CN110494269A - 通过双轴向拉伸生产管子的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及生产双轴向取向管的方法，包括如下步骤：a)使聚乙烯组合物形成管子，其中所述聚乙烯组合物包括双峰或多峰高密度聚乙烯(HDPE)，和b)沿轴向和圆周方向拉伸步骤a)的管子，以获得双轴向取向管，其中以1.1‑3.2的轴向拉伸比和1.1‑2.0的平均环向拉伸比实施步骤b)，和所获得的双轴向取向管的外径为至少60mm和壁厚为至少5.5mm，或者以1.1‑1.9的轴向拉伸比和1.1‑2.0的平均环向拉伸比实施步骤b)，和所获得的双轴向取向管的外径小于60mm，和其中在比聚乙烯组合物的熔点低1‑30℃的拉伸温度下实施步骤b)。

Description

通过双轴向拉伸生产管子的方法
本发明涉及通过双轴向拉伸聚乙烯组合物生产管子的方法。本发明还涉及由这种方法获得的管子。
已知通过使材料取向提高聚合物材料的物理和机械性能。在许多情况下，在一个方向上使材料取向来提高性能会导致与所述取向方向相垂直方向上同一性能劣化。为了调节两个方向上的所述性能，可以施用材料的双轴向取向。双轴向取向意味着聚合物材料在两个相互垂直的方向上取向。管子可以在轴向和圆周方向(环向方向)取向以提高性能如拉伸强度。
US5910346描述了通过聚合物组合物的双轴向拉伸生产管子的方法。聚烯烃产品管子的壁厚为0.1-5.0mm。对于聚乙烯，优选的轴向拉伸比为至少2和优选大于3。在一个实例中，由外径为62.0mm的毛坯以3.8的轴向拉伸比、2.7的内部环向拉伸比和1.03的外部环向拉伸比双轴向拉伸HDPE 00-240。在这个实例中，可以计算得到平均环向拉伸比和壁厚分别为1.45和3.58mm。HDPE 00-240为单峰乙烯-丁烯共聚物。
JP09-94867公开了应用锥形模具通过双轴向拉伸挤出模塑由热塑性树脂制成的中空模制制品。型坯的内表面温度保持至少为其熔点温度。
CA2457430描述了对于提供用于管子生产的热、机械和加工特性的有利平衡组合的新聚乙烯材料的需求。CA2457430公开了具有多峰分子量分布的聚乙烯多峰树脂。
取决于其外径和壁厚，管子有不同的用途。壁厚小的管子对于外部损坏敏感，可能由于任何点的负载导致断裂。在苛刻环境下例如用作埋设管的应用中需要壁厚大的管子。
管子的一个最重要特性是抗裂纹扩展。抗裂纹扩展可以按ISO13479"Polyolefinpipes for the conveyance of fluids-Determination of resistance to crackpropagation-Test method for slow crack growth on notched pipes(notch test)"确定。测试模拟缓慢的裂纹生长，并记录带缺口管上发生断裂的时间。这些管子在80℃下在恒定内部测试应力4.6MPa下测试。
本发明的目的是提供生产对于裂纹扩展具有良好抵抗性的双轴向取向管的稳定方法。
本发明提供生产双轴向取向管的方法，包括如下步骤：
a)使聚乙烯组合物形成管子，其中所述聚乙烯组合物包括双峰或多峰高密度聚乙烯(HDPE)，和
b)沿轴向和圆周方向拉伸步骤a)的管子，以获得双轴向取向管，其中以1.1-3.2的轴向拉伸比和1.1-2.0的平均环向拉伸比实施步骤b)，和所获得的双轴向取向管的外径为至少60mm和壁厚为至少5.5mm，或者以1.1-1.9的轴向拉伸比和1.1-2.0的平均环向拉伸比实施步骤b)，和所获得的双轴向取向管的外径小于60mm。
优选地，本发明为生产双轴向取向管的方法，包括如下步骤：
a)使聚乙烯组合物形成管子，其中所述聚乙烯组合物包括双峰或多峰高密度聚乙烯(HDPE)，和
b)沿轴向和圆周方向拉伸步骤a)的管子，以获得双轴向取向管，
其中以1.1-3.2的轴向拉伸比和1.1-2.0的平均环向拉伸比实施步骤b)，和所获得的双轴向取向管的外径为至少60mm和壁厚为至少5.5mm，或者以1.1-1.9的轴向拉伸比和1.1-2.0的平均环向拉伸比实施步骤b)，和所获得的双轴向取向管的外径小于60mm，和其中在比聚乙烯组合物的熔点低1-30℃的拉伸温度下实施步骤b)。
术语“管子”和“管道”在这里理解为中空的细长制品，其可以具有各种形状的横截面。所述横截面例如可以为环状、椭圆状、方形、矩形或三角形。术语“直径”在这里理解为横截面的最大尺寸。
