專利名稱：工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及由丙烯均聚物構(gòu)成的具有用于高使用溫度的改進(jìn)的剛度和沖擊強(qiáng)度的工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)，包括單或多層管，配件，閥，腔和容器，以及一種用于生產(chǎn)它們的方法。
本發(fā)明的背景來自丙烯聚合物的管，注塑部件和吹塑部件是已知的(Moore，P.，Polypropylene Handbook，Hanser Publishers Munich 1996，pp.303-348)。來自普通丙烯聚合物的丙烯聚合物模塑品的缺點(diǎn)是模塑品在工業(yè)應(yīng)用時(shí)不足的沖擊性能。
用于提高沖擊性能的已知方法是使用包含丙烯聚合物和丁烯聚合物的共混物用于生產(chǎn)管(EP 0 972 801)，使用包含丙烯聚合物和氫化丁二烯-異戊二烯嵌段共聚物的共混物用于生產(chǎn)吹塑容器(JP 09,227,707)或使用包含丙烯聚合物和熱塑性彈性體如苯乙烯-乙烯-丁烯-嵌段共聚物或丙烯-乙烯-二烯三元聚合物的共混物用于生產(chǎn)注塑部件(DE 199 27 477)。這些模塑制品具有良好的沖擊性能，但缺點(diǎn)是制品的剛度下降。
本發(fā)明的目的本發(fā)明的目的是提供一種由丙烯聚合物制成的具有改進(jìn)的剛度和沖擊強(qiáng)度，用于高使用溫度的工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)，包括管，配件，閥和容器。
本發(fā)明的簡(jiǎn)要描述根據(jù)本發(fā)明，該目的通過一種具有改進(jìn)的剛度和沖擊強(qiáng)度用于高使用溫度的工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)，它包括單層或多層管，配件，閥和容器，基本上由在230℃/2.16kg下的熔體指數(shù)為0.05-40g/10min的丙烯均聚物組成，其中丙烯均聚物是β-成核化的并具有IRτ≥0.98，其拉伸模量≥1500MPa，在+23℃下使用切口試驗(yàn)試樣的Charpy沖擊強(qiáng)度≥30kJ/m2，Vicat B溫度＞90℃，熱變形溫度＞100℃。
本發(fā)明的詳細(xì)描述。
β-成核化丙烯聚合物是由31螺旋構(gòu)象的鏈組成的全同立構(gòu)丙烯聚合物，所述螺旋構(gòu)象具有由平行堆疊層的徑向陣列組成的β-形式球粒的內(nèi)微觀結(jié)構(gòu)。該微結(jié)構(gòu)可通過加入β-成核劑至熔體中并結(jié)晶而實(shí)現(xiàn)。β-形式的存在可通過使用大角度X-射線衍射(Moore，J.，Polypropylene Handbook，p.134-135，Hanser Publishers Munich1996)而檢測(cè)。
測(cè)定和計(jì)算丙烯聚合物的IRτ，如描述于EP 0 277 514 A2在頁數(shù)5(欄7，行53-欄8，行11)。
根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方案，β-成核化丙烯均聚物具有IRτ≥0.985。IRτ是對(duì)異立構(gòu)規(guī)整度的一種度量，在IRτ上0.005的差異包括在機(jī)械聚合物性能，尤其在剛度上的顯著增加。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案，用于生產(chǎn)工業(yè)管道系統(tǒng)的β-成核化丙烯聚合物具有熔體指數(shù)0.05-15g/10min(在230℃/2.16kg下)，更優(yōu)選0.1-8g/10min(在230℃/2.16kg下)，最優(yōu)選0.2-5g/10min(在230℃/2.16kg下)。
