粉末型聚丙烯树脂及其制备方法技术

根据本发明专利技术，提供了一种粉末型聚丙烯树脂及其制备方法，其中通过形态优化来改善挤出机的料斗中的流动性和进料区中的进料稳定性，所述形态优化例如细粉末含量的降低、窄粒径分布、平均粒径增加和高熔点等。平均粒径增加和高熔点等。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】粉末型聚丙烯树脂及其制备方法


[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求向韩国知识产权局于2020年9月8日提交的韩国专利申请第10
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2020
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0114809号和2021年9月7日的提交的韩国专利申请第10
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2021
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0119264号的权益，其公开内容通过引用整体上并入本文。
[0003]本专利技术涉及粉末型聚丙烯树脂，其中通过形态优化改善了挤出机的料斗中的流动性和进料区中的进料稳定性。

技术介绍

[0004]通常，非织造织物是通过在不经过纺丝、编织或针织过程的情况下通过机械、热或化学粘结来粘结纤维、线或长丝而制备的片材或网结构。其也称为粘合织物或粘结织物。此类非织造织物可通过各种方法制备，并且已知有针刺、化学粘结、热粘结、熔喷、水刺、针脚式接合和纺粘方法。
[0005]其中，熔喷方法是在纺丝喷嘴的出口中流入高温高压空气流以拉伸和打开纤维，然后将它们累积在收集传送带上的方法，并且由于其可以制备单纤维直径为约1微米～10微米(通常纤维为10微米～30微米)的超细纤维，其主要用于制备需要过滤和防水性能的非织造织物。
[0006]在使用聚丙烯类树脂作为原料的熔喷非织造织物的情况下，以前主要应用齐格勒纳塔催化剂以获得具有高流动性的聚丙烯，然后将其熔融纺丝以制备聚丙烯纤维和包含其的非织造织物。然而，齐格勒纳塔催化剂具有低的氢反应性，为了使用它制备具有高流动性的聚丙烯，应使用过氧化物类分解促进剂进行减粘裂化(vis
‑
breaking)，或者应进行受控的流变学(Controlled Rheology；CR)过程。
[0007]在这种情况下，由于过氧化物类分解促进剂的作用，最终制备的纤维和非织造织物的耐热性或耐候性劣化，因此产生变色和收缩。并且，当将这样的非织造织物二次处理和储存以便适用于诸如面罩或吸声器等各种用途时，非织造织物的机械性质和其他性质劣化。此外，使用齐格勒纳塔催化剂制备的聚丙烯树脂具有宽的分子量分布，因此，对细旦纤维的生产存在限制，并且由于纤维厚度偏差大，发生自粘结。结果，蓬松度减小，并且压差增大，并且因此，对用于过滤器或面罩等的应用也存在限制。
[0008]同时，由于使用茂金属催化剂制备的聚丙烯树脂具有窄的分子量分布，因此可制备具有薄且均匀厚度的纤维，并且因此可制备具有优异强度的低基重的非织造织物。
[0009]在熔喷茂金属聚丙烯树脂中，由于低粘度性质，熔体指数(MI)为1700g/10min至2300g/10min的产物几乎无法以粒料的形式生产，并且因此，它们以粉末或薄片形式在市场中供应。
[0010]然而，在粉末型聚丙烯的情况下，由于在树脂中存在高含量的粒径小于500μm的细粉末、分子量分布宽且粒径小，在熔喷纺丝期间，原料的引入是不稳定的并且排出量减少。具体地，由于在料斗(hooper)中形成结垢，进料量减少且不稳定，并且在固体输送区段中由
于粉末的高表面积而导致熔化，产生堵塞，随后的转移到压缩区段的原料减少并且产生进料不稳定。并且，在齿轮泵(gear pump)剪切压力的降低和产生摆动方面存在问题，并且由于挤出机螺杆扭矩(荷重)的增加和摆动的产生，纺丝是不稳定的。
[0011]因此，需要关于制备下述粉末型聚丙烯树脂的研究，其具有窄粒径分布以及最佳粒径，并且在树脂中具有降低的细粉末含量。

