一种无规共聚聚丙烯基料及其制备方法、包含其的聚丙烯纤维材料技术

本发明专利技术涉及高分子合成技术领域，公开了一种无规共聚聚丙烯基料的制备方法，包括如下步骤：丙烯在主催化剂、助催化剂和外给电子体的共同作用下，在预聚合反应器内发生预聚合反应，得到丙烯预聚物；丙烯预聚物与新鲜丙烯、己烯和氢气在第一环管反应器内发生第一聚合反应，得到第一聚合反应产物；第一聚合反应产物与新鲜丙烯、己烯和氢气在第二环管反应器内发生第二聚合反应，得到无规共聚聚丙烯基料。本申请的无规共聚聚丙烯基料，采用ZN催化剂/D

【技术实现步骤摘要】
一种无规共聚聚丙烯基料及其制备方法、包含其的聚丙烯纤维材料


[0001]本专利技术属于高分子合成
，具体地说，涉及一种无规共聚聚丙烯基料及其制备方法、包含其的聚丙烯纤维材料。

技术介绍

[0002]聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯(isotactic polypropylene)、无规聚丙烯(atactic polypropylene)和间规聚丙烯(syndiotactic polypropylene)三种。其中，甲基排列在分子主链的同一侧称为等规聚丙烯；甲基无秩序地排列在分子主链的两侧称为无规聚丙烯；甲基交替排列在分子主链的两侧称为间规聚丙烯。一般在工业生产的聚丙烯树脂中，等规聚丙烯含量约为95％，其余为无规聚丙烯或间规聚丙烯。工业化的聚丙烯产品以等规聚合物为主要成分，无规聚合物使用较少。
[0003]聚丙烯纤维作为合成纤维中密度最小的品种之一，具有强度高、回弹性好、抗菌、无毒、防蛀、耐磨、耐腐蚀性以及耐化学品性等优点，同时聚丙烯纤维的电绝缘性和保暖性均优于其他纤维产品。聚丙烯纤维对原料树脂的熔指、分子量、分子量分布、结晶度、灰份等性能指标有非常严格的要求。由于国内聚丙烯生产企业对聚丙烯纤维料的结构与性能之间的关系以及如何在工厂实现想要的结构认识不深，使得生产得到的聚丙烯纤维料分子量、分子量分布，纺丝速度、丝的纤度以及无纺布制品的柔软性远远差于国外同类型产品，造成了国内市场的高端聚丙烯纤维专用树脂市场长期被ExxonMobil、LYB、Borealis等国外大公司占据。

