聚乙烯嵌段-丙烯聚合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及聚乙烯嵌段-丙烯聚合物及其制备方法，本发明专利技术的产品是包含粉料聚乙烯均聚物嵌段和以粉料聚乙烯均聚物嵌段为起始剂合成的丙烯聚合物；本发明专利技术的制备方法是将粉料聚乙烯均聚物加入到高压釜式搅拌反应器中，采用间歇或连续液相本体聚合工艺，搅拌状态用定量的液相丙烯先后将催化剂及助剂和定量的液相丙烯经过聚合反应生产制备聚乙烯嵌段-丙烯聚合物粉料。本发明专利技术的聚乙烯嵌段-丙烯聚合物具有优良的低温抗冲击性能和高强度，本发明专利技术的制备方法解决了间歇式液相本体法聚丙烯工艺不能生产共聚嵌段聚丙烯的缺点，因而具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于高分子材料及高分子材料合成

技术介绍
聚乙烯(PE)是五大合成树脂之一，是我国合成树脂中产能最大、进口量最多的品种。聚乙烯树脂为无毒、无味的白色粉末或颗粒，外观呈乳白色，有似蜡的手感，吸水率低，小于0.01%。聚乙烯膜透明，并随结晶度的提高而降低。聚乙烯主要分为线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯三大类耐腐蚀性，电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良，可以氯化，辐照改性，可用玻璃纤维增强。低压聚乙烯的熔点，刚性，硬度和强度较高，吸水性小，有良好的电性能和耐辐射性；高压聚乙烯的柔软性，伸长率，冲击强度和渗透性较好；超高分子量聚乙烯冲击强度高，耐疲劳，耐磨。低压聚乙烯适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件；高压聚乙烯适于制作薄膜等；超高分子量聚乙烯适于制作减震，耐磨及传动零件。线性低密度聚乙烯主要应用领域是农膜、包装膜、电线电缆、管材、涂层制品等。聚乙烯聚合生产工艺:主要有高压管式法和釜式法两种。为降低反应温度和压力，管式法工艺普遍采用低温高活性引剂引发聚合体系，以高纯度乙烯为主要原料，以丙烯/丙烷等为密度调整剂，使用高活性引发剂在约200°C?330°C、150-300MPa条件下进行聚合反应。反应器中引发聚合的熔融聚合物，必须要经过高压、中压和低压冷却、分离，高压循环气体经过冷却、分离后送入超高压(300MPa)压缩机入口，中压循环气体经过冷却、分离后送入高压(30MPa)压缩机入口，而低压循环气体经过冷却、分离后送入低压(0.5MPa)压缩机循环利用，而熔融聚乙烯经过高压、低压分离后送入造粒机，进行水中切粒，在造粒时，企业可以根据不同应用领域，加入适宜的添加剂，颗粒经包装出厂。聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度只有0.90—"0.91g/cm3，是目前所有塑料中最轻的品种之一。它对水特别稳定，在水中的吸水率仅为0.01%，分子量约8万一 15万。成型性好，但因收缩率大(为1%~2.5%).厚壁制品易凹陷，对一些尺寸精度较高零件，很难于达到要求，制品表面光泽好，易于着色。聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯、无规聚丙烯和间规聚丙烯三种。甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯，若甲基无秩序的排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯，当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。一般工业生产的聚丙烯树脂中，等规结构含量约为95%，其余为无规或间规聚丙烯。工业产品以等规物为主要成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的聚合物在内。通常为半透明无色固体，无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化，故熔点可高达167°C ο耐热、耐腐蚀，制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度小，是最轻的通用塑料。聚丙烯力学性能的绝对值高于聚乙烯，但在塑料材料中仍属于偏低的品种，其拉伸强度仅可达到30MPa或稍高的水平。等规指数较大的聚丙烯具有较高的拉伸强度，但随等规指数的提高，材料的冲击强度有所下降，但下降至某一数值后不再变化。温度和加载速率对聚丙烯的韧性影响很大。当温度高于玻璃化温度时，冲击破坏呈韧性断裂，低于玻璃化温度呈脆性断裂，且冲击强度值大幅度下降。提高加载速率，可使韧性断裂向脆性断裂转变的温度上升。聚丙烯具有优异的抗弯曲疲劳性，其制品在常温下可弯折106次而不损坏。