CN107636061A - 用于管件的聚丙烯组合物 - Google Patents

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Abstract

包括聚丙烯组合物(PC)的管件，所述聚丙烯组合物(PC)包含：(i)具有2至100g/10min的MFR2(230℃，2.16kg)的丙烯均聚物，(ii)具有至少50g/10min的MFR2(190℃，2.16kg)的极性改性聚丙烯和(iii)纤维。

Description

用于管件的聚丙烯组合物
技术领域
本发明涉及在高温和高压下具有改进的耐变形和抗裂性的管件。
背景技术
本发明使用的术语“管件”意味着包括更广义的管件，包括辅助部件诸如管道配件，管道阀门，管道腔室和管道系统通常应用的所有部件，特别是用于在高温下运输加压流体的管道系统。术语“管件”还包括单层管或多层管以及单层辅助部件或多层辅助部件例如管道配件，管道阀门，管道腔室以及管道系统通常所需的所有部件。术语“管件”还包括结构壁管，例如波纹管，具有或不具有中空部分的双壁管。
由聚合物材料制成的管件经常用于各种目的，例如流体输送，即输送气体或液体。此外，流体输送可以例如当运输天然气或自来水时加压下进行，或例如当运输污水或排水时不加压下进行。此外，流体输送可以在不同的温度下进行，通常在约0℃至约100℃的温度范围内。
对用于输送加压流体的管件(即压力管)和用于输送非加压流体的管件(即非压力管)具有不同的要求。压力管必须能够承受内部正压力，即管内的压力高于管外的压力，但非压力管不必承受任何内部正压力，而是需要承受外部正压力，即管外的压力高于管内的压力。此外，对于在环境温度下运输流体的管件和用于在高温下运输流体的管件具有不同的要求。
如果流体必须在高压和/或高温的管道系统中运输，则管道系统的接头也必须保持其期望的性能，特别是要求管道系统的接头能长时间(优选在管道系统的整个使用寿命期间)承受流体的压力和/或温度。因此，在接头处使用的管件也需要长时间(优选在管道系统的整个使用寿命期间)承受高压和/或高温。特别是要求管件在高压和/或高温下不会变形或开裂，因为在使用过程中，表面上的任何变形和/或裂缝都可能导致管道系统的泄漏或者甚至爆裂。
发明内容
在一个优选实施方式中，根据本发明使用的术语“管件”涉及管道配件。根据本发明使用的术语“管道配件”涉及接头或连接件，例如联接器，弯头，止挡端部件，备用螺母，龙头或三通(tee)，用于管道系统连接管件，以及连接管件和用于管件的辅助部件。
因此，在一个优选实施方式中，本发明涉及一种在高压和/或高温下具有改进的耐变形和抗裂性的管件。
因此，需要管件，特别是管道配件包括具有改善的耐热性和/或耐压性的聚合物材料，本发明的目的是提供这种管道配件。
本发明的发现是管件，尤其是管道配件在由包含聚丙烯均聚物、极性改性聚丙烯和纤维的聚丙烯组合物制成时，可以获得改善的耐热性和/或耐压性。
在第一方面，本发明涉及一种包括聚丙烯组合物(PC)的管件，如管道配件，所述聚丙烯组合物(PC)包含：(i)具有根据ISO 1133测量的2至100g/10min的MFR2(230℃，2.16kg)的丙烯均聚物(HPP-1)，(ii)具有根据ISO 1133测量的至少50g/10min的MFR2(190℃，2.16kg)的极性改性聚丙烯(PMP)，和(iii)纤维(FB)。
在一个实施方案中，以聚丙烯组合物(PC)的重量计，根据第一方面的丙烯组合物(PC)中的丙烯均聚物(HPP-1)与极性改性聚丙烯(PMP)之间的重量比[(HPP-1)/(PMP)]在300至8的范围内，和/或以聚丙烯组合物(PC)的重量计，根据第一方面的丙烯组合物(PC)中的丙烯均聚物(HPP-1)和纤维(FB)之间的重量比[(HPP-1)wt％/(FB)wt％]在5.5至0.5的范围内。
在第二方面，本发明涉及一种包括聚丙烯组合物(PC)的管件，如管道配件，所述聚丙烯组合物(PC)由如下组分构成：(i)根据ISO 1133测得的在2至100g/10min的范围内MFR2(230℃，2.16kg)的丙烯均聚物(HPP-1)，(ii)具有根据ISO 1133测量的至少50g/10min的MFR2(190℃，2,16kg)的极性改性聚丙烯(PMP)，(iii)纤维(FB)，和(iv)添加剂(AD)。
在一个实施方式中，以聚丙烯组合物(PC)的重量计，根据第二方面的丙烯组合物(PC)中的丙烯均聚物(HPP-1)和极性改性聚丙烯(PMP)之间的重量比[(HPP-1)/(PMP)]在300至8的范围内，和/或以聚丙烯组合物(PC)的重量计，根据第二方面的丙烯组合物(PC)中的丙烯均聚物(HPP-1)和纤维(FB)之间的重量比[(HPP-1)/(FB)]在5.5至0.5的范围内，和/或以聚丙烯组合物(PC)的重量计，根据第二方面的丙烯组合物(PC)中的丙烯均聚物(HPP-1)与添加剂(AD)的重量比[(HPP-1)/(AD)]在120至4的范围内。
在一个实施方案中，根据第一方面或第二方面的聚丙烯组合物(PC)具有至少5000MPa的挠曲模量。
在一个实施方案中，根据第一或第二方面的聚丙烯组合物(PC)具有至少100℃的维卡软化温度(Vicat Softening Temperature)Vicat B(维卡B)。
在一个实施方案中，根据第一方面或第二方面的丙烯均聚物(HPP-1)是成核的，优选α-成核的。
在一个实施方案中，根据第一方面或第二方面的丙烯均聚物(HPP-1)具有至少1600MPa的挠曲模量。
在一个实施方案中，根据第一方面或第二方面的极性改性聚丙烯(PMP)包含含量为至少0.5wt％的极性基团
在一个实施方案中，根据第一方面或第二方面的纤维(FB)选自玻璃纤维，陶瓷纤维，石墨纤维及其混合物。
在第三方面，本发明涉及制备根据第一方面或第二方面的管件的方法，包括以下步骤：
(i)提供聚合物组合物(PC)，和
(ii)注塑该聚合物组合物(PC)以形成管件。
在第四方面，本发明涉及根据第一方面或第二方面的聚丙烯组合物(PC)在管件中用于改善耐热性和/或耐压性的用途。
具体实施方式
下面更详细地描述本发明：
管件
如上所述，根据本发明使用的术语“管件”意味着包括更广泛意义上的管件，包括辅助部件诸如管道配件，管道阀门，管道腔室和通常用于管道系统(特别是在高温下运输加压流体的管道系统)的所有部件。
在一个优选实施方式中，术语“管件”指辅助部件例如管道配件，管道阀门和管道腔室，特别优选的是术语“管件”指管道配件。
在本发明中，管件如管道配件，包括如下详细定义的聚丙烯组合物(PC)。在一个优选的实施方式中，以管件(如管道配件)的总重量计，管件如管道配件，包括至少60wt％，更优选至少75wt％，还更优选至少90wt％，还更优选至少95wt％，还更优选至少99wt％的如下面详细定义的聚丙烯组合物(PC)。
本发明涉及一种管件，如管道配件，包括例如由聚丙烯组合物(PC)构成，所述聚丙烯组合物包含：
(i)丙烯均聚物(HPP-1)，其根据ISO 1133测量的MFR2(230℃，2.16kg)不超过100g/10min，优选不超过50g/10min，更优选不超过30g/10min，甚至更优选不超过10g/10min，如在2～100g/10min的范围内，优选在2～50g/10min的范围内，更优选在2～30g/10min的范围内，进一步优选为2～10g/10min的范围内，
