高刚性且节能的用于发泡的聚丙烯制造技术

本发明专利技术涉及一种具有优异的刚性并在发泡期间实现节能的聚丙烯，其中，所述聚丙烯具有4g/10min至60g/10min的MI，120℃至150℃的熔点(Tm)，以及9,000kgf/cm

High stiffness and energy saving polypropylene for foamed polypropylene

The invention relates to a polypropylene with excellent rigidity and energy saving during foaming, in which the polypropylene has 4g/10min to 60g/10min MI, melting point (Tm) at 120 degrees C to 150 C, and 9000kgf/cm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高刚性且节能的用于发泡的聚丙烯
本申请要求于2016年2月17日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0018661号的优先权和权益，其公开内容通过引用整体并入本文。本专利技术涉及具有优异的刚性并在发泡期间实现节能的聚丙烯。
技术介绍
用于烯烃聚合的催化剂体系可以分为齐格勒-纳塔催化剂体系和茂金属催化剂体系，分别根据其特点开发了这两种高活性催化剂体系。齐格勒-纳塔催化剂自从20世纪50年代专利技术以来，已被广泛地用于现有的工业生产过程中，但其特征在于，由于该催化剂是一种具有多个活性位点的多位点催化剂，因此使用该催化剂得到的聚合物的分子量分布宽，由此存在的问题是聚合物中的共聚单体组成分布不均而在确保期望的性质方面存在限制。茂金属催化剂由主要成分为过渡金属化合物的主催化剂和主要成分为铝的有机金属化合物的助催化剂的组合构成。这种催化剂是均相复合催化剂和单一位点催化剂。由于其单一位点的特性，可以通过使用该催化剂获得分子量分布窄且共聚单体的组成分布均匀的聚合物，并且可通过改变该催化剂的配体结构和聚合条件来改变聚合物的立构规整性、共聚特性、分子量、结晶度等。同时，柄型-茂金属化合物是具有通过桥基彼此连接的两个配体的有机金属化合物，其中所述配体的旋转受到抑制并且金属中心的活性和结构由所述桥基决定。这种柄型-茂金属化合物被用作制备烯烃均聚物或共聚物的催化剂。特别是，已知可以通过使用包含环戊二烯基-芴基配体的柄型-茂金属化合物制备高分子量聚丙烯，由此可以控制聚丙烯的微观结构。此外，已知具有茚基配体的柄型-茂金属化合物具有优异的活性并可用于制备具有增强的立构规整性的聚烯烃。同时，通过使聚丙烯发泡制成的发泡聚丙烯(EPP)被用作需要轻质和刚性的产品(如汽车保险杠、内饰材料、头盔等)的材料。用于生产所述发泡聚丙烯的加工温度与聚丙烯的熔点密切相关，因此需要具有低熔点的聚丙烯和优异刚度的材料。通常，由齐格勒-纳塔催化剂生产的聚丙烯尽管具有优异的刚性，但其熔点高，使得需要高温来生产所述发泡聚丙烯，因此存在耗能大和价格上涨的问题。因此，本专利技术人进行了深入研究，结果发现，通过使用具有特定结构的茂金属催化剂来代替齐格勒-纳塔催化剂能够生产刚性高同时熔点降低的聚丙烯，从而完成了本专利技术。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个目的是提供一种聚丙烯，其具有优异的刚性并在发泡过程中实现节能。技术方案为了达到上述目的，本专利技术提供了一种满足以下特征的聚丙烯：MI(根据ASTMD1238在230℃，2.16kg负荷下测量)为4g/10min至60g/10min，熔点(Tm)为120℃至150℃，以及弯曲模量(根据ASTMD790测量)为9,000kgf/cm2至18,000kgf/cm2。本文使用的术语“聚丙烯”是指通过聚合丙烯生产的丙烯均聚物或丙烯/乙烯共聚物。本专利技术生产的“聚丙烯”是通过在稍后描述的茂金属催化剂存在下进行聚合而生产的，具有分子量分布(Mw/Mn)为2.0至3.5的特征。通常，用齐格勒-纳塔催化剂制备的聚丙烯显示出宽的分子量分布，因此可以根据分子量分布而与用齐格勒-纳塔催化剂生产的聚丙烯相区分。更优选地，所述分子量分布为2.3至3.3。根据本专利技术的聚丙烯具有以下优点：熔点(Tm)低至130℃至140℃，并且在生产发泡聚丙烯期间的能量使用量减少。此外，尽管具有如上所述的低熔点，显示出高的弯曲模量，达9,000kgf/cm2至18,000kgf/cm2。根据本专利技术的一个实施例和对比实施例，用齐格勒-纳塔催化剂生产的聚丙烯的熔点高于140℃，因此需要大量的能量来生产发泡聚丙烯，而根据本专利技术生产的聚丙烯具有高的弯曲模量同时具有低熔点。优选地，所述MI为6以上，20以下，19以下，18以下，17以下，或16以下。优选地，根据本专利技术的聚丙烯具有150,000至350,000的重均分子量。此外，优选地，根据本专利技术的聚丙烯具有80℃至105℃的玻璃化转变温度(Tc)。此外，所述弯曲强度(根据ASTMD790测量)优选为300％至400％。另外，根据本专利技术的聚丙烯可通过在一种混杂负载型催化剂的存在下聚合丙烯来制备，所述混杂负载型催化剂包含由以下化学式1表示的化合物、由以下化学式2表示的化合物以及载体：[化学式1]在化学式1中，X为卤素，彼此相同或不同，R1为被C1-20烷基取代的C6-20芳基，R2、R3和R4各自独立地为氢、卤素、C1-20烷基、C2-20烯基、C1-20烷基甲硅烷基、C1-20甲硅烷基烷基、C1-20烷氧基甲硅烷基、C1-20醚、C1-20甲硅烷基醚、C1-20烷氧基、C6-20芳基、C7-20烷基芳基或C7-20芳基烷基，A为碳、硅或锗，R5为被C1-20烷氧基取代的C1-20烷基，以及R6为氢、C1-20烷基或C2-20烯基，[化学式2]在化学式2中，X’为卤素，彼此相同或不同，R’1为被C1-20烷基取代的C6-20芳基，R’2、R’3和R’4各自独立地为氢、卤素、C1-20烷基、C2-20烯基、C1-20烷基甲硅烷基、C1-20甲硅烷基烷基、C1-20烷氧基甲硅烷基、C1-20醚、C1-20甲硅烷基醚、C1-20烷氧基、C6-20芳基、C7-20烷基芳基或C7-20芳基烷基，A’为碳、硅或锗，R’5为被C1-20烷氧基取代的C1-20烷基，以及R’6为氢、C1-20烷基或C2-20烯基。所述由式1表示的化合物与所述由式2表示的化合物之间的摩尔比优选为2:1至1:5。在上述摩尔比下表现出最佳的催化活性和物理性质，因此从保持催化剂活性和经济效率的角度来看可以是有利的。在化学式1中，优选地，R1为被叔丁基取代的苯基。更优选地，R1为4-叔丁基-苯基。此外，优选地，R2、R3和R4为氢。此外，优选地，A为硅。此外，优选地，R5为6-叔丁氧基-己基，并且R6为甲基。所述由化学式1表示的化合物的代表性实例如下：本专利技术还提供了一种如以下反应式1所示的用于制备由化学式1表示的化合物的方法：[反应式1]步骤1是通过使化学式1-2表示的化合物与化学式1-3表示的化合物反应来制备化学式1-4表示的化合物的步骤。反应中优选使用烷基锂(例如，正丁基锂)，反应温度为-200℃至0℃，优选为-150℃至0℃。甲苯、THF等可以用作溶剂。此时，可以进一步进行从产物中分离有机层，真空干燥分离的有机层以及从中除去过量的反应物的步骤。步骤2是通过使化学式1-4表示的化合物与化学式1-5表示的化合物反应来制备由化学式1表示的化合物的步骤。反应中优选使用烷基锂(例如，正丁基锂)，反应温度为-200℃至0℃，更优选为-150℃至0℃。乙醚、己烷等可以用作溶剂。在化学式2中，优选地，R’1为被叔丁基取代的苯基。更优选地，R’1为4-叔丁基-苯基。此外，优选地，R’2、R’3和R’4为氢。此外，优选地，A’为硅。此外，优选地，R’5为6-叔丁氧基-己基，并且R’6为甲基。所述由化学式2表示的化合物的代表性实例如下：本专利技术还提供了一种如以下反应式2所示的用于制备由化学式2表示的化合物的方法：[反应式2]步骤1是通过使化学式2-2表示的化合物与化学式2-3表示的化合物反应来制备化学式2-4表示的化合物的步骤。反应中优选使用烷基锂(例如，正丁基锂)，反应温度为-2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚丙烯，其具有：4g/10min至60g/10min的MI(根据ASTM D1238在230℃，2.16kg负荷下测量)，120℃至150℃的熔点(Tm)，以及9,000kgf/cm