聚丙烯具有良好的耐热性，制品能在100°c以上温度进行消毒灭菌，在不受外力的条件下，150°C也不变形。脆化温度为_35°C，在低于-35°C会发生脆化，耐寒性不如聚乙烯。在室温和低温下，由于本身的分子结构规整度高，所以抗冲击强度较差。聚丙烯生产方法:①淤浆法。在稀释剂(如己烷)中聚合，是最早工业化、也是迄今生产量最大的方法。②液相本体法。在70°C和3MPa的条件下，在液体丙烯中聚合。③气相法。在丙烯呈气态条件下聚合。后两种方法不使用稀释剂，流程短，能耗低。液相本体法现已显示出后来居上的优势。聚丙稀共聚物，PolypropyleneCopolymer，简称PPC，是丙稀单体与乙稀单体的共聚物；按照乙烯单体在分子链上的分布方式，共聚PP可以分为无规共聚物(PPR)和嵌段共聚物(PPB)两种。PPH的刚性好，但耐冲击性不好，尤其耐低温冲击性更不好，耐蠕变性差。PPB的耐冲击性好，但耐蠕变性和PPH —样差。PPR的耐冲击性和耐蠕变性则都好。 共聚物型PP材料有较低的热变形温度(100°C )、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有更强的抗冲击强度，PP的冲击强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150°C。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。聚丙烯的结晶度高，结构规整，因而具有优良的力学性能。在丙烯、乙烯共聚得到的聚合物中，由于乙烯和丙烯链段的无规则分布使得物的结晶度降低。嵌段共聚2%-3%的乙烯单体可制得乙丙共聚橡胶，可耐-30°C的低温冲击。当乙烯含量达到30%时则成为无规共聚物，具有结晶度低，冲击性能好，透明性好等特点。聚丙烯共聚物的生产方法按照催化剂的不同可分为两种，一种是茂金属催化剂，一种是改进的Ziegler-Natta高效催化剂。茂金属催化剂与Ziegler-Natta催化剂相比它只有一个活性中心，而Ziegler-Natta催化剂有多个活性位点。使用茂金属催化剂能够比较精确的控制分子量及其分布，共聚单体含量及其在聚合物分子链上的分布和结晶结构。Ziegler-Natta催化剂应用于PP的共聚改性其优点是生产工艺简单、能耗低、能够改善大分子的成核性，提高聚合物的性能。聚丙烯管材的具有重量轻、耐腐蚀、不结垢、使用寿命长等特点。按照不同的PP聚合工艺条件可将其分为均聚聚丙烯(PP-H)、嵌段共聚聚丙烯(PP-B)以及无规共聚聚丙烯(PP-R)。由于PP-H管材在低温下的脆性限制了它的使用，在一些应用领域逐渐被PP-B管材、PP-R管材所取代。丙烯-乙烯无规共聚物，是将丙烯与乙烯的混合气体进行共聚合，得到主链中无规则的分布着丙烯和乙烯链段的共聚物，丙烯-乙烯无规共聚物中乙烯含量1-4% (采用先进的气相共聚法，使乙烯在丙烯的分子链中随机均匀聚合XPP-R是由丙烯单体和少量的乙烯单体在加热、加压和催化剂作用下共聚得到的，乙烯单体无规、随机地分布到丙烯的长链中。乙烯的无规加入降低了聚合物的结晶度和熔点、改善了材料的冲击、长期耐静水压、长期耐热氧老化及管材加工成型等方面的性能。丙烯-乙烯嵌段共聚物，采用齐格勒-纳塔催化剂，泥浆合成工艺，在单一的丙烯聚合后，除去未反应的丙烯在与乙烯聚合，生成的为聚丙烯、聚乙烯和末端嵌段共聚物的混合物，这种混合物既保持了一定程度的刚性又提高了冲击强度，但透明性和光泽性有所降低，嵌段共聚物的具体性能取决于乙烯的含量、共聚嵌段的结构。PP-B中的乙烯含量一般为7?15%。由于PP-B中两个乙烯单体及三个单体连接在一起的概率非常高，因此说明由于乙烯单体仅存在嵌段相中，并未将PP-H的规整度降低，因而达不到改善PP-H熔点、长期耐静水压、长期耐热氧老化及管材加工成型等方面的性能的目的。间隙本体法聚丙烯生产工艺是中国自上世纪七十年代末八十年代初自行研制开发的，至今已有三十多年的历史。间隙本体法聚丙烯的最终产品为粉末状或本文档来自技高网...

【技术保护点】
聚乙烯嵌段‑丙烯聚合物及其制备方法，其特征在于：聚乙烯嵌段‑丙烯聚合物是包含粉料聚乙烯均聚物嵌段和以粉料聚乙烯均聚物嵌段为起始剂合成的聚乙烯嵌段‑丙烯聚合物粉料；聚乙烯嵌段‑丙烯聚合物的制备方法其特征在于：聚乙烯均聚物粉料加入到高压釜式搅拌聚合反应器中，采用间歇液相本体聚合工艺或连续液相本体聚合工艺，在搅拌状态用定量的聚合级液相丙烯先后将活化剂、第三组分和高效聚丙烯催化剂冲入高压釜式搅拌聚合反应器中，催化剂、活化剂、第三组分吸附在聚乙烯均聚物粉料表面与定量的聚合级液相丙烯发生聚合反应，至反应终点，制备生产聚乙烯嵌段‑丙烯聚合物粉料，同时回收和置换未反应丙烯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李绍通，
申请(专利权)人：洛阳银元化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41