[发明专利]一种窄分子量分布的聚4-甲基-1-戊烯材料的制备方法

说明书

本发明涉及树脂材料技术领域，具体涉及一种窄分子量分布的聚4‑甲基‑1‑戊烯材料的制备方法，本申请的制备方法，先通过制备催化性能优异的碱催化剂“钾‑碳酸钾”，并以其作为催化剂在丙烯二聚时进行催化，制备出高纯度的4‑甲基‑1‑戊烯单体，纯度可高达99％以上，再将高纯度的4‑甲基‑1‑戊烯和三甲基铝及甲基铝氧烷以合适的比例进行聚合得到窄分子量分布的聚4‑甲基‑1‑戊烯材料，分子量分布指数可达到2以下，以更好地满足应用需求，此外，本发明的制备方法，条件温和，易于控制，制备容易。

技术领域

本发明涉及树脂材料技术领域，特别是涉及一种窄分子量分布的聚4-甲基-1-戊烯材料的制备方法。

背景技术

聚4-甲基-1-戊烯(PMP)，化学式为(C6H12)n，是近年开发的一种新型热塑性树脂，主要通过丙烯二聚制得单体4-甲基-1-戊烯，然后用催化剂聚合而得。丙烯二聚产物4-甲基-1-戊烯(4M1P)是一种重要的支链α-烯烃，通过均聚可制备出具有突出光学性能、机械性能、耐高温性和电学性能的聚烯烃新材料聚4-甲基-1戊烯(PMP)，商品名TPX。这种新型的热塑性树脂的紫外光透光度优于玻璃及其他透明树脂，并有优异的电气绝缘性和和耐化学药品性。

对于高聚物而言，用高聚物的分子量分布指数D＝M(w)/M(n)，来表征高聚物混合物分子量分布宽度；其中，M(w)是高聚物的重均分子量，M(n)是高聚物的数均分子量，当D＝1时，是均一分子量的聚合物，D的数值比1越大其分子量分布越宽，多分散性程度越大，高聚物的“纯度”不好，聚合物链中长链短链复杂；D的数值比1越小其分子量分布越窄，多分散性程度越小，说明分子量分布窄，对于绝大多数的聚合物而言，窄分子量分布的聚合物更有利于材料价格和产品性能。

现有技术中公开的聚4-甲基-1-戊烯的制备方法，大多分子量分布宽，即聚4-甲基-1-戊烯材料的纯度相对较差。而且这种聚聚4-甲基-1-戊烯材料在挤出注塑等成型加工过程中会对加工工艺提出挑战，同时也会给产品本身带来更多的缺陷。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种窄分子量分布的聚4-甲基-1-戊烯材料的制备方法，其通过制备出性能优异的催化剂，并以其作为催化剂在丙烯二聚时进行催化制备高纯度的4-甲基-1-戊烯单体，将单体和三甲基铝及甲基铝氧烷以合适的比例进行聚合，最终制得窄分子量分布的聚4-甲基-1-戊烯材料。

本发明采用的技术方案是：

一种窄分子量分布的聚4-甲基-1-戊烯材料的制备方法，包括如下制备步骤：

S1：制备催化剂

先取碳酸钾，通过研磨过筛得到均匀颗粒，再将其转移到通有氮气氛围的反应容器中，加热温度至280-320℃，搅拌2-3h后，在氮气氛围下降温冷却，控制反应体系温度为120-180℃，接着在搅拌下向反应容器中缓慢加入钾单质，搅拌0.5-1h，然后降低搅拌速率，继续搅拌1.5-2h，最后冷却至室温，制得催化剂，用环己烷液封催化剂备用；

S2：制备4-甲基-1-戊烯单体

以20ml-40ml/min的流速持续稳定地将氮气通入到连续固定床反应器中，氮气通入20-30min后，取S1中1.5-2.5g的催化剂加入到反应器中，在氮气条件下升高反应温度至140-170℃，反应压力6-9Mpa，并通入丙烯持续反应，反应结束后产物经低温恒温槽冷凝备用；

S3：制备聚4-甲基-1-戊烯材料

反应前先向反应釜中分次通入氮气和丙烯，接着在持续通入丙烯的条件下向反应釜中加入甲苯溶液并开启搅拌，然后加入甲基铝氧烷和三甲基铝继续搅拌，最后间歇的加入S2中制得的4-甲基-1-戊烯2.5-3.5ml，在反应釜中持续反应，反应结束后产物进行过滤并用乙醇反复冲洗3-5次，并将其置于80℃真空烘箱中干燥16-24h，即可得到聚4-甲基-1-戊烯材料。