已经令人惊奇地发现低拉伸比、特别是低轴向拉伸比的双轴向拉伸，将对裂纹扩展具有良好的抵抗性。低轴向拉伸比使得本发明有可能应用双峰HDPE。在固态下拉伸，半结晶态聚合物如聚乙烯将形成颈缩。必须将这种颈缩拉开直到获得均匀厚度的产品。因此，双轴向拉伸管的生产需要一定的最小拉伸比。为了拉开出颈缩，单峰HDPE需要相对高的拉伸比。按照本发明，应用了双峰或多峰HDPE组合物，其允许在低的轴向拉伸比下拉伸同时防止了颈缩。因此，本发时提供了生产具有较好断裂时间特性的管道的稳定的不产生颈缩的方法。
所述方法可以按连续方法或间歇方法实施。连续方法在这里理解为其中将聚乙烯组合物连续进料至制备管子的步骤a)、同时连续实施拉伸步骤b)的方法。
施用低轴向拉伸比在易于制备管子方面具有优点，特别是当方法是连续方法时。对于具有某些尺寸的双轴向取向管的连续生产，取决于待施用的拉伸比，提供具有一定外径和内径的管道。使所述管道通过温度调节装置从而使其达到均匀的拉伸温度，和随后在锥形膨胀心轴上拉伸以获得沿环向和轴向的取向。这种锥形心轴受锚定在管道熔融挤出机的十字头模头上的杆支撑。如果管道壁太厚，为了达到想要的拉伸温度，需要相当长的温度调节装置和相当长的心轴支撑杆。如果初始管的内径太小，将很难和在某些情况下不可能使心轴支撑杆保持就位。
因此，有利的是能够应用厚度不太大和内径不太小的管子。本发明的另一个优点是应用低的轴向拉伸比，因此可以应用具有相对小的壁厚和大的内径的管子。
管子尺寸、拉伸比和管道尺寸之间的关系在下表中给出：
为获得具有想要尺寸的管子，施用4的轴向拉伸比将需要初始的管子具有非常厚的壁和的非常小的内径，这可能导致不可能生产这种管子。当轴向拉伸比降低时，较小的厚度和更大的内径使得更容易处理初始管子。
按照本发明方法，可以获得外径至少60mm的相对大的管子或者外径小于60mm的相对小的管子。为获得相对小的管子，选择非常小的拉伸比以获得较好的断裂时间特性。为获得相对大的管子，拉伸比的上限将高于相对小的管子，但选择管子的尺寸以形成相对厚的管子。
为获得外径至少60mm的双轴向取向管，选择轴向拉伸比为1.1-3.2和选择平均环向拉伸比为1.1-2.0。壁厚为至少5.5mm。轴向拉伸比优选为至少1.2、至少1.3、至少1.5或至少1.8和/或至多3.0、至多2.8或至多2.5。平均环向拉伸比优选为至少1.2或至少1.3和/或至多1.8或至多1.6。外径优选为60-2000mm，例如60-150mm或150-2000mm。壁厚优选为5.5-100mm，例如5.5-15mm或15-100mm。在一些实施方案中，本发明的双轴向取向管的外径为60-150mm和壁厚为5.5-15mm。
为获得外径小于60mm的双轴向取向管，选择轴向拉伸比为1.1-1.9和选择平均环向拉伸比为1.1-2.0。轴向拉伸比优选为至少1.2、至少1.3、至少1.5和/或至多1.8或至多1.7。平均环向拉伸比优选为至少1.2或至少1.3和/或至多1.8或至多1.6。外径优选为10mm至小于60mm，例如10-40mm或40至小于60mm。壁厚优选为1-10mm，例如1.5-5mm。在一些实施方案中，本发明的双轴向取向管的外径为10-40mm和壁厚为1.5-5mm。
聚乙烯组合物
聚乙烯组合物包括HDPE。在一些实施方案中，聚乙烯组合物还包括不是HDPE的其它聚乙烯。所述其它聚乙烯例如可以为线性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)或LLDPE和LDPE的组合。优选地，所述其它聚乙烯为LLDPE或LLDPE与LDPE的组合。更优选地，所述其它聚乙烯为LLDPE。当所述其它聚乙烯为LLDPE与LDPE的组合时，LLDPE与LDPE的重量比例如可以为至少0.1，例如至少0.2或至少0.3和至多10，例如至多5或至多3。优选地，LLDPE与LDPE的重量比为至少1，例如2-10。优选地，在聚乙烯组合物中HDPE与其它聚乙烯的重量比大于1，优选为1.2-5，例如1.5-4或2-3。
在一些实施方案中，聚乙烯组合物基本上不含非HDPE的其它聚乙烯。聚乙烯组合物中聚乙烯中HDPE的量可以为至少95wt％、至少98wt％、至少99wt％或100wt％。
聚乙烯组合物可以包含非HDPE和任选其它聚乙烯的组分，如添加剂和填料。
添加剂的实例包括：成核剂、稳定剂如热稳定剂；抗氧化剂；UV稳定剂；着色剂如颜料和染料；澄清剂；表面张力改性剂；润滑剂；阻燃剂；脱模剂；流动改进剂；增塑剂；抗静电剂；外部弹性冲击改性剂；起泡剂；和/或增强聚合物与填料间界面连接的组分，如马来酸化的聚乙烯。相对于组合物的总量，添加剂的量通常为0-5wt％，例如1-3wt％。