為了通過擠塑進(jìn)行單層或多層管制造，熔體指數(shù)為0.05-40g/10min(在230℃/2.16kg下)，優(yōu)選0.05-15g/min(在230℃/2.16kg下)的丙烯均聚物是尤其合適的。為了通過注塑生產(chǎn)配件和閥，具有熔體指數(shù)0.05-40g/10min(在230℃/2.16kg下)的丙烯均聚物是尤其合適的。為了通過吹塑進(jìn)行容器制造，具有熔體指數(shù)0.05-20g/10min(在230℃/2.16kg下)的丙烯均聚物是尤其合適的。
用于生產(chǎn)工業(yè)管道系統(tǒng)的丙烯均聚物具有Charpy沖擊強(qiáng)度≥30kJ/m2，優(yōu)選＞50kJ/m2，最優(yōu)選≥70kJ/m2(在+23℃下)。
根據(jù)本發(fā)明有利的特點(diǎn)，工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)的具有IRτ＞0.98的β-成核化丙烯聚合物是通過使用Ziegler-Natta催化劑體系的聚合反應(yīng)而得到的丙烯聚合物，所述催化劑體系包括含鈦的固體組分，有機(jī)鋁，鎂或鈦化合物作為催化劑和下式外給體RxR′ySi(MeO)4-x-y，其中R和R’是相同的或不同的，并且是支化或環(huán)脂族或芳族烴殘基，且y和x相互獨(dú)立地是0或1，前提是x+y是1或2。
在生產(chǎn)用于工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)的丙烯聚合物的Ziegler-Natta催化劑體系中的優(yōu)選外給體是二環(huán)戊基二甲氧基硅烷。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案，工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)的β-成核化丙烯聚合物包含0.01-2.0wt％的下列物質(zhì)作為β-成核劑，基于所用的聚丙烯計(jì)-來自C5-C8-環(huán)烷基單胺或C6-C12-芳族單胺和C5-C8-脂族、C5-C8-環(huán)脂族或C6-C12-芳族二羧酸的二羧酸衍生物型二酰胺化合物，和/或-來自C5-C8-環(huán)烷基單羧酸或C6-C12-芳族單羧酸和C5-C8-環(huán)脂族或C6-C12-芳族二胺的二胺衍生物型二酰胺化合物，和/或-來自C5-C8-烷基-、C5-C8-環(huán)烷基-或C6-C12-芳基氨基酸，C5-C8-烷基-、C5-C8-環(huán)烷基-或C6-C12-芳族單酰氯和C5-C8-烷基-、C5-C8-環(huán)烷基-或C6-C12-芳族單胺的酰胺化反應(yīng)的氨基酸衍生物型二酰胺化合物。
任選地包含在工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)的β-成核化丙烯聚合物中的來自C5-C8-環(huán)烷基單胺或C6-C12-芳族單胺和C5-C8-脂族、C5-C8-環(huán)脂族或C6-C12-芳族二羧酸的二羧酸衍生物型二酰胺化合物的例子是-N，N′-二-C5-C8-環(huán)烷基-2，6-萘二甲酰胺化合物如N，N′-二環(huán)己基-2，6-萘二甲酰胺和N，N′-二環(huán)辛基-2，6-萘二甲酰胺，-N，N′-二-C5-C8-環(huán)烷基-4，4-聯(lián)苯二甲酰胺化合物如N，N′-二環(huán)己基-4，4-聯(lián)苯二甲酰胺和N，N′-二環(huán)戊基-4，4-聯(lián)苯二甲酰胺，-N，N′-二-C5-C8-環(huán)烷基-對(duì)苯二甲酰胺化合物如N，N′-二環(huán)己基對(duì)苯二甲酰胺和N，N′-二環(huán)戊基對(duì)苯二甲酰胺，-N，N′-二-C5-C8-環(huán)烷基-1，4-環(huán)己烷二甲酰胺化合物如N，N′-二環(huán)己基-1，4-環(huán)己烷二甲酰胺和N，N′-二環(huán)己基-1，4-環(huán)戊烷二甲酰胺。