(ii)极性改性聚丙烯(PMP)，其根据ISO 1133测量的MFR2(190℃，2,16kg)为至少50g/10min，优选至少80g/10min，如在50～150g/10min的范围内，优选为70～140g/10min，进一步优选为90～130g/10min，进一步优选为100～115g/10min，以及
(iii)纤维(FB)。
优选地，以聚丙烯组合物(PC)的重量计，丙烯均聚物(HPP-1)和极性改性聚丙烯(PMP)之间的重量比[(HPP-1)/(PMP)]在300～8的范围内，优选为150～9的范围内，更优选为100～15的范围内，进一步优选为70～25的范围内，进一步优选为50～30的范围内。
优选地，以聚丙烯组合物(PC)的重量计，丙烯均聚物(HPP-1)和纤维(FB)之间的重量比[(HPP-1)/(FB)]在5.5至0.5的范围内，优选在4.0～0.8的范围内，更优选在3.0～1.0的范围内，进一步优选在2.5～1.0的范围内。
以聚丙烯组合物(PC)的重量计，聚丙烯组合物(PC)可以包含：
(i)45-75wt％，优选50至70wt％，更优选55-69wt％的丙烯均聚物(HPP-1)，
(ii)0.1-5.0wt％，优选0.5-5.0wt％，更优选0.5-4.0wt％，甚至更优选1至3.0wt％的极性改性聚丙烯(PMP)，和
(iii)20至50wt％，优选28-44wt％，更优选30至40wt％的纤维(FB)。
优选地，管件如管道配件，包括例如由聚丙烯组合物(PC)组成，所述聚丙烯组合物(PC)由如下组分构成：
(i)丙烯均聚物(HPP-1)，其根据ISO1133测量的MFR2(230℃，2.16kg)不超过100g/10min，优选不超过50g/10min，更优选不超过30g/10min，甚至更优选不超过10g/10min，如在2至100g/10min的范围内，优选在2至50g/10min的范围内，更优选在2至30g/10min的范围内，进一步优选为2～10g/10min，
(ii)极性改性聚丙烯(PMP)，其根据ISO 1133测量的MFR2(190℃，2.16kg)为至少50g/10min，优选至少80g/10min，例如50～150g/10min,更优选为70～140g/10min，进一步优选为90～130g/10min，进一步优选为100～115g/10min，
(iii)纤维(FB)，和
(iv)添加剂(AD)。
优选地，以聚丙烯组合物(PC)的重量计，丙烯均聚物(HPP-1)和极性改性聚丙烯(PMP)之间的重量比[(HPP-1)/(PMP)]在300～8的范围内，优选在150～9的范围内，更优选在100～15的范围内，进一步优选在70～25的范围内，进一步优选在50～30的范围内。
优选地，以聚丙烯组合物(PC)的重量计，丙烯均聚物(HPP-1)和纤维(FB)之间的重量比[(HPP-1)/(FB)]在5.5～0.5的范围内，优选4.0～0.8的范围内，更优选3.0～1.0的范围内，进一步优选2.5～1.0的范围。
优选地，以聚丙烯组合物(PC)的重量计，丙烯均聚物(HPP-1)和添加剂(AD)之间的重量比[(HPP-1)/(AD)]为120～4，优选为100～6，更优选为50～10，进一步优选为40～20。
此外，优选地，管件如管道配件，包括例如由聚丙烯组合物(PC)组成，所述聚丙烯组合物(PC)由丙烯均聚物(HPP-1)，极性改性聚丙烯(PMP)，纤维(FB)和添加剂(AD)组成，其中，以聚丙烯组合物(PC)的重量计，
(i)丙烯均聚物(HPP-1)含量为45～75wt％，更优选为50～70wt％，甚至更优选55～69wt％，
(ii)极性改性聚丙烯(PMP)的含量为0.1～5wt％，优选为0.5～5.0wt％，更优选为0.5～4.0wt％，甚至更优选1.0～3.0wt％，和
(iii)纤维(FB)的含量为20～50wt％，优选28～44wt％，更优选为30～40wt％，和
(iv)添加剂(AD)的含量为0.1～10wt％，优选0.1～5.0wt％，更优选0.5～3.5wt％，甚至更优选1.0～3.0wt％。
在一个实施方案中，除了丙烯均聚物(HPP-1)和极性改性聚丙烯(PMP)之外，管件，如管道配件，不包含任何其他的聚合物材料，特别是除了丙烯均聚物(HPP-1)和极性改性聚丙烯(PMP)以外不包含任何其他的聚合物材料作为基础树脂。
在另一个实施方案中，除了丙烯均聚物(HPP-1)，极性改性聚丙烯(PMP)和任选的添加剂(AD)之外，管件，如管道配件不包含任何其他的聚合物材料，特别是除了丙烯均聚物(HPP-1)，极性改性聚丙烯(PMP)和任选的添加剂(AD)以外，不包含任何其它的聚合物材料作为基础树脂。
如上所述，本发明涉及一种具有改进的耐热性和/或耐压性的管件，以满足在高温下输送加压流体所需的要求。
优选地，所述管件包括挠曲模量为至少5000MPa的聚丙烯组合物(PC)，优选挠曲模量为至少6000MPa的聚丙烯组合物(PC)，更优选挠曲模量为至少6800MPa，如在5000至20,000MPa范围内，优选在6000至15,000MPa范围内，更优选在6800至12,000MPa范围内的聚丙烯组合物(PC)。
优选地，所述管件包含具有至少100℃的维卡软化温度Vicat B的聚丙烯组合物(PC)，优选具有至少120℃的维卡软化温度VicatB的聚丙烯组合物(PC)，更优选具有至少140℃的维卡软化温度VicatB的聚丙烯组合物(PC)，特别优选维卡软化温度VicatB在150℃以上(例如100～250℃，优选为120～200℃，更优选为140～180℃，进一步优选为155～175℃)的聚丙烯组合物(PC)。
丙烯均聚物(HPP-1)
丙烯均聚物(HPP-1)是根据本发明的管件中包含的聚丙烯组合物(PC)中的基本组分。
优选地，丙烯均聚物(HPP-1)具有相对低的根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃，2.16kg)，其不超过100g/10min，优选不超过50g/10min，更优选不超过30g/10min，甚至更优选不超过10g/10min，如在2至100g/10min的范围内，优选在2至50g/10min的范围内，更优选在2至30g/10min的范围内，甚至更优选在2至10g/10min的范围内。
此外，优选地，丙烯均聚物(HPP-1)的挠曲模量为至少1600MPa，优选至少1700MPa，更优选至少1900MPa，甚至更优选至少2000MPa，如为1600～4000MPa，优选为1700～3000MPa，更优选为1800～3000MPa，进一步优选为2000～2500MPa。
此外，优选地，丙烯均聚物(HPP-1)是结晶聚合物。术语“结晶”表示丙烯均聚物具有相当高的熔融温度。在整个说明书中，除非另有说明，丙烯均聚物(HPP-1)被认为是结晶体。优选地，丙烯均聚物(HPP-1)通过差示扫描量热法(DSC)测量的熔融温度为至少155℃，更优选至少160℃，甚至更优选至少164℃，如在155-180℃的范围内，优选在160-175℃的范围内，更优选在164-170℃的范围内。
因此，优选地，丙烯均聚物(HPP-1)是成核的，特别是α-成核的。
在丙烯均聚物(HPP-1)包含α-成核剂的情况下，优选不含β-成核剂。α-成核剂优选选自由以下组成的组：
(i)一元羧酸和多元羧酸的盐，例如苯甲酸钠或叔丁基苯甲酸铝，和
