一种专用于高速双向拉伸薄膜的聚丙烯树脂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种专用于高速双向拉伸薄膜的聚丙烯树脂及其制备方法和应用，聚丙烯树脂包括以下质量份数的组分：100份聚丙烯粉料，0.02~0.1份主抗氧剂1010，0.02~0.1份辅助抗氧剂626，0.015~0.05份吸酸剂水滑石；其制备方法包括步骤：在全混式Unipol气相流化反应器中聚合反应制备聚丙烯粉料；向聚丙烯粉料中分别加入主抗氧剂1010、辅助抗氧剂626以及吸酸剂水滑石，用双螺杆挤出机熔融挤出造粒，获得粒料聚丙烯树脂。本发明专利技术所制备的均聚聚丙烯具有中等偏宽分子量分布，适宜的等规指数，较好的拉伸强度和挺度，加工稳定性高，耐热氧化性好，破膜率低，黄色指数较低，透明度较好。

【技术实现步骤摘要】
一种专用于高速双向拉伸薄膜的聚丙烯树脂及其制备方法和应用
本专利技术属于烯烃聚合
，具体涉及一种专用于高速双向拉伸薄膜的聚丙烯树脂及其制备方法和应用。
技术介绍
双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜是近年来聚丙烯加工制品中增长最快的品种之一，因其无色、无嗅、无味、无毒，并具有高拉伸强度、高刚性和良好的透明性，被广泛地应用于包装材料领域。双向拉伸聚丙烯薄膜具有广泛的用途，通常是以聚丙烯树脂为原料，经挤出成膜后，再经双向拉伸、热处理、冷却处理等一系列的加工过程制造而成。BOPP薄膜的加工和使用性能取决于其熔融特性、光学性能和机械性能等，而这些指标与原料树脂的分子结构控制如等规度、分子量分布以及添加助剂包如抗氧剂、热稳定剂等因素密切相关。目前，BOPP薄膜已向高线速、大幅宽、高产率的加工方向发展，高速双向拉伸的线速一般能达到300～500m/min，薄膜厚度也减薄至10～18μm。为了适应下游加工BOPP薄膜的高速生产，从加工工艺上来说，不仅要求聚丙烯树脂原料具有较好的拉伸强度，而且还要求其具有较好的高温拉伸特性，所以一方面从分子结构控制的角度来说，聚合物的等规度越低，聚合物的熔融温度越低，除此之外，宽分子量分布的聚丙烯熔体具有剪切稀化效应，而且低分子量级分提高熔体流动性，具有更宽的加工温度窗口，这些对BOPP薄膜的加工成型越有利，但是等规度过低，会降低最终薄膜的拉伸强度和挺度等性能，而分子量分布过宽也对薄膜的透明性能产生不利影响，另一方面从添加助剂的角度来说，在加工过程的双向高速拉伸中，除了要求中和催化剂和防设备腐蚀，克服拉伸过程中因氧化而导致的聚合物大分子分解而保持稳定的加工性能，以及在长期存储及使用过程中保持较好的耐氧化性能以外，还能保持低迁移和析出性，使加工设备的过滤器的换网周期短，提高加工效率，保持产品较好的透明性和良好外观。在宽分子量分布聚丙烯的工业生产合成中，大多采用多步聚合的方法，即通过在每一步产生不同分子量的聚合物，从而使最终聚合物的分子量分布(PDI)变宽，其中每一步中聚合物的分子量可采用氢气等链转移剂来控制，也可采用改变聚合反应的温度来控制。例如中国专利CN101058654公开了一种高性能聚丙烯组合物的制备方法，不对称加氢和不对称加外给电子体(环管+环管)分步聚合制备宽分子量分布聚丙烯，得到的聚丙烯具有低分子量级分高等规、高分子量级分低等规的特点，另外不对称加氢分步聚合操作复杂、产品性能指标如熔融指数等波动较大，不利于BOPP薄膜的高速生产。此外，传统的应用于BOPP专用料的稳定剂体系为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯和硬脂酸钙复配使用，该助剂配方可以基本保证以基本保证BOPP专用料的加工稳定性，但由于对于大于300m/min以上的高速BOPP膜的生产过程，树脂的热氧老化严重，难以保持稳定的熔体流动指数和等规度，生产过程中易破膜，且薄膜颜色易发黄，而硬脂酸钙易于析出，产生晶点和过滤器的换网周期短等问题，影响薄膜的外观及生产效率等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种专用于高速双向拉伸薄膜的聚丙烯树脂及其制备方法和应用，所制备的均聚聚丙烯具有中等偏宽分子量分布，适宜的等规指数，较好的拉伸强度和挺度，加工稳定性高，耐热氧化性好，破膜率低，黄色指数较低，透明度较好。本专利技术提供了如下的技术方案：一种专用于高速双向拉伸薄膜的聚丙烯树脂，包括以下质量份数的组分：优选的，所述主抗氧剂1010与辅助抗氧剂626的质量百分比为1：1～1：3。一种专用于高速双向拉伸薄膜的聚丙烯树脂的制备方法，包括以下步骤：在全混式Unipol气相流化反应器中聚合反应制备聚丙烯粉料；向聚丙烯粉料中分别加入主抗氧剂1010、辅助抗氧剂626以及吸酸剂水滑石，用双螺杆挤出机熔融挤出造粒，获得粒料聚丙烯树脂。优选的，所述聚丙烯粉料的制备方法包括步骤：在齐格勒-纳塔催化剂、助催化剂三乙基铝和外给电子体正丙基三甲氧基硅烷的存在下，在全混式Unipol气相流化反应器中加入氢气和丙烯，聚合反应获得聚丙烯粉料。优选的，聚合反应获得聚丙烯粉料时所采用的聚合温度为65～75℃，聚合压力为3.0-3.3MPa。优选的，制备聚丙烯粉料时，氢气流量为1.2-3kg/h，催化剂载体流量为60-100kg/h，丙烯进料量为55000-60000kg/h。优选的，所述助催化剂三乙基铝与外给电子体正丙基三甲氧基硅烷的摩尔比计为5～11。优选的，所述助催化剂三乙基铝与齐格勒-纳塔催化剂的摩尔比计为40～55。优选的，所述双螺杆挤出机熔融挤出的温度为210～240℃。优选的，造粒时采用水下环切造粒，切粒水温度为40-60℃。一种专用于高速双向拉伸薄膜的聚丙烯树脂的应用，用于生产高速双向拉伸薄膜。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术通过调节助催化剂和外给电子体的比例来控制聚丙烯树脂的等规指数，使其在95％～97％的范围之内；(2)本专利技术通过在挤压造粒过程中加入一定比例的主抗氧剂1010和辅助抗氧剂626等，使聚丙烯树脂的黄色指数小于-2，树脂的氧化诱导期至少为15分钟，且在高速BOPP膜(速度达500m/min)的拉伸过程中对树脂产生优异的抗热氧老化效能；(3)本专利技术通过在挤压造粒过程中使用吸酸剂水滑石取代传统的应用于BOPP专用料的吸酸剂硬脂酸钙，从而解决了后者易产生晶点和过滤器的换网周期短等问题，灰分和薄膜鱼眼数目减少50％以上，其中灰分小于200ppm，改善了BOPP薄膜的外观缺陷，换网周期也得到延长，提高了生产效率；(4)本专利技术通过基于一台均匀的全返混式Unipol气相聚合反应器的工艺，就能得到分子质量分布较宽Mw/Mn为5～7便于加工的树脂，与环管法相比，必须通过2个串联的环管反应器，分别控制不同的氢气浓度才能生产宽分子质量分布的产品，且不对称加氢分步聚合操作复杂、产品性能指标如熔融指数等波动较大，不利于BOPP薄膜的高速稳定生产，Unipol气相聚合法的流程更加方便简单；(5)本专利技术制备的聚丙烯树脂熔融指数为2～4g/10min，拉伸屈服强度大于30MPa，弯曲模量为1000～1300MPa，1mm厚度试样片的雾度为30～35％；(6)本专利技术通过气相聚合工艺和配方优化改善，使BOPP薄膜的加工速度更高，可达500米/分钟，薄膜的厚度可小于20微米，厚度偏差小，在±5％以内，成膜稳定性好，生产过程中不断膜、不破膜，薄膜雾度低、刚性和强度高，尤其适合于烟膜专用料的应用领域。附图说明图1是BOPP薄膜的加工工艺流程图。具体实施方式以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例1在齐格勒-纳塔催化剂(SHACTM201，包括四氯化钛、载体氯化镁和内给电子体邻苯二甲基酸酯)、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种专用于高速双向拉伸薄膜的聚丙烯树脂，其特征在于，包括以下质量份数的组分：/n聚丙烯粉料 100份，/n主抗氧剂1010 0.02~0.1份，/n辅助抗氧剂626 0.02~0.1份，/n吸酸剂水滑石 0.015~0.05份。/n