任選地包含在工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)中的來自C5-C8-環(huán)烷基單羧酸或C6-C12-芳族單羧酸和C5-C8-環(huán)脂族或C6-C12-芳族二胺的二胺衍生物型二酰胺化合物的例子是-N，N′-C6-C12-亞芳基-二-苯甲酰胺化合物如N，N′-對(duì)-亞苯基-二-苯甲酰胺和N，N′-1，5-萘-二-苯甲酰胺，-N，N′-C5-C8-環(huán)烷基-二-苯甲酰胺化合物如
N，N′-1，4-環(huán)戊烷-二-苯甲酰胺和N，N′-1，4-環(huán)己烷-二-苯甲酰胺，-N，N′-對(duì)-C6-C12-亞芳基-二-C5-C8-環(huán)烷基甲酰胺化合物如N，N′-1，5-萘-二-環(huán)己烷甲酰胺和N，N′-1，4-亞苯基-二-環(huán)己烷甲酰胺，-N，N′-C5-C8-環(huán)烷基-二-環(huán)己烷甲酰胺化合物如N，N′-1，4-環(huán)戊烷-二-環(huán)己烷甲酰胺和N，N′-1，4-環(huán)己烷-二-環(huán)己烷甲酰胺。
任選地包含在工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)的β-成核化丙烯聚合物中的氨基酸衍生物型二酰胺化合物的例子是N-苯基-5-(N-苯甲?；被?戊烷酰胺和/或N-環(huán)己基-4-(N-環(huán)己基羰基氨基)苯甲酰胺。
根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步有利的實(shí)施方案，工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)的β-成核化丙烯聚合物包含0.0001-2.0wt％的基于所用的聚丙烯計(jì)的喹吖啶酮型化合物，優(yōu)選喹吖啶酮，二甲基喹吖啶酮和/或二甲氧基喹吖啶酮；喹吖啶酮醌型化合物，優(yōu)選喹吖啶酮醌，例如公開于EP-B 0 177 961的5，12-二氫(2，3b)吖啶-7，14-二酮與喹(2，3b)吖啶-6，7，13，14-(5H，12H)-四酮的混合晶體和/或二甲氧基喹吖啶酮醌；和/或二氫喹吖啶酮型化合物，優(yōu)選二氫喹吖啶酮，二甲氧基二氫喹吖啶酮和/或二苯并二氫喹吖啶酮作為β-成核劑。
根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步有利的實(shí)施方案，工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)的β-成核化丙烯聚合物包含0.01-2.0wt％的基于所用的聚丙烯計(jì)的的周期表IIa族的金屬的二羧酸鹽，優(yōu)選庚二酸鈣鹽和/或辛二酸鈣鹽；和/或二羧酸與周期表IIa族的金屬的鹽的混合物作為β-成核劑。
根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步有利的實(shí)施方案，工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)的β-成核化丙烯聚合物包含0.01-2.0wt％的基于所用的聚丙烯計(jì)的周期表IIa族的金屬和下式的亞氨基酸的鹽 其中x＝1-4；R＝H，-COOH，C1-C12-烷基，C5-C8-環(huán)烷基或C6-C12-芳基，Y＝C1-C12-烷基，C5-C8-環(huán)烷基或C6-C12-芳基取代的二價(jià)C6-C12-芳族殘基，優(yōu)選鄰苯二甲酰甘氨酸、六氫鄰苯二甲酰甘氨酸、N-鄰苯二甲酰丙氨酸和/或N-4-甲基鄰苯二甲酰甘氨酸的鈣鹽作為β-成核劑。
優(yōu)選工業(yè)管道系統(tǒng)的β-成核化丙烯聚合物是通過丙烯均聚物與基于所用聚丙烯的0.0001-2.0％重量β-成核劑在溫度175-250℃下熔體混合而制成的丙烯聚合物。
用于本發(fā)明工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)制品的丙烯聚合物可包含常規(guī)的輔助材料，例如0.01-2.5wt％穩(wěn)定劑和/或0.01-1wt％加工助劑和/或0.1-1wt％抗靜電劑和/或0.2-3wt％顏料，在每種情況下基于所用的丙烯聚合物計(jì)。
