專利名稱：配混多峰型聚乙烯組合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及配混多峰型聚乙烯組合物的方法，更具體地涉及配混包含低分子量乙烯聚合物和高分子量乙烯聚合物的多峰型聚乙烯組合物的方法。
多峰型聚乙烯組合物在本領(lǐng)域中是眾所周知的。術(shù)語“多峰型”聚乙烯組合物指組合物的分子量分布曲線的形式，即聚合物重量分?jǐn)?shù)作為其分子量的函數(shù)的圖形的形狀。當(dāng)聚合物以順序步驟工藝生產(chǎn)時(shí)，其中使用串聯(lián)連接的反應(yīng)器并且在每個(gè)反應(yīng)器中使用不同的條件，在不同的反應(yīng)器中生產(chǎn)的不同的級(jí)分將各自具有其自己的分子量分布。當(dāng)這些級(jí)分的分子量分布曲線重疊形成總的得到的聚合物產(chǎn)品的分子量分布時(shí)，該曲線將顯示兩個(gè)或多個(gè)最大值或者與單個(gè)級(jí)分的曲線相比至少是明顯加寬的。在兩個(gè)或多個(gè)順次步驟中生產(chǎn)的這類聚合物產(chǎn)品，取決于步驟的數(shù)目，被稱為雙峰或者多峰型。然而，多峰型聚乙烯組合物可以可選擇地通過物理混合獨(dú)立制備的不同組分來生產(chǎn)。
在本領(lǐng)域中眾所周知的是，當(dāng)生產(chǎn)可以用于制造不同的物品的聚合物時(shí)，應(yīng)該將其成分，例如不同的聚合物、添加劑等，充分混合以獲得盡可能均勻的配混物。通常，這種混合在配混設(shè)備中進(jìn)行，其中將成分混合在一起，并且將聚合物和任選地某些添加劑熔融，使得可以進(jìn)行充分混合。然后將熔體擠出形成棒條，冷卻并且造粒。在這種形式中，得到的配混物可以用于制造不同的物品。
盡管常規(guī)的配混工具例如聯(lián)列式混合機(jī)-單螺桿擠出機(jī)、混合機(jī)-齒輪泵和有或者沒有齒輪泵的雙螺桿擠出機(jī)提供1.5分鐘左右或以下的停留時(shí)間，通常在配混聚合物組合物時(shí)得到令人滿意的質(zhì)量結(jié)果，但是當(dāng)配混多峰型聚合物組合物時(shí)，和更具體地在配混包含低分子量乙烯聚合物和高分子量乙烯聚合物的多峰型聚合物組合物時(shí)，則會(huì)遇到問題。當(dāng)配混多峰型聚合物組合物時(shí)，例如為了制造管子，在配混的材料中會(huì)出現(xiàn)所謂的《白斑》。這些白斑具有大約10-80μm的尺寸，并且主要由高分子量聚合物顆粒組成，這些顆粒沒有被充分地配混在組合物中。除影響外觀外，白斑也可能不利地影響組合物的強(qiáng)度。此外，當(dāng)配混多峰型聚合物組合物時(shí)，例如為了生產(chǎn)薄膜，通常出現(xiàn)尺寸大約為0.01-1毫米的凝膠顆粒。這些凝膠顆粒在成品薄膜中表現(xiàn)為影響外觀的不均勻性，并且主要由高分子量聚合物顆粒組成，這些顆粒沒有被充分地配混、即分散在組合物中。上述白斑和凝膠顆粒在聚合物工業(yè)中是嚴(yán)重的問題，并且解決該問題的手段意味著去除了使用優(yōu)良的多峰型聚合物組合物的障礙。
美國6,031,027通過提供配混多峰型聚合物組合物的方法試圖克服該問題，其中將組合物維持在低分子量聚乙烯聚合物的熔點(diǎn)以下10℃到以上10℃的溫度范圍達(dá)到10到60秒。這種方法需要很好地控制聚合物組合物的溫度，因此難以在目前使用的工業(yè)配混設(shè)備上實(shí)施。
WO 00/24821涉及特定多峰型聚乙烯組合物的擠出工藝，其中使用了裝備有齒輪泵的擠出機(jī)。然而，該技術(shù)不能針對(duì)所有多峰型組合物均獲得很好的結(jié)果，特別是富含低分子量聚合物的多峰型組合物。
