[发明专利]一种丙烯-共轭二烯共聚物及其制备方法

说明书

本发明公开一种丙烯‑共轭二烯共聚物及其制备方法。具体为：采用一组催化剂体系，分时段加料法，先加入丙烯，制备得到作为硬段的丙烯均聚物；然后间隔一定时间，在反应容器中加入共聚单体共轭二烯，进行共聚合反应，制备得到了以全同聚丙烯为硬段，丙烯和共轭二烯无规共聚物为软段的嵌段共聚物。由于丙烯均聚链段的存在，共聚物既能保留高强度机械性能、耐化学性、耐热性、电绝缘性等优异的性能，同时又因为引入了丙烯与共轭二烯无规共聚物作为软段，材料的柔韧性能得到很好的改善，拉伸性能、抗冲性能均有很大提高，很好地达到刚韧平衡状态；采用一锅分段聚合法，过程简便易控，得到了一种丙烯与共轭二烯共聚的新方法。

技术领域

本发明涉及丙烯共聚物的制备技术领域，具体指一种丙烯-共轭二烯共聚物及其制备方法。

背景技术

聚丙烯是丙烯在Ziegler-Natta(齐格勒-纳塔)催化剂作用下配位聚合生成的高分子聚合物，是一种热塑性树脂，目前是仅次于聚乙烯的第二大聚烯烃产品。聚丙烯具有很好的机械性能、耐热性和化学稳定性，可耐150℃的高温，分解温度高达300℃，并且对绝大多数的化学试剂都不发生反应，是作为储存化学试剂常用的材料之一。由于种种优点，聚丙烯被广泛应用于汽车工业、家用电器、电子、包装及建材家具等与人民生活息息相关的方方面面。

然而，随着社会经济发展，对高分子材料的要求越来越苛刻，组成和结构单一的聚丙烯早己不能满足人们的日常需要。单一规整的高分子链结构和半结晶的特点在赋予聚丙烯高强度的同时，其低韧性的劣势也愈加明显，尤其是在低温使用环境下这种缺点尤为突出，严重影响了聚丙烯在某些对冲击韧性要求较高领域的进一步应用。因此，开发强韧平衡的聚丙烯新材料引起了研究者们的极大关注。为了得到更加满足于生产生活需要的聚丙烯产品，针对于聚丙烯的增韧改性研究从未间断。

上世纪70年代，通过共混弹性体制备出聚丙烯共混物材料，其韧性和耐久性得到了很大提升。但是，弹性体的低模量以及与聚丙烯较差的相容性，使得材料的抗张强度和拉伸模量下降。后期聚丙烯共混增韧也通常是加入刚性粒子、成核剂、橡胶以及一些其他的塑料助剂来增强聚丙烯的性能。一般采用的橡胶有乙丙橡胶、乙丙三元椽胶、苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物和聚烯烃弹性体等。改性后的聚丙烯虽然提高了抗冲性能，但是由于橡胶本身的低模量使得整体材料的刚性下降，出现刚韧不平衡的问题。

上世纪80年代以来，在Ziegler-Natta催化剂的基础上，发展出球形TiCl₄/MgCl₂催化剂，通过乙烯和丙烯气体连续在釜内原位共聚得到抗冲共聚聚丙烯。抗冲共聚聚丙烯中乙丙嵌段共聚物作为聚丙烯和乙丙橡胶两相的相容剂，提高了冲击强度，但是由于引入的橡胶相模量极低，使得刚性下降，同时对透明性、光泽度也有不利的影响。

目前关于聚丙烯共聚增韧改性的方法也多是丙烯单体与短链α-烯烃进行共聚合，除乙烯外，常用的共聚α-烯烃有丁烯、己烯、辛烯等。例如，丙烯-乙烯-1-丁烯双无规抗冲共聚物，丁烯含量0.1-7.0％mol、乙烯含量11.5-23.0％mol材料的韧性得到很好的改善、熔点更低、加工性能更好；丁烯含量高的丙烯-丁烯共聚物，共聚物丁烯含量大于5wt％，分子量分布宽，流动性好，透明性和抗冲击性能有所提高，适用于注塑行业；烯烃类聚合用催化剂和丙烯-α-烯烃共聚物容易熔融成型，抗冲击性能高；聚丙烯/聚丁烯釜内共聚催化剂采用序贯分段聚合方法，所得共聚物的耐应力开裂性有所提高。虽然这些共聚单体一定程度上可以破坏聚丙烯链段的规整性，显著改善聚丙烯的脆性，但是同时也会导致材料力学性能的下降，尤其是强度、模量和热变形温度的降低非常明显，且共聚后聚丙烯的透明性会有明显降低，影响其在对透明性有要求的领域的应用。

因此，目前仍缺乏一种更适于工业生产、能保持刚韧平衡且透明度高的聚丙烯共聚改性方法，在此领域仍存在很大的探索空间。

发明内容

本发明提供一种丙烯-共轭二烯共聚物及其制备方法，以解决现有技术中聚丙烯存在的技术问题。

为实现上述技术目的，本发明提供以下技术方案：