作為穩(wěn)定劑，優(yōu)選0.01-0.6wt％酚類抗氧化劑、0.01-0.6wt％3-芳基苯并呋喃酮、0.01-0.6wt％基于亞磷酸酯的加工穩(wěn)定劑、0.01-0.6wt％基于二硫化物和硫醚的高溫穩(wěn)定劑和/或0.01-0.8wt％空間位阻胺(HALS)的混合物是合適的。
本發(fā)明的另一主題是一種用于生產(chǎn)具有改進(jìn)的剛度和沖擊強(qiáng)度用于高使用溫度的工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)的方法，包括通過在熔體溫度195-250℃下擠塑具有熔體指數(shù)0.05-40g/10min(在230℃/2.16kg下)的丙烯均聚物而進(jìn)行的單層或多層管制造，通過在熔體溫度220-290℃下注塑具有熔體指數(shù)0.05-40g/10min(在230℃/2.16kg下)的丙烯均聚物而進(jìn)行的配件和閥制造，和通過在熔體溫度185-230℃下吹塑具有熔體指數(shù)0.05-20g/10min(在230℃/2.16kg下)的丙烯均聚物而進(jìn)行的容器制造，特征在于所用的丙烯均聚物是具有IRτ≥0.98，具有拉伸模量≥1500MPa，在+23℃下使用切口試驗(yàn)試樣的Charpy沖擊強(qiáng)度＞30kJ/m2，Vicat B溫度＞90℃和熱變形溫度＞100℃的β-成核化丙烯均聚物。
在本發(fā)明生產(chǎn)工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)制品時(shí)，用于生產(chǎn)聚烯烴管的擠出機(jī)可以是具有L/D 20-40的單螺桿擠出機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)或勻化擠出機(jī)(單螺桿或雙螺桿)的擠出機(jī)級(jí)聯(lián)。任選地，熔體泵和/或靜態(tài)混合器可另外在擠出機(jī)和環(huán)模頭之間使用。具有直徑約16-2000mm和甚至更高的環(huán)形模頭是可能的。用于排出熔體的有利的模頭溫度是180-240℃。在離開環(huán)形模頭之后，管在校準(zhǔn)套管上取出和冷卻。
優(yōu)選地，為了生產(chǎn)本發(fā)明工藝的注塑部件以用于生產(chǎn)工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)，使用具有注射區(qū)、具有螺桿長(zhǎng)度為18-24D的三區(qū)螺桿的注塑機(jī)。用于熔體的優(yōu)選的本體溫度是240-270℃，用于注射模具的溫度是20-50℃。
適用于生產(chǎn)工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)的吹塑制品的方法是擠塑吹塑，擠塑拉伸吹塑，注射吹塑和注射拉伸吹塑。聚烯烴混合物通過作為管狀型坯的環(huán)狀模頭擠出，通過吹入隔開的吹塑模中而被模塑成中空體，保持在溫度10-55℃下并任選地通過拉伸模具而進(jìn)行另外的縱向拉伸和通過吹制空氣進(jìn)行進(jìn)一步徑向拉伸。在第二變型中，混合物被注入注射模具，加熱至20-130℃以得到型坯，并在被取出和任選地優(yōu)選在調(diào)控模具中將該型坯單獨(dú)加熱至溫度80-160℃、尤其通過吹制進(jìn)行第一預(yù)模塑之后，轉(zhuǎn)移至吹模，并通過吹塑而成中空體，任選地優(yōu)選通過拉伸模具另外進(jìn)行縱向拉伸。
工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)的優(yōu)選應(yīng)用是化工廠構(gòu)造，包括用于運(yùn)輸液體的具有改進(jìn)的剛度、沖擊強(qiáng)度和高使用溫度的單層或多層管，配件，閥，腔和容器。
本發(fā)明工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)部件的特殊益處是取決于使用溫度、傳輸?shù)幕瘜W(xué)物質(zhì)和安全方面的要求的專用部件。