技术实现思路

[0004]<本专利技术要解决的技术问题>
[0005]当前以聚丙烯树脂存在纺丝性能差、以聚丙烯树脂制得的无纺布制品柔软性差的技术问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术的第一目的在于，提供一种无规共聚聚丙烯基料的制备方法，该方法能够提升聚丙烯基料的纺丝性能以及提升包含有此聚丙烯基料的无纺布制品的柔软性，同时其制品的加工便利性。
[0007]本专利技术的第二目的在于提供一种由前述制备方法得到的无规共聚聚丙烯基料，具有较强的拉伸强度、低的结晶度，具有较佳的纺丝性能。
[0008]本专利技术的第三目的在于提供一种无规共聚聚丙烯纤维材料，触感柔软舒适。
[0009]<本专利技术采用的技术方案>
[0010]第一，本专利技术提供了一种无规共聚聚丙烯基料的制备方法，包括如下步骤：
[0011]S1丙烯在主催化剂、助催化剂和外给电子体的共同作用下，在预聚合反应器内发生预聚合反应，得到丙烯预聚物；
[0012]S2丙烯预聚物与新鲜丙烯、己烯和氢气在第一环管反应器内发生第一聚合反应，得到第一聚合反应产物；
[0013]S3第一聚合反应产物与新鲜丙烯、己烯和氢气在第二环管反应器内发生第二聚合反应，得到无规共聚聚丙烯基料；
[0014]所述主催化剂为ZN催化剂，ZN催化剂的各组分按重量百分比计，包括镁12％～22％、硅胶3％-10％、钛1.5％～5％、卤素36％～65％、内给电子体5％～15％和元素硼0.03％～0.08％；内给电子体为邻苯二甲酸二丁酯，外给电子体为二环戊基二甲氧基硅烷。
[0015]本申请的无规共聚聚丙烯基料，采用ZN催化剂/D-Donor的催化剂体系催化丙烯和己烯共聚得到，此方法能够提升聚丙烯基料的纺丝性能以及提升包含有此聚丙烯基料的无纺布制品的柔软性，同时其制品的加工便利性。
[0016]具体地，本申请的ZN催化剂/D-Donor催化剂体系，催化剂体系由主催化剂、助催化剂和外给电子体组成。该催化剂体系使得丙烯聚合反应的衰减速度减慢，在较长时间内保持较快且稳定的反应速率。这是利用ZN催化剂/D-Donor催化剂体系、聚丙烯(PP)的孔隙率以及孔径分布较大，能够保证己烯共聚单体在较长间内向孔内扩散，从而充分接触反应活性中心，使得催化剂表现出稳定长效的特性，己烯在长链分子中占据量多，使得制备的无规共聚聚丙烯基料具有较强的拉伸强度。在PP树脂纺丝性能提升的同时，能够降低丝的纤度；同时由于己烯的存在，PP树脂的结晶度降低，使得最终的无纺布制品触感柔软舒适。
[0017]第二，本专利技术提供了一种无规共聚聚丙烯基料，由前述的制备方法得到。
[0018]第三，本专利技术提供了一种无规共聚聚丙烯纤维材料，各组分按重量份数计，包括无规共聚聚丙烯基料99.15份～99.75份，加工助剂0.25份～0.85份。
[0019]<本专利技术达到的有益效果>
[0020](1)本专利技术中无规共聚聚丙烯基料适用于聚丙烯纤维纺丝，可纺性好，纺出的丝可达1.2旦，丝的韧性好，最终无纺布制品的柔软性好，手感好；
[0021](2)本专利技术中无规共聚聚丙烯基料的制备方法对制备纤维用的聚丙烯材料结构进行优化改善，通过引入己烯作为长链分子，使得在不降低PP树脂拉伸强度的情况下，提高了丝的柔软性。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0023]第一，本专利技术提供了一种无规共聚聚丙烯基料的制备方法，包括如下步骤：
[0024]S1丙烯在主催化剂、助催化剂和外给电子体的共同作用下，在预聚合反应器内发生预聚合反应，得到丙烯预聚物；
[0025]S2丙烯预聚物与新鲜丙烯、己烯和氢气在第一环管反应器内发生第一聚合反应，得到第一聚合反应产物；
[0026]S3第一聚合反应产物与新鲜丙烯、己烯和氢气在第二环管反应器内发生第二聚合反应，得到无规共聚聚丙烯基料；
[0027]所述主催化剂为ZN催化剂，ZN催化剂的各组分按重量百分比计，包括镁12％～22％、硅胶3％-10％、钛1.5％～5％、卤素36％～65％、内给电子体5％～15％和元素硼0.03％～0.08％；内给电子体为邻苯二甲酸二丁酯，外给电子体为二环戊基二甲氧基硅烷。
[0028]优选地，Ti占比为2％～4％，钛是由四氯化钛提供。
[0029]优选地，卤素为氯。
[0030]本专利技术中，第一聚合反应中己烯/丙烯为0.05wt～0.5wt，和/或第二聚合反应中己烯/丙烯为0.22wt～0.65wt。
[0031]本专利技术中，第一聚合反应的温度为85
±
5℃，反应压力为4.2MPa～4.8MPa；和/或第二聚合反应的温度为85
±
5℃，反应压力为4.2MPa～4.8MPa。
[0032]本专利技术中，助催化剂包括三甲基铝、三乙基铝、三丁基铝、或三异丁基铝中的至少一种。
[0033]本专利技术中，所述第一环管反应器中氢气浓度为4500
±
1000ppm，和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无规共聚聚丙烯基料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1丙烯在主催化剂、助催化剂和外给电子体的共同作用下，在预聚合反应器内发生预聚合反应，得到丙烯预聚物；S2丙烯预聚物与新鲜丙烯、己烯和氢气在第一环管反应器内发生第一聚合反应，得到第一聚合反应产物；S3第一聚合反应产物与新鲜丙烯、己烯和氢气在第二环管反应器内发生第二聚合反应，得到无规共聚聚丙烯基料；所述主催化剂为ZN催化剂，ZN催化剂的各组分按重量百分比计，包括镁12％～22％、硅胶3％-10％、钛1.5％～5％、卤素36％～65％、内给电子体5％～15％和元素硼0.03％～0.08％；内给电子体为邻苯二甲酸二丁酯，外给电子体为二环戊基二甲氧基硅烷。2.根据权利要求1所述的无规共聚聚丙烯基料的制备方法，其特征在于，第一聚合反应的温度为85
±
5℃，反应压力为4.2MPa～4.8MPa；和/或第二聚合反应的温度为85
±
5℃，反应压力为4.2MPa～4.8MPa。3.根据权利要求1所述的无规共聚聚丙烯基料的制备方法，其特征在于，助催化剂包括三甲基铝、三乙基铝、三丁基铝、或三异丁基铝中的至少一种。4.根据权利要求1所述的无规共聚聚丙烯基料的制备方法，其特征在于，第一聚合反应中己烯/丙烯为0.05wt～0.5wt，和/或第二聚合反应中己烯/丙烯为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘城，
申请(专利权)人：刘城，
类型：发明
国别省市：