分。新近，容易加工和出色的材料性质使得此类材料可用于较大直径的工业应用中，在这些应用中常见的聚乙烯材料由于高温限制而不能使用。

对于此类应用，聚合物的所需工业属性是在高温下的优异抗蠕变性，在氯化水环境中的良好热稳定性，良好可加工性和高挠性。

新近，具有多模态（multimodal）分子量分布的聚合物已经成功地用于热水管应用中。具有多模态分子量分布(MWD)例如双模态分子量分布的聚乙烯组合物能够提供与现有技术的单模态聚乙烯相比的优点。例如双模态聚乙烯可兼顾由高分子量聚乙烯获得的良好的机械性能与低分子量聚乙烯的良好可加工性。

聚合物的过氧化物交联也发现在高温下聚合物的抗蠕变性上显示一些改进。

用于管应用中的现有技术多模态聚乙烯已描述在WO 97/29152，WO 00/01765，WO 00/18814，WO 01/92480和WO 01/25328中。尤其EP 1425344描述密度在约925-约950 kg/m³和熔体指数在约0.1-约5 g/10min范围内的多模态聚乙烯，它可用于耐久应用如管材中并且在更高的温度下显示出优异的应力特性。EP 1448702描述了包括密度在921-950 kg/m³范围内的多模态聚乙烯的热流体用管材。

WO 05/056657描述了具有>925 kg/m³的密度的稳定化多模态聚乙烯材料，它特别可用于管材应用中。

新近WO 08/064810描述了以在一系列反应器中生产的具有双峰型分子量分布的聚乙烯组合物为基础的再次具有改进的耐高温性的管材。

我们的较早申请WO 06/120418描述了适合于滚塑应用的具有> 930 kg/m³的密度和> 4 g/10min的熔体指数的利用金属茂催化剂所制备的共聚物。

我们现在吃惊地发现，具有较高密度但较低熔体指数的金属茂衍生共聚物适合用于PE-RT应用中，尤其可用于热水管应用中和重要地可以同时用于单层和多层应用。此类共聚物已经发现显示出了以前对于多模态聚合物所观察到的由高分子量聚乙烯获得的有益机械性能与低分子量聚乙烯的良好可加工性的平衡。另外，在没有聚乙烯材料的任何交联的情况下，获得了优异的长期流体静力强度（hydrostatic strength）。

因此根据本发明的第一方面，提供乙烯和α-烯烃的共聚物，该共聚物体现特征于具有

(a) 在930-960 kg/m³范围的密度(D)

(b) 在0.1-3.5 g/10min范围的熔体指数(MI₂)，

(c) 在40-150 Pa范围的熔体弹性模量G’(G’’= 500 Pa)，和

(d) 在1.5-5.5范围的复数动态剪切粘度（complex dynamic shear viscosities）的比率η*(0.1)/η*(100)。

本发明的共聚物典型地具有在3.5-10范围的分子量分布(Mw/Mn)。

本发明的新型共聚物具有在高温下抗蠕变性与由下面方程式表征的产品挠性的平衡，

ε (100 h) ≤-0.0919 D + 89.5       (e)

ε (500 h) ≤-0.124 D + 119.75         (f)