(ii)二亚苄基山梨糖醇(例如1,3：2,4-二亚苄基山梨糖醇)和C1-C8-烷基取代的二亚苄基山梨糖醇衍生物，例如甲基二亚苄基山梨糖醇，乙基二亚苄基山梨糖醇或二甲基二亚苄基山梨糖醇(例如1,3：2,4-二(甲基亚苄基)山梨糖醇)，或取代的诺尼醇衍生物，例如1,2,3，-三脱氧基-4,6：5,7-双-O-[(4-丙基苯基)亚甲基]-诺尼醇，和
(iii)磷酸二酯的盐，例如2,2'-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠或羟基-双[2,2'-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸铝]，
(iv)乙烯基环烷烃聚合物或乙烯基烷烃聚合物，
(v)它们的混合物。
包含在丙烯均聚物(HPP-1)中的α-成核剂优选为乙烯基环烷烃聚合物和/或乙烯基烷烃聚合物，更优选乙烯基环烷烃聚合物如乙烯基环己烷(VCH)聚合物。乙烯基环己烷(VCH)聚合物特别优选作为α-成核剂。优选地，丙烯均聚物(HPP-1)中乙烯基环烷烃如乙烯基环己烷(VCH)，聚合物和/或乙烯基烷烃聚合物，更优选乙烯基环己烷(VCH)聚合物的量不超过500ppm，优选不超过200ppm，更优选不超过100ppm，例如为0.1～500ppm，优选为0.5～200ppm，更优选为1～100ppm。此外，优选地，通过BNT技术将乙烯基环烷烃聚合物和/或乙烯基烷烃聚合物引入到丙烯均聚物(HPP-1)中。关于BNT技术，参考国际申请WO 99/24478，WO99/24479，特别是WO 00/68315。根据该技术，催化剂体系，优选齐格勒-纳塔主催化剂，可以通过在催化剂体系存在下通过聚合乙烯基化合物来改性，所述催化剂体系尤其包含特定的齐格勒-纳塔主催化剂，外部供体和助催化剂，所述乙烯基化合物具有下式：
CH2＝CH-CHR3R4
其中R3和R4一起形成5元或6元饱和，不饱和或芳族环或独立地表示包含1至4个碳原子的烷基，并且该改性催化剂用于制备根据本发明的丙烯均聚物(HPP-1)。聚合的乙烯基化合物用作α-成核剂。在催化剂的改性步骤中，乙烯基化合物与固体催化剂组分的重量比优选为至多5(5:1)，更优选至多3(3:1)，如在0.5(1：2)到2(2：1)。
这样的成核剂是可商购的并且例如描述于Hans Zweifel的“Plastic AdditivesHandbook”，第5版，2001年(第967至990页)中。
丙烯均聚物(HPP-1)的分子量组分优选是多峰的，特别是双峰的。在这种情况下，丙烯均聚物(HPP-1)包含至少两个组分，优选由两个组分组成，组分是第一丙烯均聚物组分(HPP-1a)和第二丙烯均聚物组分(HPP-1b)。优选两种组分在熔体流动速率MFR2(230℃，2.16kg负荷)方面不同。优选第一丙烯均聚物组分(HPP-1a)的熔体流动速率MFR2(230℃，2.16kg负荷)低于第二丙烯均聚物组分(HPP-1b)的熔体流动速率MFR2(230℃，2.16kg负荷)。优选地，第一丙烯均聚物组分(HPP-1a)的熔体流动速率MFR2(230℃，2.16kg负荷)与第二丙烯均聚物组分的熔体流动速率MFR2(230℃，2.16kg负荷)相差至少2g/10min，优选至少5g/10min，更优选至少10g/10min，例如2至100g/10分钟的范围内，优选10至80g/10分钟的范围内，更优选在30至50克/10分钟的范围内。
如下面将要解释的，丙烯均聚物(HPP-1)可以通过混合不同的聚合物类型，即不同分子量的聚合物类型来生产。然而，优选的是，在使用连续配置的反应器并且在不同反应条件下操作的连续步骤过程中产生丙烯均聚物(HPP-1)。因此，在特定的反应器中制备的每个组分将具有其自己的分子量分布。
换句话说，丙烯均聚物(HPP-1)优选以连续聚合方法，即以本领域已知的多阶段方法生产，其中丙烯均聚物(HPP-1)至少在一个浆料反应器中，优选在至少一个浆料反应器中和任选在至少一个后续气相反应器中，更优选在一个浆料反应器和一个后续气相反应器中生产。
因此，优选的是，所述丙烯均聚物(HPP-1)在包括以下步骤的连续聚合工艺中生产：
(a)在第一反应器(R1)中聚合丙烯并获得第一聚丙烯均聚物组分(HPP-1a)，
(b)将第一聚丙烯组分(HPP-1a)转移到第二反应器(R2)中，
(c)在所述第一聚丙烯组分(HPP-1a)存在下，在所述第二反应器(R2)中聚合丙烯，由此获得第二聚丙烯组分(HPP-1b)，所述第一聚丙烯组分(HPP-1a)与所述第二聚丙烯组分(HPP-1b)形成聚丙烯均聚物(HPP-1)。
优选丙烯均聚物(HPP-1)在包含其中制备第一聚丙烯组分(HPP-1a)的第一反应器(R1)和制备第二聚丙烯组分(HPP-1b)的第二反应器(R2)的连续聚合工艺中获得。在一个优选的实施方案中，制备第一聚丙烯组分(HPP-1a)的第一反应器(R1)和制备第二聚丙烯组分(HPP-1b)的第二反应器(R2)之间的反应器比例(reactor split)[R1/R2]在20:80至80:20的范围内，优选在30:70至70:30的范围内，更优选在40:60至60:40的范围内，甚至更优选在45:55至55:45的范围内，比如50:50。
因此，丙烯均聚物(HPP-1)可以包含第一聚丙烯组分(HPP-1a)和第二聚丙烯组分(HPP-1b)，优选由第一聚丙烯组分(HPP-1a)和第二聚丙烯组分(HPP-1b)组成，其中以丙烯均聚物(HPP-1)的重量计，在丙烯均聚物(HPP-1)中，第一聚丙烯组分(HPP-1a)与第二聚丙烯组分(HPP-1b)的重量比[(HPP-1a)/(HPP-1b)]，为0.25～4，优选为0.43～2.33，更优选为0.66～1.50，进一步优选为0.90～1.22。换言之，以丙烯均聚物(HPP-1)的重量计，优选丙烯均聚物(HPP-1)包含至少20wt％，优选至少30wt％，更优选至少40wt％，甚至更优选至少45wt％，例如20至80wt％，优选30至70wt％，更优选40至60wt％，甚至更优选45至55wt％的量的第一聚丙烯组分(HPP-1a)，和/或以丙烯均聚物(HPP-1)的重量计，不超过80wt％，优选不超过70wt％，更优选不超过60wt％，甚至更优选不超过55wt％，如80至20wt％，优选70至30wt％，更优选60至40wt％，甚至更优选55-45wt％的第二聚丙烯组分(HPP-1b)。
当然，在第一反应器(R1)中可以生产第二聚丙烯组分(HPP-1b)，并且在第二反应器(R2)中可以获得第一聚丙烯组分(HPP-1a)。
优选地，丙烯均聚物(HPP-1)包含第一聚丙烯组分(HPP-1a)和第二聚丙烯组分(HPP-1b)，优选由第一聚丙烯组分(HPP-1a)和第二聚丙烯组分(HPP-1b)组成，其中第一聚丙烯组分(HPP-1a)不同于第二聚丙烯组分(HPP-1b)。特别地，第一聚丙烯组分(HPP-1a)根据ISO1133测量的MFR2(230℃，2.16kg负荷)，与第二聚丙烯组分(HPP-1b)根据ISO 1133测量的MFR2(230℃，2.16kg负荷)不同。在一个优选实施方案中，与第二聚丙烯组分(HPP-1b)根据ISO 1133测量的MFR2(230℃，2.16kg负荷)相比，第一聚丙烯组分(HPP-1a)具有较低的根据ISO 1133测量的MFR2(230℃，2.16kg负荷)。
