[发明专利]多嵌段支化聚乙烯及其制备方法

说明书

本发明涉及热塑性弹性体技术，旨在提供一种多嵌段支化聚乙烯及其制备方法，并进一步提供该聚乙烯的应用。本发明所述多嵌段支化聚乙烯由作为硬段的半结晶、低支化度的聚乙烯链段和作为软段的无定型、高支化度的聚乙烯链段按照的连接方式交替连接而成。本发明制备过程中，所用原料仅需乙烯单体，生产成本低；仅需一种催化剂，不必考虑两种催化剂的匹配问题，大大简化了生产工艺，适宜大规模的工业化生产。本发明的链穿梭反应在分子内的两个相同金属活性中心之间进行，具有高效、快速的优点，聚合产物的链结构和组成均匀，聚合反应条件温和，不需要在高温下进行，能耗大幅度降低。

技术领域

本发明属于热塑性弹性体技术领域，尤其涉及多嵌段支化聚乙烯及其制备方法。

背景技术

本发明涉及用乙烯一种单体聚合以形成具有独特拓扑结构的聚合物，涉及制备这种聚合物的方法、并涉及所得聚合物产品。另一方面，本发明涉及在要求物理性能的独特组合的应用领域使用这些聚合物的方法。再一方面，本发明涉及由这些聚合物制成的制品。本发明的聚合物是一种新型的聚合物，具有独特的链结构，这使得聚合物具有独特的物理性能。这种聚合物和包含这种聚合物的掺合物可用于通过模塑、挤出或其它方法制备模制品、薄膜、片材和发泡制品之类的固体制品，并可用作粘合剂、层压制品、聚合物掺合物和其它最终用途中的组分或成分。所得产品用于制造汽车部件，例如型材、缓冲器和装饰部件等；包装材料；电线电缆绝缘材料和其它用途。

每一次新材料的出现都会极大地推动人类社会的进步，提高人们的生活水平。乙烯是最便宜、来源最丰富的烯烃单体。乙烯均聚可以得到不同拓扑结构的聚合物，如线性聚乙烯(HDPE)、支化聚乙烯(LDPE)和超支化聚乙烯(HBPE)，它们都有各自的用途。HDPE结晶度高、拉伸强度、耐磨性、耐寒性等均较好，耐酸、碱和各种盐类的腐蚀，常用作容器和管道，用于工业包装和市政建设。LDPE成型加工性能好，主要用作薄膜产品，用于医疗器具和食品、药品包装材料。HBPE结晶度低、玻璃化转变温度低，是一种综合性能优异的橡胶材料(ZL2014 1 0200113.6)。我们希望有新型拓扑结构的聚乙烯出现，它将带给我们新的可能。

橡胶(弹性体)具有优良的密封、减振、阻尼、耐疲劳、耐磨、绝缘等特性，是制造飞机、军舰、汽车、火车、电线电缆、农用机械、医疗器械、运动器械等不可或缺的材料，在人们的日常生活中也被广泛地应用。它不仅是国民经济的重要原材料，也是国际公认的国防战略物资。然而，橡胶的成型加工比合成树脂与塑料复杂、耗能更大，需要经切胶破胶、高温混炼、成型和硫化几个过程，工艺复杂、设备庞大，需要消耗大量的能量。更为严重的是，硫化后的橡胶呈热固性，再也无法回到原来的线性分子状态，因而不可回用，加工和使用过程中均产生大量的橡胶固体废弃物，严重污染环境，浪费石油资源。

热塑性弹性体(TPE)是物理性能介于橡胶和塑料之间的一类高分子材料。它既有橡胶的弹性，又有塑料的易加工性，且可回收利用，故被誉为“第三代橡胶”。由于不需要像橡胶那样的热硫化，因而成型加工简单。用普通的塑料加工机械即可容易地制得它的最终产品，仅成型加工即可缩短流程1/4，提高效率10～20倍，节约能耗25～40％；而且TPE回收后重新加工制得的产品性能并没有明显的流失。这相对于传统橡胶优势十分明显，堪称是橡胶工业的一次材料和工艺技术的革命。热塑性弹性体主要包括6大类：聚烯烃类热塑性弹性体(TPO)；苯乙烯类热塑性弹性体；聚氯乙烯类热塑性弹性体；聚氨酯类热塑性弹性体；聚酯类热塑性弹性体；聚酰胺类热塑性弹性体。

由于TPO具有优异的耐候、耐臭氧、耐紫外线及良好的耐高温、耐冲击性能，可用普通热塑性塑料加工设备进行成型加工及可重复使用的优点，发展迅速，成为热塑性弹性体中增长最快的一个品种，广泛应用于汽车、电子电气、工业及民用等领域。