本發(fā)明涉及一種聚烯烴材料，具體地說，本發(fā)明涉及一種易加工高抗沖聚乙烯及其制備方法和應用。

背景技術：

1、聚乙烯滾塑料被廣泛應用于滾塑儲罐、滾塑水箱、滾塑檢查井、滑梯類游樂設備等領域。目前，國內滾塑生產所需的滾塑原料99％以上均為聚乙烯，且其中的65％為線性低密度聚乙烯lldpe、20％為交聯(lián)聚乙烯xlpe，10％為高密度聚乙烯hdpe，5％為低密度聚乙烯ldpe。lldpe由于加工窗口寬，沖擊性能優(yōu)異，特別適合滾塑加工成型。但是，其在抗低溫沖擊性、耐高溫、耐環(huán)境應力開裂以及耐熱脹性能等方面存在明顯不足。為了滿足耐高溫、高耐沖擊和高耐環(huán)境應力開裂性能的要求，目前多選用滾塑級xlpe。然而，xlpe存在加工窗口窄、廢品率高、設備要求高、加工流動性偏低和生產效率低下的問題。由此可見，如何兼顧聚乙烯滾塑料的加工性能和耐常溫/低溫沖擊性能是關鍵。

2、共聚hdpe具有非交聯(lián)結構，其熔融指數(shù)和加工性能明顯優(yōu)于xlpe，且共聚hdpe的分子鏈具有一定量的長支鏈和/或短支鏈結構，在沖擊強度和耐環(huán)境應力開裂性能方面均有一定的優(yōu)勢。

3、綜上所述，本發(fā)明旨在開發(fā)一種兼顧易加工、寬加工窗口特性和高抗沖擊強度的聚乙烯樹脂及制備方法。

技術實現(xiàn)思路

1、為解決上述技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種易加工高抗沖聚乙烯及其制備方法和應用，該易加工高抗沖聚乙烯具有加工溫度窗口寬、易加工和抗沖擊強度高的特點。

2、根據本發(fā)明的一個目的，本發(fā)明提供一種易加工高抗沖聚乙烯，所述易加工高抗沖聚乙烯的重均分子量在10×104-45×104g/mol，分子量分布在20-40，密度在0.940-0.965g/cm3，熔融指數(shù)在8-15g/10min，支鏈含量在0.2-1.0c/1000c，常溫簡支梁雙缺口沖擊強度(23℃)≥50kj/m2，低溫簡支梁雙缺口沖擊強度(-40℃)≥28kj/m2。

3、本發(fā)明還提供了所述易加工高抗沖聚乙烯的制備方法，其包括：

4、第一反應釜中，聚合物a溶解于溶劑b，依次加入助催化劑c、催化劑d，通入α-烯烴e和乙烯開始聚合反應，聚合溫度為t1，聚合時間為t，聚合壓力為p1，聚合反應結束后，將第一反應釜內漿液以流量x1(流量以固相產物重量計)引入產物收集罐；第一反應釜內聚合物a的濃度在0.1-10.0wt％，聚合物a重均分子量1000-8000g/mol；

5、同時，第二反應釜中，以溶劑b為聚合介質，聚合溫度為t2，聚合壓力為p2，連續(xù)通入助催化劑f、催化劑g、α-烯烴h和乙烯進行連續(xù)生產，第二反應釜內漿液以流量x2(流量以固相產物重量計)引入產物收集罐；

6、所述第一反應釜和第二反應釜并聯(lián)生產；

7、產物收集罐內的混合漿液引入固液分離器中，固液分離器的溫度為t3，所述固液分離器分離出的固相產物經過干燥、脫揮、擠壓造粒后得到所述易加工高抗沖聚乙烯產物，分離出的液相產物可進一步精制得到溶劑b供第一反應釜和第二反應釜使用。

8、根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例，聚合物a選自聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、氧化聚丙烯蠟、聚丁烯、石蠟、費托蠟中的一種或多種。

9、根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例，第一反應釜內聚合物a的濃度在0.1-10.0wt％，溶劑b選自正丁烷、異丁烷、正戊烷、異戊烷、正己烷、環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷、2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、正庚烷、2-甲基己烷、3-甲基己烷、正辛烷、2-甲基庚烷、3-甲基庚烷、正壬烷、正癸烷中的一種或多種；助催化劑c和助催化劑f選自甲基鋁氧烷、改性甲基鋁氧烷、乙基鋁氧烷、丁基鋁氧烷、三甲基鋁、三乙基鋁、三異丁基鋁、三己基鋁、三辛基鋁、一氯二乙基鋁、二氯乙基鋁、三苯基硼烷、三(4-氟苯基)硼烷、三(五氟苯基)硼烷、三(3,5-二氟苯基)硼烷、三(2,4,6-三氟苯基)硼烷中的一種或多種，且助催化劑c和助催化劑f可相同也可以不同；催化劑d和催化劑g選自茂金屬催化劑、后過渡金屬催化劑、齊格勒-納塔催化劑、非茂金屬催化劑、fi催化劑中的一種或多種，且催化劑d和催化劑g可相同也可以不同；