第一聚丙烯组分(HPP-1a)根据ISO1133测量的MFR2(230℃，2.16kg负荷)可以不大于5.0，优选不大于3.0，更优选不大于2.5，甚至更优选不大于2.0，如在0.5-5.0的范围内，优选在0.5-3.0的范围内，更优选在1.0-2.5的范围内，甚至更优选在1.0-2.0的范围内。
还更优选丙烯均聚物(HPP-1)根据ISO 1133测量的MFR2(230℃，2.16kg载荷)与第一聚丙烯组分(HPP-1a)根据ISO 1133测量的MFR2(230℃，2.16kg载荷)的比率[MFR2(HPP-1)/MFR2(HPP-1a)]为20以下，优选为15以下，更优选为10以下，进一步优选为8.0以下，进一步更优选不超过7.0，如1.0至20，优选2.0至15，更优选3.0至10，甚至更优选4.0至8.0，如在4.0到6.0的范围内。
术语“连续聚合方法”表示丙烯均聚物(HPP-1)在串联连接的至少两个，如三个或四个反应器，优选两个串联反应器中生产。因此，本方法至少包括第一反应器(R1)和至少第二反应器(R2)，优选第一反应器(R1)和第二反应器(R2)。术语“聚合反应器”表明主要聚合发生。因此，在聚合方法由两个聚合反应器组成的情况下，该定义并不排除整个过程包括例如在预聚合反应器中的预聚合步骤的选择。术语“由......组成”仅就主要聚合反应器来说是封闭式的。
第一反应器(R1)优选为浆料反应器(SR)，并且可以是以本体或浆料操作的任何连续或简单的搅拌间歇釜式反应器或环式反应器。本体是指在包含至少60％(w/w)单体的反应介质中的聚合。根据本发明，浆料反应器(SR)优选为(本体)环式反应器(LR)。
第二反应器(R2)和任何其他反应器优选为气相反应器(GPR)。这种气相反应器(GPR)可以是任何机械混合或流化床反应器。气相反应器(GPR)优选包括气速至少为0.2米/秒的机械搅拌流化床反应器。因此优选地，气相反应器是优选具有机械搅拌器的流化床型反应器。
因此，在一个优选的实施方案中，第一反应器(R1)是浆料反应器(SR)，如环式反应器(LR)，而第二反应器(R2)是气相反应器(GPR)。因此，对于本方法，使用至少两个，优选两个聚合反应器，即串联连接的浆料反应器(SR)如环式反应器(LR)和第一气相反应器(GPR-1)。如果需要，可在浆料反应器(SR)之前，放置预聚合反应器。
优选的多阶段方法是“环路-气相”方法，例如由丹麦的Borealis A/S开发的技术(已知为技术)，例如描述于专利文献例如EP 0 887 379，WO 92/12182，WO 2004/000899，WO 2004/111095，WO 99/24478，WO 99/24479或WO 00/68315中。
另一个合适的浆料-气相方法是巴塞尔(Basell)的工艺。
优选地，在用于生产如上定义的丙烯均聚物(HPP-1)的本发明方法中，用于步骤(a)的第一反应器(R1)，即浆料反应器(SR)如环式反应器(LR)的条件可以如下：
-温度在50℃至110℃的范围内，优选在60℃至100℃之间，更优选在68℃至95℃之间，
-压力在20巴(bar)至80巴的范围内，优选在40巴至70巴的范围内，
-可以以本身已知的方式加入氢气以控制摩尔质量。
随后，将来自步骤(a)的反应混合物转移到第二反应器(R2)即气相反应器(GPR-1)中，即转移到步骤(c)中，由此步骤(c)中的条件优选如下：
-温度在50℃至130℃的范围内，优选在60℃至100℃的范围内，
-压力在5巴到50巴的范围内，优选在15巴到35巴之间，
-可以以本身已知的方式加入氢气以控制摩尔质量。
停留时间可以在两个反应器区域中变化。
在生产丙烯均聚物(HPP-1)的方法的一个实施方案中，在本体反应器如环式反应器中的停留时间在0.1-2.5小时的范围内，例如0.15至1.5小时，气相反应器中的停留时间通常为0.2至6.0小时，如0.5至4.0小时。
如果需要，聚合可以在第一反应器(R1)中，即在浆料反应器(SR)中如在环式反应器(LR)中，在超临界条件下以已知的方法进行和/或在气相反应器(GPR)中作为浓缩模式进行。
该方法还可以包括用催化剂体系预聚合，如下面详细描述的，其包含齐格勒-纳塔主催化剂，外部供体和任选的助催化剂。
在一个优选的实施方案中，预聚合在液态丙烯和任选地溶解于其中的惰性组分中作为本体浆料聚合进行。
预聚合反应通常在10～60℃，优选15～50℃，更优选20～45℃的温度下进行。
预聚合反应器中的压力不是关键的，但必须足够高以保持反应混合物处于液相。因此，压力可以从20到100巴，例如30到70巴。
催化剂组分优选全部在预聚合步骤引入。但是，当固体催化剂组分(ⅰ)和助催化剂(ⅱ)可以分别加入时，可以只有一部分助催化剂在预聚合阶段引入，其余部分在随后的聚合阶段引入。同样在这种情况下，也有必要将足够量的助催化剂引入到预聚合阶段中，以使其中获得充分的聚合反应。
也可以将其它组分加入预聚合阶段。因此，如本领域已知的，可将氢加入预聚合阶段以控制预聚物的分子量。此外，可以使用抗静电添加剂来防止颗粒彼此粘附或者粘附到反应器的壁上。
预聚合条件和反应参数的精确控制在本领域的技术范围内。
根据本发明，丙烯均聚物(HPP-1)通过如上所述的多阶段聚合方法在包含齐格勒-纳塔主催化剂的催化剂体系存在下获得，所述齐格勒-纳塔主催化剂含有低级醇和邻苯二甲酸酯的反式酯化产物作为固体催化剂组分(i)。
根据本发明用于制备丙烯均聚物(HPP-1)的主催化剂通过以下方法制备：
a)MgCl2和C1-C2醇的喷雾结晶或乳液固化的加合物与TiCl4反应
b)使步骤a)的产物与式(I)的邻苯二甲酸二烷基酯反应，
其中R1'和R2'独立地为至少C5烷基，
条件是所述C1-C2醇与所述式(I)的邻苯二甲酸二烷基酯进行酯交换以形成内部供体，
c)洗涤步骤b)的产物，或者
d)任选地使步骤c)的产物与另外的TiCl4反应。
主催化剂如例如在专利申请WO 87/07620，WO 92/19653，WO 92/19658和EP 0 491 566中所定义的那样来制备。这些文献的内容通过引用包括在本文中。
首先形成MgCl2和C1-C2醇的式MgCl2·nROH所示的加合物，其中R为甲基或乙基，n为1至6。优选乙醇用作醇。
首先将加合物熔化，然后喷雾结晶或乳化固化，作为催化剂载体使用。
在下一步骤中，式MgCl2·nROH(其中R为甲基或乙基，优选乙基，n为1至6)的喷雾结晶或乳液固化加合物与TiCl4接触以形成钛化载体，接着进行如下步骤：
●将下述组分添加到所述钛化载体中以形成第一产物：
(i)式(I)的邻苯二甲酸二烷基酯，其中R1'和R2'独立地为至少C5-烷基，如至少C8-烷基，
或者优选地，
(ii)式(I)的邻苯二甲酸二烷基酯，其中R1'和R2'相同且至少为C5-烷基，如至少C8-烷基，
或更优选地，
(iii)式(I)的邻苯二甲酸二烷基酯，其选自邻苯二甲酸丙基己酯(PrHP)，邻苯二甲酸二辛酯(DOP)，邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)和邻苯二甲酸二(十三烷基)酯(DTDP)，还更优选式(I)的邻苯二甲酸二烷基酯是邻苯二甲酸二辛酯(DOP)，如邻苯二甲酸二异辛酯或邻苯二甲酸二乙基己酯，特别是邻苯二甲酸二乙基己酯，
