EA012747B1 - Композиция полимера, безнапорная полимерная труба и применение композиции - Google Patents

Композиция полимера, безнапорная полимерная труба и применение композиции Download PDF

Info

Publication number
EA012747B1
EA012747B1 EA200601613A EA200601613A EA012747B1 EA 012747 B1 EA012747 B1 EA 012747B1 EA 200601613 A EA200601613 A EA 200601613A EA 200601613 A EA200601613 A EA 200601613A EA 012747 B1 EA012747 B1 EA 012747B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
polymer
pipe
molecular weight
ethylene
fraction
Prior art date
Application number
EA200601613A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200601613A1 (ru
Inventor
Матс Бекман
Маи-Лис Андерссон
Карл-Густаф Эк
Кеннет Лунд
Маркку Вахтери
Original Assignee
Бореалис Текнолоджи Ой
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Бореалис Текнолоджи Ой filed Critical Бореалис Текнолоджи Ой
Publication of EA200601613A1 publication Critical patent/EA200601613A1/ru
Publication of EA012747B1 publication Critical patent/EA012747B1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00—Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F10/02—Ethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F210/00—Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F210/16—Copolymers of ethene with alpha-alkenes, e.g. EP rubbers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00—Rigid pipes
    • F16L9/12—Rigid pipes of plastics with or without reinforcement
    • F16L9/127—Rigid pipes of plastics with or without reinforcement the walls consisting of a single layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F110/00—Homopolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F110/02—Ethene
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/131—Glass, ceramic, or sintered, fused, fired, or calcined metal oxide or metal carbide containing [e.g., porcelain, brick, cement, etc.]
    • Y10T428/1317—Multilayer [continuous layer]
    • Y10T428/1321—Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к полимерной композиции для безнапорной трубы, безнапорной трубе, изготовленной из такой композиции, а также к использованию полимерной композиции для безнапорных труб и вспомогательных частей. Полимерная композиция характеризуется тем, что полимер содержит многомодальный полимер этилена, включающий сополимер этилена и α-олефиновый сомономер с 4-10 атомами углерода; полимер этилена имеет общую плотность 953-958 кг/ми MFR0,2-2,0 г/10 мин; полимер этилена имеет модуль упругости, определенный в соответствии с ISO 178, равный 1300-1700 МПа; полимер этилена имеет стойкость к медленному росту трещин, определенную в соответствии с ASTM F 1473, более 1,5 ч; причём указанный полимер является бимодальным полимером этилена и содержит фракцию гомополимера этилена с низким молекулярным весом и фракцию сополимера этилена с высоким молекулярным весом, и весовое отношение фракции с высоким молекулярным весом и фракции полимера с низким молекулярным весом находится в диапазоне от 60:40 до 40:60.

