CN110099934A - 聚丙烯及其制备方法 - Google Patents

聚丙烯及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110099934A
CN110099934A CN201880005191.7A CN201880005191A CN110099934A CN 110099934 A CN110099934 A CN 110099934A CN 201880005191 A CN201880005191 A CN 201880005191A CN 110099934 A CN110099934 A CN 110099934A
Authority
CN
China
Prior art keywords
homopolypropylene
chemical formula
group
halogen
independently
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201880005191.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110099934B (zh
Inventor
金太镇
蔡成旼
盧庆燮
全相珍
郑寅用
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Corp
Original Assignee
LG Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Chemical Co Ltd filed Critical LG Chemical Co Ltd
Priority to CN202211471604.5A priority Critical patent/CN115785313B/zh
Priority claimed from PCT/KR2018/011638 external-priority patent/WO2019103306A1/ko
Publication of CN110099934A publication Critical patent/CN110099934A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110099934B publication Critical patent/CN110099934B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F210/00Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F210/04Monomers containing three or four carbon atoms
    • C08F210/06Propene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F110/00Homopolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F110/04Monomers containing three or four carbon atoms
    • C08F110/06Propene
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47LDOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L13/00Implements for cleaning floors, carpets, furniture, walls, or wall coverings
    • A47L13/10Scrubbing; Scouring; Cleaning; Polishing
    • A47L13/16Cloths; Pads; Sponges
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F17/00Metallocenes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/38Polymerisation using regulators, e.g. chain terminating agents, e.g. telomerisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/52Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides selected from boron, aluminium, gallium, indium, thallium or rare earths
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/642Component covered by group C08F4/64 with an organo-aluminium compound
    • C08F4/6428Component covered by group C08F4/64 with an organo-aluminium compound with an aluminoxane, i.e. a compound containing an Al-O-Al- group
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/643Component covered by group C08F4/64 with a metal or compound covered by group C08F4/44 other than an organo-aluminium compound