●使所述第一产物经历适宜的酯交换条件，即在100℃以上，优选100-150℃，更优选130-150℃的温度下，使得所述甲醇或乙醇与所述式(I)的邻苯二甲酸二烷基酯的酯基进行酯交换以形成优选至少80摩尔％，更优选90摩尔％，最优选95摩尔％的式(II)的邻苯二甲酸二烷基酯，
其中R1和R2是甲基或乙基，优选乙基，
式(II)的邻苯二甲酸二烷基酯为内部供体，
●回收所述酯交换产物作为主催化剂组合物(组分(i))。
在一个优选的实施方案中，式MgCl2·nROH(其中R为甲基或乙基，n为1至6)的加合物熔化，然后优选通过气体将熔体注入冷却的溶剂或冷却的气体中，由此加合物结晶成形态上有利的形式，例如如WO 87/07620中所述。
该结晶的加合物优选用作催化剂载体，并与WO92/19658和WO92/19653中所述的用于本发明的主催化剂反应。
当通过萃取除去催化剂残余物时，获得钛化载体和内部给体的加合物，其中衍生自酯醇的基团已经改变。
如果足够的钛留在载体上，则它将作为主催化剂的活性元素。
否则，在上述处理之后重复钛化以确保足够的钛浓度和活性。
优选根据本发明使用的主催化剂含有至多2.5wt％，优选为至多2.2wt％，更优选为至多2.0wt％的钛。其供体含量优选为4-12wt％，更优选6至10wt％。
更优选地，已经通过使用乙醇作为醇和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)作为式(I)的邻苯二甲酸二烷基酯生产作为内部供体化合物的邻苯二甲酸二乙酯(DEP)来制备根据本发明使用的主催化剂。
还更优选地，根据本发明使用的催化剂是实施例部分中描述的催化剂；特别是使用邻苯二甲酸二辛酯作为式(I)的邻苯二甲酸二烷基酯。
为了生产根据本发明的丙烯均聚物(HPP-1)，除了特定的齐格勒-纳塔主催化剂以外，所使用的催化剂体系优选包含作为组分(ii)的有机金属助催化剂。
因此，优选从三烷基铝如三乙基铝(TEA)，二烷基氯化铝和烷基倍半氯化铝中选择助催化剂。
使用的催化剂体系的组分(iii)是由式(IIIa)或(IIIb)表示的外部供体。式(IIIa)由以下定义：
Si(OCH3)2R2 5(IIIa)
其中R5代表具有3-12个碳原子的支链烷基，优选具有3-6个碳原子的支链烷基或具有4-12个碳原子的环烷基，优选具有5-8个碳原子的环烷基。
特别优选的是R5选自异丙基，异丁基，异戊基，叔丁基，叔戊基，新戊基，环戊基，环己基，甲基环戊基和环庚基。
式(IIIb)由以下定义：
Si(OCH2CH3)3(NRxRy)(IIIb)
其中Rx和Ry可以相同或不同，代表具有1至12个碳原子的烃基。
Rx和Ry独立地选自具有1-12个碳原子的直链脂族烃基，具有1-12个碳原子的支链脂族烃基和具有1-12个碳原子的环状脂族烃基。Rx和Ry特别优选独立地选自甲基，乙基，正丙基，正丁基，辛基，癸基，异丙基，异丁基，异戊基，叔丁基，叔戊基，新戊基，环戊基，环己基，甲基环戊基和环庚基。
更优选Rx和Ry都相同，还更优选Rx和Ry都是乙基。
更优选外部供体是式(IIIa)的外部供体，如二环戊基二甲氧基硅烷[Si(OCH3)2(环戊基)2]或二异丙基二甲氧基硅烷[Si(OCH3)2(CH(CH3)2)2]。
最优选式(IIIb)的外部供体为二乙基氨基三乙氧基硅烷。
丙烯均聚物(HPP-1)是现有技术和市售产品。
极性改性聚丙烯(PMP)
极性改性聚丙烯(PMP)存在于聚丙烯组合物(PC)中，以实现纤维(FB)在作为纤维增强组合物中的基质的聚合物组分中的更容易且更均匀的分散。
极性改性聚丙烯(PMP)优选为含有极性基团的聚丙烯，优选含有极性基团的丙烯均聚物。
就结构而言，极性改性聚丙烯(PMP)优选选自接枝或嵌段共聚物。优选地，极性改性聚丙烯(PMP)是在主链上包含丙烯和在侧链上包含极性基团的接枝丙烯共聚物。在这种情况下，优选含极性基团的极性改性聚丙烯(PMP)，所述极性基团选自酸酐，羧酸，羧酸衍生物，伯胺和仲胺，羟基化合物，恶唑啉和环氧化物。
所述极性基团的具体实例为不饱和环状酸酐及其脂族二酯和二酸衍生物。特别可以使用马来酸酐和选自C1-C10直链和支链马来酸二烷基酯，C1-C10直链和支链富马酸二烷基酯，衣康酸酐，C1-C10直链和支链衣康酸二烷基酯，马来酸，富马酸，衣康酸，丙烯酸及其酯，甲基丙烯酸及其酯，如甲基丙烯酸缩水甘油酯，以及它们的混合物的化合物。优选极性基团选自马来酸酐，甲基丙烯酸缩水甘油酯及其混合物。特别优选极性基团是马来酸酐。
特别优选使用接枝有马来酸酐的丙烯聚合物作为极性改性聚丙烯(PMP)，即粘合促进剂(AP)。
如EP 0 572 028所公开的，极性改性聚丙烯(PMP)可以通过在自由基产生剂(如有机过氧化物)的存在下，聚合物与例如马来酸酐的反应性挤出而以简单的方式制备。
优选在极性改性聚丙烯(PMP)中源自极性基团的基团量为0.5-3.0wt％，优选0.5-2.0wt％，更优选0.8-1.8wt％。
优选地，极性改性聚丙烯(PMP)的熔体流动速率MFR2(190℃)为至少50g/10min，优选至少80g/10min，如在50-150g/10min的范围内，优选在70至140g/10min的范围内，更优选在90至130g/10min的范围内，甚至更优选在100至115g/10min的范围内。
极性改性聚丙烯(PMP)在本领域中是已知的并且可商购获得。
纤维(FB)
纤维(FB)存在于聚丙烯组合物(PC)中，给管件如管道配件提供足够的模量和强度。
纤维(FB)可以选自玻璃纤维，矿物纤维，陶瓷纤维和石墨纤维。
在一个实施方案中，纤维(FB)是玻璃纤维，优选连续玻璃纤维或切割玻璃纤维，也称为短纤维或短切丝。切割玻璃纤维是特别优选的。
优选地，纤维(FB)，更优选玻璃纤维的平均长度在1至10mm的范围内，更优选在1至7mm的范围内，甚至更优选在3至6mm的范围内，甚至更优选在4至5mm的范围内。
优选纤维(FB)，更优选玻璃纤维的平均直径为5～50μm，优选为10～40μm，更优选为10～30μm，进一步优选为在10至20μm的范围内。
添加剂(AD)
聚丙烯组合物(PC)可以包含添加剂(AD)。根据聚丙烯组合物(PC)中包含的组分和预定的应用领域，施加添加剂。典型的添加剂是酸清除剂，抗氧化剂，着色剂，光稳定剂，热稳定剂，抗划痕剂，加工助剂，润滑剂，颜料等。因此，在一个实施方案中，添加剂(AD)选自酸清除剂，抗氧化剂，着色剂，光稳定剂，热稳定剂，抗划痕剂，加工助剂，润滑剂和颜料。这样的添加剂是可商购的并且例如如Hans Zweifel的“塑料添加剂手册”(Plastic AdditivesHandbook)，2009年第6版(第1141至1190页)中所述。
此外，根据本发明的术语“添加剂”还包括载体材料，特别是聚合物载体材料(PCM)。聚合物载体材料(PCM)优选以粉末形式施加。
优选地，以聚丙烯组合物(PC)的重量计，聚丙烯组合物(PC)包含的添加剂(AD)的量为0.1-20wt％，优选在0.5至10wt％，更优选在0.5至5wt％，甚至更优选在1至3wt％。
在一个优选的实施方案中，聚丙烯组合物(PC)包含作为添加剂(AD)的抗氧化剂(AO)，光稳定剂(LSA)和/或聚合物载体材料(PCM)。
聚合物载体材料(PCM)
优选地，聚丙烯组合物(PC)不包含(a)与包含在聚合物聚丙烯组合物(PC)中的聚合物即聚丙烯均聚物(HPP-1)和极性改性聚丙烯(PMP)不同的另外的聚合物，并且以聚丙烯组合物(PC)的重量计，该另外的聚合物的量不超过10wt％，优选不超过5wt％，甚至更优选不超过2wt％。如果存在其它聚合物，则这种聚合物可以是用于添加剂的聚合物载体材料(PCM)。