本發(fā)明提供配混多峰型聚合物組合物的新方法，其克服了上述的問題并且能夠獲得非常均勻的配混物，配混物的白斑和/或凝膠水平得到降低并且具有優(yōu)良的機(jī)械性能。
因此，本發(fā)明涉及在配混設(shè)備中配混多峰型聚乙烯組合物的方法，其中a)聚乙烯組合物在配混設(shè)備中的總停留時(shí)間為至少1.5分鐘，b)施加在聚乙烯組合物上的總驅(qū)動(dòng)比能(SEC)為0.270到0.460kWh/kg，c)任選地，施加在聚乙烯組合物上的冷卻比能(SCC)為最多0.200kWh/kg，d)施加在聚乙烯組合物上的總比能，其是總驅(qū)動(dòng)比能SEC和任何冷卻比能SCC之間的差，為0.220到0.330kWh/kg。
本發(fā)明涉及配混多峰型聚乙烯組合物。對(duì)于本發(fā)明的目的，多峰型聚乙烯組合物是指包含至少低分子量乙烯聚合物和至少高分子量乙烯聚合物的組合物。對(duì)于本發(fā)明的目的，措詞《乙烯聚合物》包括乙烯均聚物和乙烯共聚物，其包含至少90重量％的衍生自乙烯的單元。對(duì)于本發(fā)明，聚合物的分子量由其熔體流動(dòng)速率定義，該熔體流動(dòng)速率例如按照ASTM 1286-90b標(biāo)準(zhǔn)測定。對(duì)于特定類型的聚合物，其熔體流動(dòng)速率值越高，則平均分子量越低。通常，低分子量乙烯聚合物具有的熔體流動(dòng)速率MI2，按照ASTM 1286-90b在190℃下在2.16kg荷載下測定時(shí)為0.1到5000g/10min、優(yōu)選100到2000g/10min。通常，高分子量乙烯聚合物具有的熔體流動(dòng)速率HLMI，按照ASTM 1286-90b在190℃下在21.6kg荷載下測定時(shí)為0.001到10.0g/10min、優(yōu)選0.001到1.0g/10min。以上確定的多峰型聚乙烯組合物通常包含30到70重量％的低分子乙烯聚合物和30到70重量％高分子乙烯聚合物。
在本發(fā)明方法中，多峰型聚乙烯組合物在配混設(shè)備中的停留時(shí)間優(yōu)選至少2和更優(yōu)選至少3分鐘，最優(yōu)選至少4.5分鐘。通常，聚乙烯組合物在配混設(shè)備中的總停留時(shí)間不超過15分鐘、優(yōu)選不超過10分鐘。多峰型聚乙烯在配混設(shè)備中的總停留時(shí)間基于配混設(shè)備的自由體積和裝填因數(shù)、速率(聚合物通過量)、螺桿/轉(zhuǎn)子速度、螺桿/轉(zhuǎn)子輸送系數(shù)(廠家提供)和熔融聚乙烯組合物的密度(在190℃下為0.7636g/cm3)來計(jì)算。計(jì)算的停留時(shí)間值使用在配混設(shè)備入口處引入的著色示蹤物和在配混設(shè)備的出口進(jìn)行檢測來手工地測量以進(jìn)行核實(shí)。本發(fā)明引用的停留時(shí)間值指對(duì)應(yīng)于大部分聚合物顆粒的停留時(shí)間分布函數(shù)的峰值，該值不是指少數(shù)顆粒在分布的長尾中的最大停留時(shí)間。
在本發(fā)明方法中，施加在聚乙烯組合物上的總驅(qū)動(dòng)比能(SEC)優(yōu)選為至少0.305kWh/kg。當(dāng)施加在聚乙烯組合物上的總比能(SEC)是至少0.330kWh/kg時(shí)獲得了優(yōu)良的結(jié)果。施加在聚乙烯組合物上的總驅(qū)動(dòng)比能(SEC)優(yōu)選不超過0.415kWh/kg。當(dāng)施加在聚乙烯組合物上的總驅(qū)動(dòng)比能(SEC)不超過0.360kWh/kg時(shí)獲得了優(yōu)良的結(jié)果。在本發(fā)明方法中，施加在聚乙烯組合物上的總驅(qū)動(dòng)比能(SEC)是配混設(shè)備中的消耗功率(以kW表示)和配混設(shè)備中聚合物組合物通過速率(以kg/h表示)的比率。