Description

Данное изобретение относится к безнапорной полимерной трубе и к полимерной композиции для такой трубы.
Уровень техники
Трубы из полимерного материала часто используются для различных целей, таких как транспортировка текучих сред, то есть транспортировка газов или жидкостей. Текучая среда может быть под давлением, например, при транспортировке природного газа или водопроводной воды, или не под давлением, например, при транспортировке сточных вод, дренажа (дренажа почвы и дорог), ливневой воды или транспортировке загрязнений или отходов внутри зданий. Кроме того, транспортируемая текучая среда может иметь различную температуру, обычно внутри диапазона температур от около 0 до около 50°С. Безнапорные (без давления) трубы можно также использовать для защиты кабелей и труб.
Такие безнапорные трубы называются в данном случае также взаимозаменяемым образом сточными трубами или безнапорными сточными трубами.
Используемое в данном случае понятие «труба» включает трубы в широком смысле, а также вспомогательные части, такие как фитинги, клапаны, камеры и все части, которые обычно необходимы, например, для системы сточных труб.
Трубы, согласно данному изобретению, включают однослойные и многослойные трубы, где, например, один или несколько слоев являются металлическим слоем и которые могут включать слой клея. Трубы со структурированными стенками, такие как гофрированные трубы, трубы с двойными стенками с или без полых секций, также входят в данное изобретение.
К трубам для транспортировки текучих сред под давлением (так называемым напорным трубам) и трубам для транспортировки не находящихся под давлением текучих сред, таких как сточные воды (так называемым безнапорным трубам), предъявляются различные требования. В то время как напорные трубы должны выдерживать внутреннее положительное давление, т. е. давление внутри трубы, которое выше давления вне трубы, безнапорные трубы не должны выдерживать никакого внутреннего положительного давления, но должны вместо этого выдерживать положительное наружное давление, т.е. давление вне трубы, превышающее давление внутри трубы. Это более высокое наружное давление может быть обусловлено нагрузкой земли на трубу, погруженную в почву, давлением грунтовых вод, нагрузкой от движения транспорта, усилиями зажимания в применениях внутри зданий. Таким образом, имеется четкое различие между напорными трубами, с одной стороны, и безнапорными трубами, с другой стороны. Как указывалось выше, данное изобретение относится к безнапорным трубам.
Безнапорные трубы, такие как сточные трубы, изготавливают с различными размерами с диаметром от 0,1 до около 3 м и из разных материалов, таких как керамика (главным образом плотноспекшаяся глина), бетон, поливинилхлорид (ПВХ) и полиэтилен (ПЭ). Хотя керамика и бетон являются дешевыми материалами, они, к сожалению, являются тяжелыми и хрупкими. Поэтому в настоящее время проявляется тенденция замены сточных труб из керамики или бетона трубами из полимерных материалов, таких как ПВХ или ПЭ. Хотя стоимость ПВХ за единицу веса меньше стоимости ПЭ, ПЭ имеет преимущества по сравнению с ПВХ в других отношениях за счет меньшей плотности и тем самым меньшего веса на метр трубы, превосходных низкотемпературных качеств и возможности сварки. До настоящего времени использовался одномодальный полиэтилен для изготовления сточных труб из ПЭ.
Сточные трубы из ПЭ должны соответствовать по меньшей мере двум основным критериям. Вопервых, они должны иметь достаточную жесткость для выдерживания нагрузки земли без какой-либо помощи внутреннего давления. Жесткость трубы зависит в первую очередь от материала трубы, а в качестве меры жесткости можно принимать модуль упругости (или для краткости модуль) материала трубы. Чем выше модуль упругости материала трубы, тем жестче будет труба. На жесткость трубы может дополнительно влиять конструкция стенки трубы, например, посредством гофрирования трубы. Во-вторых, труба не должна быть хрупкой, поскольку если труба слишком хрупкая, то она может выходить из строя за счет хрупкого растрескивания. Мерой хрупкости трубы является ее стойкость к медленному росту трещин. Чем выше стойкость к медленному росту трещин, тем лучше.
Когда используется материал с более высоким модулем упругости, то можно использовать более тонкую трубу при одновременном получении одинаковой или более высокой (кольцевой) жесткости, чем у трубы с меньшим модулем упругости с более толстой стенкой трубы.
Трубы с более тонкой стенкой являются более чувствительными к трещинам, поскольку любое повреждение или надрез на поверхности трубы проще распространяется через стенку трубы. Трубы со структурированной стенкой (гофрированные, ребристые, трубы с двойными стенками и т.д.) являются наиболее чувствительными к трещинам и имеют свойства медленного роста трещин материала, поскольку конструкция структурированных труб часто состоит из тонких секций.
Трубы со структурированной стенкой включают, например, однослойные гофрированные трубы, ребристые трубы, трубы с двойными стенками с полыми секциями, многослойные трубы с или без полых секций или с вспененными слоями и спирально свернутые трубы с или без полых секций с гладкой или гофрированной конструкцией трубы.
В основном, трубы с тонкими секциями, гладкие трубы со сплошными стенками небольших диаметров или трубы со структурированной стенкой с тонкими секциями являются более чувствительными
- 1 012747 к трещинам. За счет высокой и трехмерной структуры труб со структурированной стенкой, более высокими являются также местные напряжения при воздействии наружных нагрузок по сравнению с трубами с гладкими сплошными стенками, т.е. они более чувствительны к трещинам.
Жесткость и хрупкость являются двумя противоречивыми свойствами. В соответствии с этим, чем жестче труба, тем она обычно более хрупкая. Таким образом, большой модуль упругости обычно сопровождается низкой стойкостью к медленному росту трещин. В качестве иллюстрации, модуль упругости одномодальных полиэтиленовых материалов, используемых до настоящего времени для безнапорных труб, ограничивался примерно 1100 МПа, поскольку на этом уровне медленный рост трещин составляет лишь 1,5 ч при измерении в соответствии с А8ТМ Р 1473 (2,8 МПа/80°С).
С учетом этого имеется потребность в улучшенной безнапорной трубе из полимерного материала, которая объединяет высокую жесткость с низкой хрупкостью, т.е. имеет большой модуль упругости и высокую стойкость к медленному росту трещин.
Кроме того, безнапорные трубы часто подвергаются воздействию высокой, а также низкой температуры. Поэтому они должны быть стойкими внутри широкого диапазона температур, что означает, что они должны проявлять высокую ударную прочность, в частности, при низких температурах.
