[发明专利]一种丙烯共聚物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种丙烯共聚物及其制备方法。 

背景技术

多数丙烯共聚产品可用作注塑成型制品，在包装、运输、家电、汽车、办公、日常消费用品及医疗制品等领域得到广泛应用。高性能的丙烯共聚产品发展有两个趋势。第一个趋势是提高聚合物的熔体流动速率(MFR，又称为流体流动指数（MFI)），这样有利于缩短成型周期，降低能耗，并可制作大型薄壁制品。以往MFR为10-15g/10min的注塑产品，正在被MFR为25-35g/10min的产品所替代。第二个趋势是寻求丙烯共聚物的刚性和冲击强度的平衡，在满足丙烯共聚物抗冲击性能要求的同时，提高刚性，这样可降低制品的厚度，进一步降低制品的成产成本。高熔体流动速率丙烯共聚物由于能在缩短成型周期、降低能耗的同时满足丙烯共聚物抗冲击性能要求和提高刚性，因此，高熔体流动速率丙烯共聚物在提高产品产量、降低生产成本及制造成型结构复杂的大型薄壁制品方面具有极大的应用优势。 

提高丙烯共聚物的MFR通常采用下列方法有：（1）在聚合过程中采用分子量调节敏感的催化体系。通过选择不同催化剂、助催化剂和外给电子体的组合，使得聚合催化剂体系对分子量调节剂（例如最常采用的分子量调节剂为氢气）变得更为敏感，在少量氢气存在的情况下，即能得到高MFR的聚合物产品。（2）,聚合反应之后，在聚合物中加入降解剂，通常采用一种或多种过氧化物，在一定的反应条件下，使聚合物中的高分子链发生分子断裂，使产品的MFR得以提高，这类技术一般被称之为可控流变技术。 

目前许多聚丙烯生产装置利用提高氢气用量的方法生产高MFR丙烯共 聚物产品，但由于装置压力设计的局限，大量地加入氢气受到限制，如目前的丙烯的液相本体工艺就是这种情况。加入大量氢气会产生以下明显的缺点：催化剂活性大幅降低；聚合物等规度下降，从而使最终聚丙烯制品刚性下降；此外，由于聚合体系中存在大量氢气，由于氢气是一种不凝气，使得系统的传热器传热效果变差，直接影响到装置的生产负荷，从而使产能下降。也有一些技术通过选择不同催化剂、助催化剂和外给电子体的组合，以减少氢气的用量，如CN101270172A中所描述的方法。该发明中提供的方法虽然能够一定程度地提高丙烯聚合的氢调敏感性，所得聚丙烯的等规度和MFR可在较宽的范围内调节，但采用氢调敏感的催化剂，往往同时会降低聚合物的等规度，使得最终产品的刚韧平衡性能有所降低。 

目前的聚合工艺很难兼顾聚合活性、氢调敏感性和丙烯聚合物的高等规度及高熔体流动速率。为了实现兼顾聚丙烯产品的等规度和高熔体流动速率的目的，现大多采用可控流变技术生产高MFR丙烯共聚物，即采用加入少量过氧化物降解剂的方法来获得高熔融指数的丙烯共聚物。通过过氧化物降解产品，聚丙烯制品中会有难闻的气味，使其应用范围受到很大限制。 

众所周知，在烯烃聚合反应工艺中，Ziegler-Natta催化剂会随着烯烃聚合反应温度的提高，体现出很多优点。例如，对于丙烯聚合反应来说，随着聚合反应温度的提高，催化剂对分子量调节剂（如氢气）会变得更为敏感，仅在少量氢气存在的情况下，即能生成小分子量的聚合物，这对生产较高熔融指数的聚丙烯产品是十分有利的。另外，随着聚合反应温度的提高，生成的聚丙烯的立体规整度也会得到进一步提高，这对生产高刚性的丙烯均聚物产品和高刚韧平衡性能的丙烯共聚物产品也十分有利。因此，可以认为通过提高聚合反应的温度，来提高聚丙烯产品的质量应该是比较理想的选择。 

CN100457790C公开了一种的聚合方法，该方法包含以下三段聚合反应：（1）丙烯预聚合，（2）较低温度聚合，（3）较高温度聚合。该方法通过逐 渐提高聚合物反应温度，并控制各聚合反应阶段聚合物的比例，可得到高弯曲模量和高弯曲强度的丙烯聚合物。但由于该方法中第（2）步采用常规的较低温度聚合消耗了大部分的催化剂的聚合活性，没有充分发挥出高温聚合带给聚合物性能大幅度的提高。 

综上所述，目前没有一种同时兼顾聚合活性、提高聚合物等规度、同时提高氢调性能的催化剂和应用该催化剂的丙烯聚合生产工艺，来制备具有高流动性和高刚性丙烯聚合物，同时催化剂仍有具备较高的聚合活性。 

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中在制备高熔体流动速率丙烯共聚物时，不能同时兼顾聚合活性、氢调敏感性和熔体流动指数、刚性和抗冲击性能的缺陷，提供一种能同时兼顾聚合活性、氢调敏感性和聚合物熔体流动指数、刚性和抗冲击性能的丙烯共聚物及其制备方法。 

本发明提供一种丙烯共聚物的制备方法，该方法包括以下步骤：