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/659Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/6592Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond containing at least one cyclopentadienyl ring, condensed or not, e.g. an indenyl or a fluorenyl ring
    • C08F4/65922Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond containing at least one cyclopentadienyl ring, condensed or not, e.g. an indenyl or a fluorenyl ring containing at least two cyclopentadienyl rings, fused or not
    • C08F4/65927Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond containing at least one cyclopentadienyl ring, condensed or not, e.g. an indenyl or a fluorenyl ring containing at least two cyclopentadienyl rings, fused or not two cyclopentadienyl rings being mutually bridged
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4282Addition polymers
    • D04H1/4291Olefin series
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H3/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/005Synthetic yarns or filaments
    • D04H3/007Addition polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2500/00Characteristics or properties of obtained polyolefins; Use thereof
    • C08F2500/12Melt flow index or melt flow ratio
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/659Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/65912Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond in combination with an organoaluminium compound
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/659Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/65916Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond supported on a carrier, e.g. silica, MgCl2, polymer
    • DTEXTILES; PAPER
    • D10INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10BINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2321/00Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D10B2321/02Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds polyolefins
    • D10B2321/022Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds polyolefins polypropylene

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Abstract

本发明提供一种均聚丙烯及其制备方法,所述均聚丙烯具有高强度和低的低分子量含量以及优异的可加工性。

Description

聚丙烯及其制备方法
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年11月27日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0159736号和于2018年9月28日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0116448号的优先权和权益,其全部内容通过引用并入本文。
本发明涉及一种聚丙烯及其制备方法,所述聚丙烯具有高强度和低的低分子量含量以及优异的可加工性。
背景技术