В этой связи следует отметить, что из ЕР 1192216 (который соответствует АО 01/02480) известен формовочный полиэтиленовый материал, который используется для газовых и водных труб. Этот полиэтиленовый формовочный материал имеет бимодальное распределение массы, полную плотность по меньшей мере 0,948 г/см3 и показатель расплавленного потока МР1490/5 максимально 0,2 град./мин. Полиэтиленовый формовочный материал содержит 35-65 мас.% низкомолекулярного гомополимера этилена с коэффициентом вязкости νΖΑ 40-90 см3/г, показателем расплавленного потока МР119о/2,16 максимально 40-2000 град./мин и плотностью по меньшей мере 0,965 г/см3 и 35-65 мас.% высокомолекулярного сополимера этилена с коэффициентом вязкости νΖΒ 500-2000 см3/г, показателем расплавленного потока МР1190/5 максимально 0,02-0,2 град./мин и плотностью 0,922-0,944 г/см3. Высокомолекулярный сополимер этилена предпочтительно содержит 2,5-4 мас.% сомономера с 4-10 атомами углерода. Кроме того, часть полиэтиленового формовочного материала, извлеченная в анализе ТКЕР при температуре 7 8°С ± 3 К, имела среднюю молярную массу максимально 200000 г/моль. Следует отметить, что этот источник относится к напорным трубам в противоположность данному изобретению, которое относится к безнапорным трубам.
Другими представляющими интерес документами, описывающими уровень техники, могут быть ЕР 1146079, АО 00/01765, АО 00/22040 и АО 03/102075. Однако все эти источники относятся к напорным трубам в противоположность данному изобретению, которое относится к безнапорным трубам.
Сущность изобретения
Целью данного изобретения является создание безнапорной трубы, которая соединяет высокую жесткость и низкую хрупкость, т.е. имеет большой модуль упругости и высокую стойкость к медленному росту трещин.
Другой целью данного изобретения является создание безнапорной трубы, которая имеет высокую ударную прочность при низких температурах.
Другой целью данного изобретения является создание полимерной композиции для такой безнапорной трубы.
Согласно данному изобретению было установлено, что эти и другие цели могут быть достигнуты с помощью специального многомодального полимера этилена.
Таким образом, данное изобретение предлагает полимерную композицию для безнапорной трубы, которая характеризуется тем, что содержит многомодальный полимер этилена, включающий сополимер этилена и α-олефиновый сомономер с 4-10 атомами углерода;
полимер этилена имеет общую плотность 953-958 кг/м3 и МРК5 0,2-2,0 г/10 мин;
полимер этилена имеет модуль упругости, определенный в соответствии с 18О 178, равный 13001700 МПа;
полимер этилена имеет стойкость к медленному росту трещин, определенную в соответствии с А8ТМ Р 1473, более 1,5 ч;
причём указанный многомодальный полимер является бимодальным полимером этилена и содержит фракцию гомополимера этилена с низким молекулярным весом и фракцию сополимера этилена с высоким молекулярным весом, и весовое отношение фракции с высоким молекулярным весом и фракции полимера с низким молекулярным весом находится в диапазоне от 60:40 до 40:60.
Дополнительно, настоящее изобретение предлагает безнапорную полимерную трубу, которая характеризуется тем, что она изготовлена из вышеуказанной полимерной композиции.
Данное изобретение дополнительно предлагает использование полимерной композиции, указанной выше, для безнапорных труб и вспомогательных частей труб, таких как фитинги, клапаны и камеры для дренажа и защиты труб.
Другие отличительные признаки и преимущества данного изобретения следуют из приведенного
- 2 012747 ниже описания и прилагаемой формулы изобретения.
Подробное описание изобретения
Как указывалось выше, полимер безнапорной трубы, согласно данному изобретению, содержит многомодальный полимер этилена. «Модальность» полимера относится к форме кривой распределения его молекулярного веса, т.е. виду графика веса фракции полимера в зависимости от его молекулярного веса. Если полимер изготовлен в последовательных стадиях процесса с использованием соединенных последовательно реакторов и с использованием различных условий в каждом реакторе, то разные фракции, полученные в разных реакторах, имеют каждая свое собственное распределение молекулярного веса. Когда кривые распределения молекулярного веса этих фракций накладываются друг на друга в кривую распределения молекулярного веса для всего готового полимерного продукта, то эта кривая имеет два или несколько максимумов или, по меньшей мере, заметно расширена по сравнению с кривыми для отдельных фракций. Такой полимерный продукт, изготовленный в одной или нескольких стадиях процесса, называется бимодальным или многомодальным в зависимости от числа стадий. В последующем все полимеры, изготовленные в две или более последовательных стадий, называются «многомодальными». Следует также отметить, что химические составы разных фракций могут быть различными. Таким образом, одна или несколько фракций могут состоять из одного сополимера этилена, в то время как одна или несколько других фракций могут состоять из гомополимера этилена.
Многомодальный полимер этилена, согласно данному изобретению, предпочтительно является бимодальным полимером, содержащим фракцию с низким молекулярным весом и фракцию с высоким молекулярным весом.
Многомодальный полимер этилена включает сополимер этилена и α-олефинового сомономера с 4 10 атомами углерода. Сомономер предпочтительно выбран из группы, состоящей из 1-бутена, 1-гексена, 4-метил-1-пентена, 1-октена или 1-децена. Наиболее предпочтительно сомономер является 1-гексеном.
Предпочтительно, чтобы фракция с низким молекулярным весом содержала гомополимер этилена и чтобы фракция с высоким молекулярным весом содержала указанный выше сополимер этилена.
Содержание сомономера в полиэтилене должно быть предпочтительно ниже 0,4 мол.%, более предпочтительно ниже 0,3 мол.%, наиболее предпочтительно ниже 0,2 мол.% относительно конечного полимера.
Весовое соотношение между фракцией полимера с низким молекулярным весом и фракцией полимера с высоким молекулярным весом может изменяться в широких пределах, но предпочтительно лежит в диапазоне от 60:40 до 40:60, более предпочтительно от 58:42 до 42:58 и наиболее предпочтительно от 56:44 до 44:56.
Как указывалось выше, полиэтилен имеет общую плотность 953-958 кг/м3, предпочтительно 954958 кг/м3.
Аналогичным образом, плотность фракции с низким молекулярным весом должна предпочтительно составлять по меньшей мере 960 кг/м3, более предпочтительно по меньшей мере 965 кг/м3 и наиболее предпочтительно по меньшей мере 970 кг/м3. Дополнительно к этому, плотность предпочтительно составляет максимально 980 кг/м3. Плотность фракции с высоким молекулярным весом должна быть предпочтительно выше 922 кг/м3, более предпочтительно выше 924 кг/м3 и наиболее предпочтительно выше 927 кг/м3.
