一种淤浆法制备乙烯辛烯共聚物的方法及乙烯辛烯共聚物与流程

专利2026-01-29  15


本发明涉及聚乙烯制备工艺领域,具体为一种淤浆法制备乙烯辛烯共聚物的方法及乙烯辛烯共聚物。


背景技术:

1、聚乙烯作为一种重要的工程塑料,在包装、建筑、汽车等多个行业中有着广泛的应用。淤浆法作为一种常见的聚乙烯制备方法,通过控制反应条件可以得到不同性能的产品。然而,传统的淤浆法在生产过程中,反应中的催化剂活性受到溶剂环境等因素的影响,导致单体转化率低,反应效率不高,且容易产生无规共聚物,影响成品的最终理化性能。目前主要通过调节反应条件(如温度、压力)、催化剂体系的选择和单体进料速率等方式来改善产品的性能。如何高效且稳定地制备具有稳定分子量、良好理化性能的聚乙烯仍然是一个挑战。

2、目前以乙烯为主要组分同时加入其他α-烯烃作为共聚单体(1-丁烯、1-己烯、1-辛烯),可以降低聚烯烃的密度和结晶度,扩展其物理和应用性能,特别是乙烯和1-辛烯共聚可以得到高端聚烯烃产品,极大提高产品应用价值,产品具有质量轻、柔韧性及抗冲击性优异等优点,具有巨大商业应用价值。然而,乙烯与辛烯共聚反应时,由于乙烯为气态,辛烯为液态,二者单体的反应活性差异较大,导致聚合速率不匹配,且1-辛烯共聚单体的空间位阻大,对催化剂的共聚性能要求更高,二者共聚反应相对比较困难,导致辛烯聚合度低,共聚产物性能不理想。因此,如何探究适合的聚合工艺条件仍需做进一步研究。


技术实现思路

1、本发明为了解决现有技术中存在的缺陷,提供一种高效且稳定地制备具有稳定分子量、良好理化性能的乙烯辛烯共聚物的淤浆法制备法。

2、本发明通过以下技术方案实现:一种淤浆法制备乙烯辛烯共聚物的方法,以单体乙烯和共聚单体1-辛烯为原料;将催化剂经超临界乙烷稀释获得催化剂稀释液,所述催化剂为茂金属催化剂和助催化剂;将催化剂稀释液、原料、氢气加入含有超临界乙烷的搅拌反应釜中进行聚合反应,搅拌反应釜的温度与压力控制在乙烷的超临界条件以上;聚合完成后从搅拌反应釜出料的浆液经后处理后制得成品。

3、作为本发明优选的技术方案,所述茂金属催化剂为双茚基亚甲基桥连锆,所述助催化剂为铝氧烷;

4、所述茂金属催化剂与所述助催化剂的摩尔比例为1:50-400,优选为1:100-200;

5、所述催化剂稀释液中,所述茂金属催化剂在超临界乙烷中的浓度为0.1-10mmol/l,优选为0.1-5mmol/l,再优选为0.1-1mmol/l。

6、作为本发明优选的技术方案,所述茂金属催化剂为(ind)2ch2zrcl2,所述助催化剂为甲基铝氧烷和/或四丁基铝氧烷,优选为甲基铝氧烷。

7、作为本发明优选的技术方案,在催化剂配置罐中,在惰性环境下将所述茂金属催化剂和助催化剂与超临界乙烷混合均匀,催化剂配置罐维持在乙烷的超临界条件。

8、作为本发明优选的技术方案,在惰性气体吹扫后的搅拌反应釜中持续通入乙烷,压力控制在4.8-6mpa,使搅拌反应釜保持升温状态,反应釜内加热至33-40℃,使乙烷处于超临界状态,作为搅拌反应釜的釜底液,釜底液的体积总量占搅拌反应釜总体积的1/4-1/2,优选为1/4-1/3。

9、作为本发明优选的技术方案,搅拌状态下,在搅拌反应釜中依次加入催化剂稀释液、1-辛烯,最后通入高压乙烯和氢气,控制搅拌反应釜内的压力为5.6-6mpa,温度控制在33-40℃,进行聚合反应。

10、作为本发明优选的技术方案,所述催化剂稀释液的加入量为所述釜底液体积的1-5%;

11、和/或,按重量计,所述1-辛烯的添加量为所述的乙烯的5-30%,优选为10-15%;

12、和/或,所述乙烯加入总量在所述釜底液的摩尔浓度为1-10mol/l,优选为1.5-3.5mol/l;

13、和/或,所述氢气的加入量为乙烯体积的0.1-5%;

14、和/或,加入占釜底液总重量0.01-1%的添加剂,所述添加剂包括聚氧乙烯。

15、作为本发明优选的技术方案,所述乙烯和氢气由所述搅拌反应釜底部加入,并进入所述釜底液;

