一种低voc含量的抗冲聚丙烯的制备方法_3

文档序号:9857899阅读:来源:国知局
连续聚合可以是两个或多个串联的液相反应器或气相反应器,液相反应器可以是环管 反应器或连续搅拌釜反应器,气相反应器可以是卧式搅拌床反应器或是立式搅拌床反应器 或是流化床反应器等,以上液相反应器和气相反应器也可以任意地搭配组合。本发明以双 环管+气相装置为例(Spheripol工艺),但不仅限于该工艺。
[0039] 在本发明的一个实施方案中,丙烯均聚阶段和丙烯共聚阶段在两个或两个以上串 联的反应器中连续进行,并且所述第二外给电子体在进入丙烯共聚阶段的反应器之前或者 在丙烯共聚阶段的反应器的进料端(或者进料口)与所述料流1混合,以使所述料流1中 的齐格勒-纳塔催化剂与所述第二外给电子体发生络合反应。
[0040] 在本发明的优选实施方案中,在所述丙烯均聚阶段,在均聚反应之前,将所述齐格 勒-纳塔催化剂进行预络合和/或预聚合;在共聚反应之前,将所述料流1与所述第二外给 电子体进行预混合,以使所述料流1中的齐格勒-纳塔催化剂与所述第二外给电子体发生 络合反应。
[0041] 根据本发明提供的方法,丙烯均聚阶段可以在液相中,或在气相中进行,或采用 液-气组合技术进行。在进行液相聚合时,聚合温度可以为50~120°C,以60~90°C 为好;聚合压力应高于丙烯在相应聚合温度下的饱和蒸汽压力。在气相聚合时聚合温度 可以为50~120°C,以60~KKTC为好;聚合压力可以是常压或更高,优选压力为1. 0~ 5. OMPa(表压,下同)。共聚反应阶段通常在气相中进行,聚合温度为55~KKTC,以60~ 90°C为好;聚合压力可以是常压或更高,优选压力为1. 0~3. OMPa。
[0042] 本发明还提供了 一种通过上述方法制备得到的抗冲聚丙烯,所述抗冲聚丙烯 的V0C含量按按照德国汽车工业联合会的标准VDA278测试为小于或等于50 μ g · C/g, 例如0. 001-50μ g · C/g。进一步地,该抗冲聚丙烯的MFR大于或等于20g/10min,例如 20-100g/10min〇
[0043] 本发明提供的抗冲聚丙烯的制备方法,通过先使用包含氢调敏感性好、可产生分 子量分布窄的均聚物的第一外给电子体的催化剂在一定的氢气浓度下催化丙烯或丙烯与 少量α -烯烃的聚合,得到作为连续相的均聚聚合物A ;然后加入第二外给电子体与均聚产 物物流进行预络合,生成新的催化活性中心,继续引发丙烯与其他α -烯烃共聚合反应,得 到作为橡胶相的聚合物Β,最终制得包含连续相(聚合物Α)和橡胶相(聚合物Β)的抗冲聚 丙烯。可见,本方法仅通过选择特定的第一外给电子体和第二外给电子体分别用于连续或 间歇操作的丙烯的均聚和共聚阶段,并且调整外给电子体的用量和氢气的加入量,而不需 用特殊催化剂,对现有的工艺装置也不需要大的改动,即可以生产具有分子量分布窄、超低 分子量组分含量低、气味低、V0C含量低的抗冲聚丙烯产品。经实验证明,本发明的抗冲聚 丙烯的V0C低于SOyg^C/g。
[0044] 综合可见,本发明的低V0C抗冲聚丙烯聚合过程操作工艺简单可靠,投入成本较 低,很好地解决了现有技术的不足。
【具体实施方式】
[0045] 下面将结合具体的实施例对本发明进行进一步详细描述,但是本发明的范围并不 限于这些实施例。
[0046] 实施例中聚合物有关数据按以下测试方法获得:
[0047] ①聚合物室温二甲苯可溶物含量(视为橡胶相含量):按照ASTM D5492所述方法 测定;
[0048] ②气体挥发性有机物V0C :按照德国汽车工业联合会的标准VDA278测试;
[0049] ③熔体质量流动速率(MFR):按照GB/T 3682-2000所述方法,用CEAST公司7026 型熔融指数仪,在230°C,2. 16kg载荷下测定;
[0050] ④弯曲模量:按照GB/T 9341-2008所述方法测定;
[0051] ⑤Izod冲击强度:按照GB/T 1843-2008所述方法测定;
[0052] ⑥乙烯含量:利用红外光谱(IR)法测定;
[0053] ⑦分子量及其分子量分布(Mw/Mn):采用英国Polymer Laboratories公司产 PL-GPC 220凝胶渗透色谱仪和西班牙Polymer Char公司产的IR4检测器联用测定样品的 分子量及分子量分布,色谱柱为3根串联Plgel 10 μ m MIXED-B柱,溶剂及流动相为1,2, 4_三氯苯(含0· 3g/1000ml抗氧剂2,6-二丁基对甲酚),柱温150°C,流速0· 95mL/min。
[0054] 实施例1
[0055] 丙烯聚合反应在一套25Kg/hr丙烯聚合装置上进行,该装置主要包括预络合反应 器、预聚合反应器、第一环管反应器、第二环管反应器和第三气相反应器。
[0056] 聚合方法及步骤如下:
