[發(fā)明專利]一種超軟聚丙烯組合物及其制備方法與應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111229440.0
• 申請日: 2021-10-21
• 公開（公告）號: CN116003916A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋文波;鄒發(fā)生;趙夢垚;周奇龍;張曉萌;胡慧杰;王路生;鄒杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C08L23/16
• 分類號: C08L23/16;C08F210/16;C08F210/06;C08F210/02;C08F4/646;C08F2/34
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專利事務(wù)所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

本發(fā)明屬于聚丙烯生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種超軟聚丙烯組合物及其制備方法與應(yīng)用。所述聚丙烯組合物包括：(A)10?50wt％的一種或多種丙烯共聚物，其包含0.5?10wt％的乙烯和/或C₄?C₈的α?烯烴，在230℃、2.16kg載荷下的熔體流動(dòng)速率≤20g/10min；(B)50?90wt％的一種或多種丙烯共聚物，其包含25?45wt％的乙烯和/或C₄?C₈的α?烯烴，室溫二甲苯可溶物含量不小于85wt％，在230℃、2.16kg載荷下的熔體流動(dòng)速率≤20g/10min；所述聚丙烯組合物的彎曲模量≤200MPa。本發(fā)明的聚丙烯組合物具有超軟特性，彎曲模量低于200MPa，特別適用為防水卷材材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚丙烯生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種超軟聚丙烯組合物及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

超軟聚丙烯一般是指具有無規(guī)共聚聚丙烯連續(xù)相以及高抗沖共聚橡膠含量的一類聚丙烯。軟質(zhì)聚丙烯因其具有類似于彈性體的特性和良好的熱塑性及加工性能，被廣泛應(yīng)用于防水卷材、聚丙烯改性等領(lǐng)域。

目前我國國內(nèi)建筑防水材料中，主要采用PVC作為防水卷材，高分子防水卷材市場用量較小。使用PVC作為防水卷材時(shí)需加入大量增塑劑，在PVC中加入低價(jià)小分子增塑劑會影響材料使用性能，加入昂貴的高分子增塑劑則會增加材料的成本。

軟質(zhì)聚丙烯防水卷材是一種兼具橡膠的柔軟和塑料可焊接性的材料，不需使用增塑劑，是一種環(huán)境友好的屋面材料。

軟質(zhì)聚丙烯中同時(shí)含有無規(guī)共聚聚丙烯連續(xù)相及高含量的抗沖共聚橡膠相。已知，乙丙抗沖聚丙烯通常采用多步驟的聚合方法制備。第一步采用液相本體聚合或氣相聚合工藝，在第一反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行丙烯均聚或丙烯與乙烯和/或其他α-烯烴共聚反應(yīng)得到丙烯均聚物或丙烯無規(guī)共聚物，然后將丙烯均聚物或丙烯無規(guī)共聚物輸送到下一反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行丙烯和乙烯的氣相共聚。

隨著聚丙烯聚合工藝的改進(jìn)和催化劑技術(shù)的進(jìn)步，生產(chǎn)軟質(zhì)聚丙烯已不是難題。專利CN1187404C使用茂金屬催化劑制備了一種具有透明度、柔韌性的軟質(zhì)間規(guī)聚丙烯。專利CN1200969C采用淤漿反應(yīng)器和氣相反應(yīng)器聯(lián)用制備軟質(zhì)多相聚丙烯共聚物，該共聚物總乙烯含量為1-7wt％。

一般來說，丙烯無規(guī)共聚物中共聚單體(通常為乙烯單體)含量越高，橡膠相含量越多，所制備的抗沖共聚聚丙烯就越軟。但是第一步聚合過程中過高的乙烯含量會造成反應(yīng)后期活性不足、粉料發(fā)粘等問題。且第二步聚合過程中反應(yīng)器內(nèi)若維持高氫氣和乙烯濃度，不利于反應(yīng)器撤熱。

專利CN1286896C制備了一種適用于薄膜和片材的聚烯烴組合物，MFR≥1.5g/10min，彎曲模量≤130MPa，該聚合過程采用的是三個(gè)串聯(lián)的氣相反應(yīng)器，所使用的Ziegler-Natta催化劑孔隙率約0.2ml/g。制備的聚丙烯彎曲模量低，但多步聚合工藝增大了消耗，反應(yīng)器中氫氣和乙烯濃度都較高，無疑增加了反應(yīng)器的熱量。

眾所周知，在制備抗沖共聚聚丙烯過程中，氣相共聚階段決定了共聚物橡膠相的含量，橡膠相是在顆粒的孔隙中生成的，因此，顆粒孔隙率越大，可生成的橡膠相含量越多，得到的共聚聚丙烯則越軟。孔隙率由催化劑的特性決定，所以使用高孔隙率的催化劑更有利于高橡膠相含量的生成。在現(xiàn)有雙氣相反應(yīng)器聚合工藝條件下，雖然使用現(xiàn)有高孔隙率催化劑制備的抗沖聚丙烯橡膠相含量能夠達(dá)到50wt％，但當(dāng)制備具有更高橡膠相含量及更高熔融指數(shù)產(chǎn)品時(shí)，存在因后期活性不足需要降低生產(chǎn)負(fù)荷以進(jìn)一步提高橡膠含量、以及因催化劑氫調(diào)和共聚性能較差需要維持抗沖共聚反應(yīng)器內(nèi)偏高的氫氣和乙烯濃度等問題。

因此，需要找到一種聚合方法，在抗沖共聚反應(yīng)器中，能在相對較低氫氣和乙烯濃度的條件下，實(shí)現(xiàn)橡膠相含量超過50wt％的超軟聚丙烯的制備，使得該產(chǎn)品獲得較低的彎曲模量，適于防水卷材的使用，拓寬工藝裝置生產(chǎn)產(chǎn)品牌號的能力。

發(fā)明內(nèi)容