专利名称：烯烃类聚合物及包含该聚合物的纤维的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种烯烃类聚合物及包含该聚合物的纤维，由该烯烃类聚合物可制造出显示高延伸及高强度特性的纤维。本申请在2009年5月7日向韩国特许厅提出的韩国专利申请第10-2009-0039586号的基础上要求优先权，并在本说明书中援引其所有的内容。
背景技术：
通常，高密度聚乙烯(HDPE)是指密度高于0.94g/cm3的聚乙烯，其有别于现有的低密度聚乙烯，在低温和低压下也能生产。所述高密度聚乙烯有别于石蜡(paraffin wax)，具有大分子量，所述石蜡的分子量为数百至数千，而高密度聚乙烯的分子量可分布在数千至数百万。所述高密度聚乙烯根据分子量、分子量分布及密度等，不仅冲击强度、撕裂强度、耐环境应力开裂性、延伸率等物理性质发生变化，而且如熔融粘度等可加工性等特性也发生不同变化。因此，根据高密度聚乙烯的适用及应用范围，要适当调节所述特性。直至目前，高密度聚乙烯主要用于包装容器领域，并且可分为两个一般类型，SP如瓶罐等硬包装容器和如袋子及手提袋等软包装容器。这种高密度聚乙烯可利用齐格勒纳塔催化剂、铬(Cr)等通用催化剂来制备。另一方面，用于制造如绳索、渔网等高强丝纤维的高密度聚乙烯，要求其具有高延伸、高强度等特性。已知所述纤维产品中高密度聚乙烯的分子量分布越窄，其机械物理性质越优异。 即，如果高密度聚乙烯的分子量分布窄，则具有延伸率大的特性，并且由于高延伸可具有高强度。然而，如果高密度聚乙烯的分子量分布过窄，可加工性会变得极差。例如，利用一般的齐格勒纳塔催化剂、铬催化剂等制备的高密度聚乙烯，其分子量分布为7或大于7，虽然其可加工性优异但强度低，而利用一般的茂金属催化剂制备的高密度聚乙烯，其分子量分布为3或小于3，虽然其强度优异但可加工性差。因此，对于高强丝纤维产品，需要可同时满足机械物理性质和可加工性的高密度聚乙烯以及能够制备该聚乙烯的催化剂等，但是目前几乎没有这种技术。在此背景下，要求制备出各物理性质之间保持均衡且更加优异的树脂，还需要对此进一步研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种烯烃类聚合物及包含该聚合物的纤维，该烯烃类聚合物可利用负载型茂金属催化剂来制备，且可制造出显示高延伸及高强度特性的纤维。为此本发明提供一种烯烃类聚合物，其特征在于1)密度为 0. 94 0. 96g/cm3，2)熔融指数(MI ； 190°C, 2. 16kg)为 0. 1 1. 5g/10min，3)分子量分布(PDI ；Mw/Mn)为 2 7。
此外，本发明提供一种烯烃类聚合物的制备方法，其包括在负载型茂金属催化剂的存在下，使烯烃类单体聚合的步骤。本发明还提供一种包含所述烯烃类聚合物的纤维。根据本发明的纤维，其强度 (tenacity)可为9 12gf/denier，延伸率可在7 14倍的范围内。此外，本发明提供一种纤维的制造方法，该方法利用包含所述烯烃类聚合物的树脂组合物，且包括成型步骤。本发明还提供包含所述纤维的产品。根据本发明的烯烃类聚合物，其可利用负载型茂金属催化剂来制备，而且分子量分布窄，可制造出显示高延伸及高强度特性的纤维。
图1为本发明的实施例5及比较例4的聚乙烯的分子量分布曲线图。图2为本发明的实施例2及实施例5的聚乙烯的分子量分布曲线图。
具体实施例方式下面，进一步详细地描述本发明。本发明的烯烃类聚合物，其特征在于1)密度为0. 94 0. 96g/cm3,2)熔融指数 (MI ； 190°C, 2. 16kg)为 0. 1 1. 5g/10min，3)分子量分布(PDI ；Mw/Mn)为 2 7。就本发明的烯烃类聚合物而言，所述密度更优选为0. 948 0. 958g/cm3，所述熔融指数(MI ； 190°C, 2. 16kg)更优选为0. 4 lg/lOmin，所述分子量分布(PDI ；Mw/Mn)更优选为3 5，最优选为3. 5 4，但并不局限于此。