[发明专利]粘土增强聚丙烯釜内合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种树脂及其制备方法，特别是涉及一种粘土增强的聚丙烯釜内合金及其制备方法。

背景技术

粘土是一类价廉易得、由纳米片层通过范德华力结合的天然矿物质，因其能够在较少添加量下(一般添加量为3～5％)即可全面提升聚合物性能，因此成为以增强、增刚及提高耐热性能和阻隔性能为目的的聚合物纳米改性剂。

近年来，随着聚丙烯及其共聚物的消费量日益增加，对其性能的要求也不断提高。结合粘土的改性研究是最有希望获得高性能聚丙烯树脂的方法之一，这也使之成为聚丙烯改性领域的研究热点之一。其中，聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料在汽车塑料中已显示出巨大的应用潜力。

在制备粘土增强聚丙烯及共聚物树脂的众多方法中，原位聚合技术被认为是最行之有效的方法之一。该技术是通过富集于粘土片层之间的聚烯烃过渡催化剂的催化活性中心催化丙烯单体聚合反应，避免了由聚丙烯和蒙脱土极性差异而导致的热力学的苛刻要求，进而成功制备纳米增强聚丙烯树脂。同时，原位聚合技术允许在复合过程中对聚丙烯基体进行分子设计，因此不但可以通过改变聚烯烃催化剂或共聚合反应灵活调节聚丙烯组成与结构，获得基体性质不同的纳米复合材料，扩大性能范围，还可以通过在聚丙烯基体上引入可以导致与粘土片层形成强界面相互作用的功能性基团，从而对界面进行设计，有效体现纳米复合对聚丙烯性能改善的纳米效应(Huang Y J，Yang K F，Dong J Y.Macromol Rapid Commun，2006，27：1278-1283)。截至目前，通过原位聚合技术制备纳米复合聚烯烃的研究较多(CN1824696A、US6613711B2、CN101235169A、US6465543131、US5830820)。但是，在原位聚合技术的实施过程中，必须值得关注的问题是聚烯烃树脂的颗粒表观形态。制备具有良好颗粒形态的聚烯烃颗粒，不但有利于避免因聚合物颗粒表观形态较差而引起的粘釜及传输困难等问题的发生，而且有利于满足现有聚丙烯生产工艺，促进原位聚合技术制备粘土增强聚丙烯及共聚物树脂的工业化实施。

之前，关于这方面的研究很少(Wei L.M.，Tang T.，Huang B.T..J.Polym.Sci.：Part A：Polym.Chem.，2004，42(4)：941-949)，成功制备具有良好颗粒表观形态的纳米增强聚烯烃树脂的研究更是未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种粘土增强聚丙烯釜内合金及其制备方法。

本发明提供的粘土增强聚丙烯釜内合金，包括粘土、均聚聚丙烯树脂和乙烯-α烯烃无规共聚物。

该聚丙烯釜内合金可只由上述组分组成。所述均聚聚丙烯树脂选自等规聚丙烯、间规聚丙烯和无规聚丙烯树脂中的至少一种；所述乙烯-α烯烃无规共聚物中，α烯烃选自丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯和1-辛烯中的至少一种；所述均聚聚丙烯树脂与所述乙烯-α烯烃共聚物的质量百分比为40.0～99.0∶1.0～60.0；所述α-烯烃占所述乙烯-α烯烃共聚物的质量百分含量为0.5-80.0％；所述粘土占所述粘土增强的聚丙烯釜内合金的质量百分含量为0.01-25％，优选0.02-5％。所述粘土增强的聚丙烯釜内合金的颗粒表观形态为球形，粒径大小为10～10000μm；所述粘土在所述聚丙烯釜内合金中以剥离的片层形式存在。

本发明提供的制备上述粘土增强的多相共聚聚丙烯釜内合金的方法，包括如下步骤：

1)将丙烯单体、烯烃单体与纳米粘土负载过渡金属催化剂、助催化剂和氢气在有机溶剂中进行淤浆聚合反应；

或者，将丙烯单体与纳米粘土负载过渡金属催化剂、助催化剂和氢气进行本体聚合反应；

2)向所述步骤1)的反应体系中通入氢气，加入乙烯和α-烯烃单体，于有机溶剂中进行淤浆聚合反应，得到所述由粘土与组分C组成的粘土增强的聚丙烯共聚物树脂；

或者，向所述步骤1)的反应体系中加入乙烯和α-烯烃单体，并通入氢气，进行气相聚合反应，得到所述由粘土与组分C组成的粘土增强的聚丙烯共聚物树脂。