實(shí)施例以下試驗(yàn)使用根據(jù)ISO 1873制成的注塑試驗(yàn)試樣進(jìn)行拉伸模量根據(jù)ISO 527(十字頭速度1mm/min)，在+23℃下進(jìn)行使用切口試件的Charpy沖擊強(qiáng)度根據(jù)ISO 179/1eA在+23℃下進(jìn)行Vicat B溫度根據(jù)ISO 306進(jìn)行熱變形溫度根據(jù)ISO 75方法B進(jìn)行實(shí)施例11.1β-成核化丙烯聚合物的制備將以下物質(zhì)的混合物在具有溫度分布100/145/190/215/225/230/230/215/205/190℃的雙螺桿擠出機(jī)中熔化，勻化，出料和造粒94wt％通過本體聚合反應(yīng)使用具有二環(huán)戊基二甲氧基硅烷作為外給體的Ziegler-Natta催化劑體系而得到的，具有IRτ為0.985，和在230℃/2.16kg下的熔體指數(shù)為0.2g/10min的丙烯均聚物，6wt％的母料，包含98.8重量份具有乙烯含量為8.3wt％，丙烯均聚物嵌段的IRτ為0.985，和在230℃/2.16kg下的熔體指數(shù)為0.30g/10min的丙烯嵌段共聚物，和0.2重量份的5，12-二氫(2，3b)吖啶-7，14-二酮與喹(2，3b)吖啶-6，7，13，14-(5H，12H)-四酮的混合晶體，以及基于所用丙烯聚合物的總和的0.05wt％硬脂酸鈣，0.1wt％四[亞甲基(3，5-二-叔丁基羥基氫肉桂酸酯)]甲烷和0.1wt％亞磷酸三-(2，4-二-叔丁基-苯基)酯。
所得聚丙烯聚合物具有熔體指數(shù)0.22g/10min(在230℃/2.16kg下)，拉伸模量1600MPa和使用切口試件的Charpy沖擊強(qiáng)度(在+23℃下)100kJ/m2。
1.2用于工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)的聚烯烴管的制造為了生產(chǎn)用于工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)的丙烯聚合物管，將1.1的β-成核化丙烯聚合物引入單螺桿擠出機(jī)(L/D＝30，D＝70mm，溫度分布200/210/220/220/220/220/200℃，40rpm)中，熔化，擠出通過一個(gè)具有直徑110mm的環(huán)形模頭，在真空校準(zhǔn)套管上取成直徑110mm和壁厚度10mm的管，然后在6m水浴中在20℃下冷卻，其中取出速度是0.5m/min。
磨制試驗(yàn)片具有Vicat B溫度92℃和熱變形溫度110℃。
實(shí)施例22.1β-成核化丙烯聚合物的制備將以下物質(zhì)的混合物在具有溫度分布100/145/190/215/225/230/230/215/205/190℃的雙螺桿擠出機(jī)中熔化，勻化，出料和造粒94wt％通過本體聚合反應(yīng)使用具有二環(huán)戊基二甲氧基硅烷作為外給體的Ziegler-Natta催化劑體系而得到的，具有IRτ為0.985，和在230℃/2.16kg下的熔體指數(shù)為8.0g/10min的丙烯均聚物，6wt％的母料，包含98.8重量份具有IRτ為0.987，在230℃/2.16kg下的熔體指數(shù)為8.0g/10min的丙烯均聚物，和0.2重量份的5，12-二氫(2，3b)吖啶-7，14-二酮與喹(2，3b)吖啶-6，7，13，14-(5H，12H)-四酮的混合晶體，以及基于所用丙烯聚合物的總和的0.05wt％硬脂酸鈣，0.1wt％四[亞甲基(3，5-二-叔丁基羥基氫肉桂酸酯)]甲烷和0.1wt％亞磷酸三-(2，4-二-叔丁基-苯基)酯。
所得聚丙烯聚合物具有熔體指數(shù)8.2g/10min(在230℃/2.16kg下)，拉伸模量1800MPa和Charpy切口沖擊強(qiáng)度(在+23℃下)88kJ/m2。
2.2用于工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)的注塑聚烯烴管配件的制造描述于2.1的β-成核化丙烯聚合物在具有螺桿長(zhǎng)度為22D的三區(qū)螺桿的注塑機(jī)中，在本體溫度220℃和模具溫度50℃下處理成具有直徑60mm，壁厚度4mm和長(zhǎng)度92mm的管配件。