就根据本发明的烯烃类聚合物而言，所述密度、熔融指数及分子量分布特性与利用所述烯烃类聚合物制造高强丝纤维产品时所表征的延伸率、强度及可加工性等特性相关。更为具体地，烯烃类聚合物的分子量分布越窄所述延伸率越优异。而且，延伸率越大所述强度越优异，在延伸率相同的情况下，密度高且分子量越大所述强度越优异。即，可知为实现高延伸率，分子量分布应当要窄。然而，如果分子量分布过窄，可加工性就会变差，因此如上所述分子量分布为3 5时，作为最佳的特性可实现高延伸及适当的可加工性。而且，分子量越大，即熔融指数越小强度越优异，但是分子量过大时，加工设备的负载较大，因此存在挤压加工性及生产效率极差的问题。因此，在如上所述熔融指数为 0. 4 lg/lOmin时，可表现出优异的可加工特性。另一方面，在延伸率相同的情况下，密度越大强度越优异，因此本发明的烯烃类聚合物优选为没有使用共聚用单体的均聚物。而且，均聚物显示出分子量分布窄且熔融指数越小时，密度越低的特性。因此，如上所述当密度为0.948 0.958g/cm3，熔融指数(MI ； 1900C，2. 16kg)为0. 4 lg/10min,分子量分布(PDI ；Mw/Mn)为3 5时，显示出最佳的高延伸及高强度特性。此外，考虑到产品外观、可加工性及各物理性质，本发明烯烃类聚合物的熔体流动速率比(MFRR)优选为20 40。根据本发明的烯烃类聚合物，其可利用负载型茂金属催化剂来制备。所述负载型茂金属催化剂优选使用一种或至少两种茂金属催化剂负载于载体上的负载型茂金属催化剂，但并不局限于此。作为所述茂金属催化剂，可例举由下述化学式1、化学式2、化学式3或化学式4表示的茂金属催化剂，但并不局限于此。[化学式1](CpRl)n (Cp' R2)MQ3_n在所述化学式1中，M为第IV族过渡金属，Cp及Cp'相同或相异，各自独立地是选自环戊二烯基、茚基、4，5，6，7_四氢-1-茚基及芴基中的任一个，这些可被碳原子数为1至20的烃基所取代，Rl及R2相同或相异，各自独立地是氢、碳原子数为1至20的烷基、碳原子数为1 至10的烷氧基、碳原子数为6至20的芳基、碳原子数为6至10的芳氧基、碳原子数为2至 20的烯基、碳原子数为7至40的烷基芳基、碳原子数为7至40的芳烷基、碳原子数为8至 40的芳烯基、或碳原子数为2至10的炔基，Q为卤素原子、碳原子数为1至20的烷基、碳原子数为2至10的烯基、碳原子数为 7至40的烷基芳基、碳原子数为7至40的芳烷基、碳原子数为6至20的芳基、被取代或未被取代且碳原子数为1至20的亚烷基、被取代或未被取代的氨基、碳原子数为2至20的烷基烷氧基、或碳原子数为7至40的芳基烷氧基，η为 1 或0。
权利要求
1.一种烯烃类聚合物，其特征在于1)密度为0. 94 0. 96g/cm3,2)熔融指数(MI； 190°C, 2. 16kg)为 0. 1 1. 5g/10min，3)分子量分布(PDI；Mw/Mn)为2 7。
2.根据权利要求1所述的烯烃类聚合物，其特征在于所述密度为0.948 0. 958g/ cm3，所述熔融指数(MI ； 190°C, 2. 16kg)为0. 4 lg/10min，所述分子量分布(PDI ；Mw/Mn) 为3 5。
3.根据权利要求1所述的烯烃类聚合物，其特征在于所述烯烃类聚合物的熔体流动速率比值为20 40。
4.根据权利要求1所述的烯烃类聚合物，其特征在于所述烯烃类聚合物的重均分子量为 100000 200000。
5.根据权利要求1所述的烯烃类聚合物，其特征在于所述烯烃类聚合物用于制造强度为9 12gf/denier，延伸率为7 14倍的纤维。