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.17 KR 10-2016-00186611.一种聚丙烯，其具有：4g/10min至60g/10min的MI(根据ASTMD1238在230℃，2.16kg负荷下测量)，120℃至150℃的熔点(Tm)，以及9,000kgf/cm2至18,000kgf/cm2的弯曲模量(根据ASTMD790测量)。2.根据权利要求1所述的聚丙烯，其具有2.5至3.5的分子量分布(Mw/Mn)。3.根据权利要求1所述的聚丙烯，其具有150,000至350,000的重均分子量。4.根据权利要求1所述的聚丙烯，其具有80℃至105℃的玻璃化转变温度(Tc)。5.根据权利要求1所述的聚丙烯，其具有300％至400％的弯曲强度(根据ASTMD790测量)。6.根据权利要求1所述的聚丙烯，其中，所述聚丙烯通过在一种混杂负载型催化剂的存在下聚合丙烯来制备，所述混杂负载型催化剂包含由以下化学式1表示的化合物、由以下化学式2表示的化合物以及载体：[化学式1]在化学式1中，X为卤素，彼此相同或不同，R1为被C1-20烷基取代的C6-20芳基，R2、R3和R4各自独立地为氢、卤素、C1-20烷基、C2-20烯基、C1-20烷基甲硅烷基、C1-20甲硅烷基烷基、C1-20烷氧基甲硅烷基、C1-20醚、C1-20甲硅烷基醚、C1-20烷氧基、C6-20芳基、C7-20烷基芳基或C7-20芳基烷基，A为碳、硅或锗，R5为被C1-20烷氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴秦贤，崔智胡，盧庆燮，全相珍，安相恩，崔罗允，李仁羡，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR