[发明专利]薄壁注塑专用聚丙烯树脂的制备工艺、制得的树脂及应用

说明书

本发明公开了一种薄壁注塑专用聚丙烯树脂的制备工艺、制得的树脂及应用。本发明中聚丙烯树脂制备工艺采用三反应器形式，一反为搅拌釜式反应器，提升催化剂氢调性能，在第一个搅拌釜内快速达到高熔融指数需求，然后依次进入二反环管反应器、三反气相流化床反应器，共采用三步合成氢调法，通过调整二反、三反内丙烯、氢气、乙烯的配比，达到制备低熔融指数聚丙烯粉料的目的，其制备的聚丙烯材料产品分子量分布宽，质量稳定，且流动性、刚韧平衡性好。本发明还通过将透明成核剂、树枝状分散型增韧剂、氯乙烯丁烯基甘氨酸共聚物、抗氧剂、吸酸剂与聚丙烯粉料协同共混，制得了耐老化性、阻燃性、透明性等综合性能优异的聚丙烯树脂。

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯树脂，尤其涉及一种薄壁注塑专用聚丙烯树脂的制备工艺、制得的树脂及应用。

背景技术

作为五大通用塑料之一，聚丙烯具有良好的力学性能，耐化学腐蚀性、密度低、无毒无害等优异性能，广泛应用于诸多生产生活领域，如汽车应用、包装应用、家用品应用、存储应用等。近年来，在食品保鲜盒、医药盒等包装制品和整理箱、储物柜等薄壁容器的生产领域，快速薄壁注塑用聚丙烯专用料的需求日益增长。薄壁包装容器制品的加工成型工艺和使用性能方面，通用聚丙烯树脂并不能满足要求，例如流动性、抗冲击性、雾度等性能一般不能满足。在同时要求流动性、透明性、耐热性的薄壁注塑制品的应用中，聚丙烯树脂通常需要改性以改善树脂的加工性能、抗冲击性、低雾度、耐热等性能。

目前普遍通过添加剂改性法开发抗冲击性、高透明的聚丙烯树脂，但所得材料的耐老化和阻燃性较差，同时因基础树脂熔融指数较高，生产过程中过渡料多，切换周期长，生产速率低，而且产品分子量分布较宽，结晶温度和结晶时间降低，延长了制品注塑的加工循环时间。

专利CN105670126A和专利CN105175881A分别描述了一种薄壁注塑聚丙烯组合物的生产方法，通过在挤压造粒端添加成核剂、马来酸酐接枝、相容剂或茂金属聚烯烃弹性体、萜烯树脂，来实现增强的力学性能，但未提供低熔指聚丙烯树脂的制备工艺，也未改进耐热、阻燃等性能，产品综合性能不高。

专利CN102134351A和专利CN107108914A分别描述了一种阻燃聚丙烯复合材料的制备方法，通过在聚丙烯材料中添加改性阻燃助剂聚磷酸铵或有机磷酸酯化合物和氧化锌混合物，提升聚丙烯产品的阻燃效果，但并没有实现聚丙烯材料高透明性的效果。

专利CN102020733A描述了一种多相共聚聚丙烯生产工艺，采用液相本体+气相反应器串联组合方法，实现两个反应器生产分子结构独特控制的高性能多相共聚聚丙烯产品，但未提供添加剂改性方案所得聚丙烯树脂加工性能达不到应用需求。

因此，从聚合反应工序和添加剂改性两个方面综合提升聚丙烯制品加工性能，开发出一款刚韧平衡、高透明、耐老化且具备一定阻燃性聚丙烯制品十分必要。

发明内容

针对现有技术中生产薄壁注塑用聚丙烯树脂过程中过渡料过多，制品抗冲击性、耐老化性和透明性不理想的问题，本发明提出一种薄壁注塑专用聚丙烯树脂的制备工艺、制得的树脂及应用。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

首先，本发明的第一个方面提供一种薄壁注塑专用聚丙烯树脂的制备工艺，包括以下步骤：

1)将丙烯、氢气和齐格勒-纳塔催化剂体系混合加入立式搅拌釜反应器中，进行第一步聚合反应；控制反应温度为35～70℃，压力为3.3～4.4Mpa(G)，停留时间0.3～0.8h，得到熔融指数在55～125g/10min的聚合产物；

2)将步骤1)获得的中聚合产物以及丙烯、乙烯、氢气混合加入单环管反应器中，进行第二步聚合反应；控制反应温度为70-85℃，压力为3.0～4.3Mpa(G)，停留时间0.8～1.8h，得到熔融指数在55～90g/10min的聚合产物；