[发明专利]一种聚烯烃嵌段共聚物及其制备方法

说明书

本发明公开一种聚烯烃嵌段共聚物及其制备方法，具体为在无水无氧条件下，以烃类化合物作为溶剂，将烯烃单体置于金属催化剂体系中进行聚合反应，得到作为硬段结构的均聚物；在保持烯烃单体通入的同时，间歇性的通入另外一种烯烃单体进行共聚合反应，终止反应后沉淀，过滤，干燥，即得聚烯烃嵌段共聚物；通过改变嵌段数可以灵活调控分子量，在保有硬段聚烯烃良好的机械性能、热性能、化学稳定性及电绝缘性能等优异性能的基础上，由于引入聚烯烃弹性体作为软段，大大增加了聚烯烃的拉伸性能和抗冲性，采用同一种催化体系，一锅法制备，聚合方法简便，为实现这一新型材料的广泛应用提供了条件。

技术领域

本发明涉及嵌段共聚物技术领域，具体涉及一种聚烯烃嵌段共聚物及其制备方法。

背景技术

聚丙烯是典型的部分结晶性热塑性树脂，结晶度通常为45％-50％。随着汽车、家电、物流、通讯等行业的迅速发展，聚丙烯产量大幅提高，成为近10年来增长最快的通用塑料。近年来，我国对聚丙烯性能提出了更高的要求，如轻量化、低成本、高流动性等，具有这些特点的材料加工性能好，成品生产周期短，市场需求较大。高结晶度可提高材料的刚性，减少成品厚度，减轻材料质量。当前条件下，若能进一步提高抗冲共聚聚丙烯的结晶度，则其刚性、表面硬度、耐热性等都将得到提高，可极大拓展聚丙烯的应用领域，提高产品的附加值。高刚抗冲共聚聚丙烯主要用于汽车内饰件、日用品及小家电外壳，全球用量年增长率达4.2％。因此，高刚抗冲聚丙烯的制备已成为目前高分子材料领域的一个研究热点，这也是聚丙烯新牌号开发的一个重要发展方向。

为了获得高结晶度的共聚聚丙烯，提高聚丙烯的低温韧性、抗冲性，进一步扩大聚丙烯的应用范围，本领域研究人员最初采用的是物理共混的方法，也就是将聚丙烯和增韧组分通过机械捏合得到增韧聚丙烯。但是，通过物理共混方法得到的聚丙烯共混物增韧组分只能达到宏观上的均匀混合，达不到亚微观的均匀分布，因此利用物理共混方法无法明显提高聚丙烯的抗冲性能，而且物理机械共混工艺也提高了抗冲型聚丙烯的生产成本。随着聚丙烯催化剂制备工艺与理论研究的发展，本领域研究者又提出并实现了在聚丙烯的聚合过程中直接完成共混工艺的方法，使增韧组分与聚丙烯基体实现了亚微观的均匀分布。这种在聚合过程中直接完成共混的工艺一般采用两段法:首先在聚合釜内进行丙烯均聚合，得到均聚聚丙烯；第二步在均聚聚丙烯颗粒内部进行丙烯与乙烯(α-烯烃)共聚合，最终得到丙烯共聚物。如下图所示：

这种直接在反应器内得到的聚丙烯与增韧成份(一般为乙烯-丙烯共聚物)的原位共混物被称为聚丙烯釜内合金(polypropylene in-reactor alloy)、抗冲共聚PP(impactpolypropylene copolymer，IPC)或高抗冲共聚PP(high impact polypropylene，HIPP)，统称为PP釜内合金。目前，PP釜内合金产品已经广泛应用于家具、包装材料、小型家电等领域，在汽车零部件方面的应用也已经逐渐取代了其他高分子材料，生产出一系列性能良好的产品。但是，PP釜内合金得到的产物是共混物，无法明确其结构形态，分子量及结构不可控，化学性质不稳定，所以在生产中难以做到结构的统一和性能的标准化，会导致大多数产品质量无法保证，综合性能不佳等一系列的问题。

发明内容

为解决上述难题，本发明提供一种聚烯烃嵌段共聚物及其制备方法，目的是通过采用分段加料的聚合方法，使用改进的新型催化剂，制备了一种以聚烯烃嵌段共聚物为主的聚烯烃材料，调整优化聚合条件合成了高抗冲性、优异的加工流动性、耐压性的聚烯烃嵌段共聚物，使其综合性能大幅度提升，具有非常高的实用价值。实现工业化生产后必将推动我国聚丙烯行业的发展。

为实现上述技术目的，本发明提供以下技术方案：

一种聚烯烃嵌段共聚物，所述聚烯烃嵌段共聚物由以下结构式组成：

硬段结构：软段结构：

其中：R₁＝0,1,2；R₂＝0,1,2,3……X,