Плотность определяется в соответствии с Ι8Θ 1183:1987 выше 927 кг/м3.
Плотность определяется в соответствии с Ι8Ο 1183:1987.
Текучесть и тем самым обрабатываемость многомодального полиэтилена выражается скоростью расплавленного потока (МЕК), которая определяется в соответствии с Ι8Ο 1133:1997. В соответствии с Ι8Ο 1133 скорость расплавленного потока определяют при 190°С и различных нагрузках, таких как 2,1 кг (МЕК.2), 5 кг (МЕК5), или 21 кг (МЕК.2|). условиях Ό, Т и С, соответственно. Как указывалось выше, МЕК5 многомодального полиэтилена составляет 0,2-2,0 г/10 мин. Предпочтительно МЕК5 многомодального полиэтилена составляет 0,3-1,5 г/10 мин и более предпочтительно 0,4-1,3 г/10 мин.
Аналогичным образом, фракция с низким молекулярным весом многомодального полиэтилена имеет МЕК.5 предпочтительно 20-2000 г/10 мин, более предпочтительно 50-1500 г/10 мин и наиболее предпочтительно 100-1200 г/10 мин.
Отношение между МЕК.21 и МЕК5 называется отношением скоростей потока (ЕК.К.21/5) и указывает распределение молекулярного веса полимера. Многомодальный полимер этилена согласно данному изобретению предпочтительно имеет величину ЕВК21/5 от 20:1 до 50:1, более предпочтительно от 25:1 до 45:1 и наиболее предпочтительно от 25:1 до 40:1, т.е. полимер имеет широкое распределение молекулярного веса.
Как указывалось выше, важным свойством трубы и полимерной композиции, согласно данному изобретению, является их модуль упругости (или модуль для краткости). Под модулем упругости в данном случае понимается модуль упругости, определяемый с помощью трехточечного изгибания (так называемый модуль изгиба) в соответствии с Ι8Ο 178, измеренный при 23°С и скорости 2 мм/мин. Как указывалось выше, модуль многомодального полиэтилена, согласно данному изобретению, составляет 13001700 МПа, более предпочтительно от более 1400 МПа до 1700 МПа. Эта величина указывает очень высо
- 3 012747 кую жесткость, и, как указывалось выше, модуль одномодальных полиэтиленовых материалов, согласно уровню техники, ограничивался примерно 1100 МПа.
Как указывалось выше, другим решающим свойством трубы и полимерной композиции, согласно данному изобретению, является хрупкость, определяемая относительно стойкости к медленному росту трещин в соответствии с А8ТМ Е 1473 (при 2,8 МПа и 80°С в воздухе). Согласно изобретению стойкость к медленному росту трещин (время до выхода из строя) составляет более 1,5 ч, предпочтительно более 3 ч и наиболее предпочтительно 5 ч. Стойкость к медленному росту трещин предпочтительно находится в диапазон от более 1,5 ч до 1500 ч. Более предпочтительно стойкость к медленному росту трещин находится в диапазон от более 1,5 ч до 1000 ч.
Как указывалось выше, другим и важным свойством многомодального полиэтилена является его ударная прочность, в частности, при низких температурах. Ударную прочность определяют в соответствии с Ι8Θ 179/1еА. Ударная прочность при 25°С должна предпочтительно находиться в диапазоне 15-30 кДж/м2, более предпочтительно 20-25 кДж/м2. Ударная прочность при 0°С должна предпочтительно находиться в диапазоне 10-20 кДж/м2, более предпочтительно 15-20 кДж/м2. Ударная прочность при -20°С должна предпочтительно находиться в диапазоне 6-15 кДж/м2, более предпочтительно 8-15 кДж/м2.
Дополнительно к многомодальному полиэтилену полимерная композиция согласно данному изобретению может содержать обычные добавки. Такими добавками являются, например, антиоксиданты, стабилизаторы, такие как тепловые стабилизаторы, световые стабилизаторы, поглотители ультрафиолетового света и т.д. Такие добавки могут составлять 0-10 мас.%, предпочтительно 0-5 мас.%. Однако труба и полимерная композиция, согласно изобретению, не содержат никакого наполнителя.
Безнапорная полимерная труба, согласно данному изобретению, может иметь любую желаемую конструкцию. Предпочтительными трубами, согласно изобретению, являются трубы со сплошной стенкой, имеющие внутренний диаметр максимально 600 мм, более предпочтительно максимально 500 мм и наиболее предпочтительно максимально 400 мм. Другими предпочтительными трубами, согласно изобретению, являются трубы со структурированными стенками, такие как трубы с гофрированными стенками, любого желаемого диаметра, но предпочтительно с внутренним диаметром менее 2 м. В частности, предпочтительными являются трубы с двойной стенкой/многослойной стенкой с полыми секциями, имеющие внутренний диаметр максимально 1000 мм, более предпочтительно максимально 800 мм и наиболее предпочтительно максимально 600 мм.
В качестве конкретного примера безнапорной полимерной трубы, согласно изобретению, можно упомянуть дорожные водопропускные трубы. Такие дорожные водопропускные трубы предпочтительно имеют диаметр от 0,6 до 3 м.
Как указывалось выше, трубу, согласно изобретению, можно использовать для различных целей, таких как дренаж и защита кабелей и труб. Используемое в данном случае понятие «дренаж» включает почвенный и дорожный дренаж, транспортировку ливневой воды, транспортировку сточных вод и транспортировку загрязнений и отходов (внутренних сточных вод) внутри зданий. Дополнительно к самой трубе данное изобретение содержит также вспомогательные части для труб, такие как фитинги, клапаны, камеры и т. п.
Безнапорную трубу, выполненную из многомодальной полимерной композиции, согласно данному изобретению изготавливают обычным образом, предпочтительно посредством экструзии в обычном трубном экструдере. После экструдера трубу извлекают на калибровочную гильзу и охлаждают. Трубу можно также изготавливать способом экструзии с намоткой с диаметрами вплоть до 2-3 м или больше. Трубу можно также обрабатывать в гофрирующем устройстве в комбинации или вблизи стадии калибровки, например, для изготовления многослойных труб с двойной гофрированной стенкой или многослойных труб с или без полых секций, или многослойных труб с ребристой конструкцией. Трубные части, такие как клапаны, камеры и т. д. изготавливают с помощью обычной обработки, такой как литье под давлением, литье с раздувом и т.д. Эти технологии хорошо известны для специалистов в данной области техники и не требуют подробного описания здесь.
Из уровня техники известно изготовление многомодальных, в частности бимодальных, олефиновых полимеров, таких как многомодальный полиэтилен, в двух или более реакторах, соединенных последовательно. В качестве примера этого уровня техники можно упомянуть ЕР 517868, полное содержание которого включается в данное описание относительно изготовления многомодальных полимеров.
