[发明专利]极性聚烯烃弹性体的制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于聚合物材料制备和聚合物材料功能化领域，具体涉及极性聚烯烃共聚物弹性体及极性聚烯烃共聚物弹性体的制备方法与应用。

背景技术

聚烯烃弹性体与传统的弹性体材料相比有许多优势，比如，分散性好、耐侯性好、韧性好、挠曲性好，透明性高、价格低、质量轻、温脆性较佳和经济性良好等优点。目前我国乙烯年产量大,为聚烯烃工业提供了可靠的原料保证。但是由于我国和世界石油资源日趋紧张,要求开发出性能好、易加工而又基本不损失原有性能的聚烯烃树脂产品。低密度宽分子量分布聚烯烃可以满足这一要求，它是一种集低密度聚烯烃和宽分子量分布聚烯烃优良性能于一体的新型高分子材料。聚乙烯分子链中引入部分高级Alpha-烯烃(如1-己烯)，可以使聚合物密度比普通聚烯烃的更低；玻璃化转变温度低，可达-70℃以下，耐低温性能良好，并且分散性、耐侯性、挠曲性、柔韧性及加工性能好。在共聚物中1-己烯摩尔含量为15％左右时，乙烯/1-己烯共聚物是性能优良的弹性体；宽分子量分布聚烯烃中的低分子量部分可改善聚烯烃的加工性能，而高分子量部分可增强聚烯烃产品的机械性能。低密度宽分子量分布聚烯烃可以使薄膜减薄，使吹塑瓶、挤塑管材和型材进一步薄壁化，并且具有更好的耐环境应力开裂性能；聚烯烃树脂可回收性好，二次使用的极低密度宽分子量分布聚烯烃树脂的机械性能优于首次使用的普通聚乙烯树脂。极低密度宽分子量分布聚烯烃树脂在基本不损失PE的物理性能的条件下明显改善PE的加工性能。日本三井公司采用桥联茂金属/MAO催化体系在常压至5.0MPa下以甲苯作溶剂，催化乙烯与α－烯烃(如1-己烯)共聚合，合成聚烯烃弹性体Tafmer，聚合物分子链中α－烯烃的摩尔含量高(达9％)。杜邦-陶氏Elastomets公司采用限定几何构型催化剂研制出聚烯烃弹性体Engage，包括可吹塑成型和挤出成型等8个新品种，属于高熔体强度的乙烯/1－己烯共聚物,分子量分布为3左右，1－己烯在聚合物分子中的摩尔含量可达10％以上。

高级α－烯烃在共聚物中的含量高共聚烯烃才能具有弹性体的性能。

乙烯或丙烯与极性单体二元共聚时，极性单体的插入量低，只能制备塑料，不具有弹性体性能。截止目前还没有公开文件报道极性聚烯烃共聚物弹性体及其制备方法与应用。

本发明发现，在制备极性聚烯烃共聚物时三元共聚物或三元以上共聚物具有弹性体的性能。在烯烃共聚时，催化剂或引发剂催化多种单体共聚合，即使极性单体在共聚物分子链中的插入量较低，共聚物具有弹性体的性能。通过本发明涉及的极性烯烃单体与非极性烯烃共聚合方法，制备三元共聚物或三元以上共聚物弹性体，本发明涉及的共聚物弹性体制备方法工艺简单、成本低，对设备要求低，能耗小，环境污染小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种极性烯烃共聚物弹性体及极性烯烃共聚物弹性体的制备方法与应用。在极性烯烃与非极性烯烃三元或三元以上单体共聚合的过程中加入自由基引发剂或配位聚合催化剂，制备三元共聚物或三元以上共聚物弹性体，工艺简单、成本低，适合溶液聚合工艺、气相聚合工艺、液相本体聚合工艺、淤浆聚合工艺或组合聚合工艺。

极性烯烃共聚物弹性体的制备方法，其特征在于：在极性烯烃共聚物弹性体的制备过程中加入自由基引发剂或配位聚合催化剂，其中所述自由基引发剂是已公开的烯烃自由基聚合引发剂，选自氧气、偶氮类化合物、有机过氧化合物，具体选自氧气、AIBN、BPO或它们的衍生物等；其中所述配位聚合催化剂是已公开的烯烃配位聚合催化剂，选自高效Z-N催化剂、钒系催化剂、Cr系催化剂、稀土系催化剂、单茂金属催化剂、双茂金属催化剂、桥联茂金属催化剂、CGC催化剂、非茂前过渡金属催化剂、非茂后过渡金属催化剂或它们的复合催化剂；其中，所述高效Z-N催化剂的载体是镁化物载体，选自氯化镁或烷氧基镁等；其中，所述高效Z-N催化剂的载体是硅化物载体，选自硅胶；其中，所述高效Z-N催化剂的载体是有机高分子载体，选自细菌纤维素或聚苯乙烯等；助催化剂选自烷基铝或烷氧基铝或有机硼化物，助催化剂与配位聚合催化剂的摩尔比是(20-8000)：1，其中烷基铝选自三乙基铝、三异丁基铝、三正己基铝、一氯二乙基铝、二氯乙基铝或它们的混合物，其中烷氧基铝选自MAO或mMAO，其中有机硼化物选自三(五氟苯)硼等；