烯烃聚合催化剂体系可分为齐格勒-纳塔催化剂体系和茂金属催化剂体系,并且已根据各自特性开发了这两种高活性催化剂体系。齐格勒-纳塔催化剂自20世纪50年代发明以来已广泛应用于传统的商业工艺,然而,由于它是一种混合多个活性位点的多点催化剂,因此该催化剂的特征在于聚合物具有宽分子量分布,并且由于共聚单体具有不均匀的组成分布,因此该催化剂的问题在于,在确保所需物理性质方面存在限制。
同时,茂金属催化剂由主催化剂和助催化剂的组合组成,所述主催化剂具有过渡金属化合物作为主要组分,所述助催化剂是具有铝作为主要组分的有机金属化合物。作为均相复合催化剂的该催化剂是一种单点催化剂,其由于单点催化剂的特性而具有窄的分子量分布,其产生共聚单体的组成分布均匀的聚合物,并且其特征在于,可以根据催化剂的配体结构的改变和聚合条件的变化来改变聚合物的立构规整度、共聚性质、分子量、结晶度等。
通常,当使用齐格勒-纳塔催化剂制备的均聚丙烯(其用于一次性洗涤器)具有更高的强度或较低的基本重量时,存在其物理性质劣化以及其可加工性劣化的问题。此外,由于与用茂金属催化剂制备的均聚丙烯相比,用齐格勒-纳塔催化剂制造的一次性洗涤器因较高的二甲苯可溶物含量和较宽的分子量分布而具有较高的低分子量含量,因此在使用时洗涤器具有柔软的表面而不适合用作洗涤器。
为了弥补这些缺点,已经提出将通常由齐格勒-纳塔催化剂制备的熔体指数(MI)为230g/10min的聚丙烯与添加剂混合以拉出具有粗糙触感(感觉)的粗纤维以待使用的方法,然而,用齐格勒-纳塔催化剂制备的聚丙烯和与添加剂混合的聚丙烯组合物具有差的可纺性而产生不均匀的纤维,这导致物理性质劣化。另外,由于连续进行干混→热加工→造粒→二次加工→生产产品,因此存在导致高加工成本的缺点。
发明内容
【技术问题】
本发明致力于提供具有高强度和低的低分子量含量以及优异可加工性等优点的均聚丙烯及其制备方法,其通过使用具有特定结构的茂金属催化剂代替齐格勒-纳塔催化剂。
【技术方案】
本发明的示例性实施方式提供了满足以下条件的均聚丙烯:
i)熔体指数为200g/10min至2000g/10min(根据ASTM D1238在230℃,2.16kg载荷下测量),
ii)分子量分布为3.3以下,
iii)残余应力比为0.05%以下,以及
iv)二甲苯可溶物含量为1.0重量%以下。
本发明的另一个实施方式提供了所述均聚丙烯的制备方法,包括在包含下列化学式1的化合物的催化剂组合物存在下加入700ppm至2500ppm的氢以使丙烯单体聚合:
[化学式1]
其中,
A是碳、硅或锗,
X1和X2独立地为卤素,
R1和R5独立地为被C1-20烷基取代的C6-20芳基,
R2至R4和R6至R8独立地为氢、卤素、C1-20烷基、C2-20烯基、C1-20烷基甲硅烷基、C1-20甲硅烷基烷基、C1-20烷氧基甲硅烷基、C1-20醚、C1-20甲硅烷基醚、C1-20烷氧基、C6-20芳基、C7-20烷基芳基或C7-20芳基烷基,以及
R9和R10彼此相同并且是C2-20烷基。
本发明的又一个实施方式提供了包含所述均聚丙烯的用于非织造织物的树脂组合物,使用该组合物制造的非织造织物,以及更具体地,用于洗涤的非织造织物,如洗涤器。
【有益效果】
根据本发明的均聚丙烯具有低残余应力比、低二甲苯可溶物含量、最佳范围内的熔体指数和窄分子量分布,从而表现出优异的可加工性,并且允许制造具有薄且均匀的厚度的纤维以及允许制造高刚度和低基本重量的非织造织物。另外,所述均聚丙烯可以赋予比现有产品更粗糙的触感,同时实现优异的刚度,使得即使在高强度下纤维也不容易撕裂。因此,所述均聚丙烯可用于制造非织造织物,特别是用于洗涤的非织造织物,如洗涤器。
具体实施方式
本说明书中使用的术语仅用于说明示例性实施方式,并不意图限制本发明。除非上下文另有明确说明,否则单数形式的表达包括复数形式的表达。在本说明书中,术语“包括”、“包含”或“具有”应理解为指定实践特征、步骤、构成要素或其组合的存在,但不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、构成元素或其组合的可能性。
由于本发明可以进行各种修改并且可以具有各种形式,因此下面将详细说明和描述具体的示例性实施方式。然而,应该理解的是,示例性实施方式并非意图将本发明限制于具体公开的形式,而是涵盖落入本发明的精神和技术范围内的所有修改、等同物和替代物。
在下文中,将描述根据本发明具体实施方式的均聚丙烯及其制备方法。
为了补偿通常用齐格勒-纳塔催化剂制造的一次性洗涤器的物理性质,在本发明中,如下所述的,使用茂金属催化剂,在加入受控含量的氢的条件下使丙烯聚合,以制备具有窄分子量分布和低残余应力的均聚丙烯,由此可以制造具有薄且均匀厚度的纤维,从而制造出高刚度和低基本重量的非织造织物。此外,由于制备的均聚丙烯具有低的低分子量含量,由于窄的分子量分布和低的二甲苯可溶物,均聚丙烯可以提供表面粗糙的感觉,因此,当应用于用作洗涤的非织造织物时,该均聚丙烯可改善洗涤效果。另外,由于不需要将均聚丙烯与添加剂混合,因此可以仅通过初级加工制造非织造织物,从而改善可加工性。
具体地,根据本发明实施方式的均聚丙烯满足以下条件:
i)熔体指数为200g/10min至2000g/10min(根据ASTM D1238在230℃,2.16kg载荷下测量),
ii)分子量分布为3.3以下,
iii)残余应力比为0.05%以下,以及
iv)二甲苯可溶物含量为1.0重量%以下。
更具体地,根据本发明实施方式的均聚丙烯,根据ASTM D1238在230℃,2.16kg载荷下测量的熔体指数(MI)为200g/10min至2000g/10min。MI可根据聚合过程中加入的氢的量进行调节,并且根据本发明的均聚丙烯在考虑到ii)至iv)的物理性质要求的情况下具有上述范围内的MI,从而改善非织造织物在可纺性和强度之间的平衡。特别地,在使用均聚丙烯加工非织造织物时,当MI小于200g/10min时,加工压力会被提高而使可加工性劣化,而当MI大于2000g/10min时,难以实现待制造的非织造织物的高强度。另外,为了制造MI值在上述范围内的聚丙烯,在使用齐格勒-纳塔催化剂的情况下,在聚合步骤中应加入高含量的氢,但是,通过使用包含如下所述的茂金属化合物的催化剂,可以加入相对低含量的氢,从而容易控制活性并提高工艺稳定性。考虑到改善非织造织物的可纺性和强度的效果的优异性,均聚丙烯可具有220g/10min至1500g/10min的MI。
