[发明专利]一种无规共聚聚丙烯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚丙烯材料制备技术领域，具体而言，涉及一种无规共聚聚丙烯及其制备方法。

背景技术

近年来，随汽车工业、高速列车、建筑业、电子电讯业的迅速发展以及聚丙烯产品的高性能化，聚丙烯的产量及需求量大幅提高，成为近十年来增长最快的通用塑料。

无规共聚聚丙烯是一种重要的聚丙烯材料，在实际生产中，通常在聚丙烯高分子链的基本结构中加入不同种类的单体分子加以改性，从而改变聚丙烯的物理性质，使之适用于不同的应用，其中，乙烯是聚丙烯材料中最常用的改性单体。与聚丙烯(PP)均聚物相比，聚丙烯无规共聚物改进了光学性能(增加了透明度并减少了浊雾)，提高了冲击性能，降低了熔化温度，从而也降低了热熔接温度；同时在化学稳定性、水蒸汽隔离性能和器官感觉性能(低气味和味道)方面与均聚物基本相同。由于聚丙烯无规共聚物改进了的透明度和冲击强度，广泛应用于吹塑、注塑、薄膜和片材挤压加工领域，作食品包装材料、医药包装材料和日常消费品。

聚丙烯无规共聚物一般含有1～7％(重量)的乙烯分子及99～93％(重量)的丙烯分子。在聚合物链上，乙烯分子无规则地插在丙烯分子中间。科学研究和工业实践发现，大量的含有乙烯单元的链段集中在低分子量聚丙烯链，从而导致了该种聚合物含有乙烯分子链可溶物增大，这种情形在高流动共聚聚丙烯出现的更为严重。中国专利CN201010274430公开了一种高流动、高乙烯含量无规共聚聚丙烯树脂的制备方法，一方面乙烯含量控制在3.6～4.0％，透明性更好，但导致二甲苯可溶物增加5～7％。为满足加工性能，需要更高的熔体流动速率也将带来大量的低分子量可溶物，而聚合物中大量的可溶物导致聚合物的性能恶化。

发明内容

本发明旨在提供一种无规共聚聚丙烯及其制备方法，以解决现有技术中无规共聚聚丙烯存在大量可溶物导致聚合物的性能恶化的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种无规共聚聚丙烯的制备方法。该方法包括以下步骤：将原料在齐格勒-纳塔催化剂体系的催化下通过气相聚丙烯聚合工艺制备无规共聚聚丙烯，原料包括丙烯和乙烯。

进一步地，原料包括丁烯。

进一步地，齐格勒-纳塔催化剂体系为邻苯二甲酸酯类的齐格勒-纳塔催化剂体系。

进一步地，齐格勒-纳塔催化剂体系的有机铝化合物为烷基铝。

进一步地，烷基铝为三烷基铝化合物，选自由三乙基铝、三异丁基铝、三正丁基铝、三正己基铝或三正辛基铝组成的组中的一种或多种，优选的，所述烷基铝为三乙基铝。

进一步地，齐格勒-纳塔催化剂体系的有机硅烷外给电子体体系包括二环戊基二烷氧基硅烷。

进一步地，二环戊基二烷氧基硅烷为二环戊基二甲氧基硅烷基，二环戊基乙氧基硅烷和二异丙基二甲氧基硅烷组成的组中的一种或多种。

进一步地，气相聚丙烯聚合工艺包括以下步骤：S1，将部分原料在齐格勒-纳塔催化剂体系的催化下在第一反应器中进行反应，得到初产物，其中，第一反应器内的温度为60～70℃，压力为2.0～2.5MPa；S2，初产物输入第二反应器与剩余部分的原料在齐格勒-纳塔催化剂体系的催化下在第二反应器中进行反应，得到次产物，其中，第二反应器内的温度为60～70℃，压力为2.0～2.5MPa；将次产物进行催化剂失活及干燥处理，挤出造粒，得到无规共聚聚丙烯；其中，S1中的次产物熔体流动速率大于15g/10min且二甲苯可溶物的含量小于4.0％，无规共聚聚丙烯中乙烯和丁烯的质量含量分别为1～3％和2～5％；S2中的次产物熔体流动速率大于15g/10min且二甲苯可溶物的含量小于4.0％，无规共聚聚丙烯中乙烯和丁烯的含量为1～3％和2～5％。

进一步地，第一反应器中加入部分原料中，乙烯加入量为乙烯总量的50～70％，丁烯加入量为丁烯总量的50～70％。

进一步地，在S1中生成的第一气相聚合物和S2中生成的第二气相聚合物的混合比为30～70:70～30。

进一步地，第一气相聚合物和第二气相聚合物的混合比为40～60:60～40。

根据本发明的另一方面，提供了一种无规共聚聚丙烯，由上述任一种制备方法制备而成。

进一步地，无规共聚聚丙烯的熔体流动塑料大于15g/10min，二甲苯可溶物小于4.0％。。