(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010845257.2
(22)申请日 2020.08.20
(71)申请人 北方华锦化学工业股份有限公司
地址 124021 辽宁省盘锦市双台子区红旗
大街
(72)发明人 付传玉 张彬 刘忠全 庄松
赵胤衡 王楠 付莹 赵欣麟
朱勇飞 肖大君 李鹤 张帆
(74)专利代理机构 中国兵器工业集团公司专利
中心 11011
代理人 王晓娜
(51)Int.Cl.
C08L 53/00(2006.01)
C08K 5/134(2006.01)
C08K 5/526(2006.01)
C08K 5/053(2006.01)C08F 293/00(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明属于高端新材料领域，
公开了一种高抗冲透明聚丙烯树脂的制备方法。该方法通过调
节环管反应器R201/R202乙烯的加入量，增加聚 度，使结晶相与非结晶相具有相识的折光指数从
而增加产品透明性能；在气相共聚釜内继续进行
聚合反应，通过加入一定量的乙烯，调节气相组
成C2‑/C2‑+C3‑比值，以此来提升产品的冲击性
能；在产品造粒成型阶段，通过加入复配添加剂，
使产品的晶核变小，晶核密度增大，结晶速率提
高，结晶度增大，减小产品的雾度，提升其刚学性
能。权利要求书2页 说明书6页 附图1页CN 112226031 A 2021.01.15
C N 112226031
A
1.一种高抗冲透明聚丙烯树脂的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1、催化剂和丙烯、乙烯进入环管反应器R201进行聚合反应，得到初产物；
S2、步骤S1中获得的初产物进入环管反应器R202继续反应，生产出含有无规共聚的聚丙烯粉料的反应物； S3、从环管反应器R202出来的反应物进入闪蒸罐D301，未反应的液态丙烯被汽化从上部回收，粉料状态的聚丙烯进入闪蒸罐D301底部；
S4、粉料状态的无规共聚聚丙烯进入气相流化床反应器R401与乙烯、丙烯进行嵌段共聚反应生成抗冲聚丙烯；
S5、气相流化床反应器R401出来的抗冲聚丙烯粉料进入蒸汽器D501与低压蒸汽接触，使粉料颗粒内部的催化剂失去活性；
S6、随后粉料到达干燥器D502与高温氮气逆向接触，脱除多余水分；
S7、最后干燥器D502出来的粉料进入造粒工段，与异相成核剂、抗氧化剂混合挤压造粒，生成聚丙烯树脂产品。
2.如权利要求1所述的一种高抗冲透明聚丙烯树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，催化剂调节负荷在23-25t/h，丙烯与助催化剂比例在1：0.16-0.2，乙烯加入量为催化剂调节负荷的2％-4％。
3.如权利要求2所述的一种高抗冲透明聚丙烯树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中环管反应器R201的压力控制在3.6-
4.0Mpa，所述步骤2中环管反应器R202的压力控制在
3.6-
4.0Mpa。
4.如权利要求3所述的一种高抗冲透明聚丙烯树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤S4进一步包括：
粉料状态的聚丙烯、乙烯进入气相流化床反应器R401，乙烯与气相流化床反应器内的丙烯生成乙丙橡胶颗粒，乙丙橡胶颗粒均匀地分布在无规共聚聚丙烯粉料内部；气相流化床反应器R401内乙烯与丙烯的摩尔比率在1：8至1：10，无规共聚聚丙烯粉料与乙丙橡胶颗粒的比例在3：7至2：8；气相流化床反应器R401压力控制在1.3-1.4MPa 。
5.如权利要求4所述的一种高抗冲透明聚丙烯树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤7进一步包括：
在加热筒体中，于220-230℃温度下，异相成核剂、抗氧剂与聚丙烯粉料混合，混合物经造粒机加热、剪切、熔融、挤压变成聚丙烯粒料。