填料的例子包括玻璃纤维、滑石、云母、纳米粘土。相对于组合物的总量，填料的量通常为0-40wt％、例如5-30wt％或10-25wt％。
因此，在一些实施方案中，所述组合物还包含0-5wt％的添加剂和0-40wt％的填料。
通过熔融混合HDPE和任选的其它聚乙烯并任选与任何其它任选组分混合，可以获得聚乙烯组合物。
优选地，相对于聚乙烯组合物的总量，HDPE、任选的其它聚乙烯以及任选的添加剂和任选的填料的总量为100wt％。
在一些实施方案中，相对于聚乙烯组合物中存在的聚合物的总量，HDPE和任选的其它聚乙烯的总量为至少95wt％、至少98wt％、至少99wt％或100wt％。
在一些实施方案中，对于聚乙烯组合物的总量，HDPE和任选的其它聚乙烯的总量为至少90wt％、至少95wt％、至少98wt％、至少99wt％或100wt％。
优选地，聚乙烯组合物按ISO1133-1:2011(190℃/5kg)测量的熔体流动速率为0.1-4g/10min，更优选为0.1-1g/10min。
HDPE、LLDPE和LDPE的生产方法在Handbook of Polyethylene by AndrewPeacock(2000；Dekker；ISBN 0824795466)的43-66页中进行了总结。
HDPE
HDPE为双峰或多峰。这种HDPE的特性适合于生产管子。另外，这种HDPE可以在低拉伸比下拉伸而不产生颈缩问题。
应理解双峰HDPE具有双峰分子量分布，所述双峰对应于聚合过程中各阶段的第一中值和第二中值。类似地，应理解多峰HDPE具有多峰分子量分布，所述多峰对应于聚合过程中各阶段的第一中值、第二中值以及一个或多个进一步的中值。
HDPE可以为乙烯均聚物或可以包含共聚单体，例如丁烯或己烯。
HDPE按ISO1183测量的密度优选为940-960kg/m3，更优选940-955kg/m3。
HDPE按ISO1133-1:2011(190℃/5kg)测量的熔体流动速率优选为0.1-4g/10min，更优选为0.1-1g/10min。
在一些实施方案中，所述组合物包括含HDPE和着色剂的配混物，其中所述配混物按ISO1183测量的密度为947-965kg/m3。所述着色剂例如可以为碳黑或颜色为例如黑、兰或橙的颜料。相对于包含HDPE和着色剂的配混物，着色剂的量通常为1-5wt％，更典型地为2-2.5wt％，剩余物通常为HDPE。
HDPE可以应用低压聚合方法生产。例如，PE 80和PE 100性能级的管材是已知的，其通常通过所谓的双峰或多峰方法在串级装置中生产。双峰HDPE的生产方法在"PE100Pipe systems"(由Bromstrup编辑，第二版，ISBN 3-8027-2728-2)的第16-20页中进行了总结。合适的低压方法为搅拌釜反应器的浆液串级、环管反应器的浆液串级以及不同方法如浆液环管气相反应器的组合。也可能应用多峰聚乙烯，优选如在WO2007003530中所述的三峰聚乙烯做高密度聚乙烯管材。
PE 80和PE 100的性能级在"PE 100Pipe systems"(由Bromstrup编辑；第二版，ISBN 3-8027-2728-2)的第35-42页中有述。质量测试方法在"PE 100Pipe systems"的第51-62页中有述。
通过低压浆液方法生产双峰高密度聚乙烯(HDPE)由Alt等人在"BimodalPolyethylene-Interplay of catalyst and process"(Macromol.Symp.2001,163,135-143)中进行了描述。在一个两级串级工艺中，可以为反应器连续进料单体、氢、催化剂/助催化剂和工艺中循环的己烷的混合物。在反应器中，在例如0.5MPa(5bar)至1MPa(10bar)的压力和例如75-85℃的温度下乙烯聚合作为放热反应实施。聚合反应热通过冷却水脱除。聚乙烯的性质主要由催化剂体系、所应用催化剂、共聚单体和氢气的浓度决定。
两级串级工艺的概念在Alt等的"Bimodal Polyethylene-Interplay ofcatalyst and process"的第137-138页(Macromol.Symp.2001,163)进行了描述。反应器串联设置,每个反应器中的条件不同，包括第二反应器中的低氢含量。这允许在每个反应器中生产具有双峰分子量分布并在聚乙烯链中共聚单体含量确定的HDPE。
