[发明专利]一种高熔体强度聚丙烯树脂的工业化生产方法

说明书

本发明公开了一种高熔体强度聚丙烯树脂的工业化生产方法。在气相流化床反应器中，使用Ziegler‑Natta钛系催化剂生产聚丙烯，并将其与添加剂熔融挤出造粒，所得到的聚丙烯树脂产品具有较高的熔体强度及良好的抗冲击强度、拉伸应变硬化特性和加工性能。产品主要作为发泡聚丙烯原料并应用于包装、汽车零部件、建筑、体育用品等行业，可用来制造包装缓冲垫、汽车头枕、坐垫、救生衣、冲浪板、隔音材料等。

技术领域

本发明涉及发泡聚丙烯(EPP)材料，具体涉及一种高熔体强度聚丙烯树脂的工业化生产方法。

背景技术

对于高熔体强度聚丙烯而言，产品的熔融指数和熔体强度是重要的物性指标，决定着产品的加工性能和使用领域。高熔体强度聚丙烯树脂是一种可回收再利用的环保材料，利用其加工的发泡制品具有重量轻、强度高、抗冲击性能优越、耐热性好等特点，密度比聚乙烯和聚苯乙烯泡沫低，强度和耐热性却更高，可广泛应用于包装、汽车、建筑、体育用品，以及绝热、隔音材料等领域并代替聚苯乙烯和聚氨酯等传统泡沫材料。

普通聚丙烯由于熔体强度低且无支链化结构，无法锁住发泡过程所需的树脂内气泡结构，及避免微孔壁的破裂，因此无法提供较高的发泡倍率，也不能得到均匀的闭孔结构，不能直接用于发泡。目前供应国内外市场的高熔体强度聚丙烯主要通过后改性手段获取。通过增加分子量可以提高聚丙烯熔体强度，但是不利于下游加工，因此双反应器生产高熔体强度聚丙烯时，一般采用分别控制两反应器内聚丙烯分子量，从而生产出分子量分布较宽的不同分子量的聚丙烯产品。

目前市场上能够提供高熔体强度聚丙烯产品的厂家较多。但是，大多数牌号的产品是通过增加高分子量聚丙烯组分的方法获得高熔体强度聚丙烯，只有北欧化工、日本JPP公司、美国埃克森美孚公司和中国石油抚顺石化公司的高熔体强度聚丙烯产品具有长支链结构。长链支化聚丙烯(LCB-PP)不但具有较高的熔体强度，而且具有熔体拉伸应变硬化特性，具有优异的发泡性能(尤其是适用于绿色环保的超临界CO₂发泡体系)，可应用于高端(发泡)领域。性能优异的长链支化聚丙烯主要是通过射线辐照法或茂金属催化聚合法获得。

中国专利CN 106565870A公开了一种烯烃聚合催化剂及其制备方法和烯烃聚合催化剂体系及其应用以及聚烯烃树脂的制备方法，该专利利用改性烯烃聚合催化剂，可以于液相下完成高熔体强度均聚聚丙烯等聚烯烃的制备，与传统高熔体强度聚丙烯相比，其制备的聚丙烯具有支链结构，而非单独采用增加分子量分布的方式提高树脂熔体强度，因此不但具备较高的熔体强度，而且还具有明显的拉伸应变硬化特性。

目前尚未见到在INEOS Innovene气相流化床工艺设备上，开发生产具有较宽的分子量分布以及支链化结构、熔体强度较高，并具有显著的拉伸应变硬化特性的高熔体强度聚丙烯树脂的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高熔体强度聚丙烯树脂的工业化生产方法。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种高熔体强度聚丙烯的工业化生产方法，该聚丙烯的工业化生产方法包括以下步骤：

以丙烯为主要原料、乙烯为共聚单体(生产高熔体强度均聚聚丙烯时不需要加入共聚单体，生产高熔体强度无规共聚聚丙烯时需加入乙烯作为共聚单体)，以及以氢气为分子量调节剂，通过催化聚合反应制备丙烯均聚高熔体强度聚丙烯或者制备乙烯、丙烯无规共聚高熔体强度聚丙烯(例如，抗冲共聚聚丙烯)。

优选的，所述聚丙烯的工业化生产方法采用两个串联的气相流化床反应器(例如，以INEOS Innovene气相流化床串联工艺中的两台反应器作为第一反应器和第二反应器)合成聚丙烯。

优选的，所述聚丙烯的工业化生产方法具体包括以下步骤：