技术实现思路

[0012]技术问题
[0013]本专利技术的一个目的是提供一种粉末型聚丙烯树脂及其制备方法，其中通过形态优化来改善挤出机的料斗中的流动性和进料区中的进料稳定性，所述形态优化例如细粉末含量的降低、窄粒径分布、平均粒径增加和高Tm等。
[0014][技术方案][0015]根据本专利技术的一个实施方式，提供了一种粉末型聚丙烯树脂，其包含均聚聚丙烯，并满足以下要求：
[0016](i)根据ASTM D1238于230℃在2.16kg荷重下测量的熔体指数：500g/10min至3000g/10min，
[0017](ii)熔点：155℃以上，
[0018](iii)根据以下数学式1的SPAN：0.6以下，
[0019](iv)平均粒径D50：大于1200μm且1600μm以下，和
[0020](v)基于聚丙烯树脂的总重量，粒径小于500μm的细粉末的含量：2重量％以下，
[0021][数学式1][0022]SPAN＝(D90
‑
D10)/D50
[0023]在数学式1中，在根据均聚聚丙烯粒径的颗粒数量的累积分布中，D50是累积分布为50％点处的均聚聚丙烯粒径，D90是累积分布为90％点处的均聚聚丙烯粒径，并且D10是累积分布为10％点处的均聚聚丙烯粒径。
[0024]根据本专利技术的另一个实施方式，提供了一种制备粉末型聚丙烯树脂的方法，所述方法包括：
[0025]在包含由以下化学式1表示的过渡金属化合物的催化剂组合物的存在下在引入氢气的同时聚合丙烯单体以制备均聚聚丙烯的步骤；和
[0026]从所述均聚聚丙烯中分离和去除粒径小于500μm的细粉末的细选步骤；
[0027]其中所述细选步骤包括进行选自由以下组成的组的一种或多种工序：使用旋风分离器的细粉末去除工序、使用振动筛的细粉末去除工序、以及通过空气吹洗喷射的细粉末去除工序；
[0028][化学式1][0029][0030]在化学式1中，
[0031]A为碳、硅或锗，
[0032]X1和X2各自独立地为卤素，
[0033]R1和R5各自独立地为取代有C1‑
20
烷基的C6‑
20
芳基，
[0034]R2至R4和R6至R8各自独立地为氢、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
烷芳基或C7‑
20
芳烷基。
[0035]根据本专利技术的另一个实施方式，提供了使用粉末型聚丙烯树脂制备的纤维，特别是熔喷非织造织物。
[0036][有益效果][0037]根据本专利技术的粉末型聚丙烯树脂具有优化的形态，例如在树脂中粒径小于500μm的细粉末的含量降低、粒径分布窄、平均粒径增加和高Tm等，因此表现出优异的进料稳定性。因此，在使用树脂的熔喷纺丝或挤出期间，排出量和齿轮泵剪切压力增加，并且齿轮泵剪切压力和挤出机扭矩(荷重)稳定化，从而表现出改善的纺丝稳定性和可加工性。
具体实施方式
[0038]本文中使用的术语仅用于解释特定实施方式，并且不旨在限制本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.粉末型聚丙烯树脂，所述粉末型聚丙烯树脂包含均聚聚丙烯并满足以下要求：(i)根据ASTM D1238于230℃在2.16kg荷重下测量的熔体指数：500g/10min至3000g/10min，(ii)熔点：155℃以上，(iii)根据以下数学式1的SPAN：0.6以下，(iv)平均粒径D50：大于1200μm且1600μm以下，和(v)基于聚丙烯树脂的总重量，粒径小于500μm的细粉末的含量：2重量％以下，[数学式1]SPAN＝(D90
‑
D10)/D50在数学式1中，在根据均聚聚丙烯粒径的颗粒数量的累积分布中，D50是累积分布为50％点处的均聚聚丙烯粒径，D90是累积分布为90％点处的均聚聚丙烯粒径，并且D10是累积分布为10％点处的均聚聚丙烯粒径。2.根据权利要求1所述的粉末型聚丙烯树脂，其中，所述粉末型聚丙烯树脂进一步满足以下(i
‑
1)至(v
‑
1)中的一个或多个要求：(i
‑
1)根据ASTM D1238于230℃在2.16kg荷重下测量的熔体指数：1700g/10min至2300g/10min(ii
‑
1)熔点：155℃至170℃(iii
‑
1)根据所述数学式1的SPAN：0.1至0.6(iv
‑
1)平均粒径D50：1300μm至1600μm(v
‑
1)细粉末的含量：1.5重量％以下。3.一种制备权利要求1所述的粉末型聚丙烯树脂的方法，所述方法包括：在包含由以下化学式1表示的过渡金属化合物的催化剂组合物的存在下在引入氢气的同时聚合丙烯单体以制备均聚聚丙烯的步骤；和从所述均聚聚丙烯中分离和去除粒径小于500μm的细粉末的细选步骤；其中所述细选步骤包括进行选自由以下组成的组的一种或多种工序：使用旋风分离器的细粉末去除工序、使用振动筛的细粉末去除工序、以及通过空气吹洗喷射的细粉末去除工序；[化学式1]
在化学式1中，A为碳、硅或锗，X1和X2各自独立地为卤素，R1和R5各自独立地为取代有C1‑
20
烷基的C6‑
20
芳基，R2至R4和R6至R8各自独立地为氢、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
烷芳基或C7‑
20
芳烷基。4.根据权利要求3所述的方法，其中A是硅，并且R1和R5各自独立...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡成旼，芮志和，卢庆燮，朴喜广，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：