HDPE的优选例子包括双峰PE 80、双峰PE 100和多峰HDPE。PE80为具有8MPa的MRS(在20℃的水中经过50年后的最小需要强度)的PE材料，PE 100为具有10MPa MRS的PE材料。管子分级在"PE 100Pipe systems"(Bromstrup编辑；第二版，ISBN 3-8027-2728-2)的第35页进行了阐述。
优选地，HDPE或含HDPE和着色剂的配混物具有一种或多种如下性能，优选具有所有如下性能：
-拉伸模量为500-1400MPa，优选为700-1200MPa(按ISO 527-2测量)；
-屈服应力为15-32MPa，优选为18-28MPa(按ISO 527-2测量)；
-全缺口蠕变测试(FNCT)：100-20000h(按ISO 16770在80℃/4MPa下测量)
-23℃下Charpy为10-35℃，优选为14-30℃(按ISO 1eA测量)。
LLDPE
聚乙烯组合物可以包括LLDPE。
适合生产LLDPE的技术包括气相流化床聚合、溶液聚合、在非常高乙烯压力下的聚合物熔体聚合和浆液聚合。
LLDPE包括乙烯和C3-C10α-烯烃共聚单体(乙烯-α-烯烃共聚物)。合适的α-烯烃共聚单体包括1-丁烯、1-己烯、4-甲基戊烯和1-辛烯。优选的共聚单体为1-己烯。优选地，α-烯烃共聚单体的存在量为乙烯-α-烯烃共聚物的约5-20wt％，更优选为乙烯-α-烯烃共聚物的约7-15wt％。
优选地，LLDPE按ISO1872-2测量的密度为900-948kg/m3、更优选915-935kg/m3、更优选920-935kg/m3。
优选地，LLDPE按ISO1133-1:2011(190℃/2.16kg)测量的熔体流动速率为0.1-3.0g/10min，更优选为0.3-3.0g/10min。
LDPE
聚乙烯组合物可以包括LDPE。
LDPE通常应用高压釜技术或管式反应器技术生产。
LDPE可以为乙烯均聚物或可以包含共聚单体如丁烯或己烯。
优选地，LDPE按ISO1872-2测量的密度为916-940kg/m3，更优选920-935kg/m3。
优选地，LDPE按ISO1133-1:2011(190℃/2.16kg)测量的熔体流动速率为0.1-3.0g/10min，更优选为0.3-3.0g/10min。
过程步骤
可以通过任何已知的方法如挤出或注塑使所述聚乙烯组合物形成管子(步骤a)。可以通过任何已知的方法实施双轴向拉伸(步骤b)。
将聚乙烯组合物形成管子和对管子进行双轴向拉伸的方法在US6325959中进行了描述：
挤出塑性管子的常规装置包括挤出机、喷嘴、校准器、冷却设备、牵引设备和用于切割或卷绕管子的设备。聚合物的熔融物质从挤出机通过喷嘴并到达校准器，冷却和成品管子沿管子轴向经受剪切和拉伸等，将获得基本沿其轴向单轴取向的管子。对聚合物材料沿材料流动方向取向有贡献的另一个原因是所述管子可以经受与制备有关的张力。
为了达到双轴向取向，该装置可以在牵引设备下游补充用于控制管子温度至适合管子双轴向取向的温度的设备、取向设备、校准设备、冷却设备和将双轴向取向管提供给切割设备或卷绕器的牵引设备。
也可以在挤出后与第一校准设备直接连接实施双轴向取向,在这种情况下上述补充设备跟在第一校准设备之后。
管子的双轴向取向可以以多种方式实施，例如通过内部心轴或通过内部加压流体如空气或水或类似物机械实施。其它方法有通过辊子使管子取向，例如通过在心轴上设置管子和相对于与管子接合的一个或多个压力辊旋转心轴和管子，或通过内部设置的相对于管子逆着外部设置的模具或校准设备旋转的压力辊。
步骤b)的条件
优选地，在低于聚乙烯组合物的熔点1-30℃的拉伸温度下实施步骤b)，例如低于聚乙烯组合物的熔点2-20℃或3-10℃。当对于聚乙烯组合物可以测量多个熔点时，优选在低于聚乙烯组合物的最高熔点1-30℃的拉伸温度下实施步骤b)，例如低于聚乙烯组合物的最高熔点2-20℃或3-10℃。
在一些实施方案中，可以在拉伸温度低于HDPE熔点1-30℃下实施步骤b)，例如低于HDPE熔点2-20℃或3-10℃。
在一些实施方案中，在拉伸温度115-123℃下实施步骤b)。
如上所述以确定的轴向拉伸比和确定的平均环向拉伸比实施步骤b)。
拉伸管子的轴向拉伸比定义为起始的各向同性管子的横截面积与双轴向取向管(即产品)的横截面积的比，即：
OD代表外径和ID代表内径。
平均环向拉伸比可以定义为：
其中：
已经令人惊奇地发现相对低的拉伸比可改进断裂时间特性。