优选地，以聚丙烯组合物(PC)的重量计，聚丙烯组合物(PC)中包含的聚合物载体材料(PCM)的量不超过10.0wt％，优选不超过5.0wt％，更优选不超过2wt％，如0.1～10.0wt％，优选在0.1～5.0wt％的范围内，甚至更优选在0.5～2wt％的范围内。
聚合物载体材料(PCM)是用于其它添加剂的载体聚合物，以确保其在聚丙烯组合物(PC)中均匀分布。聚合物载体材料(PCM)不限于特定的聚合物。聚合物载体材料(PCM)可以是乙烯均聚物，由乙烯和α-烯烃共聚单体如C3-C8α-烯烃共聚单体得到的乙烯共聚物，丙烯均聚物和/或由丙烯和α-烯烃共聚单体如乙烯和/或C4-C8α-烯烃共聚单体得到的丙烯共聚物。
根据一个优选实施方案，聚合物载体材料(PCM)是聚丙烯均聚物，该丙烯均聚物可以是与丙烯均聚物(HPP-1)或极性改性聚丙烯(PMP)相同的丙烯均聚物，然而，优选作为聚合物载体材料(PCM)存在的丙烯均聚物与丙烯均聚物(HPP-1)和极性改性聚丙烯(PMP)不同。
聚丙烯组合物(PC)的制备方法
聚丙烯组合物(PC)可以通过包括以下步骤的方法来制备，将下述组分加入挤出机中并挤出，得到聚丙烯组合物(PC)：
(i)丙烯均聚物(HPP-1)，
(ii)极性改性聚丙烯(PMP)，
(iii)纤维(FB)，和
(iv)任选的添加剂(AD)。
在一个优选的实施方案中，添加剂(AD)与聚合物载体材料(PCM)预先混合以产生添加剂组合物，随后将其添加到挤出机中。
挤出过程通常在高温下进行。优选地，挤出过程在至少160℃的温度下进行，优选在至少180℃的温度下，更优选在至少200℃的温度下，如在160-350℃的范围内，优选在为180～300℃的范围内，更优选为180～250℃的范围内进行。
聚丙烯组合物(PC)，丙烯均聚物(HPP-1)，极性改性聚丙烯(PMP)，纤维(FB)，添加剂(AD)和聚合物载体材料(PCM)在上下文中被更详细地描述，特别是在“聚丙烯组合物(PC)”，“丙烯均聚物(HPP-1)”，“极性改性聚丙烯(PMP)”，“纤维(FB)”，“添加剂(AD)”和“聚合物载体材料(PCM)”部分中。
制备管件的工艺
如上所述，根据本发明使用的术语“管件”意味着包括更广泛意义上的管件，包括辅助部件诸如管道配件，管道阀门，管道腔室和通常用于管道系统的所有部件，特别是在高温下运输加压流体的管道系统。
在一个优选实施方式中，术语“管件”指辅助部件例如管件，管道阀门和管道腔室，特别优选术语“管件”指管件。
此外，本发明涉及一种用于制备管件的方法，如管道配件，包括以下步骤：
(i)提供聚合物组合物(PC)和
(ii)注塑聚合物组合物以形成管件，如管道配件。
聚丙烯组合物(PC)在上下文中被更详细地描述，特别是在“聚丙烯组合物(PC)”部分中。
在一个优选的实施方案中，所述管件，特别是所述管道配件包含的聚丙烯组合物的量为至少80wt％，优选至少90wt％，更优选至少95wt％，如80至100wt％，优选90至100wt％，更优选95至100wt％。
聚丙烯组合物(PC)用于制备管件的用途
如上所述，根据本发明使用的术语“管件”意味着包括更广泛意义上的管件，包括辅助部件诸如管道配件，管道阀门，管道腔室和通常用于管道系统的所有部件，特别是在高温下运输加压流体的管道系统。
在一个优选实施方式中，术语“管件”指辅助部件例如管道配件，管道阀门和管道腔室，特别优选术语“管件”指管道配件。
此外，本发明涉及聚丙烯组合物(PC)在制备管件如管道配件中的用途，以改善耐热性和/或耐压性。
聚丙烯组合物(PC)在上下文中被更详细地描述，特别是在“聚丙烯组合物(PC)”部分中。
例子
1.定义/测量方法
术语和确定方法的以下定义适用于本发明的上述一般描述以及下面的实施例，除非另有定义。
通过NMR光谱定量显微结构
使用定量核磁共振(NMR)谱来定量聚丙烯均聚物的全同立构规整度和区域规整度(regio-regularity)。
使用对于1H和13C分别在400.15MHz和100.62MHz下运行的Bruker Advance III 400NMR光谱仪，在溶液状态下记录定量的13C{1H}NMR光谱。对于所有气腔(pneumatics)使用氮气，在125℃下，使用13C优化的10mm延伸温度探头记录所有光谱。
对于聚丙烯均聚物，将约200mg的材料溶于1,2-四氯乙烷-d2(TCE-d2)中。为了确保均匀的溶液，在热区进行初始试样制备之后，将NMR试管在旋转烘箱中进一步加热至少1小时。在插入磁铁时，将该试管在10Hz处旋转。选择该设置主要是为了立构规整度分布定量所需的高分辨率(Busico,V,Cipullo,R,Prog.Polym.Sci.26(2001)443；Busico,V；Cipullo,R,Monaco,G,Vacatello,M,Segre,A.L.,Macromoleucles 30(1997)6251)。使用标准的单脉冲激发，利用NOE和双水平WALTZ16解耦系统来实现(Zhou,Z.,Kuemmerle,R.,Qiu,X.,Redwine,D.,Cong,R.,Taha,A.,Baugh,D.Winniford,B.,J.Mag.Reson.187(2007)225；Busico,V.,Carbonniere,P.,Cipullo,R.,Pellecchia,R.,Severn,J.,Talarico,G.,Macromol.Rapid Commun.2007,28,11289)。每个光谱获得总共8192(8k)个瞬态。
对定量的13C{1H}NMR光谱进行处理、积分，并使用专有计算机程序由积分来确定相关的量化性能。
对于聚丙烯均聚物，所有化学位移在内部参照21.85ppm的甲基全同立构五元组(mmmm)。
观测到对应区域缺陷或共聚单体的特征信号(Resconi，L.，Cavallo，L.，Fait，A.，Piemontesi，F.，Chem.Rev.200,100,1253；Wang，WJ.，Zhu，S.，Macromolecules 33(2000)，1157；Cheng，HN，Macromolecules 17(1984)，1950)。
通过在23.6-19.7ppm之间的甲基区域的积分，校正任何与感兴趣的立体序列无关的位点，对立构规整度分布进行定量(Busico,V.,Cipullo,R.,Prog.Polym.Sci.26(2001)443；Busico,V.,Cipullo,R.,Monaco,G.,Vacatello,M.,Segre,A.L.,Macromolecules 30(1997)6251)。
具体来说，通过从立体序列的特定积分区域中减去有代表性的区域缺陷和共聚单体积分来校正区域缺陷和共聚单体对立构规整度分布的定量的影响。全同立构规整度在五元组水平下测定，并报告为全同立构五元组(mmmm)序列相对于所有五元组序列的百分比：[mmmm]％＝100×(mmmm/所有五元组的总和)
2,1赤型区域缺陷的存在通过在17.7ppm和17.2ppm处的两个甲基位点的存在显示，并且通过其他的特征位点进行证实。没有观察到对应于其他类型的区域缺陷的特征信号(Resconi，L.，Cavallo，L.，Fait，A.，Piemontesi，F.，Chem.Rev.200,100,1003)。