Согласно данному изобретению главные стадии полимеризации предпочтительно выполняют в виде комбинации суспензионной полимеризации/полимеризации в газовой фазе. Суспензионную полимеризацию предпочтительно выполняют в так называемом реакторе с циркуляцией. Композицию предпочтительно приготавливают в двух главных стадиях полимеризации в комбинации реактор с циркуляцией/ реактор газовой фазы. Не обязательно, но предпочтительно, главным стадиям полимеризации может предшествовать стадия предварительной полимеризации, в которой изготавливают до 20 мас.%, предпочтительно 1-10 мас.%, более предпочтительно 1-5 мас.% всего количества полимера. Предварительный полимер предпочтительно является гомополимером этилена (НОРЕ). При предварительной полимеризации весь катализатор предпочтительно загружают в реактор с циркуляцией и предварительную полимеризацию выполняют как суспензионную полимеризацию. Такая предварительная полимеризация приво
- 4 012747 дит к получение более мелких частиц в последующих реакторах и к получению более гомогенного готового продукта. В целом, эта технология обеспечивает получение многомодальной полимерной смеси посредством полимеризации с помощью катализатора Циглера-Натта или из металлоцена в нескольких последовательных реакторах полимеризации. При изготовлении, например, бимодального полимера, первый полимер этилена изготавливают в первом реакторе при определенных условиях относительно давления газа водорода, температуры, давления и т.д. После полимеризации в первом реакторе, реакционную смесь, включая полученный полимер, подают во второй реактор, где происходит дальнейшая полимеризация в других условиях. Обычно, первый полимер с высокой скоростью расплавленного потока (с низким молекулярным весом, ЬМ^) и без добавления сомономера изготавливают в первом реакторе, в то время как второй полимер с низкой скоростью расплавленного потока (с высоким молекулярным весом, ΗΜν) и с добавлением сомономера изготавливают во втором реакторе. В качестве сомономера фракции НМ\У можно использовать различные α-олефины с 4-10 атомами углерода, но предпочтительно сомономер выбирают из группы, состоящей из 1-бутена, 1-гексена, 4-метил-1-пентена, 1-октена или 1децена. Получаемый конечный продукт состоит из тесной смеси полимеров из двух реакторов, при этом разные кривые распределения молекулярного веса этих полимеров совместно образуют кривую распределения молекулярного веса, имеющую широкий максимум или два максимума, т. е. конечный продукт является бимодальной полимерной смесью. Поскольку многомодальные и, в частности, бимодальные полимеры этилена и их изготовление относятся к уровню техники, то их подробное описание не приводится, хотя делается ссылка на упомянутый выше ЕР 517868.
Как указывалось выше, предпочтительно, чтобы многомодальная композиция полиэтилена, согласно изобретению, была бимодальной полимерной смесью. Предпочтительно также, чтобы эта бимодальная полимерная смесь была изготовлена посредством указанной полимеризации при разных условиях полимеризации в двух или более реакторах полимеризации, соединенных последовательно. За счет гибкости получения условий реакций, предпочтительно выполнять полимеризацию в реакторе с циркуляцией/реакторе газовой фазы. Условия полимеризации в предпочтительном способе из двух стадий предпочтительно выбирают так, что в одной стадии, предпочтительно первой стадии, получают полимер со сравнительно низким молекулярным весом, не содержащий сомономера, за счет высокого содержания агента передачи цепи (газа водорода), в то время как полимер с высоким молекулярным весом, содержащий сомономер, получают в другой стадии, предпочтительно второй стадии. Однако порядок следования этих стадий может быть изменен на противоположный.
В предпочтительном варианте выполнения полимеризации в реакторе с циркуляцией с последующим реактором газовой фазы, температура полимеризации в реакторе с циркуляцией предпочтительно составляет 92-96°С, более предпочтительно около 95°С, а температура в реакторе газовой фазы предпочтительно составляет 75-90°С, более предпочтительно 80-85°С.
Агент передачи цепи, предпочтительно водород, добавляют по необходимости в реакторы и предпочтительно добавляют 350-450 молей водорода на киломоль этилена в реактор, производящий фракцию ЬМ^, и 20-40 молей водорода на киломоль этилена в реактор, производящий фракцию ΗΜν.
Как указывалось выше, катализатор для полимеризации многомодального полиэтилена, согласно изобретению, является катализатором Циглера-Натта. Особенно предпочтительными являются катализаторы с высокой общей активностью, а также с хорошим равновесием активности в широком диапазоне парциальных давлений водорода. В качестве примера можно упомянуть катализаторы, раскрытые в ЕР 688794 и ΕΙ 980788. Такие катализаторы имеют также то преимущество, что катализатор (прокатализатор и сокатализатор) необходимо добавлять и действительно добавляется лишь в первый реактор полимеризации.
После описания данного изобретения ниже приводится лишь в качестве иллюстрации, не имеющей ограничительного характера, описание предпочтительных вариантов выполнения для дополнительного облегчения понимания изобретения.
Пример.
Были изготовлены три различные бимодальные композиции полимера этилена посредством последовательной полимеризации, указанной выше. Бимодальные полимеры этилена были все бимодальными полимерами с фракцией гомополимера этилена с низким молекулярным весом и фракцией сополимера этилена и 1-гексена с высоким молекулярным весом. Бимодальные полимера обозначены ниже как полимеры А-С.
Каждый из полимеров экструдировали в гладкие безнапорные сточные трубы с наружным диаметром 110 мм и толщиной стенки 10 мм. Данные бимодальных полимеров и изготовленных из них сточных труб были заданы, как указывалось выше, и приведены в таблице.
В качестве сравнения использовался одномодальный сополимер этилена и бутена (сравнение 1) для изготовления безнапорной сточной трубы тех же размеров. Результаты испытаний сравнения 1 также приведены в таблице.
- 5 012747
Таблица
Полимер Количество сомономера (моль ΐ) Плотность (кг/м3) мгк5 (Г/Ю мин.) Модуль упругости (МПа) Рост медленных трещин (часы) Ударная прочность [КДж/мЪ
о°с
А 0,17 935,0 0,22 1410 8 15,8 33,7
В 0,19 954, 6 0,24 1430 17 14,2 35,9
с 0,20 957, 3 0,28 1500 2 13,8 39, 5
Сравн. 1 0,18 950,0 0, 53 1100 1,0 6,7 32,0
Из таблицы следует, что данное изобретение обеспечивает безнапорную сточную трубу с уникальной комбинацией большой жесткости (большого модуля упругости) и низкой хрупкости (высокого сопротивления медленному росту трещин). Широкое распределение молекулярного веса, а также высокая ударная прочность при окружающих и низких температурах также следуют из таблицы.