双轴向取向管
本发明还涉及通过本发明方法获得或可获得的双轴向取向管。
本发明的双轴向取向管可以为压力管或非压力管。优选的管子为压力管。
本发明的双轴向取向管的合适实例具有如下外径和内径及壁厚。
外径(mm) 内径(mm) 壁厚(mm)
110 90 10.0
90 73.6 8.2
75 61.4 6.8
63 51.4 5.8
32 26 3.0
应注意本发明涉及这里描述的特征的所有可能组合，特别优选权利要求中出现的特征的那些组合。因此应理解涉及本发明组合物的特征的所有组合、涉及本发明方法的特征的所有组合以及涉及本发明组合物的特征和涉及本发明方法的特征的所有组合均在这里描述。
还应注意术语‘包括’不排除其它元素的存在。但应理解对包含某种组分的产品/组合物的描述也公开了由这些组分组成的产品/组合物。由这些组分组成的产品/组合物可能是有利的，因为其提供了一种更简单、更经济的方法来制备所述产品/组合物。类似地，还应理解对包括某些步骤的方法的描述也公开了由这些步骤组成的方法。由这些步骤组成的方法可能是有利的，因为其提供了一种更简单、更经济的方法。
当提到参数的下限和上限数值时，还应理解公开了通过下限值和上限值组合产生的范围。
现在通过如下实施例描述本发明，但本发明不限于此。
材料：
HDPE：密度为959kg/m3(黑配混物密度)和MFR 5kg/190℃为0.3g/10分钟的SABIC级Vestolen A 6060R。双峰PE。
过程：
应用双螺杆挤出机将HDPE制成颗粒。处理温度和螺杆构造为标准聚乙烯配混。
应用这些配混颗粒生产尺寸约为外径约60mm和内径约24mm的厚管状结构。在120℃的温度下以100mm/min的拉伸速度经出口直径为61-65mm和半角为15度的膨胀锥形心轴上拉伸这些厚管子。轴向拉伸比如表1所示变化和平均环状拉伸比为1.4。
表1
按ISO 13479测量如此获得的管子以及‘各向同性管’的断裂时间。每个实施例测试三个管子样品。
表2
样品‘各向同性管’由与实施例1、实施例2和对比例3相同的材料通过挤出但不经拉伸步骤制成的管子，其外径为63mm和内径为51.4mm。
具有低轴向拉伸比的管子对于裂纹扩展表现出良好的抵抗力。

Claims (12)

1.生产双轴向取向管的方法，包括如下步骤：
a)使聚乙烯组合物形成管子，其中所述聚乙烯组合物包括双峰或多峰高密度聚乙烯(HDPE)，和
b)沿轴向和圆周方向拉伸步骤a)的管子，以获得双轴向取向管，其中以1.1-3.2的轴向拉伸比和1.1-2.0的平均环向拉伸比实施步骤b)，和所获得的双轴向取向管的外径为至少60mm和壁厚为至少5.5mm，或者以1.1-1.9的轴向拉伸比和1.1-2.0的平均环向拉伸比实施步骤b)，和所获得的双轴向取向管的外径小于60mm，和其中在比聚乙烯组合物的熔点低1-30℃的拉伸温度下实施步骤b)。
2.权利要求1的方法，其中双轴向取向管的外径为至少60mm和轴向拉伸比为至少1.2、至少1.3、至少1.5或至少1.8和/或至多3.0、至多2.8或至多2.5。
3.权利要求1或2的方法，其中双轴向取向管的外径为60-150mm和壁厚为5.5-15mm。
4.权利要求1的方法，其中双轴向取向管的外径小于60mm和轴向拉伸比为至少1.2、至少1.3或至少1.5和/或至多1.8或至多1.7。
5.权利要求1或4的方法，其中双轴向取向管的外径为10-40mm和壁厚为1.5-5mm。
6.前述权利要求任一项的方法，其中HDPE按ISO1183测量的密度为940-960kg/m3和/或按ISO1133-1:2011(190℃/5kg)测量的熔体流动速率为0.1-4g/10min，更优选为0.1-1g/10min。
7.前述权利要求任一项的方法，其中相对于聚乙烯组合物中存在的聚乙烯，HDPE的量为至少95wt％、至少98wt％、至少99wt％或100wt％。
8.前述权利要求任一项的方法，其中所述聚乙烯组合物按ISO1133-1:2011(190℃/5kg)测量的熔体流动速率为0.1-4g/10min，更优选为0.1-1g/10min。
9.前述权利要求任一项的方法，其中所述组合物还包含0-5wt％的添加剂和0-40wt％的填料。
10.前述权利要求任一项的方法，其中在115-123℃的拉伸温度下实施步骤b)。
11.前述权利要求任一项的方法，其中所述方法为连续方法。
