[发明专利]聚烯烃合金的制备方法

说明书

                          技术领域

本发明涉及一种聚烯烃合金的制备方法。

                          背景技术

聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)是用途广泛的合成高分子材料。二者的性能各有特点。聚乙烯的韧性较好，但拉伸强度低，耐热性较差。聚丙烯有良好的拉伸强度和耐热性，但韧性较差，低温下易脆裂。为得到综合性能优于两种均聚物的材料，一般采用机械共混法制成PP/PE共混物。但是，由于PE与PP二者相容性不良等原因，机械共混法制得的PP/PE共混物的力学性能并未明显优于两种均聚物，特别是抗冲强度指标未能明显提高(Blom H.P.，Teh J.W.，Rudin A.，J.Appl.Polym.Sci.，1995，58(8)：995)。另一种改进的方法是在聚烯烃的合成过程中原位生成PE与PP的混合体或合金。具体的方法有，在单个或多个反应器中使乙烯和丙烯先后分段聚合，直接生成PP/PE合金。由于合金中含有少量起相容剂作用的乙烯-丙烯嵌段共聚物，PE与PP两相间的结合较为牢固，因而合金的综合性能优于PE、PP及二者的机械共混物。以往均采用细粉态的齐格勒-纳塔催化剂合成这种反应器合金，所得产物呈细粉料形态，颗粒直径小于1毫米且形状不规则。上世纪90年代以来，一些公司发展了一种以氯化镁为载体的球形高效负载型齐格勒-纳塔催化剂。在适当的条件下，用球形催化剂合成的聚丙烯也呈规则球体形态。在此基础上进行多段聚合可合成性能优于普通非球形催化剂体系的聚丙烯/乙烯-丙烯无规共聚物(PP/EPR)等聚烯烃合金。基于球形催化剂的聚烯烃反应器合金的代表性技术有：Montell公司的Spheripol、Catalloy技术等(USP 4,521,566；DE 43 0429)。根据以往的经验，研制这类以乙烯、丙烯为主要原料的聚烯烃合金的关键问题是，合金的刚性与韧性难以同时兼顾。用EPR增韧聚丙烯时，提高韧性总是导致刚性下降。

                     发明内容

本发明的目的是提供一种聚烯烃合金的制备方法。

一种聚烯烃合金制备方法的步骤如下：

1)首先以丙烯为单体进行TiCl₄/MgCl₂·ID负载型球形催化剂与三烷基铝催化的淤浆预聚合，其中ID为邻苯二甲酸二异丁酯或邻苯二甲酸二正丁酯；

2)然后将单体切换为乙烯，进行以饱和烃类为介质的乙烯淤浆聚合；

3)再将单体切换为丙烯，进行以饱和烃类为介质的丙烯淤浆聚合，即可生成主要成分为聚乙烯和聚丙烯的聚烯烃合金。

同一类型聚烯烃合金的另一种制备方法的步骤如下：

1)首先以丙烯为单体进行TiCl₄/MgCl₂·ID负载型球形催化剂与三烷基铝催化的淤浆预聚合，其中ID为邻苯二甲酸二异丁酯或邻苯二甲酸二正丁酯；

2)然后将单体切换为乙烯，进行乙烯的气相聚合；

3)再将单体切换为丙烯，进行丙烯气相聚合；

4)最后将单体切换为乙烯/丙烯混合气，进行乙烯/丙烯气相共聚合，即可生成主要成分为聚乙烯和聚丙烯的聚烯烃合金。

本发明的优点是：按两种方法制备的合金均同时具有较高的弯曲模量和很高的抗冲击强度。所制备的聚合物颗粒具有规则的球形形貌，保证了聚合反应中不会出现产物结团、粘壁等影响操作稳定性的问题。以乙烯和丙烯为主原料在简化工艺流程、降低产品成本方面有明显的优势。

在这两种制备方法中，第一种方法适用于采用淤浆聚合工艺的聚烯烃生产装置，而第二种方法适用于采用气相聚合工艺的聚烯烃生产装置。与第一种方法相比，第二种方法的乙烯聚合、丙烯聚合及乙烯/丙烯共聚合均在气相状态下进行，无需使用饱和烃类介质，免除了相应的烃类介质纯化、回收等工序，有利于降低生产成本。此外，在气相状态下进行乙烯/丙烯共聚可保证生成的乙丙无规共聚物不会因溶于烃类介质而逸出于聚合物颗粒之外，从而使共聚物相区均匀分散于高结晶度的聚乙烯和聚丙烯相间，充分发挥共聚物相提高抗冲强度的作用。因此，虽然两种方法均利用了反应器内多步骤聚合原位生成多组分聚合物合金的原理，采用了基本相同的单体、预聚方法、不同单体间切换顺序及反应条件，第二种方法在简化工艺、降低成本及扩大合金性能调节范围等方面有较多优越性。

                        具体实施方式