使用17.7ppm和17.2ppm处的两个特征甲基位点的平均积分来定量2,1赤型区域缺陷的量：
P21e＝(Ie6+Ie8)/2
基于甲基区域对1,2主要插入丙烯的量进行定量，其中，对于该甲基区域中与主要插入不相关的位点以及对于从该甲基区域中排除的主要插入位点进行校正：
P12＝ICH3+P12e
丙烯的总量被量化为主要插入丙烯和所有其他存在的区域缺陷的总和：
P总＝P12+P21e
2,1赤型区域缺陷的摩尔百分比相对于所有的丙烯被定量：
[21e]mol％＝100×(P21e/P总)
观察到对应于乙烯结合的特征信号(如Cheng，H.N.，Macromolecules 1984,17,1950所述)，并且将共聚单体分数计算为聚合物中的乙烯相对于聚合物中所有单体的分数。
使用W-J.Wang和S.Zhu，Macromolecules 2000,33 1157的方法，通过积分在13C{1H}光谱中全部光谱区的多重信号，对共聚单体分数进行定量。选择这种方法是因为其稳定性(robust nature)和需要时对存在的区域缺陷的计算能力。积分区域被轻微调整以增加对整个范围内所遇到的共聚单体含量的适用性。
摩尔百分比的共聚单体结合由摩尔分数计算出。
重量百分比的共聚单体结合由摩尔分数计算出。
MFR2(230℃)根据ISO 1133(230℃，2.16kg负荷)测量。
MFR2(190℃)根据ISO 1133(190℃，2.16kg负荷)测量。
熔融温度(Tm)：用TA装置Q2000差示扫描量热法(DSC)在5至7mg的样品上测量。根据ISO11357/第3部分/方法C2，在-30～+225℃的温度范围内，以10℃/分钟的扫描速率，在加热/冷却/加热循环中，运行DSC。熔融温度由第二加热步骤确定。
二甲苯冷可溶物(XCS)的含量根据ISO 16152；第一版；2005-07-01在25℃下测定。
挠曲模量：在根据ISO 294-1：1996制备的80×10×4mm注射成型样品上，使用根据ISO178的3点弯曲法测定挠曲模量。
夏比缺口冲击强度(夏比NIS)使用根据ISO 294-1：1996制备的80×10×4mm3的注塑棒状试样，根据ISO 179 2C/DIN 53453在23℃下测量。
Izod缺口冲击强度(Izod NIS)根据ISO 180/1A在23℃下使用EN ISO 1873-2(80×10×4mm)中所述的注塑试样测量。
热变形温度(HDT)根据ISO 75-2使用德国的GmbH的Ceast 6921测定。
维卡软化温度Vicat B根据ISO 306(A50)在10N的载荷和50K/h的加热速率下使用德国的GmbH的Ceast 6921测定
Vicat B是在1000g载荷下，通过具有1mm2圆形或方形横截面的平头针穿透样品至1mm深度的温度。
长期热老化根据ISO 4577使用德国Thermo Fisher Scientific Inc.的“ThermoUT6120”烘箱测定。通过注塑聚丙烯组合物(PC)形成尺寸为150mm×90mm×3mm的样品板，并置于100℃的烘箱中1000h。随后对样品板的表面进行肉眼评估。如果在样品板的表面上没有发生开裂，碎裂或变色，则评估为“合格”，否则评估为“不合格”。
长期耐热性和耐压性根据ISO 1167确定，其中管件和由一组配件形成的管道接头(例如一组三个配件，包括在其相对两端处的外表面上带有螺纹的一个细长管道配件，以及在其一端处的内表面上具有螺纹并且在其另一端上具有与待连接的管件的直径匹配的较小直径的两个细长管道配件，在两个相对端具有螺纹的配件位于接头的中心，并与另外两个配件相连接)在100℃和13巴的压力的水中经受1000小时。如果肉眼看不到管道配件表面爆裂，渗漏或开裂，则评价为“合格”，否则评价为“不合格”。
2.实施例
通过以下实施例来说明本发明：
本发明的丙烯组合物IE1和IE2基于表1中所述的配方。
表1：本发明丙烯组合物IEs1-2的配方
实施例 IE1 IE2
HPP-1 [wt％]* 56.35 66.35
PMP [wt％]* 1.50 1.50
FB [wt％]* 40.00 30.00
*补齐至100重量％的剩余部分是常规含量的添加剂，包括聚合物载体材料，抗氧化剂和UV-稳定剂，例如德国BASF的市售抗氧化剂“Irganox 3114”的形式1,3，5-三(3'，5'-二叔丁基-4'-羟基苄基)-异氰脲酸酯，德国BASF的市售抗氧化剂“Irgafos 168FF”形式的三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，Cytec(美国USA)的市售光稳定剂组合物“Cyabsorb UV-3808PP5”形式的正十六烷基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯和双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和德国BASF SE的热稳定剂“DSTP”形式的正十六烷基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯和双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。
“PMP”是德国BYK Co.Ltd.的聚丙烯(用马来酸酐官能化和接枝)“TPPP8112”的市售接枝共聚物，具有100g/10min的MFR2(190℃)和1.4％的马来酸酐含量；
“FB”是中国重庆Polycomp International Corp的市售玻璃纤维“ECS305K”，其纤维直径为13μm，纤维长度为4.5mm；
“HPP-1”的熔体流动速率MFR2(230℃)为8g/10min，挠曲模量为2100MPa，其按如下制备：
用于聚合过程的催化剂按如下制备：首先，在惰性条件下，在大气压力下的反应器中，将0.1摩尔MgCl2×3EtOH悬浮于250ml癸烷中。将溶液冷却至-15℃，加入300ml冷的TiCl4，同时保持温度在所述的水平。然后，浆料的温度缓慢升高到20℃。在此温度下，将0.02摩尔邻苯二甲酸二辛酯(DOP)加入浆料中。在添加邻苯二甲酸酯之后，在90分钟内将温度升高至135℃，并使浆料静置60分钟。然后再加入300毫升TiCl4，温度保持在135℃120分钟。此后，催化剂从液体中过滤出来，并在80℃下用300ml庚烷洗涤6次。然后，将固体催化剂组分过滤并干燥。
催化剂及其制备原理通常地例如如专利公开EP491566，EP591224和EP586390中所描述。将催化剂与乙烯基环己烷以在最终聚合物中获得浓度为200ppm的聚(乙烯基环己烷)(PVCH)的量进行预聚合(参见EP 1183307A1)。使用三乙基铝(TEAL)作为助催化剂和二环戊基二甲氧基硅烷作为供体(D-供体)。
表2：丙烯均聚物(HPP-1)的制备
参数 单位 HPP-1
环式反应器
C2 [wt％] 0
XCS [wt％] 1.0
MFR2(230℃,2.16kg) [g/10min] 1.5
比例 [wt％] 50.0
第一气相反应器(GPR1)
C2 [wt％] 0
XCS [wt％] 1.0
MFR [g/10min] 8
比例 [wt％] 50.0
表3：本发明丙烯组合物IE1和IE2以及对比丙烯组合物CE1的性能
实施例 单位 IE1 IE2 CE1
MFR2(230℃,2.16kg) [g/10min] 3.50 3.00 1.7
