[发明专利]用于制备具有较低灰分含量的聚丙烯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新的用于制造具有较低灰分含量的聚丙烯的高产率的方法。

背景技术

聚丙烯被用于许多领域并且例如是薄膜电容器领域中的可选材料，这是因为其分子链缺少任何种类的在电场应力下取向的极性基团。于是，聚丙烯本质上具有低损耗系数和高体积电阻率。这些性能与电容器中的相对高的介电常数和自愈性能以及良好的机械性能例如高熔融温度和高刚性结合使得聚丙烯在该技术领域非常有价值。然而，如果在制造聚丙烯期间使用齐格勒-纳塔催化剂，那么典型地由这种聚丙烯制成的介电薄膜包含相当大数量的极性残留，例如来源于使用的齐格勒-纳塔催化剂的氯、铝、钛、镁或硅。这些残留减小聚合物的电阻率，即增加聚合物的电导率，使得该聚合物不适用于需要极低电导率的领域中，例如用于电容器的薄膜中。相应地，为了使聚丙烯在该技术领域中有市场前景，必须对其进行麻烦的纯化，典型地冲洗以除去来自该聚合物材料中的不想要的残留，该工艺费时且成本高。典型地，该聚合物的纯化在最后聚合步骤之后的额外步骤中进行。于是，对来自最后聚合步骤的聚合物进行洗涤步骤，其中催化剂残余从该聚合物材料中溶出。典型使用的洗液包括具有极性基团例如羟基的有机烃熔剂，例如丙醇。

高量的残留起因于几个因素，其中产率扮演了中心角色。如果使用的催化剂的产率在聚合过程中较高，那么可使用更低量的催化剂，从而可降低不想要的残留的量。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种方法，该方法使得本领域技术人员能通过使聚丙烯中的残留含量较低而无需使用麻烦的洗涤步骤就可高产率地制造聚丙烯。

本发明的发现在于使用分别具有非常平衡的助催化剂(Co)对外部供体(ED)的摩尔比[Co/ED]和非常平衡的助催化剂(Co)对过渡金属(TM)的摩尔比[Co/TM]的齐格勒纳塔催化剂。

因此，本发明涉及一种用于在包括至少三个串联连接的反应器的连续聚合工艺中制备聚丙烯(PP)的方法，其中，

聚合在齐格勒-纳塔催化剂(ZN-C)存在下发生，所述齐格勒-纳塔催化剂(ZN-C)包括：(a)主催化剂(PC)，其包括：

(a1)过渡金属(TM)的化合物，

(a2)金属(M)的化合物，所述金属选自于元素周期表(IUPAC)中的第1族-第3族中的一个，

(a3)内部电子供体(ID)，

(b)助催化剂(Co)，以及

(c)外部供体(ED)，

其中，进一步地，

(d)助催化剂(Co)对外部供体(ED)的摩尔比[Co/ED]在高于10至低于25的范围内，例如12至低于25，以及

(e)助催化剂(Co)对过渡金属(TM)的摩尔比[Co/TM]在高于100至低于200的范围内。

优选地，在该方法中，三个反应器中的至少一个，优选全部三个反应器的温度均在70℃-100℃的范围内。

本发明人惊奇地发现，根据本发明方法制造的聚丙烯(PP)具有较低的残留含量。此外，所用催化剂的产率是非常高的。

具体实施方式

下面对本发明进行更详细地说明。

聚合工艺：

本发明的一个要求是聚丙烯(PP)在包括至少三个反应器的连续聚合工艺中被制造。

术语“连续聚合工艺”是指聚丙烯在至少三个串联连接的三个反应器中被制造。因此，本发明的方法至少包括第一聚合反应器(R1)、第二聚合反应器(R2)，以及第三聚合反应器(R3)。术语“聚合反应器”应表示发生了主要聚合。于是，如果该方法由三个聚合反应器构成，那么该定义不排除整个方法包括例如在预聚合反应器中的预聚合步骤的选项。该术语“由……构成”仅就主要聚合反应器来说是封闭式的。