聚丙烯及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种均聚丙烯及其制备方法，所述均聚丙烯具有高强度和低的低分子量含量以及优异的可加工性。

Polypropylene and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚丙烯及其制备方法
相关申请的交叉引用本申请要求于2017年11月27日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0159736号和于2018年9月28日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0116448号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。本专利技术涉及一种聚丙烯及其制备方法，所述聚丙烯具有高强度和低的低分子量含量以及优异的可加工性。
技术介绍
烯烃聚合催化剂体系可分为齐格勒-纳塔催化剂体系和茂金属催化剂体系，并且已根据各自特性开发了这两种高活性催化剂体系。齐格勒-纳塔催化剂自20世纪50年代专利技术以来已广泛应用于传统的商业工艺，然而，由于它是一种混合多个活性位点的多点催化剂，因此该催化剂的特征在于聚合物具有宽分子量分布，并且由于共聚单体具有不均匀的组成分布，因此该催化剂的问题在于，在确保所需物理性质方面存在限制。同时，茂金属催化剂由主催化剂和助催化剂的组合组成，所述主催化剂具有过渡金属化合物作为主要组分，所述助催化剂是具有铝作为主要组分的有机金属化合物。作为均相复合催化剂的该催化剂是一种单点催化剂，其由于单点催化剂的特性而具有窄的分子量分布，其产生共聚单体的组成分布均匀的聚合物，并且其特征在于，可以根据催化剂的配体结构的改变和聚合条件的变化来改变聚合物的立构规整度、共聚性质、分子量、结晶度等。通常，当使用齐格勒-纳塔催化剂制备的均聚丙烯(其用于一次性洗涤器)具有更高的强度或较低的基本重量时，存在其物理性质劣化以及其可加工性劣化的问题。此外，由于与用茂金属催化剂制备的均聚丙烯相比，用齐格勒-纳塔催化剂制造的一次性洗涤器因较高的二甲苯可溶物含量和较宽的分子量分布而具有较高的低分子量含量，因此在使用时洗涤器具有柔软的表面而不适合用作洗涤器。为了弥补这些缺点，已经提出将通常由齐格勒-纳塔催化剂制备的熔体指数(MI)为230g/10min的聚丙烯与添加剂混合以拉出具有粗糙触感(感觉)的粗纤维以待使用的方法，然而，用齐格勒-纳塔催化剂制备的聚丙烯和与添加剂混合的聚丙烯组合物具有差的可纺性而产生不均匀的纤维，这导致物理性质劣化。另外，由于连续进行干混→热加工→造粒→二次加工→生产产品，因此存在导致高加工成本的缺点。
技术实现思路
【技术问题】本专利技术致力于提供具有高强度和低的低分子量含量以及优异可加工性等优点的均聚丙烯及其制备方法，其通过使用具有特定结构的茂金属催化剂代替齐格勒-纳塔催化剂。【技术方案】本专利技术的示例性实施方式提供了满足以下条件的均聚丙烯：i)熔体指数为200g/10min至2000g/10min(根据ASTMD1238在230℃，2.16kg载荷下测量)，ii)分子量分布为3.3以下，iii)残余应力比为0.05％以下，以及iv)二甲苯可溶物含量为1.0重量％以下。本专利技术的另一个实施方式提供了所述均聚丙烯的制备方法，包括在包含下列化学式1的化合物的催化剂组合物存在下加入700ppm至2500ppm的氢以使丙烯单体聚合：[化学式1]其中，A是碳、硅或锗，X1和X2独立地为卤素，R1和R5独立地为被C1-20烷基取代的C6-20芳基，R2至R4和R6至R8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，以及R9和R10彼此相同并且是C2-20烷基。本专利技术的又一个实施方式提供了包含所述均聚丙烯的用于非织造织物的树脂组合物，使用该组合物制造的非织造织物，以及更具体地，用于洗涤的非织造织物，如洗涤器。【有益效果】根据本专利技术的均聚丙烯具有低残余应力比、低二甲苯可溶物含量、最佳范围内的熔体指数和窄分子量分布，从而表现出优异的可加工性，并且允许制造具有薄且均匀的厚度的纤维以及允许制造高刚度和低基本重量的非织造织物。另外，所述均聚丙烯可以赋予比现有产品更粗糙的触感，同时实现优异的刚度，使得即使在高强度下纤维也不容易撕裂。因此，所述均聚丙烯可用于制造非织造织物，特别是用于洗涤的非织造织物，如洗涤器。具体实施方式本说明书中使用的术语仅用于说明示例性实施方式，并不意图限制本专利技术。除非上下文另有明确说明，否则单数形式的表达包括复数形式的表达。在本说明书中，术语“包括”、“包含”或“具有”应理解为指定实践特征、步骤、构成要素或其组合的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、构成元素或其组合的可能性。