挠曲模量 [MPa] 9000 6900 1200
Izod NIS [kJ/m2] 12.5 10.5 10
Vicat B [℃] 165 166 55
HDT [℃] 155 153 50
长期热老化(100℃,1000h) 通过 通过 未通过*
*开裂和龟裂
本发明的丙烯组合物IE1和IE2通过熔融共混生产。本发明的聚丙烯组合物基于表1中总结的配方，并通过使用Coperion STS-35双螺杆挤出机(可从中国的Coperion(南京)Corporation获得，直径为35mm)制备。双螺杆挤出机平均螺杆速度为400rpm，区间温度为180-230℃，L/D为44。表4列出了制备本发明组合物IE1和IE2的挤出机的各区温度，产量和螺杆转速。
每个区域的温度，挤出机的产量和螺杆速度都是主动参数，并设置在挤出机的控制面板上。熔融温度(模具中的熔体的温度)和挤出机的转矩是在挤出机的控制面板上显示的被动参数。真空泵位于9区，在挤出机内产生-0.01MPa的真空。
表4：制备本发明组合物IE1和IE2的挤出机条件
处理条件 单位 IE 1 IE 2
区域1(进料口) [℃] 室温 室温
区域2 [℃] 200 200
区域3 [℃] 220 210
区域4 [℃] 220 210
区域5 [℃] 220 210
区域6 [℃] 225 215
区域7 [℃] 230 220
区域8 [℃] 230 220
区域9 [℃] 230 220
区域10 [℃] 230 220
区域11 [℃] 220 215
模具(die) [℃] 215 210
熔融温度 [℃] 220 210
产量 [kg/小时] 60 60
螺杆速度 [rpm] 580 580
真空 [MPa] -0.01 -0.01
作为对比，使用韩国Hyosung公司的市售聚丙烯共聚物化合物即CE1。韩国Hyosung公司的用于制备管道配件。
可以看出，与市售聚丙烯共聚物化合物“J340”相比，本发明组合物IE1和IE2具有显著改善的挠曲模量，热变形温度，维卡软化温度Vicat B和长期热老化。本发明的组合物IE1和IE2可以用于制备在升高的温度和压力下具有改善的变形和抗裂性的管道配件。
另外，使用可从中国宁波海天塑料机械公司购得的注塑成型装置“海天”，由本发明组合物IE1，本发明组合物IE2和比较组合物CE1通过注塑成型制备管道配件。
由此制备一组管道配件，其包括第一细长管道配件，其在细长管道配件的两端处的外表面上具有螺纹；第二细长管道配件，其在细长管道配件的一端处的内表面上具有螺纹并在细长管道配件的另一端处具有与待连接的管件的直径相匹配的较小直径；以及第三细长管道配件，其在细长管道配件的一端处的内表面上具有螺纹并在细长管道配件的另一端处具有与待连接的管件的直径相匹配的较小直径。第一管道配件与第二管道配件和第三管道配件连接，从而形成管道接头。
表5中列出了用于制备由本发明组合物IE1，本发明组合物IE2或对比组合物CE1组成的管道配件的注射成型装置的工艺条件，管道配件和其接头的性能列于表6。
表5：用于制备由组合物IE1和IE2组成的管道配件的注塑装置条件
工艺条件 单位 IE1 IE2
区域1 [℃] 180 180
区域2 [℃] 210 205
区域3 [℃] 220 215
区域4 [℃] 220 215
喷嘴 [℃] 200 195
注塑压力 [bar] 45 40
保持压力 [bar] 48 43
表6：由组合物IE1，IE2或CE1组成的管道配件及配件的接头的长期耐热和耐压性

Claims (15)

1.包括聚丙烯组合物(PC)的管件，所述聚丙烯组合物(PC)包含：
(i)丙烯均聚物(HPP-1)，其具有根据ISO 1133测量的2至100g/10min的MFR2(230℃，2.16kg)，
(ii)极性改性聚丙烯(PMP)，其具有根据ISO 1133测量的至少50g/10min的MFR2(190℃，2.16kg)，
(iii)纤维(FB)。
2.根据权利要求1所述的管件，其中，
(a)以聚丙烯组合物(PC)的重量计，丙烯均聚物(HPP-1)与极性改性聚丙烯(PMP)之间的重量比[(HPP-1)/(PMP)]在300至8的范围内，
和/或
(b)以聚丙烯组合物(PC)的重量计，丙烯均聚物(HPP-1)和纤维(FB)之间的重量比[(HPP-1)wt％/(FB)wt％]在5.5至0.5的范围内。
3.包括聚丙烯组合物(PC)的管件，所述聚丙烯组合物(PC)由如下组分构成：
(i)丙烯均聚物(HPP-1)，其具有根据ISO 1133测得的在2至100g/10min范围内的MFR2(230℃，2.16kg)，
(ii)极性改性聚丙烯(PMP)，其具有根据ISO 1133测量的至少50g/10min的MFR2(190℃，2,16kg)，
(iii)纤维(FB)，
(iv)添加剂(AD)。
4.根据权利要求3所述的管件，其中，
(a)以聚丙烯组合物(PC)的重量计，丙烯均聚物(HPP-1)和极性改性聚丙烯(PMP)之间的重量比[(HPP-1)/(PMP)]在300至8的范围内，
和/或
(b)以聚丙烯组合物(PC)的重量计，丙烯均聚物(HPP-1)和纤维(FB)之间的重量比[(HPP-1)/(FB)]在5.5至0.5的范围内，
和/或
(c)以聚丙烯组合物(PC)的重量计，丙烯均聚物(HPP-1)与添加剂(AD)的重量比[(HPP-1)/(AD)]在120至4的范围内。
5.根据前述权利要求中任一项所述的管件，其中，
(a)所述丙烯均聚物(HPP-1)包含第一聚丙烯组分(HPP-1a)和第二聚丙烯组分(HPP-1b)，第一聚丙烯组分(HPP-1a)与第二聚丙烯组分(HPP-1b)相比具有不同的MFR2。
6.根据权利要求5所述的管件，其中，丙烯均聚物(HPP-1)根据ISO 1133测量的MFR 2(230℃，2.16kg载荷)与第一聚丙烯组分(HPP-1a)根据ISO 1133测量的MFR2(230℃，2.16kg载荷)的比率[MFR2(HPP-1)/MFR2(HPP-1a)]为1.0至30。
7.根据前述权利要求中任一项所述的管件，其中，聚丙烯组合物(PC)具有至少5000MPa的挠曲模量。
8.根据前述权利要求中任一项所述的管件，其中，聚丙烯组合物(PC)具有至少100℃的维卡软化温度Vicat B。
9.根据前述权利要求中任一项所述的管件，其中，丙烯均聚物(HPP-1)是成核的，优选α-成核的。
10.根据前述权利要求中任一项所述的管件，其中，丙烯均聚物(HPP-1)具有至少1600MPa的挠曲模量。
11.根据前述权利要求中任一项所述的管件，其中，极性改性聚丙烯(PMP)包含含量为至少0.5wt％的极性基团。
12.根据前述权利要求中任一项所述的管件，其中，纤维(FB)选自玻璃纤维、陶瓷纤维、石墨纤维及其混合物。
13.根据前述权利要求中任一项所述的管件，其中，所述管件为管道配件。
14.前述权利要求中任一项所述的管件的制备方法，包括以下步骤：
(i)提供聚合物组合物(PC)，
(ii)注塑所述聚合物组合物(PC)以形成管件。
15.前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物(PC)在管件中用于改善耐热性和/或耐压性的用途。
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