6.如权利要求5所述的一种高抗冲透明聚丙烯树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤7中，所述异相成核剂选用山梨醇类第三代或第四代透明剂。
7.如权利要求6所述的一种高抗冲透明聚丙烯树脂的制备方法，其特征在于，异相成核剂选用NX8000I或NX8000K。
8.如权利要求7所述的一种高抗冲透明聚丙烯树脂的制备方法，其特征在于，抗氧剂包括主抗氧化剂和辅助抗氧化剂，选用亚磷酸酯及受阻酚类，主抗氧剂1010与抗冲聚丙烯粉料质量比为1：2000，辅助抗氧剂168与抗冲聚丙烯粉料质量比为1：4000。
9.如权利要求8所述的一种高抗冲透明聚丙烯树脂的制备方法，其特征在于，主抗氧剂选用受阻酚类1010，即四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]酯，辅助抗氧剂为168，即三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
10.一种实现权利要求1至9中任一项所述的高抗冲透明聚丙烯树脂的制备方法的装置，其特征在于，该
装置包括环管反应器R201/R202、闪蒸罐、过滤器、气相流化床反应器、蒸汽器、干燥器、加热筒体、造粒机；催化剂、助催化剂、丙烯、乙烯进入环管反应器R201进行聚合反应生成初产物，初产物进入环管反应器R202继续反应，生成无规共聚聚丙烯粉料，无规共聚聚丙烯粉料进入闪蒸罐D301，未反应的液态丙烯被汽化后，无规共聚聚丙烯粉料进入闪蒸罐D301底部，无规共聚聚丙烯粉料从闪蒸罐D301底部进入气相流化床反应器R401，与乙烯、丙烯进行嵌段共聚反应生成抗冲聚丙烯粉料，抗冲聚丙烯粉料从气相流化床反应器R401出来后进入丙烯袋式过滤器，脱除粉料内部的未反应的乙烯、丙烯，然后过滤后的抗冲聚丙烯粉料进入蒸汽器D501与低压蒸汽接触，随后抗冲聚丙烯粉料到达干燥器D502与高温氮气逆向接触，脱除多余水分，干燥器D502出来的抗冲聚丙烯粉料在加热筒体中，与异相成核剂、抗氧剂混合，经造粒机加热、剪切、熔融、挤压变成聚丙烯粒料。
一种高抗冲透明聚丙烯树脂的制备方法
技术领域
[0001]本发明属于高端新材料领域，涉及一种聚丙烯树脂的制备方法。
背景技术
[0002]聚丙烯是广泛使用的一种热塑性树脂，结合了优异的机械性能和低成本等 优点，具有良好的无毒
害、耐化学腐蚀特性，市场前景广阔，已成为五大通用 合成树脂中增长速度最快、发展最为活跃的品种。近年来，随着煤制烯烃和丙 烷脱氢技术的快速发展，我国聚丙烯的总产量得到了明显增加。我国已成为全 球最大的聚丙烯消费国，占到了全球消费量的30％。通过市场调研发现全国透 明聚丙烯年需求高达100万吨，且产品多为无规透明聚丙烯，而无规透明聚丙 烯产品因自身特性，其冲击性能较差，应用范围受到极大限制。而高抗冲透明 聚丙烯具有优良的冲击性和透明性，应用领域广，市场需求旺盛，预计未来高 抗冲透明聚丙烯能取代普通透明聚丙烯约40-50％的市场。
[0003]当前国内外改变聚丙烯透明性及冲击强度主要有四种方法：
[0004]1、在聚合过程中引入第二种单体而改变分子链的规整度，影响其晶核生长， 从而改善其透明度。但此方法聚合工艺复杂，操作难度较大，其透明度和冲击 强度提升有限。[0005]2、与其他高聚物共混，由于第二组分的加入，它们各自结晶区相互影响， 使聚丙烯结晶细化，从而改善透明度，但由于第二组份的加入，聚丙烯物性发 生变化。
[0006]3、添加异相成核剂，由于此法简单而且有较高的性价比，因此在国外受到 了广泛的关注。但是此法不能提升聚丙烯的抗冲击性能。
[0007]4、采用茂金属催化剂生产高透明聚丙烯，由于茂金属聚丙烯具有分子量分 布窄的特点，因此生产高透明聚丙烯光学性能十分突出，但茂金属由于结构原 因使得刚性较强而抗冲击强度不好。
发明内容
[0008](一)本发明所要解决的技术问题
