[发明专利]聚合物组合物以及制备聚合物组合物的方法

说明书

本发明公开了包含基础树脂的聚合物组合物。基础树脂包括第一高分子量组分、低分子量组分和第二高分子量组分。第二高分子量组分的重均分子量不同于第一高分子量组分。第一高分子量组分的重均分子量与数均分子量的比率大于5。第一高分子量组分的密度为930kg/m³以下，并且特性粘度为15dl/g以下。基础树脂的熔体流动速率MFR₅为0.40g/10min以下，并且组合物在747Pa的剪切应力下的粘度(eta747)大于700kPas。本发明还公开了制备聚合物组合物的方法。

技术领域

本公开总体上涉及一种聚合物组合物和一种制备聚合物组合物的方法。特别地，本公开涉及一种多峰乙烯组合物，包含至少三种聚合物组分，它们是：第一高分子量聚乙烯组分；低分子量聚乙烯组分，其重均分子量低于第一高分子量聚乙烯组分的重均分子量；以及第二高分子量聚乙烯组分，其重均分子量高于低分子量聚乙烯组分的重均分子量，但第二高分子量组分的重均分子量不同于第一高分子量组分的重均分子量。本公开还涉及一种由该聚合物组合物制成的制品(例如管材或管件)，以及该聚合物组合物在制备制品中的应用。

背景技术

高分子量(HMW)组分为组合物提供了改善的机械性能。高分子量组分的密度可低于940kg/m³。当增加组分的分子量时，可以改善组合物的机械性能。相反，低分子量(LMW)组分提供了良好的加工性。低分子量组分的密度通常大于940kg/m³。一起使用高分子量组分和低分子量组分可能会导致均匀性的损失，因为高分子量组分和低分子量组分之间的粘度比增加。均匀性的损失可能不利于制品的机械性能。

众所周知，将超高分子量(UHMW)组分添加到低分子量组分与高分子量组分的组合物中，来进一步改善机械性能。通常，超高分子量聚乙烯的分子量大于300万。超高分子量聚乙烯的密度可小于935kg/m³。然而，超高分子量组分使得存在严重的相容性问题。例如，Ogunniyi等人(应用高分子科学杂志，2005，97，413-425)和Vadhar等人(应用高分子科学杂志，1986，32，5575-5584)都报道了当将超高分子量聚乙烯加入到其它聚乙烯中时，需要在间歇式混合器中长时间混合约15分钟量级。

将UHMW聚乙烯引入聚乙烯组合物中作为共聚物也是已知的，并且在例如WO 2007/042216、WO 96/18677和WO 2006/092378中有报道。

通过挤出将UHMW聚乙烯包含在HDPE中也已被研究，并且Huang和Brown使用共旋转双螺杆挤出机进行了实施(Polymer，1992，33，2989-2997)。然而，尽管发现UHMW聚乙烯颗粒在基质中结合良好，并且这有助于减缓裂纹扩展速率，但在SEM下分析时，发现UHMW聚乙烯保留在大的单独区域中而没有“熔化”至HDPE基质中的迹象。由于这些原因，UHMW聚乙烯的量被限制在低负载量。

在WO 94/28064中，报道了包含UHMW组分和单峰HDPE组分的聚乙烯组合物。

多峰聚合物可用于制造具有各种特性(取决于如应用和环境)的制品。制品可以是例如薄膜、纤维、电缆护套、管材或管件。由聚合物组合物制成的管材具有许多用途，例如输送液体或气体。通常，管材必须能够承受压力，因为液体或气体通常是被加压的。目前，包含聚乙烯的聚合物组合物经常用于制造管材。这种聚合物组合物可包含例如两种或更多种具有不同重均分子量的聚乙烯级分，这种聚合物组合物通常称为多峰的并且具有良好的化学和物理性质。聚乙烯级分可含有乙烯均聚物或乙烯共聚物。共聚单体的含量以及共聚单体的类型可以变化，共聚单体通常是α-烯烃共聚单体。每种级分的组成以及级分之间的相对比例对多峰组合物的性质具有显著影响。此外，聚合条件，例如反应器类型、反应物浓度和聚合催化剂的类型对级分的性质具有显著影响。