[发明专利]制造具有低灰分含量的双模态聚丙烯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造具有改善性质的低灰分丙烯均聚物或共聚物的方法，其中“灰分”表示在丙烯聚合物的制造中使用的催化剂、助催化剂或任何添加剂的铝和残留物例如钛(Ti)和硅(Si)衍生物。本发明的丙烯聚合物可用于制造膜例如电容器膜，以及纤维和无纺物例如切断纤维(staple fiber)、纺黏无纺物或熔喷无纺物。

背景技术

丙烯均聚物和共聚物在如下物质的存在下制造：

(a)包括内给电子体和具有至少一个钛-卤素键的钛化合物的齐格勒-纳塔催化剂，所述钛化合物和内给电子体两者均负载在活性形式的卤化镁上，

(b)有机铝化合物，例如烷基铝化合物，和

(c)任选的外给电子体(ED)。

作为内给电子体，可提及选自如下的化合物：醚，酮，内酯，含有N、P和/或S原子的化合物，以及一元羧酸的酯和二元羧酸的酯。特别合适的内给电子体为琥珀酸酯，二醚例如1，3-二醚，和邻苯二甲酸酯例如邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二苯酯和邻苯二甲酸苄基丁酯。

与齐格勒-纳塔催化剂一样，所述有机铝化合物和所述任选的外给电子体(ED)在聚合之后不除去而是留在聚合物中，丙烯聚合物包含所述催化体系的残留物例如铝(Al)、钛(Ti)、镁(Mg)和氯(Cl)。这些残留物的总和称作“灰分”。

丙烯聚合物中的高的灰分水平可导致积垢(plate-out)并且因此必需经常清洁下游加工设备，例如膜或片材挤出生产线或者纤维或无纺物生产线。为了减小灰分含量，可对丙烯聚合物进行洗涤。然而，这样的洗涤过程是能量密集型的，因为所述聚合物随后需要进行干燥，因此也是昂贵的。

EP-A-0 449 302公开了制造具有小于15ppm灰分含量的聚丙烯的方法。这种聚丙烯例如特别适合用于电容器膜。在所述方法中，催化剂为齐格勒-纳塔催化剂，内给电子体为2-异丙基-2-异戊基-1，3-二甲氧基丙烷或2-环己基-2-异丙基-1，3-二甲氧基丙烷，和有机铝化合物为Al-三异丁基。不存在外给电子体。操作条件如下：

-Al/Ti摩尔比为30，

-平均停留时间为6小时，

-聚合在950升环流反应器中在液体丙烯中在70℃下进行，

-丙烯进料为88.5kg/h，

-聚丙烯产量为46kg/h，和

-生产能力(yield)为150kg聚丙烯/g催化剂，对应于25kg/g催化剂/h。

所述聚丙烯中所得Al残留物为4.5～4.8ppm。由于低的生产能力和低的生产率，该方法不再受到商业关注。

具有低灰分含量的聚丙烯在需要非常干净的丙烯聚合物的应用中受到关注，例如在电容器中作为介电材料。电板电容器的电容C定义为：

C＝ε·A·d^-1(方程1)

其中ε为由材料决定的介电常数，A为导电板的面积，和d为导电板之间的距离。原则上，导电板之间的距离d对应于介电材料的厚度，所述介电材料可根据例如电容器的施加电压和期望的寿命进行选择。为了弥补介电材料例如聚丙烯膜中的任何缺点，必须使用比根据方程1所必需的厚度更厚的膜或者必须使用多个彼此堆叠在一起的较薄的膜。

为了降低电容器的成本和尺寸，电容器制造商对减小导电板之间的距离d有着强烈的兴趣；换句话说，电容器制造商对于具有例如非常薄的聚丙烯膜有兴趣。为了使得这些是可加工的并且同时符合电容器中应用的要求，这样的聚丙烯膜需要具有改善的机械性质以及低的总灰分含量。

因此，本发明的一个目的是提供满足这些要求的丙烯聚合物。

特别是，本发明的一个目的是提供特征在于改善的机械性质和低灰分含量的丙烯聚合物。

进一步地，本发明的一个目的是提供具有改善的加工性能的丙烯聚合物。

此外，本发明的一个目的是提供特征在于改善的机械性质、低灰分含量和改善的加工性能的丙烯聚合物。

特别是，所述膜可用作电容器膜。或者它们可用于包装应用中。

特别是，所述纤维和无纺物可用于卫生应用中。

发明内容

我们现已发现容许制造满足以上目标中至少一个的丙烯聚合物的聚合方法。

因此，本发明提供通过在至少两个顺序(sequential)的聚合反应器中、在如下物质的存在下使丙烯与一种或多种任选的共聚单体聚合而制造具有改善性质和低灰分含量的丙烯聚合物的方法：