按照本發(fā)明方法的優(yōu)選的變體，該配混設(shè)備安裝有冷卻設(shè)備，使得可以在聚乙烯組合物上施加冷卻比能(SCC)。施加在聚乙烯組合物上的冷卻比能(SCC)由在冷卻裝置的進(jìn)口和出口處的溫度差和冷卻介質(zhì)的流速和比熱容計(jì)算。
在本發(fā)明方法中，施加在聚乙烯組合物上的冷卻比能(SCC)優(yōu)選為低于0.145kWh/kg、最優(yōu)選低于0.120kWh/kg。通常，當(dāng)施加時(shí)，冷卻比能(SCC)為至少0.045kWh/kg、優(yōu)選至少0.070kWh/kg、最優(yōu)選至少0.080kWh/kg。
在本發(fā)明方法中，總比能，其是總驅(qū)動(dòng)比能SEC和任何施加在聚乙烯組合物上的冷卻比能SCC之間的差，為優(yōu)選至少0.240kWh/kg、最優(yōu)選至少0.250kWh/kg。施加在聚乙烯組合物上的總比能優(yōu)選不超過0.300kWh/kg。
用于本發(fā)明方法的配混設(shè)備可以是任何設(shè)備，間歇的或者連續(xù)的，其可以提供本發(fā)明的條件(就停留時(shí)間和施加到多峰型聚乙烯組合物的比能而言)。按照本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案，配混設(shè)備包括至少一個(gè)熔融區(qū)，然后是至少一個(gè)均化區(qū)。
“熔融區(qū)”是指施加到聚乙烯組合物的比能被用來熔融該聚合物組合物的區(qū)，其中可以有或者沒有均化效率。該熔融表示在該熔融區(qū)中施加到聚乙烯組合物的驅(qū)動(dòng)比能(SEC熔融)是控制的。通常，在熔融區(qū)中施加到聚乙烯組合物的驅(qū)動(dòng)比能(SEC熔融)不超過0.260kWh/kg、優(yōu)選不超過0.240kWh/kg。通常，在熔融區(qū)中施加到聚乙烯組合物的驅(qū)動(dòng)比能為至少0.190kWh/kg，優(yōu)選至少0.200kWh/kg。驅(qū)動(dòng)比能(SEC熔融)是熔融設(shè)備中的消耗功率(以kW表示)和通過熔融區(qū)的聚合物組合物的速率(以kg/h表示)的比率。
熔融區(qū)中聚乙烯組合物的停留時(shí)間通常是至少10秒、優(yōu)選至少15秒。熔融區(qū)中聚乙烯組合物的停留時(shí)間通常不超過60秒、優(yōu)選不超過45秒。
通常，從熔融區(qū)出來的聚乙烯組合物的熔體溫度為220到300℃、優(yōu)選240到270℃。從熔融區(qū)出來的聚乙烯組合物的最優(yōu)選的熔體溫度為250到260℃。熔體溫度使用在熔融設(shè)備出口處插入聚合物中2厘米深的溫度傳感器進(jìn)行測定。
在熔融區(qū)中，施加的平均剪切速率通常在30和500s-1之間。
均化區(qū)指其中多峰型聚乙烯組合物發(fā)生充分均化的區(qū)。進(jìn)入均化區(qū)的聚乙烯組合物的溫度通常為220到300℃、優(yōu)選240到270℃。進(jìn)入均化區(qū)的聚乙烯組合物的最優(yōu)選的熔體溫度為250到260℃。
聚乙烯組合物在均化區(qū)中的停留時(shí)間通常為至少1.5分鐘、優(yōu)選至少2分鐘。最優(yōu)選，均化區(qū)中的停留時(shí)間為至少3分鐘。均化區(qū)中的聚乙烯組合物的停留時(shí)間通常不超過14分鐘、優(yōu)選不超過9分鐘。
在均化區(qū)中施加到聚乙烯組合物的驅(qū)動(dòng)比能(SEC均化)通常不超過0.200kWh/kg、優(yōu)選不超過0.175kWh/kg。通常，在均化區(qū)中施加到聚乙烯組合物的驅(qū)動(dòng)比能(SEC均化)為至少0.080kWh/kg，優(yōu)選至少0.105kWh/kg。驅(qū)動(dòng)比能SEC均化是均化設(shè)備中的消耗功率(以kW表示)和通過均化區(qū)的聚合物組合物的速率(以kg/h表示)的比率。