[0057] (1)预络合反应
[0058] 主催化剂(DQC-602催化剂,中石化催化剂公司北京奥达分公司提供,Ti含量: 2.4wt%,Mg含量:18.0wt%,邻苯二甲酸二正丁酯含量:13.0wt% )流量为0.8g/hr,助 催化剂(三乙基铝,TEA)流量为6. 33g/hr,第一外给电子体(3-胺基丙基三乙氧基硅烷, KHTES)流量为 0. 60g/hr,TEA/KHTES 比为 50(mol/mol),在 6°C下预络合反应 8min。
[0059] (2)预聚合反应
[0060] 将预络合后的催化剂体系连续地加入连续搅拌釜式预聚合反应器,在丙烯液相本 体环境下进行预聚合反应,温度为15°C,停留时间为约4min,此条件下催化剂的预聚倍数 为约60~120倍。
[0061] (3)第一阶段丙烯均聚合反应
[0062] 将预聚合后的催化剂连续地通入第一环管反应器以及串联的第二环管反应器中 完成第一阶段丙烯均聚合反应,两个环管聚合反应温度70°C,反应压力4. OMPa,两个环管 反应器的进料中加入氢气,在线色谱检测的氢气浓度均约2800ppm,得到均聚聚丙烯A。
[0063] (4)第二阶段丙烯共聚合反应
[0064] 在第二环管反应器的出口处加入1. 2g/hr的二环戊基二甲氧基硅烷(DCPMS), TEA/DCPMS比为5(mol/mol),其中DCPMS即为第二外给电子体,DCPMS在进入第三气相反应 器之前与第二环管反应器的流出物进行预混合,混合之后的物料进入第三反应器,在此进 行乙烯/丙烯共聚合反应,其中乙烯八乙烯+丙烯)=0.40 (v/v)。并且,在第三反应器内 加入一定量氢气,使H2/乙烯=0.06(v/v),在线色谱检测的氢气浓度为2200ppm。在第三 反应器中得到乙烯/丙烯共聚合反应产物乙丙共聚物B。
[0065] 经过第二阶段反应后得到的最终产物C (聚合物A和B)经湿氮气去除未反应器中 的催化剂的活性,蒸汽除去聚合物中残存的烷烃和油脂,加热干燥,得到聚合物粉料。向聚 合得到的粉料中添加0. lwt%的IRGAF0S 168添加剂、0. 2wt%的IRGAN0X 1010添加剂和 0. 05wt %的硬脂酸钙,用双螺杆挤出机造粒。
[0066] 本实施例的具体工艺参数、所得聚合物的性能测试结果列于表1和表2中。
[0067] 实施例2
[0068] 实施例2所使用的催化剂、预络合和聚合工艺条件与实施例1相同。与实施例1 不同之处在于:第一外给电子体KHTES加入量增加,TEA/KHTES改为40 (mol/mol)。本实施 例的具体工艺参数、所得聚合物的性能测试结果列于表1和表2中。
[0069] 实施例3
[0070] 实施例3所使用的催化剂、预络合和聚合工艺条件与实施例1相同。与实施例1 不同之处在于:将第一外给电子体KHTES改为二乙基氨基三乙氧基硅烷(BEATES),TEA/ BEATES改为30 (mol/mol)。本实施例的具体工艺参数、所得聚合物的性能测试结果列于表 1和表2中。
[0071] 实施例4
[0072] 实施例4所使用的催化剂、预络合和聚合工艺条件与实施例1相同。与实施例1不 同之处在于:将第一外给电子体KHTES改为3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES),TEA/APTES 加入量不变,第三反应器内氢气改为2500ppm。本实施例的具体工艺参数、所得聚合物的性 能测试结果列于表1和表2中。
[0073] 实施例5
[0074] 实施例5所使用的催化剂、预络合和聚合工艺条件与实施例1相同。与实施例1 不同之处在于:将第一外给电子体KHTES改为吡啶基三乙氧基硅烷(PETES),TEA/PETES加 入量不变,环管反应器的进料中加入氢气在线色谱检测的氢气浓度改为4000ppm,第三反应 器内氢气改为3000ppm。本实施例的具体工艺参数、所得聚合物的性能测试结果列于表1和 表2中。
[0075] 实施例6
[0076] 实施例6所使用的催化剂、预络合和聚合工艺条件与实施例1相同。与实施例1 不同之处在于:将第一外给电子体KHTES改为异丁基三乙氧基硅烷(IBTES),TEA/IBTES加 入量(即第一外给电子体的加入量)不变。本实施例的具体工艺参数、所得聚合物的性能 测试结果列于表1和表2中。
[0077] 实施例7
[0078] 实施例7所使用的催化剂、预络合和聚合工艺条件与实施例1相同。与实施例1 不同之处在于:将第二外给电子体DCPMS改为异丙基异戊基二甲氧基硅烷(IPPMS),并改变 其流量,使TEA/IPPMS加入量调为10 (mol/mol)
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