磨制試驗(yàn)片具有Vicat B溫度91℃和熱變形溫度102℃。
實(shí)施例33.1β-成核化丙烯聚合物的制備以下物質(zhì)的混合物在具有溫度分布100/145/185/210/220/225/225/200/185℃的雙螺桿擠出機(jī)中熔化，勻化，出料和造粒75wt％的通過本體聚合反應(yīng)使用具有二環(huán)戊基二甲氧基硅烷作為外給體的Ziegler-Natta催化劑體系而得到的，具有IRτ為0.985和在230℃/2.16kg下的熔體指數(shù)為2.8g/10min的丙烯均聚物，25wt％的母料，包含99.5重量份的通過本體聚合反應(yīng)使用具有二環(huán)戊基二甲氧基硅烷作為外給體的Ziegler-Natta催化劑體系而得到，具有IRτ為0.987，和在230℃/2.16kg下的熔體指數(shù)為13g/10min的丙烯均聚物，和0.5重量份六氫鄰苯二甲酰甘氨酸鈣鹽，以及基于所用丙烯共聚物的總和的0.1wt％硬脂酸鈣，0.1wt％四[亞甲基(3，5-二-叔丁基羥基氫肉桂酸酯)]甲烷和0.1wt％亞磷酸三-(2，4-二-叔丁基苯基)酯。
所得丙烯聚合物具有熔體指數(shù)3.8g/10min(在230℃/2.16kg下)，拉伸模量1700MPa和Charpy沖擊強(qiáng)度(使用缺口試驗(yàn)試樣，在+23℃下)50kJ/m2。
3.2用于工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)的具有長(zhǎng)方形基底的試驗(yàn)容器的制造注射拉伸吹制設(shè)備包括具有三區(qū)螺桿的塑化單元，具有四重注射模具的轉(zhuǎn)臺(tái)，具有三個(gè)加熱區(qū)的調(diào)控模具，具有拉伸模和射出設(shè)備的吹模，將3.1的成核化丙烯聚合物在塑化單元中在溫度分布100/150/200/225/215℃下熔化并注入已受熱至110℃的四重注射模具中。將重30g和具有壁厚度4.6-5.5mm和高度96mm的型坯通過轉(zhuǎn)臺(tái)的套管從注射模具中取出并通過轉(zhuǎn)臺(tái)的90度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而進(jìn)入電加熱調(diào)控模具中，其加熱區(qū)被調(diào)節(jié)至溫度131℃(容器型坯的底部)，134℃(容器型坯的中心部分)和131℃(容器型坯的上部)。在調(diào)控85秒之后，通過壓縮空氣進(jìn)行預(yù)吹塑，隨后取出吹塑預(yù)型件和利用轉(zhuǎn)臺(tái)的套管通過轉(zhuǎn)臺(tái)的90度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而轉(zhuǎn)移至吹模中，其中吹塑預(yù)型件起始通過拉伸模進(jìn)行經(jīng)受縱向拉伸和隨后通過壓縮空氣在壓力20巴下進(jìn)行模塑。吹模中的預(yù)型件的縱向拉伸是2.8∶1和預(yù)型件的徑向拉伸是2.0∶1。在8.0秒之后，將具有長(zhǎng)方形基底的吹塑控制容器從開口吹模中取出，通過轉(zhuǎn)臺(tái)的90度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而供給至排出器并排出。
為了確定Vicat B溫度，試驗(yàn)片在切開容器殼之后研磨。Vicat試驗(yàn)得到Vicat B溫度為93℃。測(cè)得熱變形溫度為104℃。
實(shí)施例44.1β-成核化丙烯聚合物的制備將以下物質(zhì)的混合物在具有溫度分布100/145/190/215/225/225/225/205/190℃的雙螺桿擠出機(jī)中熔化，勻化，出料和造粒95wt％通過本體聚合反應(yīng)使用具有二環(huán)戊基二甲氧基硅烷作為外給體的Ziegler Natta催化劑體系而得到的，具有IRτ為0.986和在230℃/2.16kg下的熔體指數(shù)為0.2g/10min的丙烯均聚物，5wt％母料，包含97.5重量份具有IRτ為0.987和在230℃/2.16kg下的熔體指數(shù)為4.2g/10min的丙烯均聚物，和2.5重量份N，N′-二環(huán)己基-2，6-萘二甲酰胺，和基于所用丙烯聚合物的總和的0.05wt％硬脂酸鈣，0.1wt％四[亞甲基(3，5-二-叔丁基羥基氫肉桂酸酯)]甲烷和0.1wt％亞磷酸三-(2，4-二-叔丁基苯基)酯。