Claims (16)

1. Композиция полимера для безнапорной полимерной трубы, отличающаяся тем, что содержит многомодальный полимер этилена, включающий сополимер этилена и α-олефинового сомономера с 4-10 атомами углерода;
полимер этилена имеет общую плотность 953-958 кг/м3 и скорость текучести расплава МЕК5 0,2-2,0 г/10 мин;
полимер этилена имеет модуль упругости, определенный в соответствии с 180 178, равный 13001700 МПа;
полимер этилена имеет стойкость к медленному росту трещин, определенную в соответствии с А8ТМ Е 1473, более 1,5 ч;
причём многомодальный полимер является бимодальным полимером этилена и содержит фракцию гомополимера этилена с низким молекулярным весом и фракцию сополимера этилена с высоким молекулярным весом, и весовое соотношение фракции с высоким молекулярным весом и фракции полимера с низким молекулярным весом находится в диапазоне от 60:40 до 40:60.
2. Композиция полимера по п.1, в которой α-олефиновый сомономер выбран из группы, состоящей из 1-бутена, 1-гексена, 4-метил-1-пентена, 1-октена или 1-децена.
3. Композиция полимера по любому из пп.1-2, в которой полимер имеет содержание сомономера менее 0,4 мол.%.
4. Композиция полимера по любому из пп.1-3, в которой фракция с низким молекулярным весом имеет плотность по меньшей мере 960 кг/м3, а фракция с высоким молекулярным весом имеет плотность более 922 кг/м3.
5. Композиция полимера по любому из пп.1-4, в которой фракция с низким молекулярным весом имеет скорость текучести расплава МЕК2 20-2000 г/10 мин.
6. Композиция полимера по любому из пп.1-5, в которой весовое соотношение фракции с высоким молекулярным весом и фракции с низким молекулярным весом предпочтительно находится в диапазоне от 56:44 до 44:56.
7. Композиция полимера по любому из пп.1-6, в которой ударная прочность, определенная в соответствии с 180 179/1еА, составляет при 0°С 10-20 кДж/м2.
8. Безнапорная полимерная труба, отличающаяся тем, что она изготовлена из полимерной композиции по любому из пп.1-7.
9. Труба по п.8, представляющая собой трубу со сплошной стенкой.
10. Труба по любому из пп.8-9, представляющая собой трубу со структурированной стенкой.
11. Труба по п.10, представляющая собой трубу с гофрированной стенкой.
12. Труба по любому из пп.8-11, представляющая собой многослойную трубу.
13. Труба по любому из пп.8-12, имеющая внутренний диаметр менее 2 м.
14. Труба по любому из пп.8-13, имеющая максимальный внутренний диаметр 600 мм.
15. Труба по п.8, представляющая собой сточную трубу.
16. Применение полимерной композиции по п.1 для изготовления безнапорных труб и вспомогательных частей труб, таких как фитинги, клапаны и камеры для дренажа и защиты труб.
EA200601613A 2004-04-03 2005-03-31 Композиция полимера, безнапорная полимерная труба и применение композиции EA012747B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP04008180A EP1584852B1 (en) 2004-04-03 2004-04-03 A pressureless polymer pipe
PCT/EP2005/003495 WO2005095839A1 (en) 2004-04-03 2005-03-31 A pressureless polymer pipe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200601613A1 EA200601613A1 (ru) 2007-02-27
EA012747B1 true EA012747B1 (ru) 2009-12-30

