[发明专利]用于交联管的聚合物组合物

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物组合物在生产交联管中的应用、制备交联管 的方法，以及涉及交联管。

背景技术

众所周知，聚合物如聚烯烃的交联，能在很大程度上有助于改 善聚合物的耐热性、抗变形性、蠕变性能、机械强度、耐化学性和 耐磨性。因此，交联聚合物被广泛的用于不同的后端应用(end  applications)，如在管件应用领域。在聚合物的交联反应中，主要形 成互聚物交联(桥)。交联会受自由基反应的影响，即采用辐照或自 由基生成剂如过氧化物进行的自由基反应，这两种自由基形成方法均 充分记载于文献中。一种替代性交联技术为，如专利 WO2002096962中描述的被称为硅烷交联的技术，其中硅烷基通过 共聚作用或接枝引入到聚合物中，该交联受第一水解硅烷基(first  hydrolysing silane groups)的影响，然后硅烷基在交联催化剂存在下进 行交联。

乙烯聚合物是一种通常用于交联的聚合物。已知乙烯聚合物的 某些特性，包括影响交联效率的特性，即影响聚合率和聚合度，其 可根据聚合过程的类型而改变，如高压聚合或低压聚合过程、工艺 条件以及尤其在低压聚合情况下在该过程中所使用的催化剂。例 如，聚乙烯通常具有特征分子量分布(MWD＝Mw/Mn)、共聚用单体 分布、所谓的长链支化(LCB)和/或取决于在聚合中所使用的催化剂 类型的不饱和度，如Ziegler Natta(齐格勒-纳塔)、Cr或单位点催化 剂。在这些不同的特性中，MWD与不饱和度可影响交联效率。

已知乙烯聚合物中存在的不饱和度，如-CH＝CH-或乙烯基即 CH₂＝CH-部分的两个碳原子之间的双键(本申请中被称为碳-碳双键) 的量，有助于乙烯聚合物的交联效率，尤其是自由基反应的交联。

通常，使用Ziegler Natta催化剂聚合的乙烯聚合物具有低不饱和 度(典型地小于0.18乙烯基/1000C)。此外，基于乙烯聚合物的典型 Ziegler Natta缺乏可测定的LCB。因此用Ziegler Natta催化剂生产的 乙烯聚合物还没有用于交联管。

同样，用常规的单位点催化剂生产的乙烯聚合物典型地具有低 不饱和度，此外，通常牺牲了聚合物的加工过程而具有窄MWD。具 体的单位点催化剂也是现有技术中已知的，其生产具有乙烯基以及 具有长链支化(LCB)的乙烯聚合物。如巴塞尔(Basell)的 WO2005103100描述了一种单位点催化剂，其提供大于0.5乙烯基 /1000碳原子的乙烯聚合物，以及可被进一步修饰，如交联。另一种 具体的单位点催化剂，即所谓的限定几何构型催化剂(CGC)，聚合 含有LCB并可被交联的聚乙烯，见如陶氏(Dow)的WO9726297和 EP885255。

由于Cr催化剂向生成的聚乙烯提供相对较高的不饱和度(通常 大于0.5乙烯基/1000C)，因此，用Cr催化剂生产的乙烯聚合物(本申 请中称为Cr聚乙烯)通常用于交联管并可进行工业化生产。

目前Cr聚乙烯具有MWD较宽的缺点。结果，常规的Cr聚乙烯 含有相当多的低分子量(Mw)部分，降低了聚合物的机械性能，如强 度，还由于极低的分子量链不能提供有效的交联，从而降低了交联 效率。低Mw部分还可向Cr聚乙烯产物提供不均匀性，对聚合物的 加工性以及最终产物的质量产生了不利的影响。此外，低Mw部分 在其加工过程中会引起烟(smoke)和烟尘(fume)问题以及最终产物的 口味和气味(T&O)问题。Cr聚乙烯通常以单峰加工(unimodal process) 的方式进行生产，常常限制了Mw的调整(tailoring)和MWD。

在高压加工中生产的低密度聚乙烯(本申请中称为LDPE)是高度 支化的，并也具有有益的用于交联的不饱和性。因此，LDPE已经在 需要“更软”的低密度聚乙烯的领域用于交联管中。

另一种已知增加不饱和性与交联效率的方法为将乙烯与多不饱 和共聚单体如二烯烃一起聚合，和/或加入交联促进剂。然而，这两 种方法均增加了复杂性和交联管的生产加工成本。

在聚合物领域，一直需要发现适合应用于可交联聚合物的替代 性聚合物技术方案，并且，特别地，其中交联管必须满足高要求以 及严格的管理条例。

发明目的