優(yōu)選，在均化區(qū)中施加冷卻，通常通過在均化裝置的機(jī)殼中循環(huán)冷卻劑來進(jìn)行，其至少部分地抵消在均化區(qū)中的驅(qū)動(dòng)比能消耗。冷卻比能(SCC均化)通常為至少0.045kWh/kg、優(yōu)選至少0.070kWh/kg和最優(yōu)選至少0.080kWh/kg。冷卻比能通常不超過0.145kWh/kg、優(yōu)選不超過0.120kWh/kg。
通常，從均化區(qū)出來的聚乙烯組合物的熔體溫度將保持在降解閾值之下。優(yōu)選，從均化區(qū)出來的聚乙烯組合物的熔體溫度在265到310℃和最優(yōu)選在大約275到295℃范圍內(nèi)。熔體溫度使用在均化設(shè)備出口處插入聚合物中2厘米深的溫度傳感器進(jìn)行測定。
在均化區(qū)中施加的平均剪切速率優(yōu)選盡可能低。通常，在均化區(qū)中平均剪切速率不超過100s-1，優(yōu)選不超過50s-1。
在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案中，配混設(shè)備優(yōu)選是熔融設(shè)備和均化設(shè)備的串聯(lián)機(jī)組。兩種設(shè)備可以例如是連續(xù)混合機(jī)或者擠出機(jī)，其可以是單螺桿或者雙螺桿類型。最優(yōu)選的是包括連續(xù)混合機(jī)作為熔融裝置和擠出機(jī)、特別是單螺桿擠出機(jī)作為均化裝置的配混設(shè)備。當(dāng)均化裝置是單螺桿擠出機(jī)時(shí)，其可以由傳統(tǒng)的輸送元件構(gòu)成，或者其可以包含分散的混合元件，這些元件產(chǎn)生剪切和/或拉伸應(yīng)力。優(yōu)選使用元件產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，使施加的時(shí)間為至少0.5秒。
用于本發(fā)明方法中的配混設(shè)備可以包括例如包含在某些常規(guī)配混設(shè)備中的齒輪泵。然而優(yōu)選使用不包括齒輪泵的配混設(shè)備。該配混設(shè)備可以與其他元件例如篩網(wǎng)變換器和制粒機(jī)結(jié)合，如在常規(guī)的配混設(shè)備中那樣。
本發(fā)明方法非常適合于配混多峰型聚乙烯組合物，該組合物包含30到70重量％的低分子的乙烯聚合物和30到70重量％的高分子量乙烯聚合物，所述低分子的乙烯聚合物的熔體流動(dòng)速率MI2，按照ASTM1286-90b在190℃下在2.16kg荷載下測定，為1到5000g/10min、優(yōu)選100到2000g/10min，所述高分子量乙烯聚合物的熔體流動(dòng)速率HLMI，按照ASTM 1286-90b在190℃下在21.6kg荷載下測定，為0.001到10.0g/10min、優(yōu)選0.001到1.0g/10min。這種多峰型聚乙烯組合物在本領(lǐng)域中是已知的，它們例如公開于美國6,136,924和美國6,225,421中。通常，該多峰型聚乙烯組合物具有的熔體流動(dòng)速率MI5，按照ASTM1286-90b在190℃下在5kg荷載下測定為0.01到10.0g/10min、優(yōu)選0.1到1.0g/10min，和具有的密度，按照ASTM D792標(biāo)準(zhǔn)測定，為930到965kg/m3、優(yōu)選935到960kg/m3。通常，存在于多峰型聚乙烯組合物中的低分子量聚乙烯的密度為至少960kg/m3，優(yōu)選至少965kg/m3，最優(yōu)選至少970kg/m3。通常，存在于多峰型聚乙烯組合物中的高分子量聚乙烯的密度為910到940kg/m3、優(yōu)選915到935kg/m3。