Family

ID=34895977

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200601613A EA012747B1 (ru) 2004-04-03 2005-03-31 Композиция полимера, безнапорная полимерная труба и применение композиции

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7737222B2 (ru)
EP (1) EP1584852B1 (ru)
CN (1) CN100551962C (ru)
AT (1) ATE529453T1 (ru)
AU (1) AU2005229132B2 (ru)
BR (1) BRPI0509101A (ru)
EA (1) EA012747B1 (ru)
WO (1) WO2005095839A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2757915C2 (ru) * 2016-09-12 2021-10-22 Тай Полиэтилен Ко., Лтд. Полимерная композиция для укупорочных средств для контейнера

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006126547A1 (ja) 2005-05-23 2006-11-30 Japan Polyethylene Corporation ポリエチレン樹脂、その製造方法並びにその樹脂を用いたパイプおよび継手
ES2303164T3 (es) * 2005-09-15 2008-08-01 Borealis Technology Oy Conducto sin presion que comprende un compuesto de polietileno multimodal con una carga inorganica.
US7754834B2 (en) 2007-04-12 2010-07-13 Univation Technologies, Llc Bulk density promoting agents in a gas-phase polymerization process to achieve a bulk particle density
EP3056524B1 (en) * 2014-10-13 2021-09-22 LG Chem, Ltd. Ethylene/1-butene copolymer having excellent processibility and environmental stress cracking resistance
CN104788782B (zh) * 2015-04-07 2017-01-04 亚大塑料制品有限公司 一种提高聚乙烯管耐慢速裂纹增长性能的方法
US10696826B2 (en) * 2015-07-16 2020-06-30 Sabic Global Technologies B.V. Bimodal high density polyethylene
CN108463477B (zh) * 2015-11-23 2020-12-08 Sabic环球技术有限责任公司 用于管的生产的高密度聚乙烯
EP3176213B1 (en) * 2015-12-03 2019-04-24 Scg Chemicals Co. Ltd. Ethylene copolymer composition

