[发明专利]一种易加工氯化聚乙烯用高密度聚乙烯树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于氯化的高密度聚乙烯树脂及其制备方法，特别是涉及一种宽分子量分布、易加工氯化聚乙烯用高密度聚乙烯原料及其制备方法，属于高分子化合物的合成技术领域。

背景技术

氯化聚乙烯（CPE）是由聚乙烯和氯气经取代反应制得的无规生成物，可视为乙烯、氯乙烯和1，2-二氯乙烯三元共聚物。依赖于分子中氯含量的不同，CPE具有从软质塑料、弹性塑料、橡胶弹性体、皮带状硬塑料到不燃性脆树脂等各种性能和广泛用途的聚合物。特殊的分子结构赋予CPE以优良的柔韧性、耐候性、耐臭氧、耐化学药品性、耐寒性和阻燃性等特点，广泛应用于塑料门窗、PVC管材与板材、防水卷材、防腐涂料、电线电缆以及橡塑复合材料等工业领域。

一般地，氯化聚乙烯的生产采用悬浮氯化法，即将聚乙烯粉末悬浮于水相或者盐酸相介质中进行氯化的方法。所用的粉末状聚乙烯可通过聚合直接获得，也可通过对常规聚乙烯粒料进行碾磨得到。聚合方法由于易于规模生产，成本低，是最主要的氯化聚乙烯原料的制备方法。目前通过聚合得到的聚乙烯原料为粉末状，其平均粒径均在250～400微米，5公斤负荷下熔体流动速率0.4～0.6g/10min，S值为11左右。这一聚乙烯原料的主要缺点是分子量分布窄，从而氯化后得到的氯化聚乙烯分子量分布窄，门尼粘度高，在作为高速挤出PVC异型材增韧改性剂时加工性能不好。

因此，本领域目前的现状是，希望能够提供这样一种聚乙烯原料，其具有较好的氯化性能，同时氯化产品具有较低的门尼粘度和良好的力学性能，从而满足PVC异型材高速挤出成型的需要。

发明内容

本发明的目的是现有的技术基础之上，提供一种用于氯化聚乙烯生产的高密度聚乙烯原料，其具有较宽的分子量分布和良好的氯化性能，氯化后产品在力学性能不降低的前提下具有门尼粘度低、易加工的特点。

本发明的另一个目的在于提供易加工氯化聚乙烯用高密度聚乙烯树脂的制备方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种易加工氯化聚乙烯用高密度聚乙烯树脂，其特征在于，所述的聚乙烯树脂为密度介于0.946～0.960g/cm³，S值介于13～20，MFI₅介于0.3～3g/10min，平均粒径介于170～300微米，堆积密度不低于0.32g/cm³，聚乙烯蜡质量含量不高于2%的乙烯均聚物或乙烯/α-烯烃共聚物。

这是一种适宜工业化生产，具有良好氯化性能的高密度聚乙烯粉料，尤其适用作为氯化聚乙烯的原料。

本发明还进一步提供一种具有上述特征的聚乙烯树脂的制备方法，技术方案如下：

一种易加工氯化聚乙烯用高密度聚乙烯树脂的制备方法，在一个双淤浆聚合釜串联连续聚合工艺装置上，采用负载型钛系催化剂，在助催化剂存在的情况下，通过连续聚合方式得到乙烯均聚物或乙烯共聚物。

具体而言，它由下列步骤组成：

1）第一淤浆聚合：在三井CX淤浆聚乙烯工艺的连续串联工艺的第一淤浆聚合釜中，连续加入聚合级乙烯、通入催化剂、助催化剂、氢气，在75～87℃、聚合釜压力为3kgf～7kgf条件下进行聚合，得到低分子量乙烯均聚物组分；

2）第二淤浆聚合：第一淤浆聚合釜聚合物料经过分离溶剂和气体组分后送入串联工艺的第二淤浆聚合釜，同时通入聚合级乙烯、α-烯烃和氢气，在72～83℃，聚合釜压力为2.5～5.5kgf条件下进行乙烯共聚合，得到高分子量乙烯共聚物组分；

3）后处理：第二淤浆聚合釜溢出物料经过闪蒸和离心干燥，并经过脱气灭活后即得到所述的易加工氯化聚乙烯用高密度聚乙烯树脂。

所述的易加工氯化聚乙烯用高密度聚乙烯树脂的制备方法中，在步骤1）中所述的催化剂为平均粒径8～15微米的负载型Ziegler-Natta催化剂，助催化剂为烷基铝，如三乙基铝。

所述的易加工氯化聚乙烯用高密度聚乙烯树脂的制备方法，在步骤1）中所述的催化剂可经过预聚处理。

所述的易加工氯化聚乙烯用高密度聚乙烯树脂的制备方法，在步骤1）中，生成的低分子量乙烯均聚物组分的熔体流动速率MFI₅在3～30g/10min。

所述的易加工氯化聚乙烯用高密度聚乙烯树脂的制备方法，在步骤2）中，所述的α-烯烃可选自丙烯、丁烯-1、己烯-1或辛烯-1，优选丙烯和丁烯-1，最优选丁烯-1。α-烯烃的加入量由最终产物的密度确定。