所得聚丙烯聚合物具有在230℃/2.16kg下的熔體指數(shù)0.28g/10min，拉伸模量1750MPa和Charpy沖擊強(qiáng)度(使用切口試驗(yàn)試樣)90kJ/m2。
4.2用于工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)的聚烯烴管的制造為了生產(chǎn)用于工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)的丙烯聚合物管，將4.1的β-成核化丙烯聚合物加入單螺桿擠出機(jī)(L/D＝30，D＝70mm，溫度分布200/210/220/220/220/220/200℃，40rpm)，熔化，通過具有直徑110mm的環(huán)形模頭擠出，在真空校準(zhǔn)套管取成具有直徑110mm和壁厚度10mm的管，和在6m水浴中在20℃下冷卻，其中取出速度是0.5m/min。
Vicat B溫度是95℃，熱變形溫度是114℃。
權(quán)利要求
1.具有改進(jìn)的剛度和沖擊強(qiáng)度用于高使用溫度的工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)，包括單層或多層管、配件、閥、腔和容器，基本上由在230℃/2.16kg下的熔體指數(shù)為0.05-40g/10min的丙烯均聚物組成，其中丙烯均聚物是β-成核化的并具有IRτ≥0.98，其拉伸模量≥1500MPa，在+23℃下使用切口試驗(yàn)試樣的Charpy沖擊強(qiáng)度≥30kJ/m2，Vicat B溫度＞90℃，熱變形溫度＞100℃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)，包含在230℃/2.16kg下的熔體指數(shù)為0.05-15g/10min的丙烯均聚物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)，其中IRτ≥0.98的β-成核化丙烯聚合物是通過使用Ziegler-Natta催化劑體系的聚合反應(yīng)而得到的丙烯聚合物，所述催化劑體系包括含鈦的固體組分、有機(jī)鋁、鎂或鈦化合物作為催化劑和下式的外給體RxR′ySi(MeO)4-x-y，其中R和R1是相同的或不同的，并且是支化或環(huán)脂族或芳族烴殘基，且y和x相互獨(dú)立地是0或1，前提是x+y是1或2。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)，其中外給體是二環(huán)戊基二甲氧基硅烷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一的工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)，其中β-成核化丙烯聚合物包含0.0001-2.0wt％的下列物質(zhì)作為β-成核劑，基于所用的聚丙烯計(jì)-來自C5-C8-環(huán)烷基單胺或C6-C12-芳族單胺和C5-C8-脂族、C5-C8-環(huán)脂族或C6-C12-芳族二羧酸的二羧酸衍生物型二酰胺化合物，和/或-來自C5-C8-環(huán)烷基單羧酸或C6-C12-芳族單羧酸和C5-C8-環(huán)脂族或C6-C12-芳族二胺的二胺衍生物型二酰胺化合物，和/或-來自C5-C8-烷基-、C5-C8-環(huán)烷基-或C6-C12-芳基氨基酸，C5-C8-烷基-、C5-C8-環(huán)烷基-或C6-C12-芳族單酰氯和C5-C8-烷基-、C5-C8-環(huán)烷基-或C6-C12-芳族單胺的酰胺化反應(yīng)的氨基酸衍生物型二酰胺化合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一的工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)，其中β-成核化丙烯聚合物包含0.0001-2.0wt％的基于所用的聚丙烯計(jì)的喹吖啶酮型化合物，優(yōu)選喹吖啶酮，二甲基喹吖啶酮和/或二甲氧基喹吖啶酮；喹吖啶酮醌型化合物，優(yōu)選喹吖啶酮醌，5，12-二氫(2，3b)吖啶-7，14-二酮與喹(2，3b)吖啶-6，7，13，14-(5H，1 