本發(fā)明方法非常適合于配混多峰型聚乙烯組合物，其包含51到65重量％的低分子的乙烯聚合物和35到49重量％的高分子量乙烯聚合物，所述低分子的乙烯聚合物的熔體流動(dòng)速率MI2高于100g/10min和密度高于970kg/m3，所述高分子量乙烯聚合物的熔體流動(dòng)速率HLMI為0.001到1.0g/10min和密度低于928kg/m3。通常的配混方法，例如單螺桿擠出機(jī)和雙螺桿擠出機(jī)通常不能獲得這些混合物的均勻的配混物。
用于本發(fā)明方法中的多峰型聚乙烯組合物可以包括其它的熔體流動(dòng)速率不同于所述低分子量和高分子量乙烯聚合物的乙烯聚合物。通常，這些乙烯聚合物的總量不超過所述多峰型聚乙烯組合物重量的20％、優(yōu)選不超過10％。
用于本發(fā)明中的多峰型聚乙烯組合物優(yōu)選以順序步驟工藝生產(chǎn)，其中使用串聯(lián)連接的反應(yīng)器并且在各個(gè)反應(yīng)器中使用不同的條件，在不同的反應(yīng)器中生產(chǎn)的不同的級(jí)分各自具有各自的分子量?？蛇x擇地，多峰型聚乙烯組合物可以通過物理地混合獨(dú)立地制備的不同的乙烯聚合物來生產(chǎn)。多峰型聚乙烯組合物還可以通過兩種制備方法的結(jié)合來生產(chǎn)。
在本發(fā)明的配混方法中，形成多峰型聚乙烯組合物的不同的乙烯聚合物可以同時(shí)加入到配混設(shè)備中。可選擇地，某些乙烯聚合物或者不同的乙烯聚合物的級(jí)分可以在配混工藝的區(qū)分的階段中加入到配混設(shè)備中。


圖1到5示意地表示實(shí)施本發(fā)明方法的某些可能的方式。在圖1到5中，S1、S2和S3表示不同的乙烯聚合物，其中之一是高分子量乙烯聚合物和其中之一是低分子量乙烯聚合物。
在圖1中，包含三種不同的乙烯聚合物S1、S2和S3的多峰型聚乙烯組合物(通過順序聚合或者通過物理混合獲得)在包括熔融區(qū)M和均化區(qū)H的配混設(shè)備中加工。
在圖2中，不同的乙烯聚合物S1、S2和S3(獨(dú)立地聚合的)在分離的熔融裝置M1、M2和M3中熔融和在進(jìn)入均化區(qū)H以前混合在一起。
在圖3中，乙烯聚合物S2和S3(獨(dú)立地聚合的)在分離的熔融裝置M2和M3中熔融，在進(jìn)入均化區(qū)以前混合在一起，和乙烯聚合物S1在熔融裝置M1中熔融，然后在區(qū)分的階段中加入到均化區(qū)H中。
在圖4中，乙烯聚合物S1和S2(獨(dú)立地聚合的)在分離的熔融裝置M1和M2中熔融，在進(jìn)入均化區(qū)以前混合在一起，和乙烯聚合物S3(固體形式)在區(qū)分的階段中加入均化區(qū)H。
在圖5中，乙烯聚合物的混合物(通過順序聚合或者通過物理混合獲得)在配混設(shè)備C中加工，和乙烯聚合物S3(固體形式)在區(qū)分的階段中在配混設(shè)備中加工。
通常加入到聚乙烯組合物中的添加劑，例如抗氧劑、抗紫外線劑、抗靜電劑、分散助劑、加工助劑和顏料可以在配混以前或者在配混期間加入到多峰型聚乙烯組合物中。這些添加劑的總含量通常不超過10重量份、優(yōu)選不大于5重量份，基于100重量份的多峰型聚乙烯組合物。
令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，在多峰型聚乙烯組合物中加入基于100重量份多峰型聚乙烯組合物為0.005到1重量份的包含以下通式化合物的抗氧化劑， 其中，R表示包含8到35個(gè)碳原子的烷基或者烯基鏈，能夠進(jìn)一步改進(jìn)得到的多峰型配混物的均勻性，使得基本上不再出現(xiàn)凝膠。與通式(I)對(duì)應(yīng)的抗氧劑添加劑是眾所周知的。由硬脂基β-(3，5-二-叔丁基-4-羥苯基)丙酸酯(R＝C18H37)得到了好的結(jié)果。這類添加劑例如以商品名Irganox1076被商品化。特別優(yōu)選的是加入與亞磷酸酯類型抗氧劑結(jié)合的、更具體地與三(2，4-二-叔丁基苯基)-亞磷酸酯結(jié)合的包含通式(I)的化合物的抗氧化劑。由包含大約20％重量的硬脂基β-(3，5-二-叔丁基-4-羥苯基)丙酸酯和大約80％重量的三(2，4-二-叔丁基苯基)-亞磷酸酯的抗氧化劑得到了很好的結(jié)果。這類抗氧化劑例如以商品名IrganoxB900被商品化。