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0517868B1 (en) * 1990-12-28 1995-11-15 Borealis Polymers Oy Multi-stage process for producing polyethylene
WO2000001765A1 (en) * 1998-07-06 2000-01-13 Borealis Technology Oy Polymer composition for pipes
WO2000022040A1 (en) * 1998-10-14 2000-04-20 Borealis Technology Oy Polymer composition for pipes
WO2001002480A1 (de) * 1999-06-30 2001-01-11 Basell Polyolefine Gmbh Polyethylen formmasse und daraus hergestelltes rohr mit verbesserten mechanischen eigenschaften
EP1146079A1 (en) * 2000-04-13 2001-10-17 Borealis Technology Oy Polymer composition for pipes
WO2003102075A1 (en) * 2002-06-04 2003-12-11 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Polymer compositions and method of making pipes thereof

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3529047A (en) * 1966-03-26 1970-09-15 Furukawa Electric Co Ltd Method for continuous manufacture of corrugated plastic pipes
US4461873A (en) * 1982-06-22 1984-07-24 Phillips Petroleum Company Ethylene polymer blends
CA2240012A1 (en) * 1996-10-23 1998-04-30 Mitsui Chemicals, Incorporated Ethylene copolymer composition and moldings
EP1155054A1 (en) * 1998-12-29 2001-11-21 Chevron Phillips Chemical Company Lp Improved chromate ester catalyst and method of using same to produce high performance polyethylene products
DE10203626B4 (de) * 2002-01-30 2004-01-08 Veritas Ag Mehrschichtiges Rohr bzw. Schlauch
US6822051B2 (en) * 2002-03-29 2004-11-23 Media Plus, Inc. High density polyethylene melt blends for improved stress crack resistance in pipe
US6878454B1 (en) * 2003-12-05 2005-04-12 Univation Technologies, Llc Polyethylene films
EP1779344A4 (en) * 2004-07-29 2009-08-19 Motiva Llc SYSTEM FOR MEASURING HUMAN MOVEMENT
US7541084B2 (en) * 2007-03-01 2009-06-02 Prs Mediterranean Ltd. Geotechnical articles

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0517868B1 (en) * 1990-12-28 1995-11-15 Borealis Polymers Oy Multi-stage process for producing polyethylene
WO2000001765A1 (en) * 1998-07-06 2000-01-13 Borealis Technology Oy Polymer composition for pipes
WO2000022040A1 (en) * 1998-10-14 2000-04-20 Borealis Technology Oy Polymer composition for pipes
WO2001002480A1 (de) * 1999-06-30 2001-01-11 Basell Polyolefine Gmbh Polyethylen formmasse und daraus hergestelltes rohr mit verbesserten mechanischen eigenschaften
EP1146079A1 (en) * 2000-04-13 2001-10-17 Borealis Technology Oy Polymer composition for pipes
WO2003102075A1 (en) * 2002-06-04 2003-12-11 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Polymer compositions and method of making pipes thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SCHEIRS J. ET AL.: "PE100 Resins for Pipe Applications: - Continuing the Development into the 21st Century" TRENDS IN POLYMER SCIENCE, ELSEVIER SCIENCE PUBLISHERS B.V. AMSTERDAM, NL, vol. 4, no. 12, 1 December 1996 (1996-12-01), pages 408-415, XP004071087 ISSN: 0966-4793 page 406 - page 415 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2757915C2 (ru) * 2016-09-12 2021-10-22 Тай Полиэтилен Ко., Лтд. Полимерная композиция для укупорочных средств для контейнера

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI0509101A (pt) 2007-08-28
US20070207281A1 (en) 2007-09-06
EA200601613A1 (ru) 2007-02-27
CN1926370A (zh) 2007-03-07
ATE529453T1 (de) 2011-11-15
US7737222B2 (en) 2010-06-15
CN100551962C (zh) 2009-10-21
EP1584852A1 (en) 2005-10-12
WO2005095839A1 (en) 2005-10-13
EP1584852B1 (en) 2011-10-19
AU2005229132A1 (en) 2005-10-13
AU2005229132B2 (en) 2010-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA012747B1 (ru) Композиция полимера, безнапорная полимерная труба и применение композиции
KR101037923B1 (ko) 향상된 내고열성을 가지는 파이프
KR100540274B1 (ko) 파이프용 중합체 조성물
KR101084950B1 (ko) 단일-위치 촉매로 제조된 파이프용 멀티모달 폴리에틸렌 수지
KR101184393B1 (ko) 무가압 고분자 파이프, 그것의 조성물, 및 그것을 제조하기위한 방법
RU2271373C2 (ru) Полимерная композиция для труб
PL203005B1 (pl) Rura z polimeru do gorących płynów
CA2618810C (en) Pressureless pipe comprising a multimodal polyethylene composition with an inorganic filler
US20200299431A1 (en) Metallocene Polyethylene for Pipe Applications
PL182604B1 (pl) Wielowarstwowa rura

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): KZ

TK4A Corrections in published eurasian patents