一种三元无规共聚聚丙烯及其制备方法、包含其的聚丙烯管材及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高分子合成技术领域，公开了一种三元无规共聚聚丙烯，该聚丙烯包括乙烯2.5wt.％～4.5wt.％，丁烯

【技术实现步骤摘要】
一种三元无规共聚聚丙烯及其制备方法、包含其的聚丙烯管材及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子合成
，具体地说，涉及一种三元无规共聚聚丙烯及其制备方法、包含其的聚丙烯管材及其制备方法。

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(PP)树脂具有密度低、耐热性好、以及良好的刚度、硬度和可焊接性等优势，其中尤为突出的是良好的耐应力开裂及耐化学品性能。聚丙烯制品与高密度聚乙烯制品相比，聚丙烯制品的透明性也更好，使得聚丙烯制品在新型建筑管材行业中得到了广泛的应用。以丙烯无规共聚基料制得的无规共聚聚丙烯管(PPR管)，具有质量轻、优异的抗冲击性能、长期耐蠕变性能好、耐压耐热、耐化学腐蚀等优点，是新一代节能环保型塑料管材。但目前国内聚丙烯制品仍有相当一部分依靠进口，国内品质不够好，其中PPR管材聚丙烯的结构与国外同类产品相较，综合性能差，尤其是抗低温冲击性，使得生产的聚丙烯(PP-R)管材在冬季施工会出现裂纹或破损的情况。

技术实现思路

[0004]<本专利技术解决的技术问题>
[0005]当前的聚丙烯管材存在抗低温冲击性差，造成管材出现裂纹或破损的技术问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术的第一目的在于，提供一种三元无规共聚聚丙烯，能够在低温下获得高抗冲性，具有较低的玻璃化转化温度，同时具有良好的挤出加工性。
[0007]本专利技术的第二目的在于提供一种三元无规共聚聚丙烯的制备方法，使得聚合单体能够充分接触反应活性中心，从而提升反应活性。
[0008]本专利技术的第三目的在于提供一种三元无规共聚聚丙烯管材，具有较低的玻璃化转变温度以及较好的刚韧平衡。
[0009]本专利技术的第四目的在于提供一种三元无规共聚聚丙烯管材的制备方法。
[0010]<本专利技术采用的技术方案>
[0011]第一，本专利技术提供了一种三元无规共聚聚丙烯，该聚丙烯包括乙烯2.5wt.％～4.5wt.％，丁烯-1 1.2wt.％～3.2wt.％，余量为丙烯。
[0012]第二，本专利技术提供了一种三元无规共聚聚丙烯的制备方法，包括如下步骤：
[0013]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；
[0014]丙烯预聚物与新鲜丙烯、乙烯和丁烯-1在气相反应釜中反应得到三元无规共聚聚丙烯；
[0015]所述主催化剂为ZN催化剂，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，外给电子体为异丁基异丙基二甲氧基硅烷和环己基乙基二甲氧基硅烷的复配物。
[0016]本申请利用ZN催化剂/X-Donor催化体系用以催化丙烯聚合，催化剂体系以主催化剂、助催化剂和外给电子体构成。该催化剂体系使得丙烯聚合反应的衰减速度减慢，能够在较长时间内保持较快且稳定的反应速率。这是利用了ZN催化剂/X-Donor催化体系和聚丙烯(PP)的孔隙率及孔径分布较大，保证聚合单体在较长时间内向孔内扩散，充分接触反应活性中心，使得催化剂表现出稳定长效特性，从而制备的三元无规共聚聚丙烯在低温下获得高抗冲性，以及较低的玻璃化转变温度。
[0017]第三，本专利技术提供了一种三元无规共聚聚丙烯管材，各组分按重量份数计，包括三元无规共聚聚丙烯98.82份～99.4份，主抗氧剂0.4份～0.8份，辅助抗氧剂0.15份～0.3份，卤素吸收剂0.05份～0.08份。
[0018]第四，本专利技术提供了一种三元无规共聚聚丙烯管材的制备方法，包括如下步骤：
[0019]将三元无规共聚聚丙烯、主抗氧剂、辅助抗氧剂以及卤素吸收剂按比例称取并共混，得到共混物；
[0020]将共混物放入双螺旋挤出机内挤出得到三元无规共聚聚丙烯管材。
[0021]<本专利技术达到的有益效果>
[0022](1)本专利技术的三元无规共聚聚丙烯适用于聚丙烯挤出管材的生产，生产出的管材具有较好的低温抗冲性，较低的玻璃化转变温度以及较好的刚韧平衡，并且能够提高聚丙烯管材的挤出加工性；
[0023](2)本专利技术中三元无规共聚聚丙烯的制备方法对制备管材用的聚丙烯材料的结构进行优化改善，提高了聚丙烯管材成品的分子量分布，其分子量分布≥7，而一般添加乙烯的聚丙烯材料分子量分布为5。
具体实施方式
[0024]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。
[0025]第一，本专利技术提供了一种三元无规共聚聚丙烯，该聚丙烯包括乙烯2.5wt.％～4.5wt.％，丁烯-1 1.2wt.％～3.2wt.％，余量为丙烯。
[0026]本专利技术中，该聚丙烯的溶体流动速率为0.3g/10min～1g/10min。
[0027]第二，本专利技术提供了一种三元无规共聚聚丙烯的制备方法，包括如下步骤：
[0028]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；
[0029]丙烯预聚物与新鲜丙烯、乙烯和丁烯-1在气相反应釜中反应得到三元无规共聚聚丙烯。
[0030]本专利技术中，所述主催化剂为ZN催化剂，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，外给电子体为异丁基异丙基二甲氧基硅烷和环己基乙基二甲氧基硅烷的复配物(X-Donor)。
[0031]本专利技术中，异丁基异丙基二甲氧基硅烷和环己基乙基二甲氧基硅烷的摩尔比为5:4。
[0032]本专利技术中，钛由四氯化钛提供。
[0033]本实施例中，卤素为氯。
[0034]本专利技术中，反应釜的温度为60℃～75℃，反应压力为1.8MPa～2.8MPa。
[0035]本专利技术中，氢气浓度为150ppm～350ppm。
[0036]本专利技术中，乙烯/丙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三元无规共聚聚丙烯，其特征在于，该聚丙烯包括乙烯2.5wt.％～4.5wt.％，丁烯-1 1.2wt.％～3.2wt.％，余量为丙烯。2.根据权利要求1所述的三元无规共聚聚丙烯，其特征在于，该聚丙烯的溶体流动速率为0.3g/10min～1g/10min。3.一种如权利要求1或2所述的三元无规共聚聚丙烯的制备方法，其特征在于，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、乙烯和丁烯-1在气相反应釜中反应得到三元无规共聚聚丙烯；所述主催化剂为ZN催化剂，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，外给电子体为异丁基异丙基二甲氧基硅烷和环己基乙基二甲氧基硅烷的复配物。4.根据权利要求3所述的三元无规共聚聚丙烯的制备方法，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。5.根据权利要求4所述的三元无规共聚聚丙烯的制...

【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：