[0009]本发明为了解决聚丙烯树脂产品常温冲击强度低、乙烯丙烯嵌段共聚物透 明性差、聚合工艺复杂，操作难度较大的问题，提供一种高抗冲透明聚丙烯树 脂的制备方法，增加产品透明性能，提升产品的冲击性能和刚学性能。
[0010](二)为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案
[0011]本发明的技术难点：
[0012](1)在调节流化床反应器内的气相组成时，乙烯/乙烯+丙烯控制数值过 低会造成共聚反应异常，导致聚合物粉料发粘，堵塞管线。
[0013](2)环管反应器加入乙烯，反应器内聚合反应剧烈，温度波动较大，不利 于生产稳定控制，极易引发生产事故。
[0014](3)产品产业化过程中，产品的质量难以保证完全一致，产品性能指标会 根据不同客户的差异化需求而改变。
[0015]本发明的技术方案思路：
[0016](1)在两个环管反应器内加入一定量的乙烯，可以有效的增加产品的抗低 温性能及韧性。同时由于乙烯的加入与丙烯生成无规共聚物，使聚合物的结晶 度下降，非结晶区含量升高。由于结晶区和非结晶区具有不同的折光指数，当 光线通过二者的界面时，会发生光的反射及折射，因此会影响产品的透明性。 而对于非结晶区，光线可以直接通过，因此具有透明度高的特点。当结晶区与 非结晶区具有相识的折光指数时，光线在界面处不会发生折射、反射，其透明 性不受影响。
[0017](2)从环管反应器出来的聚丙烯进入气相流化床反应器，在气相反应器内 再加一定含量的乙烯，使聚丙烯树脂内部生成乙丙橡胶。通过控制乙烯/乙烯+ 丙烯的数值，调节乙丙橡胶无规物的含量，增加乙丙橡胶的乙烯含量，以此来 提高产品的冲击性能。[0018](3)造粒阶段加入异相成核剂，为聚合物提供了额外的带自由能的晶核， 众多的活性点使结晶速率成倍提高，大幅度增加了晶核数量，阻碍晶球的生长， 使晶球直径减少。当直径减少到小于可见光波长时，可见光可以通过，从而使 聚丙烯的透明度和光泽度提高。
[0019]本发明提供了一种高抗冲透明聚丙烯树脂的制备方法，其特征在于，该 方法包括如下步骤：
[0020]S1、催化剂和丙烯、乙烯进入环管反应器R201进行聚合反应，得到初产物；[0021]S2、步骤S1中获得的初产物进入环管反应器R202继续反应，生产出含有 无规共聚的聚丙烯粉料的反应物；
[0022]S3、从环管反应器R202出来的反应物进入闪蒸罐D301，未反应的液态丙烯 被汽化从上部回收，粉料状态的聚丙烯进入闪蒸罐D301底部；
[0023]S4、粉料状态的无规共聚聚丙烯进入气相流化床反应器R401与乙烯、丙烯 进行嵌段共聚反应生成抗冲聚丙烯；
[0024]S5、气相流化床反应器R401出来的抗冲聚丙烯粉料进入蒸汽器D501与低 压蒸汽接触，使粉料颗粒内部的催化剂失去活性；
[0025]S6、随后粉料到达干燥器D502与高温氮气逆向接触，脱除多余水分；
[0026]S7、最后干燥器D502出来的粉料进入造粒工段，与异相成核剂、抗氧化剂 混合挤压造粒，生成聚丙烯树脂产品。
[0027]进一步的，所述步骤1中，催化剂调节负荷在23-25t/h，丙烯与助催化剂比 例在1：0.16-0.2，乙烯加入量为催化剂调节负荷的2％-4％。
[0028]进一步的，所述步骤1中环管反应器R201的压力控制在3.6-4.0Mpa，所述 步骤2中环管反应器R202的压力控制在3.6-4.0Mpa。
[0029]进一步的，所述步骤S4进一步包括：
[0030]粉料状态的聚丙烯、乙烯进入气相流化床反应器R401，乙烯与气相流化床 反应器内的丙烯生成乙丙橡胶颗粒，乙丙橡胶颗粒均匀地分布在无规共聚聚丙 烯粉料内部；气相流化床反应器R401内乙烯与丙烯的摩尔比率在1：8至1：10， 无规共聚聚丙烯粉料与乙丙橡胶颗粒的比例在3：7至2：8；气相流化床反应器 R401压力控制在1.3-1.4MPa
[0031]进一步的，所述步骤7进一步包括：
[0032]在加热筒体中，于220-230℃温度下，异相成核剂、抗氧剂与聚丙烯粉料混 合，混
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议