[发明专利]用于管的生产的高密度聚乙烯

说明书

本发明是针对聚乙烯，所述聚乙烯具有在≥940kg/m³且≤960kg/m³范围内的密度、≥1.5g/10min且≤4.0g/10min的在190摄氏度下的熔体流动速率_190/21.6以及≥3且≤12的MWD。所述聚乙烯应用于管的生产。

本发明针对用于管的生产的高密度聚乙烯。

高密度聚乙烯管材料可以通过使用低压聚合方法来生产。例如，性能级别PE 80和PE 100的管材料通常是通过所谓的双峰或多峰方法在级联设备中生产。双峰高密度聚乙烯(HDPE)的生产方法总结在“PE 100Pipe systems[PE 100管系统]”(由编辑；第二版，ISBN 3-8027-2728-2)的第16-20页中。适合的低压方法是搅拌式反应器的浆料级联、环式反应器的浆料级联以及不同方法的组合例如浆料环式气相反应器。还可能使用多峰聚乙烯、优选三峰聚乙烯(如例如在WO2007003530中所述的)作为高密度聚乙烯管材料。

在工业和市政领域中的应用中，由聚乙烯制成的管被用于许多不同介质的输送中，从饮用水至污染的污水以及化学的和物理的混合物以及气体或浆料或其他多相体系。将浆料管道应用于输送，例如粗砂和细砂、煤、粘土、磷酸盐、石灰石和石料以及岩石碎片。

用于这些浆料管的一个重要的技术领域是如例如在WO 2010051419中所述的采矿操作。采矿操作要求输送高度磨蚀的颗粒或含有例如铁矿石、煤以及煤尘的浆料流。通常，金属管(例如碳钢或生铁管)被用于这些高度磨蚀的颗粒的输送。它们可以是昂贵的、易于腐蚀的、沉重的并且由于它们最终被毁坏因而仅提供临时解决方案。已经提出了使用塑料管、管内衬以及管涂层以减少这些缺点。材料选择是关键的，因为许多材料不能承受如此高度磨蚀的矿流并且这些材料很快就被磨损了。例如，高密度聚乙烯管可以用作用于卫生下水道和废水管道的内衬，但是其在高度磨蚀的条件下可能降解从而导致较短的使用寿命。当设计浆料管道时，腐蚀、侵蚀以及磨蚀是必须考虑的问题。WO 2010051419披露了具有连接层的多层聚烯烃管的概念，其中外层优选地包含橡胶、弹性体或离聚物三聚物。此外，WO2010051419披露了针对纤维增强聚烯烃管和聚烯烃内衬的金属管的概念。WO 2010051419总结了现有技术，同时披露了对于改进基于聚烯烃的管的抗磨蚀性的持续需要的潜在解决方案。有关抗磨蚀性的更多信息在“PE 100Pipe systems[PE 100管系统]”(由编辑；第二版，ISBN 3-8027-2728-2)的第29页中披露。

Budinski等人在“Resistance to particle abrasion of selected plastics[选定塑料的耐颗粒磨蚀性]”(Wear 203-204；1997；302-309)中披露了超高分子量聚乙烯和聚氨酯是用于获得抗磨蚀特性的最好的聚合物。这些聚合物不能应用于HDPE管的生产，因为不能将UHMWPE挤出并且当将UHMWPE添加至聚乙烯层中时存在转化过程的问题(凝胶、不良混合和/或粘性增加)。

本发明的目的是提供基于可挤出的HDPE的浆料管，该浆料管具有改进的抗磨蚀性连同其他要求例如高内压失效时间、优异的抗慢速裂纹生长性以及良好的抗快速裂纹扩展性。

用聚乙烯实现了该目的，所述聚乙烯具有单峰分布、在≥939kg/m³且≤960kg/m³范围内的密度(根据ISO 1183A测量)、≥1.5g/10min且≤4.0g/10min的在190摄氏度下的熔体流动速率_190/21.6(根据ISO1133测量)、≥3且≤12的MWD、用在1.0与1.45之间的半宽度描述的分子量分布的形状，并且其中聚乙烯是用齐格勒-纳塔催化剂获得的。

所述密度是根据ISO 1183A测量的。

所述熔体流动速率(MFR)_190/21.6或熔体流动指数(MFI)_190/21.6是根据ISO 1133(190℃；21.6kg)测量的。