2H)-四酮的混合晶體和/或二甲氧基喹吖啶酮醌；和/或二氫喹吖啶酮型化合物，優(yōu)選二氫喹吖啶酮，二甲氧基二氫喹吖啶酮和/或二苯并二氫喹吖啶酮作為β-成核劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一的工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)，其中β-成核化丙烯聚合物包含0.01-2.0wt％的基于所用的聚丙烯計(jì)的周期表IIa族的金屬的二羧酸鹽，優(yōu)選庚二酸鈣鹽和/或辛二酸鈣鹽；和/或二羧酸與周期表IIa族的金屬的鹽的混合物作為β-成核劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一的工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)，特征在于β-成核化丙烯聚合物包含0.01-2.0wt％的基于所用的聚丙烯計(jì)的周期表IIa族的金屬和下式的亞氨基酸的鹽 其中x＝1-4；R＝H，-COOH，C1-C12-烷基，C5-C8-環(huán)烷基或C6-C12-芳基，Y＝C1-C12-烷基，C5-C8-環(huán)烷基或C6-C12-芳基取代的二價(jià)C6-C12-芳族殘基，優(yōu)選鄰苯二甲酰甘氨酸、六氫鄰苯二甲酰甘氨酸、N-鄰苯二甲酰丙氨酸和/或N-4-甲基鄰苯二甲酰甘氨酸的鈣鹽作為β-成核劑。
9.用于生產(chǎn)具有改進(jìn)的挺度和沖擊強(qiáng)度用于高使用溫度的工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)的方法，包括通過在熔體溫度為195-250℃下擠塑熔體指數(shù)為0.05-40g/10min(在230℃/2.16kg下)的丙烯均聚物而進(jìn)行的單層或多層管制造，通過在熔體溫度為220-290℃下注塑熔體指數(shù)為2-40g/10min(在230℃/2.16kg下)的丙烯均聚物而進(jìn)行的配件和閥制造，和通過在熔體溫度為185-230℃下吹塑熔體指數(shù)為1-20g/10min(在230℃/2.16kg下)的丙烯均聚物而進(jìn)行的容器制造，特征在于所用的丙烯均聚物是IRτ≥0.98的β-成核化丙烯均聚物，其拉伸模量≥1500MPa，在+23℃下使用切口試驗(yàn)試樣的Charpy沖擊強(qiáng)度≥30kJ/m2，Vicat B溫度＞90℃，熱變形溫度＞100℃。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-7之一的工業(yè)聚烯烴管道系統(tǒng)用于化工廠構(gòu)建的用途，所述構(gòu)建包括用于運(yùn)輸流體的具有改進(jìn)的挺度、沖擊強(qiáng)度和高使用溫度的管、配件、閥和容器。
全文摘要
本發(fā)明公開了具有改進(jìn)的挺度和用于高使用溫度的沖擊強(qiáng)度的工業(yè)聚烯烴管道體系，包括單－或多層管、配件、閥、腔和容器，由具有IRτ≥0.98，具有拉伸模量≥1500MPa，在+23℃下使用缺口試驗(yàn)試樣的Charpy沖擊強(qiáng)度≥30kJ/m
文檔編號(hào)C08F4/646GK1529731SQ02814277
公開日2004年9月15日 申請(qǐng)日期2002年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月21日
發(fā)明者J·麥克戈德里克, S·利多爾, C·G·?？? J 麥克戈德里克, 嘍 , ?？?申請(qǐng)人:波利亞里斯技術(shù)有限公司