由于本专利技术可以进行各种修改并且可以具有各种形式，因此下面将详细说明和描述具体的示例性实施方式。然而，应该理解的是，示例性实施方式并非意图将本专利技术限制于具体公开的形式，而是涵盖落入本专利技术的精神和技术范围内的所有修改、等同物和替代物。在下文中，将描述根据本专利技术具体实施方式的均聚丙烯及其制备方法。为了补偿通常用齐格勒-纳塔催化剂制造的一次性洗涤器的物理性质，在本专利技术中，如下所述的，使用茂金属催化剂，在加入受控含量的氢的条件下使丙烯聚合，以制备具有窄分子量分布和低残余应力的均聚丙烯，由此可以制造具有薄且均匀厚度的纤维，从而制造出高刚度和低基本重量的非织造织物。此外，由于制备的均聚丙烯具有低的低分子量含量，由于窄的分子量分布和低的二甲苯可溶物，均聚丙烯可以提供表面粗糙的感觉，因此，当应用于用作洗涤的非织造织物时，该均聚丙烯可改善洗涤效果。另外，由于不需要将均聚丙烯与添加剂混合，因此可以仅通过初级加工制造非织造织物，从而改善可加工性。具体地，根据本专利技术实施方式的均聚丙烯满足以下条件：i)熔体指数为200g/10min至2000g/10min(根据ASTMD1238在230℃，2.16kg载荷下测量)，ii)分子量分布为3.3以下，iii)残余应力比为0.05％以下，以及iv)二甲苯可溶物含量为1.0重量％以下。更具体地，根据本专利技术实施方式的均聚丙烯，根据ASTMD1238在230℃，2.16kg载荷下测量的熔体指数(MI)为200g/10min至2000g/10min。MI可根据聚合过程中加入的氢的量进行调节，并且根据本专利技术的均聚丙烯在考虑到ii)至iv)的物理性质要求的情况下具有上述范围内的MI，从而改善非织造织物在可纺性和强度之间的平衡。特别地，在使用均聚丙烯加工非织造织物时，当MI小于200g/10min时，加工压力会被提高而使可加工性劣化，而当MI大于2000g/10min时，难以实现待制造的非织造织物的高强度。另外，为了制造MI值在上述范围内的聚丙烯，在使用齐格勒-纳塔催化剂的情况下，在聚合步骤中应加入高含量的氢，但是，通过使用包含如下所述的茂金属化合物的催化剂，可以加入相对低含量的氢，从而容易控制活性并提高工艺稳定性。考虑到改善非织造织物的可纺性和强度的效果的优异性，均聚丙烯可具有220g/10min至1500g/10min的MI。此外，根据本专利技术实施方式的均聚丙烯具有3.3以下的窄分子量分布(MWD＝Mw/Mn)，以及如上所述的MI。通过具有如此窄的分子量分布，由其制造的非织造织物可表现出优异的刚性。更具体地，均聚丙烯的MWD可以为1.5至3.3，更具体地为2.5至3.3。同时，在本专利技术中，分子量分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种满足以下条件的均聚丙烯：i)熔体指数为200g/10min至2000g/10min，其根据ASTM D1238在230℃，2.16kg载荷下测量，ii)分子量分布为3.3以下，iii)残余应力比为0.05％以下，以及iv)二甲苯可溶物含量为1.0重量％以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.11.27 KR 10-2017-0159736;2018.09.28 KR 10-2011.一种满足以下条件的均聚丙烯：i)熔体指数为200g/10min至2000g/10min，其根据ASTMD1238在230℃，2.16kg载荷下测量，ii)分子量分布为3.3以下，iii)残余应力比为0.05％以下，以及iv)二甲苯可溶物含量为1.0重量％以下。2.根据权利要求1所述的均聚丙烯，其中，所述均聚丙烯的分子量分布为2.5至3.3。3.根据权利要求1所述的均聚丙烯，其中，所述均聚丙烯的残余应力比为0.02％至0.03％。4.根据权利要求1所述的均聚丙烯，其中，所述均聚丙烯的二甲苯可溶物含量为0.6重量％至0.7重量％。5.根据权利要求1所述的均聚丙烯，其中，所述均聚丙烯的熔点为150℃至155℃。6.一种根据权利要求1所述的均聚丙烯的制备方法，包括在包含下列化学式1的化合物的催化剂组合物存在下加入700ppm至2500ppm的氢以使丙烯单体聚合：[化学式1]其中，A是碳、硅或锗，X1和X2独立地为卤素，R1和R5独立地为被C1-20烷基取代的C6-20芳基，R2至R4和R6至R8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、C7-2...

【专利技术属性】
技术研发人员：金太镇，蔡成旼，盧庆燮，全相珍，郑寅用，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR