具有改善性能的丙烯聚合物树脂制造技术

本发明专利技术涉及一种在多级聚合过程中制备丙烯聚合物的方法，其包括在催化剂存在下在含有至少一个浆液反应器的第一反应区中使丙烯聚合生成第一聚合产物，将所述第一产物传输到含有至少一个气相反应器的第二反应区中，并在所述第一聚合产物存在下在所述气相中继续对丙烯进行聚合，其特征在于浆液和气相反应器中的温度均为至少７５℃，且至少一个反应器中的产物的乙烯含量在０．０５－０．５ｗｔ％范围内。此外，本发明专利技术涉及一种可通过本发明专利技术方法得到的丙烯聚合物，以及涉及一种丙烯聚合物，其特征在于它含有的乙烯共聚单体量为０．０５－０．５ｗｔ％，二甲苯可溶组分含量为３．０ｗｔ％或更少，且在其升温洗提分级（ＴＲＥＦ）函数中在１２０℃或者更低温度下呈现极大值，以及涉及一种含有本发明专利技术聚合物的制品，比如纤维、无纺布、薄膜和针布。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有改善的粘结性能、改善的拉伸性能和改善的热成形性能的丙烯聚合物树脂及这种树脂的生产方法。另外，本专利技术还涉及含有这种树脂的纤维和含有这种树脂的无纺布，涉及含有这种树脂的膜，特别是双向膜(bioriented film)，并涉及含有这种树脂的针布(sheet)，特别是用于热成形的针布。无纺布为多孔针布，其由成网纤维产生的。在由聚丙烯纤维生产无纺布时，通常在第一操作步骤中将含有其他成分，如抗氧剂或除酸剂的丙烯聚合物组合物在高于200℃的温度下熔融挤出，然后纤维以熔融态通过喷丝头进行纺丝，淬火并将所得纤维卷拢。任选地，淬火后对纤维进行一次或几次拉伸步骤。现如今，这样的纺丝工艺在1000m/min至4000m/min数量级的高速下进行，但出于经济考虑，仍希望提高线速度及产出能力。然后由聚丙烯纤维以长丝或人造短纤维的形式通过成网来生产无纺布，通常之后要进行最终的粘合步骤，其中纤维彼此粘合在一起以提高网的强度。这一粘合步骤通常将网通过一个砑光机对网加热并加压进行。在使用人造短纤维时，成网通常包括一个梳理步骤。影响纤维表面的粘合操作在很短的时间及温度窗口内进行。因此，在生产热粘合无纺布时粘合步骤限制了最大线速度。结果，希望对纤维的粘合性能进行改善以引发粘合步骤的改善，例如，对最大线速度的提高。另外，无纺布的机械性能也取决于纤维的粘结性能，因此较好的纤维粘结性能会使无纺布的机械性能，特别是机械强度得到改善。因此本专利技术的一个目的是提供一种用于生产具有改善粘结性能的聚丙烯纤维的丙烯聚合物。众所周知，通过将丙烯聚合物的分子量分布变宽可实现含有这种聚合物的纤维的粘合性能的微小改善。另外，还已知，用于生产纤维的聚合物结晶度的提高对粘合性能会有负面影响。US5,281,378描述了通过将聚合物分子量分布的优化和在纤维纺制时淬火的延迟相结合而改善纤维的粘合性能。生产膜时使用聚丙烯树脂是已知的。这种膜的机械和光学性能对膜的应用是至关重要的，它们主要取决于生产膜时使用的树脂的性质。特别是，希望膜表现出好的拉伸性能，尤其是当膜在生产，如通过铸造法生产后被双向拉伸时。因此，本专利技术的另一个目的是提供用于生产具有改善机械性能，特别是拉伸性能的聚丙烯膜的丙烯聚合物。另已知可用含有聚丙烯树脂的针布来通过热成形法生产制品。该方法中针布的热成形性能主要取决于生产该针布时使用的树脂。因此本专利技术的另一个目的是提供用于生产具有改善热成形性能的聚丙烯针布的丙烯聚合物。本专利技术基于这样一个发现，即实现上述目的的丙烯聚合物可通过在提高的温度下，和在少量乙烯存在下进行丙烯聚合的方法得到。因此，本专利技术提供在多级聚合过程中生产丙烯聚合物的方法，该过程包括在催化剂存在下在含有至少一个浆液反应器的第一反应区中使丙烯聚合得到第一聚合产物；将所述第一产物输送到包括至少一个气相反应器的第二反应区中，且在所述第一聚合产物存在下使丙烯在气相中继续聚合，其特征在于浆液与气相反应器中的温度均为至少75℃，且至少一个反应器中产物的乙烯含量在0.05-0.5wt％的范围内。在一个优选的实施方案中，浆液与气相反应器之间存在温差以使气相反应器中的温度高于浆液反应器中的温度。优选气相反应器中的温度比浆液反应器中的温度高出至少3℃，优选高出至少5℃。优选浆液与气相反应器中的温度均为至少80℃。在一个特别优选的实施方案中，浆液反应器中的温度为约80℃而气相反应器中的温度为约85℃。