本發(fā)明配混多峰型聚乙烯組合物的方法可以提供均勻的配混材料，該配混材料也稱為多峰型配混物，其包含低水平的白斑或者凝膠，在組合物中基本上沒有任何降解的聚合物。
由上述配混方法得到的多峰型配混物的質(zhì)量可以按照IS013949(1997)標(biāo)準(zhǔn)測定。通常，本發(fā)明的方法可以提供以下按照該標(biāo)準(zhǔn)的分散指標(biāo)(dispersion quotation)對(duì)于顏料和“白斑”低于3，和對(duì)于單獨(dú)的“白斑”為低于1.5。該分散指標(biāo)通常對(duì)于顏料和“白斑”為A2-B1。
本發(fā)明的方法可以提供具有低凝膠量的配混物?？梢垣@得完全無凝膠的質(zhì)量。凝膠的存在通過在由配混物制成的具有200微米厚度的吹塑薄膜上計(jì)數(shù)“凝膠”(人工地或者使用光學(xué)照相機(jī))來量化。
以下實(shí)施例舉例說明本發(fā)明的方法。
實(shí)施例1(本發(fā)明)多峰型聚乙烯組合物通過在兩個(gè)串聯(lián)配置的反應(yīng)器中聚合來制備。該多峰型組合物具有的密度為954.0kg/m3和熔融指數(shù)MI5為0.35g/10min并且包含-60.3重量份的低分子量聚乙烯，其密度為975.1kg/m3和熔融指數(shù)MI2為772g/10min；-39.7重量份的高分子量聚乙烯(乙烯-己烯共聚物)，其密度為920.2kg/m3和熔融指數(shù)HLMI為0.1g/10min。
在該多峰型聚乙烯組合物中加入，基于100份的多峰型聚乙烯組合物，0.35重量份的抗氧劑IRGANOXB225，0.10重量份的硬脂酸鈣和2.25重量份的炭黑。
按照表1中規(guī)定的條件，將得到的組合物在配混設(shè)備上擠出，該配混設(shè)備包括熔融區(qū)(單螺桿擠出機(jī)，90mm螺桿直徑，24D長度)和均化區(qū)(單螺桿擠出機(jī)，90mm螺桿直徑，36D長度)。在配混設(shè)備末端，將得到的配混物通過線料造粒機(jī)，并將得到的配混物的粒料回收和試驗(yàn)。獲得的結(jié)果列于表2。
實(shí)施例2(本發(fā)明)
在表1規(guī)定的條件下重復(fù)實(shí)施例1，在實(shí)施例1的多峰型組合物中加入，基于100重量份的多峰型聚乙烯組合物，0.35重量份的抗氧劑IRGANOXB225，0.25重量份的抗氧劑IRGANOXB900，0.10重量份的硬脂酸鈣和2.25重量份的炭黑。
實(shí)施例3和4(本發(fā)明)多峰型聚乙烯組合物通過在兩個(gè)串聯(lián)配置的反應(yīng)器中聚合來制備，其密度為955.6kg/m3和熔融指數(shù)MI5為0.6g/10min，并且包含-59.5重量份的低分子量聚乙烯，其密度為973.5kg/m3和熔融指數(shù)MI2為581g/10min；-40.5重量份的高分子量聚乙烯(乙烯-己烯共聚物)，其密度為925.0kg/m3和熔融指數(shù)HLMI為0.17g/10min。
在該多峰型聚乙烯組合物中加入，基于100份的多峰型聚乙烯組合物，0.35重量份的抗氧劑IRGANOXB225，0.10份的硬脂酸鈣和2.25份的炭黑。
按照表1規(guī)定的條件，將得到的組合物在如實(shí)施例1中描述的配混設(shè)備上擠出。獲得的結(jié)果列于表2。
實(shí)施例4R(對(duì)比)在雙螺桿擠出機(jī)(市售的WernerZSK40擠出機(jī)，以絕熱模式運(yùn)行，包括40mm直徑、26D長度的雙螺桿)和線料造粒機(jī)上，在表3規(guī)定的條件下，將實(shí)施例1中描述的包含添加劑的多峰型組合物擠出。
得到的配混物的性能列于表4。
實(shí)施例5(本發(fā)明)多峰型聚乙烯組合物通過在兩個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)器中聚合來制備。該多峰型組合物的密度為948.5kg/m3和熔融指數(shù)MI5為0.31g/10min，并且包含-49.0重量份的低分子量聚乙烯，其密度為973.0kg/m3和熔融指數(shù)MI2為398g/10min；-51.0重量份的高分子量聚乙烯(乙烯-己烯共聚物)，其密度為923.4kg/m3和熔融指數(shù)HLMI為0.21g/10min。
在該多峰型聚乙烯組合物中加入，基于100重量份的多峰型聚乙烯組合物，0.35重量份的抗氧劑IRGANOXB225，0.10重量份的硬脂酸鈣和2.25重量份的炭黑。
按照表1規(guī)定的條件，將該加添加劑的組合物在如實(shí)施例1中描述的配混設(shè)備上擠出。獲得的結(jié)果列于表2。
實(shí)施例6(本發(fā)明)多峰型聚乙烯組合物通過在兩個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)器中聚合來制備。該多峰型組合物的密度為953.9kg/m3和熔融指數(shù)MI5為0.28g/10min，并且包含-61.3重量份的低分子量聚乙烯，其密度為973.5kg/m3和熔融指數(shù)MI2為400g/10min；-38.7重量份的高分子量聚乙烯(乙烯-己烯共聚物)，其密度為918.0kg/m3和熔融指數(shù)HLMI為0.06g/10min。
在該多峰型聚乙烯組合物中加入，基于100重量份的多峰型聚乙烯組合物，0.35重量份的抗氧劑IRGANOXB225，0.10重量份的硬脂酸鈣和2.25重量份的炭黑。
按照表1規(guī)定的條件，將該加添加劑的組合物在如實(shí)施例1中描述的配混設(shè)備上擠出。獲得的結(jié)果列于表2。
實(shí)施例7R、8R和9R(對(duì)比)在雙螺桿擠出機(jī)(市售的WernerZSK40擠出機(jī)，以控制溫度模式運(yùn)行，包括40直徑、26D長度的雙螺桿)和線料造粒機(jī)上，在表3規(guī)定的條件下，將實(shí)施例3中描述的包含添加劑的多峰型組合物擠出。
得到的配混物的性能列于表4。
表1
表2
表3
表4
我們還發(fā)現(xiàn)，按照本發(fā)明生產(chǎn)的配混材料具有改進(jìn)的物理性能。例如，與按照現(xiàn)有技術(shù)方法(例如具有較短的停留時(shí)間)配混的樹脂相比，耐應(yīng)力開裂性(ESCR)和抗蠕變性得到改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.在配混設(shè)備中配混多峰型聚乙烯組合物的方法，其中a)聚乙烯組合物在配混設(shè)備中的總停留時(shí)間為至少1.5分鐘，b)施加在聚乙烯組合物上的總驅(qū)動(dòng)比能(SEC)為0.270到0.460kWh/kg，c)任選地，施加在聚乙烯組合物上的冷卻比能(SCC)為最多0.200kWh/kg，d)施加在聚乙烯組合物上的總比能，其是總驅(qū)動(dòng)比能SEC和任何冷卻比能SCC之間的差，為0.220到0.330kWh/kg。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其中聚乙烯組合物在配混設(shè)備中的總停留時(shí)間為至少2分鐘。