10、α-烯烴e和α-烯烴h選自丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯或1-癸烯中的一種或多種，且α-烯烴e和α-烯烴h可相同也可以不同；α-烯烴e和α-烯烴h的加入量通常需要配合催化劑的催化活性進行選擇，確保最終產物中，支鏈含量0.2?-1.0c/1000c。

11、聚合溫度t1在50-90℃，聚合時間t在0.5-10h，聚合壓力p1在0.5-2.0mpa。

12、根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例，第一反應釜內漿料中的固相產物含有的聚合物a的含量在0.5-8.0wt％，聚合物a重均分子量在1000-8000g/mol，第一反應釜內漿料中的固相產物的重均分子量在80-140×104g/mol，分子量分布在50-500，支鏈含量在0.2-1.0c/1000c，除去聚合物a的固相產物的初始彈性模量在0.2-0.5mpa。

13、根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例，聚合物a廣泛分布于第一反應釜內漿料中的固相產物的表面和顆粒內部，且固相產物表面呈現(xiàn)鱗片狀，聚合物a分布于鱗片狀片晶之間，鱗片狀片晶厚度在10-300nm。

14、根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例，聚合溫度t2在60-100℃，聚合壓力p2在0.5-2.0mpa，固液分離器溫度t3在40-55℃。

15、根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例，第一反應釜內漿液流量x1與第二反應釜內漿液流量x2的比值在1：(1.5-9.9)，且易加工高抗沖聚乙烯產物中的聚合物a含量在0.3-2.0wt％。第二反應釜內漿料中的固相產物重均分子量在20×104-45×104g/mol，分子量分布在10-25。

16、根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例，易加工高抗沖聚乙烯產物的高溫凝膠色譜測試譜圖呈現(xiàn)明顯的雙峰分布。

17、根據本發(fā)明的第二個目的，本發(fā)明提供了所述方法制備的易加工高抗沖聚乙烯在制備抗沖擊聚乙烯制品中的應用。

18、根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例，將易加工高抗沖聚乙烯與增塑劑、潤滑劑、穩(wěn)定劑和抗氧劑按照重量比(96.5～99.0)：(0.1～1.0)：(0.1～1.0)：(0.1～1.0)：(0.1～1.0)混合后，經過熔融共混造粒(造粒溫度190-230℃，轉速100-250rpm)后，采用滾塑成型工藝，滾塑成型溫度180-260℃，成型時間4-72h，可制備抗沖擊聚乙烯制品，例如沖擊強度高的小中空、中中空、大中空制品，這些制品可以應用于對抗沖要求較高的車用尿素箱、空投箱、汽車油箱、汽車油桶、化工容器箱等領域。其中，增塑劑可以為鄰苯二甲酸二(2-乙基己酯)、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異丁酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二(2-乙基己酯)等本領域常用的增塑劑；潤滑劑可以為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸鋁、硅油等本領域常用的潤滑劑，穩(wěn)定劑可以為二苯基硫脲、α-苯基吲哚、三聚氰胺、氧化鋅、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2,2-二羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮等本領域常用的穩(wěn)定劑；抗氧劑用于緩解高分子材料自動氧化速度，可以為1010抗氧劑、1076抗氧劑、626抗氧劑、at-215抗氧劑等本領域常用的抗氧劑。

19、本發(fā)明具有以下突出的增益效果：

20、(1)本發(fā)明的易加工高抗沖聚乙烯分子量分布較寬，聚合物a組分能夠快速熔融且分子鏈運動能力極強，可以促進聚合物a分子鏈周圍的高分子量聚乙烯分子鏈運動，則在熔融加工過程中所需的加工溫度更低，具有更好的加工性和加工經濟性。

21、(2)本發(fā)明的易加工高抗沖聚乙烯為雙釜并聯(lián)工藝生產得到，第一反應釜內的固相產物分子量分布在50-500，且除去聚合物a的固相產物的初始彈性模量在0.2-0.5mpa，這表明第一反應釜內的固相產物具有低纏結的特點。低纏結聚乙烯的分子鏈運動能力更強，在熔融加工過程中會更加快速發(fā)生復纏行為，復纏行為更加快速和充分，則導致聚乙烯的常溫沖擊強度和低溫沖擊強度更高。此外，第一反應釜內漿料中的固相產物的重均分子量在80-140×104g/mol，這種低纏結聚乙烯兼具高分子量的特點，根據高分子物理領域知識，分子量越高的分子鏈發(fā)生復纏后形成的纏結點越多，更多的纏結點也會導致聚乙烯產物的常溫沖擊強度和低溫沖擊強度更高。

22、(3)本發(fā)明的易加工高抗沖聚乙烯為非交聯(lián)聚乙烯，且分子量分布在20-40，熔融指數(shù)在8-15g/10min，這表明其加工性能更佳，加工溫度窗口范圍更寬，加工溫度條件的波動對產品性能的影響范圍可控。

23、(4)本發(fā)明的易加工高抗沖聚乙烯為非交聯(lián)聚乙烯，支鏈含量在0.2-1.0c/1000c，適量的支鏈插入有利于提高聚乙烯制品的耐環(huán)境應力開裂性能。