[发明专利]纳米粉体原位辅助制备高丁烯含量的丙烯—丁烯共聚物的方法

说明书

本发明涉及石化工业中丙烯和1‑丁烯的共聚合技术领域，是一种纳米粉体原位辅助制备高丁烯含量的丙烯—丁烯共聚物的方法，该方法是通过将齐格勒‑纳塔催化剂前体、助催化剂、复配外给电子体、纳米无机粉体与液体丙烯均聚后，再与丁烯发生共聚合反应得到高丁烯含量的丙烯—丁烯共聚物。本发明提供了一种工业化纳米粉体原位辅助制备高丁烯含量的丙烯—丁烯共聚物的方法；本发明解决了现有方法中，由于粒子发粘得到的共聚物中丁烯含量低和所得到的丙烯—丁烯共聚物性能优势不明显的问题；通过该方法制备的高丁烯含量的丙烯—丁烯共聚物，丁烯含量大于5wt%，具有好的冲击性能，可广泛应用于工业注塑领域。

技术领域

本发明涉及石化工业中丙烯和1-丁烯的共聚合技术领域，是一种纳米粉体原位辅助制备高丁烯含量的丙烯—丁烯共聚物的方法。

背景技术

聚丙烯（PP）已经成为世界上应用范围最广，产量增长最快的合成树脂之一，年需求增长率高达8%。近年来，随着大型包装材料、汽车工业、高速列车、建筑业、电子电讯业的快速发展，聚丙烯产品高性能化趋势特别明显，市场上出现了一些具有特定性能或是特定用途的PP牌号，与传统产品相比，这些产品利用具有较高技术含量的生产工艺、催化剂和助剂配方，使得加工条件具有可设计性及成型产品具有高性能性等优点，因此该类产品具有较高的附加值和市场价格。

目前，PP新产品主要集中在共聚产品上，欧美发达国家PP共聚物已占PP总量的40％，而我国PP共聚物仅占PP总量的9％左右，还有很大的市场应用领域空间，正处于高速增长阶段，潜在市场需求巨大。丙烯的共聚包括与乙烯、丁烯及长链的α-烯烃等单体的共聚，分子链中引入了新的单体会明显带来聚丙烯性能的改变和应用领域的拓展，因此这已是近来聚丙烯发展的新方向。

丙烯—丁烯共聚新型材料是以丙烯、1-丁烯为聚合单体，经本体聚合工艺生产的一种无规共聚新型高分子材料，能在很大程度上提高聚合材料各项性能，与传统均聚材料相比具有透明度高、光泽性好，抗冲击性能高、薄膜延度高、热封温度低以及良好的加工性能等优点，广泛用于包装、医疗器械、玩具、家电、汽车等高档日用品领域，是传统均聚聚丙烯的升级换代产品，具有更好的产品附加值和更广阔的市场前景。

从丙烯和1-丁烯共聚的技术角度，虽然从聚合机理上看，这两种单体可以发生共聚合，但还面临两个主要问题：（1）1-丁烯的聚合活性相对较低，能引入到共聚物分子链段中的比例较低，较低的丁烯含量导致丙烯—丁烯共聚物性能提升有限；（2）1-丁烯的引入，会降低聚合物的熔融温度，而在Ziegler-Natta催化体系作用下丙烯的聚合温度通常是70℃，在此温度下丙丁共聚物容易发粘，导致颗粒间粘连，引发粘釜、堵管及爆聚等工程问题，因此在工业上存在工程化的问题，也不能得到高丁烯含量的丙烯—丁烯共聚物的方法。

因此，由于存在这些问题，目前商业化的丙烯—丁烯共聚物并不多，而且大多是一些丁烯含量较低的产品，丁烯含量在5wt%以下，这些产品的性能并没有发挥出丙烯—丁烯共聚物的优势，因此产品竞争力不强，应用领域不宽。要发挥丁烯引入后产品性能的优势，首先需要提高丙烯—丁烯共聚物中丁烯的含量。

丁烯聚合活性低可以通过对催化体系进行改进而得以解决，但工业化生产中的颗粒发粘问题，则需要开发新的聚合方法，解决工程上的问题。

发明内容

本发明提供了一种工业化制备纳米粉体原位辅助制备高丁烯含量的丙烯—丁烯共聚物的方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决了现有方法中，由于粒子发粘得到的共聚物中丁烯含量低和所得到的丙烯—丁烯共聚物性能优势不明显的问题；通过该方法制备的高丁烯含量的丙烯—丁烯共聚物，丙烯—丁烯丁烯含量大于5wt%，具有好的冲击性能，可广泛应用于工业注塑领域。