另外，本专利技术提供一种丙烯聚合物，其特征在于它包含的乙烯共聚单体的量为0.05-0.5wt％，其二甲苯可溶组分(XS)含量为3.0wt％或更低且在其升温洗提分馏(TREF)函数中在120℃或更低温度下呈现极大值。聚合物的“TREF函数”是指根据实施例部分所述方法以洗提温度的连续函数作图的聚合物洗脱重量分数。本专利技术的方法和本专利技术的聚合物使得可以制备具有改进粘结性能的聚丙烯纤维，从而可以制备具有更高粘结速率和/或具有改进机械性能，特别是机械强度的含有这种纤维的无纺布。本专利技术也涉及这样的纤维。本专利技术的方法和本专利技术的聚合物使得可以制备具有改进机械性能，特别是拉伸性能的聚丙烯薄膜，从而可生产，例如具有改进性能的双向拉伸薄膜。本专利技术也涉及这样的薄膜。此外，本专利技术的方法和本专利技术的聚合物使得可以制备具有改进热成形性能的聚丙烯针布，从而使通过热成形来制备制品的方法得到改进。本专利技术也涉及这样的针布。此外，本专利技术涉及一种制备无纺布的方法，其特征在于它包括形成含有本专利技术纤维的网和粘结该网的步骤，以及涉及一种含有本专利技术纤维的无纺布。这种网以及由此而得到的无纺布可以通过人造短纤维，即在其制备后进行了分级的纤维，或者长丝，例如连续长丝来制备。这里使用的术语“纤维”想用来覆盖人造短纤维和长丝两种。在作为非纺布基础的纤维质网中，纤维的粘结赋予该网一定的强度并且一般会影响到其性能。一种广泛使用的粘结这种纤维网的方法是通过加热。无纺布的生产方法参见各种出版物，例如“无纺布手册(The Nonwovens Handbook)”(无纺工业联合会，1988)和“高分子科学和工程百科全书(Encyclopaedia of Polymer Science andEngineering)”，第10卷，无纺布部分(John Wiley and Sons，1987)。聚丙烯的性能取决于结晶度和薄层粒径分布。众所周知，高产率齐格勒-纳塔催化剂倾向于使空间缺陷集结成低摩尔量链，从而导致规度分布宽和聚丙烯的分子间异质性(L.Paukkeri等人，聚合物(Polymer)，1993，34，2488-2494)，它也导致二甲苯可溶组分的量增加。从材料观点出发，空间缺陷的分布是比总等规度更重要的参数。优良的(无规)缺陷分布意指等规序列长度分布更均匀(较窄)和二甲苯可溶组分更低。通过改变聚合条件(特别是温度)可以在某种程度上控制等规序列和无规序列的相对量和平均长度。与空间缺陷分离于等规嵌段(isotactoid block)中的情况相比，空间缺陷的无规分布相当于平均长度更短的完全等规序列。等规序列的平均长度还可能受到在聚合物链中受控引入作为空间缺陷的共聚单体单元的影响。为了测定等规度分布，可以使用TREF法。TREF是根据其溶解度差而分馏聚烯烃的常用方法。聚丙烯聚合物链的溶解度只受到空间缺陷浓度的影响。已经表明，对于聚丙烯来说，TREF级分图(fractogram)定性地反映出聚合物中等规度的分布情况。等规链的平均长度几乎随着洗脱温度的增加而直线增加(P.Ville等人，聚合物，42(2001)，1953-1967)。该结果进一步表明，TREF并不严格地根据等规度来分馏聚丙烯，而是根据链中最长的可结晶序列来分馏的。根据本专利技术，现已发现，本专利技术的方法在本专利技术的丙烯聚合物中提供均匀的乙烯共聚单体分布。这些乙烯共聚单体起着空间缺陷的作用，因此会打断等规丙烯单体的序列。所以，通过乙烯共聚单体的平均分布，可得到平均分布的空间缺陷，即可以通过本专利技术的方法来设计缺陷分布，由此设计聚丙烯聚合物的等规度分布。这样做的结果是，得到等规丙烯单体序列的较窄序列长度分布。因此，一方面得到较少量的二甲苯可溶物，它主要包括具有短等规丙烯序列长度的聚合物链，另一方面得到较少量的具有长等规丙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种丙烯聚合物，其特征在于它含有的乙烯共聚单体的量为０．０５－０．５ｗｔ％，二甲苯可溶组分（ＸＳ）含量为３．０ｗｔ％或者更低，并且在其升温洗提分级（ＴＲＥＦ）函数中在１２０℃或者更低的温度下呈现极大值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：耶斯凯莱伊宁皮尔约，马里伊凯维尔波伊斯特，贝尔特布勒德思，黑尔格格朗德，
申请(专利权)人：北方技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]