[發(fā)明專利]一種聚烯烴嵌段共聚物及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110067106.3
• 申請(qǐng)日: 2021-01-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112724343A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李悅生;劉超;潘莉;高歡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F293/00
• 分類號(hào): C08F293/00;C08F4/643
• 代理公司: 北京盛詢知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11901
• 代理人: 方亞兵

本發(fā)明公開(kāi)一種聚烯烴嵌段共聚物及其制備方法，具體為在無(wú)水無(wú)氧條件下，以烴類化合物作為溶劑，將烯烴單體置于金屬催化劑體系中進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到作為硬段結(jié)構(gòu)的均聚物；在保持烯烴單體通入的同時(shí)，間歇性的通入另外一種烯烴單體進(jìn)行共聚合反應(yīng)，終止反應(yīng)后沉淀，過(guò)濾，干燥，即得聚烯烴嵌段共聚物；通過(guò)改變嵌段數(shù)可以靈活調(diào)控分子量，在保有硬段聚烯烴良好的機(jī)械性能、熱性能、化學(xué)穩(wěn)定性及電絕緣性能等優(yōu)異性能的基礎(chǔ)上，由于引入聚烯烴彈性體作為軟段，大大增加了聚烯烴的拉伸性能和抗沖性，采用同一種催化體系，一鍋法制備，聚合方法簡(jiǎn)便，為實(shí)現(xiàn)這一新型材料的廣泛應(yīng)用提供了條件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及嵌段共聚物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚烯烴嵌段共聚物及其制備方法。

背景技術(shù)

聚丙烯是典型的部分結(jié)晶性熱塑性樹(shù)脂，結(jié)晶度通常為45％-50％。隨著汽車、家電、物流、通訊等行業(yè)的迅速發(fā)展，聚丙烯產(chǎn)量大幅提高，成為近10年來(lái)增長(zhǎng)最快的通用塑料。近年來(lái)，我國(guó)對(duì)聚丙烯性能提出了更高的要求，如輕量化、低成本、高流動(dòng)性等，具有這些特點(diǎn)的材料加工性能好，成品生產(chǎn)周期短，市場(chǎng)需求較大。高結(jié)晶度可提高材料的剛性，減少成品厚度，減輕材料質(zhì)量。當(dāng)前條件下，若能進(jìn)一步提高抗沖共聚聚丙烯的結(jié)晶度，則其剛性、表面硬度、耐熱性等都將得到提高，可極大拓展聚丙烯的應(yīng)用領(lǐng)域，提高產(chǎn)品的附加值。高剛抗沖共聚聚丙烯主要用于汽車內(nèi)飾件、日用品及小家電外殼，全球用量年增長(zhǎng)率達(dá)4.2％。因此，高剛抗沖聚丙烯的制備已成為目前高分子材料領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)，這也是聚丙烯新牌號(hào)開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要發(fā)展方向。

為了獲得高結(jié)晶度的共聚聚丙烯，提高聚丙烯的低溫韌性、抗沖性，進(jìn)一步擴(kuò)大聚丙烯的應(yīng)用范圍，本領(lǐng)域研究人員最初采用的是物理共混的方法，也就是將聚丙烯和增韌組分通過(guò)機(jī)械捏合得到增韌聚丙烯。但是，通過(guò)物理共混方法得到的聚丙烯共混物增韌組分只能達(dá)到宏觀上的均勻混合，達(dá)不到亞微觀的均勻分布，因此利用物理共混方法無(wú)法明顯提高聚丙烯的抗沖性能，而且物理機(jī)械共混工藝也提高了抗沖型聚丙烯的生產(chǎn)成本。隨著聚丙烯催化劑制備工藝與理論研究的發(fā)展，本領(lǐng)域研究者又提出并實(shí)現(xiàn)了在聚丙烯的聚合過(guò)程中直接完成共混工藝的方法，使增韌組分與聚丙烯基體實(shí)現(xiàn)了亞微觀的均勻分布。這種在聚合過(guò)程中直接完成共混的工藝一般采用兩段法:首先在聚合釜內(nèi)進(jìn)行丙烯均聚合，得到均聚聚丙烯；第二步在均聚聚丙烯顆粒內(nèi)部進(jìn)行丙烯與乙烯(α-烯烴)共聚合，最終得到丙烯共聚物。如下圖所示：

這種直接在反應(yīng)器內(nèi)得到的聚丙烯與增韌成份(一般為乙烯-丙烯共聚物)的原位共混物被稱為聚丙烯釜內(nèi)合金(polypropylene in-reactor alloy)、抗沖共聚PP(impactpolypropylene copolymer，IPC)或高抗沖共聚PP(high impact polypropylene，HIPP)，統(tǒng)稱為PP釜內(nèi)合金。目前，PP釜內(nèi)合金產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于家具、包裝材料、小型家電等領(lǐng)域，在汽車零部件方面的應(yīng)用也已經(jīng)逐漸取代了其他高分子材料，生產(chǎn)出一系列性能良好的產(chǎn)品。但是，PP釜內(nèi)合金得到的產(chǎn)物是共混物，無(wú)法明確其結(jié)構(gòu)形態(tài)，分子量及結(jié)構(gòu)不可控，化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，所以在生產(chǎn)中難以做到結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一和性能的標(biāo)準(zhǔn)化，會(huì)導(dǎo)致大多數(shù)產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)法保證，綜合性能不佳等一系列的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述難題，本發(fā)明提供一種聚烯烴嵌段共聚物及其制備方法，目的是通過(guò)采用分段加料的聚合方法，使用改進(jìn)的新型催化劑，制備了一種以聚烯烴嵌段共聚物為主的聚烯烴材料，調(diào)整優(yōu)化聚合條件合成了高抗沖性、優(yōu)異的加工流動(dòng)性、耐壓性的聚烯烴嵌段共聚物，使其綜合性能大幅度提升，具有非常高的實(shí)用價(jià)值。實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)后必將推動(dòng)我國(guó)聚丙烯行業(yè)的發(fā)展。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種聚烯烴嵌段共聚物，所述聚烯烴嵌段共聚物由以下結(jié)構(gòu)式組成：

硬段結(jié)構(gòu)：軟段結(jié)構(gòu)：

其中：R₁＝0,1,2；R₂＝0,1,2,3……X,