16、和/或,所述搅拌反应釜顶部设置有泄压排气口。

17、作为本发明优选的技术方案,后处理步骤包括:将反应后浆液移至闪蒸罐中进行产物分离,分离出的气相送至回收单元,分离出的固相聚合物进入脱气干燥单元,干燥后的聚合物粉末经筛分、均化即得最终成品。

18、上述所述的一种淤浆法制备乙烯辛烯共聚物的方法制备得到的乙烯辛烯共聚物,所述乙烯辛烯共聚物的粘均分子量为55-65万,分子量分布为2-3,熔融指数在0.6-0.75g/10min,拉伸强度为40-45mpa,断裂伸长率为800-900%,简支梁冲击强度为100-115kj/m2。

19、本发明的有益效果是:

20、本发明通过将乙烯与高碳原子数的1-辛烯共聚,获得高性能乙烯辛烯共聚物产品,提高了熔融指数,改善机械加工性能,特别是大大提升产品的拉伸强度和断裂伸长率。本发明通过对催化剂及聚合工艺的改进,有效解决乙烯与辛烯共聚时存在的聚合困难、产品性能差、辛烯聚合度低等问题。

21、本发明采用高活性的茂金属催化剂双茚基亚甲基桥连锆,在催化剂配置时,以超临界乙烷流体作为稀释剂,在催化剂加入反应体系之前通过超临界态乙烷所具有的低粘度、高扩散性性能,显著改善催化剂和助催化剂的分散性,减少催化剂颗粒的团聚,使茂金属催化剂单活性中心充分暴露,且更加均匀地分布在反应介质中,有助于提高催化效率。此外,通过特定的催化剂干燥和预活化步骤,进一步提高了催化剂的活性,确保催化剂能够在反应开始时迅速发挥作用,从而提高了乙烯与1-辛烯单体聚合转化率。

22、本发明在聚合过程,通过对反应釜内压力与温度的控制,使作为溶剂的乙烷和原料的乙烯均在超临界状态,利用超临界特殊流体能够降低反应体系的粘度,降低剪切应力,减少能量消耗,有助于提高反应器的传质和传热效率,加速反应进程,使乙烯单体与1-辛烯单体充分混散,并与催化剂充分接触反应聚合,提高反应转化率,提高产物的性能,使制备出的聚乙烯具有优异的熔融指数和抗拉伸性能

23、另外,本发明中超临界乙烷在完成其作用后可方便地通过减压回收,减少回收的能耗和环境污染,提高整个工艺的环保性和经济性,同时产品后处理也更容易进行,只需气固分离即可实现产物分离。



技术特征:

1.一种淤浆法制备乙烯辛烯共聚物的方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种淤浆法制备乙烯辛烯共聚物的方法,其特征在于:所述茂金属催化剂为双茚基亚甲基桥连锆,所述助催化剂为铝氧烷;

3.根据权利要求2所述的一种淤浆法制备乙烯辛烯共聚物的方法,其特征在于:所述茂金属催化剂为(ind)2ch2zrcl2,所述助催化剂为甲基铝氧烷和/或四丁基铝氧烷,优选为甲基铝氧烷。

4.根据权利要求1所述的一种淤浆法制备乙烯辛烯共聚物的方法,其特征在于:

5.根据权利要求1所述的一种淤浆法制备乙烯辛烯共聚物的方法,其特征在于:

6.根据权利要求5所述的一种淤浆法制备乙烯辛烯共聚物的方法,其特征在于:

7.根据权利要求6所述的一种淤浆法制备乙烯辛烯共聚物的方法,其特征在于:所述催化剂稀释液的加入量为所述釜底液体积的1-5%;

8.根据权利要求7所述的一种淤浆法制备乙烯辛烯共聚物的方法,其特征在于:

9.根据权利要求1所述的一种淤浆法制备乙烯辛烯共聚物的方法,其特征在于:

10.如权利要求1-9任意一项所述的一种淤浆法制备乙烯辛烯共聚物的方法制备得到的乙烯辛烯共聚物,其特征在于:


技术总结
本发明公开了一种淤浆法制备乙烯辛烯共聚物的方法,以单体乙烯和共聚单体1‑辛烯为原料;将催化剂经超临界乙烷稀释获得催化剂稀释液,所述催化剂为茂金属催化剂和助催化剂;将催化剂稀释液、原料、氢气加入含有超临界乙烷的搅拌反应釜中进行聚合反应,搅拌反应釜的温度与压力控制在乙烷的超临界条件以上;聚合完成后从搅拌反应釜出料的浆液经后处理后制得成品。本发明采用超临界乙烷预处理催化剂,聚合时以超临界乙烷为溶剂,结合超临界溶剂的特性,进一步优化了反应体系,提高了产物的性能,使得制备出的乙烯辛烯共聚物具有优异的熔融指数和抗拉伸性能。

技术研发人员:张文龙,王艳丽,请求不公布姓名,田昊
受保护的技术使用者:朴烯晶新能源材料(上海)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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