3.權(quán)利要求2的方法，其中聚乙烯組合物在配混設(shè)備中的總停留時(shí)間為至少3分鐘。
4.權(quán)利要求3的方法，其中聚乙烯組合物在配混設(shè)備中的總停留時(shí)間在4.5和10分鐘之間。
5.前述權(quán)利要求任何一項(xiàng)的方法，其中施加在聚乙烯組合物上的總驅(qū)動(dòng)比能(SEC)為0.305到0.415kWh/kg，和其中施加在聚乙烯組合物上的冷卻比能(SCC)為0.045到0.145kWh/kg。
6.前述權(quán)利要求任何一項(xiàng)的方法，其中所述配混設(shè)備包括在至少一個(gè)均化區(qū)之前的至少一個(gè)熔融區(qū)。
7.權(quán)利要求6的方法，其中在熔融區(qū)中施加到組合物的驅(qū)動(dòng)比能(SEC熔融)為0.190到0.260kWh/kg。
8.權(quán)利要求6或者7的方法，其中從熔融區(qū)出來和進(jìn)入均化區(qū)的組合物的溫度為220到300℃。
9.權(quán)利要求6到8任何一項(xiàng)的方法，其中聚乙烯組合物在均化區(qū)中的停留時(shí)間為至少2分鐘。
10.權(quán)利要求6到9任何一項(xiàng)的方法，其中在均化區(qū)中施加到聚乙烯組合物的驅(qū)動(dòng)比能(SEC均化)為0.080到0.200kWh/kg，和其中在均化區(qū)中施加在聚乙烯組合物上的冷卻比能(SCC均化)為0.045到0.145kWh/kg。
11.權(quán)利要求6到10任何一項(xiàng)的方法，其中從均化區(qū)出來的組合物的溫度為265到310℃。
12.權(quán)利要求6到11任何一項(xiàng)的方法，其中均化區(qū)包括單螺桿擠出機(jī)。
13.權(quán)利要求12的方法，其中所述單螺桿擠出機(jī)包括產(chǎn)生剪切和/或拉伸應(yīng)力的混合元件。
14.權(quán)利要求1到11任何一項(xiàng)的方法，其中在多峰型聚乙烯組合物中加入基于100份的多峰型聚乙烯組合物為0.005到1份的抗氧化劑，其包含以下通式的化合物 其中，R表示包含8到35個(gè)碳原子的烷基或者烯基鏈。
15.前述權(quán)利要求任何一項(xiàng)的方法，其中所述多峰型聚乙烯組合物的熔體流動(dòng)速率MI5為0.01到10.0g/10min和密度為930到965kg/m3，并且包含30到70重量％的低分子量乙烯聚合物和30到70重量％的高分子量乙烯聚合物，所述低分子量乙烯聚合物的熔體流動(dòng)速率MI2為1到5000g/10min和密度為至少960kg/m3，和所述高分子量乙烯聚合物的熔體流動(dòng)速率HLMI為0.001到10.0g/10min和密度為910到940kg/m3。
全文摘要
在配混設(shè)備中配混多峰型聚乙烯組合物的方法，其中a)聚乙烯組合物在配混設(shè)備中的總停留時(shí)間為至少1.5分鐘，b)施加在聚乙烯組合物上的總驅(qū)動(dòng)比能(SEC)為0.270到0.460kWh/kg，c)任選地，施加在聚乙烯組合物上的冷卻比能(SCC)為最多0.200kWh/kg，d)施加在聚乙烯組合物上的總比能，其是總驅(qū)動(dòng)比能SEC和任何冷卻比能SCC之間的差，為0.220到0.330kWh/kg。
文檔編號(hào)B29K23/00GK1516641SQ02811993
公開日2004年7月28日 申請(qǐng)日期2002年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月14日
發(fā)明者M·-F·拉蒂, M -F 拉蒂 申請(qǐng)人:索爾維聚烯烴歐洲-比利時(shí)公司