12.通过前述权利要求任一项的方法获得或可获得的双轴向取向管。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110234495B (zh) 2017-01-26 2021-11-12 Sabic环球技术有限责任公司 通过双轴向拉伸生产管子的方法
WO2024041922A1 (en) * 2022-08-24 2024-02-29 Sabic Global Technologies B.V. Geothermal heating and cooling system

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8827967D0 (en) 1988-11-30 1989-01-05 Ward I M Die-free drawing
US5338589A (en) 1991-06-05 1994-08-16 Hoechst Aktiengesellschaft Polyethylene molding composition
GB9206766D0 (en) 1992-03-27 1992-05-13 Bp Chem Int Ltd Pipes and their manufacture
JPH0994867A (ja) 1995-09-29 1997-04-08 Sekisui Chem Co Ltd 中空成形品の製造方法
SE505932C2 (sv) 1995-11-30 1997-10-27 Borealis As Användning av förnätad biaxiellt orienterad polyolefinplast som material i tryckrör
DE19929812A1 (de) 1999-06-30 2001-01-04 Elenac Gmbh Polyethylen Formmasse und daraus hergestelltes Rohr mit verbesserten mechanischen Eigenschaften
JP2005501951A (ja) 2001-08-31 2005-01-20 ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド 多モードのポリエチレン材料
SE0103425D0 (sv) 2001-10-16 2001-10-16 Borealis Tech Oy Pipe for hot fluids
US7868092B2 (en) 2005-06-14 2011-01-11 Univation Technologies, Llc Bimodal polyethylene compositions for blow molding applications
DE102005030941A1 (de) 2005-06-30 2007-01-11 Basell Polyolefine Gmbh Polyethylen Formmasse zur Herstellung von spritzgegossenen Fertigteilen
WO2013101767A2 (en) 2011-12-29 2013-07-04 Ineos Olefins & Polymers Usa, A Division Of Ineos Usa Llc Biomodal high-density polyethylene resins and compositions with improved properties and methods of making and using the same
EP2966123B1 (en) 2014-07-07 2016-12-21 Borealis AG Multimodal polyethylene composition with high pressure resistance

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
中国建筑材料检验认证中心等: "《建筑用管材与管件检测技术》", 30 April 2009, 中国计量出版社 *
周建业: "聚乙烯管双向拉伸技术", 《轻工机械》 *
马长城等: "《城镇燃气聚乙烯PE输配系统》", 30 September 2006, 中国建筑工业出版社 *

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