【技术特征摘要】
1.一种专用于高速双向拉伸薄膜的聚丙烯树脂，其特征在于，包括以下质量份数的组分：
聚丙烯粉料100份，
主抗氧剂10100.02~0.1份，
辅助抗氧剂6260.02~0.1份，
吸酸剂水滑石0.015~0.05份。


2.根据权利要求1所述的专用于高速双向拉伸薄膜的聚丙烯树脂，其特征在于，所述主抗氧剂1010与辅助抗氧剂626的质量百分比为1：1~1：3。


3.一种专用于高速双向拉伸薄膜的聚丙烯树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在全混式Unipol气相流化反应器中聚合反应制备聚丙烯粉料；
向聚丙烯粉料中分别加入主抗氧剂1010、辅助抗氧剂626以及吸酸剂水滑石，用双螺杆挤出机熔融挤出造粒，获得粒料聚丙烯树脂。


4.根据权利要求3所述的专用于高速双向拉伸薄膜的聚丙烯树脂的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯粉料的制备方法包括步骤：在齐格勒-纳塔催化剂、助催化剂三乙基铝和外给电子体正丙基三甲氧基硅烷的存在下，在全混式Unipol气相流化反应器中加入氢气和丙烯，聚合反应获得聚丙烯粉料。


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【专利技术属性】
技术研发人员：崔寅鑫，孙灿乾，王红英，禇钰宇，熊张军，吴梁锋，陈海斌，王耀华，陈强，喻秉俊，程南南，陈艺帆，汪诗平，
申请(专利权)人：东华能源宁波新材料有限公司，东华能源张家港新材料有限公司，东华能源股份有限公司，江苏东华汽车能源有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33