6.一种烯烃类聚合物的制备方法，包括在负载型茂金属催化剂的存在下，使烯烃类单体聚合的步骤，其特征在于所述负载型茂金属催化剂为载体上负载有选自由下述化学式 1、化学式2、化学式3及化学式4表示的茂金属催化剂中的至少一种的负载型茂金属催化剂，所述烯烃类聚合物的密度为0. 94 0. 96g/cm3，熔融指数(MI ； 1902. Wkg)为0. 1 1. 5g/10min，分子量分布(PDI ；Mw/Mn)为 2 7，[化学式1] (CpRl)n (Cp' R2)MQ3_n 在所述化学式1中， M为第四族过渡金属，Cp及Cp'相同或相异，各自独立地是选自环戊二烯基、茚基、4，5，6，7_四氢-1-茚基及芴基中的任一个，这些可被碳原子数为1至20的烃基所取代，Rl及R2相同或相异，各自独立地是氢、碳原子数为1至20的烷基、碳原子数为1至10 的烷氧基、碳原子数为6至20的芳基、碳原子数为6至10的芳氧基、碳原子数为2至20的烯基、碳原子数为7至40的烷基芳基、碳原子数为7至40的芳烷基、碳原子数为8至40的芳烯基或碳原子数为2至10的炔基，Q为卤素原子、碳原子数为1至20的烷基、碳原子数为2至10的烯基、碳原子数为7至 40的烷基芳基、碳原子数为7至40的芳烷基、碳原子数为6至20的芳基、被取代或未被取代且碳原子数为1至20的亚烷基、被取代或未被取代的氨基、碳原子数为2至20的烷基烷氧基或碳原子数为7至40的芳基烷氧基， η为1或0，
7.根据权利要求6所述的烯烃类聚合物的制备方法，其特征在于所述负载型茂金属催化剂为至少两种不同茂金属催化剂负载于载体上的负载型复合茂金属催化剂。
8.根据权利要求6所述的烯烃类聚合物的制备方法，其特征在于所述负载型茂金属催化剂进一步包含选自由下述化学式7、化学式8及化学式9表示的助催化剂化合物中的一种，[化学式7] -[Al(R8)-0]n-在所述化学式7中，R8相同或相异，各自独立地是卤素、碳原子数为1至20的烃基或被卤素取代的碳原子数为1至20的烃基； η为2以上的整数， [化学式8] D(R8)3在所述化学式8中， R8如所述化学式7中所定义，D为铝或硼，[化学式9][L-H] + [ZA4r 或[L] +[ZA4]-在所述化学式9中，L为中性或阳离子性路易斯酸，H为氢原子，Z为第十三族元素，A相同或相异，各自独立地是至少一个氢原子被卤素、碳原子数为1至20的烃、烷氧基或苯氧基取代或未被取代的，碳原子数为6至20的芳基或碳原子数为1至20的烷基。
9.根据权利要求6所述的烯烃类聚合物的制备方法，其特征在于所述烯烃类单体包含选自乙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、 1-十四烯、1-十六烯、1-十八烯及1- 二十烯中的至少一种。
10.根据权利要求6所述的烯烃类聚合物的制备方法，其特征在于所述烯烃类单体的聚合利用选自连续式淤浆聚合反应器、淤浆环管反应器、气相反应器及溶液反应器中的一个反应器或者分别利用这些反应器中的至少两个相同或相异的反应器而进行。
11.一种包含根据权利要求1至5中的任一项所述的烯烃类聚合物的纤维。
12.根据权利要求11所述的纤维，其特征在于所述纤维的强度为9 12gf/denier， 延伸率为7 14倍。
13.根据权利要求11所述的纤维，其特征在于所述纤维的强度为9 llgf/denier， 延伸率为9 13倍。
14.一种纤维的制造方法，包括利用包含根据权利要求1至5中的任一项所述的烯烃类聚合物的树脂组成物，并通过挤压机进行加工的步骤。
15.一种产品，其包含根据权利要求11所述的纤维。
16.根据权利要求15所述的产品，其特征在于所述产品为单丝产品或防水油布产品。
全文摘要
本发明涉及一种烯烃类聚合物及包含该聚合物的纤维。更为具体地，本发明的烯烃类聚合物的特征在于1)密度为0.94～0.96g/cm3，2)熔融指数(MI；190℃，2.16kg)为0.1～1.5g/10min，3)分子量分布(PDI；Mw/Mn)为2～7，并且可利用负载型茂金属催化剂制备所述烯烃类聚合物。采用本发明的烯烃类聚合物能够制造出显示高延伸、高强度等特性的纤维。
文档编号C08F10/00GK102421808SQ201080019879
公开日2012年4月18日 申请日期2010年5月7日 优先权日2009年5月7日
发明者权宪容, 李琪树, 李秀正, 李龙湖, 洪大植, 赵峻熙, 赵永秦, 金铜炫 申请人:Lg化学株式会社