此外,根据本发明实施方式的均聚丙烯具有3.3以下的窄分子量分布(MWD=Mw/Mn),以及如上所述的MI。通过具有如此窄的分子量分布,由其制造的非织造织物可表现出优异的刚性。更具体地,均聚丙烯的MWD可以为1.5至3.3,更具体地为2.5至3.3。
同时,在本发明中,分子量分布(MWD)可以在使用凝胶渗透色谱法(PC)测量重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)之后,通过重均分子量与数均分子量之比(Mw/Mn)来确定。具体地,可以使用Waters PL-GPC220仪器,使用Polymer Laboratories的300mm长的PLgelMixed-B柱进行测量,其中评估温度为160℃,溶剂为1,2,4-三氯苯,以及流速为1mL/min。另外,制备浓度为10mg/10mL的样品,并以200μL的量供应。使用聚苯乙烯标准物形成的校准曲线得出Mw和Mn值。聚苯乙烯标准物的分子量(g/mol)为2000/10,000/30,000/70,000/200,000/700,000/2,000,000/4,000,000/10,000,000九种类型。
此外,根据本发明实施方式的均聚丙烯具有0.05%以下的低残余应力比,以及如上所述的MI和MWD。
残余应力比是在类似于非织造织物制造工艺的环境下通过流变物理性质测试确认纤维可加工性,并且可以通过进行对均聚丙烯施加大应变的应力松弛试验并根据以下等式1从由此测量的残余应力值进行计算来获得:
[等式1]
残余应力比=(RS1/RS0)ⅹ100
其中,RS0是在235℃下对均聚丙烯施加200%的应变后在0.05s内的任意一个点(t0)的残余应力,以及RS1是在235℃下对均聚丙烯施加200%的应变后在0.05s和1.50s之间的任意一个点(t1)的残余应力。
另外,在等式1中,RS0表示在235℃下对均聚丙烯施加200%的应变后即刻(例如,在0.05s内的任意一个点(t0))的残余应力。此外,在等式1中,RS1表示在与RS0相同的条件下在t0之后约1.5s内(例如,在0.05s和1.50s之间的任意一个点(t1))的残余应力。
具体地,在等式1中,t0可以选自0.01s、0.015s、0.02s、0.025s、0.03s、0.035s、0.04s和0.045s。此外,在等式1中,t1可以选自0.05s、0.10s、0.20s、0.30s、0.40s、0.50s、0.60s、0.70s、0.80s、0.90s、1.00s、1.10s、1.20s、1.30s,1.40s和1.50s。优选地,为了在测量残余应力时容易地确保有效数据,在等式1中t0为0.02s以及t1为1.00s会是有利的。
另外,均聚丙烯的残余应力比是在与制造非织造织物时进行熔喷的工艺条件相似的环境下(例如,在235℃)测量的。235℃的温度对应于完全熔化均聚丙烯组合物并进行熔喷的适当温度。
通常,通过将熔融状态的树脂纺丝成纤维,并在冷却的同时在半熔融状态进行拉伸处理来制造非织造织物。这里,当根据等式1的残余应力比高时,其大于0.05%,表现出高的抗应变性,因此在纺丝过程中可纺性不好,因此难以制造具有薄且均匀的厚度的纤维。另外,由于单纱发生率高,可加工性劣化,例如,由于纤维生产过程中单纱发生从而不生产纤维的时间延长,难以连续进行纺丝过程。另外,由于织网成形性差,因此强度可能会降低。
然而,由于根据本发明的均聚丙烯具有0.05%以下的低残余应力比,因此可以制造具有薄且均匀的厚度的纤维,并且可以制造具有优异的可加工性的高刚度和低基本重量的非织造织物。
考虑到通过控制残余应力比来改善纤维可加工性的效果,均聚丙烯的残余应力比可以更具体地为0.005%至0.05%,还更具体地为0.005%至0.03%,或0.02%至0.03%。
另外,均聚丙烯表现出高立构规整度,二甲苯可溶物(Xs)的含量为1.0重量%以下。
在本发明中,二甲苯可溶物是可溶于冷却的二甲苯中的聚合物的含量(重量%),其通过将均聚丙烯溶解在二甲苯中并从冷却的溶液中结晶不溶物来测定,并且二甲苯可溶物含有具有低立构规整度的聚合物链。二甲苯可溶物的含量越低,立构规整度越高。由于根据本发明实施方式的均聚丙烯具有如此高的立构规整度,所以制造的非织造织物可表现出优异的刚性。考虑到通过控制二甲苯可溶物来改善效果的优异性,均聚丙烯的二甲苯可溶物可以更具体地为0.5重量%至1.0重量%,更特别地为0.6重量%至0.7重量%。
此外,在本发明中,二甲苯可溶物可以通过以下方法来测量:将二甲苯加入到均聚丙烯样品中(该样品通过在135℃下加热1小时然后冷却30分钟进行预处理),在OmniSec设备(来自Viscotek的FIPA)中使二甲苯以1mL/min的流速流动4小时,当RI(折射率)、DP(横跨桥中间的压力)和IP(通过桥顶部到底部的入口压力)的基线稳定时,记录预处理样品的浓度和注入量并进行测量,并计算峰面积。
此外,与如上所述的MI、MWD、残余应力比和二甲苯可溶性条件一起,均聚丙烯的熔点(Tm)可以为150℃至155℃,更具体地为152℃至154℃。当均聚丙烯的Tm在上述范围内时,它可表现出优异的可纺性和生产率。
同时,在本发明中,可以使用差示扫描量热计(DSC)(由TA Instruments制造)测量熔点。具体地说,将均聚丙烯的温度升至200℃,在该温度下保持5分钟,降至30℃,然后再次升高,从而测量作为DSC曲线的峰值的熔点。这里,升温速率和降温速率分别为10℃/min,熔点是在第二升温部分测量的结果。
根据本发明实施方式的具有上述物理性质的均聚丙烯可以通过一种制备方法制备,所述制备方法包括在包含下列化学式1的化合物作为催化活性组分的催化剂组合物的存在下,基于丙烯单体的总重量,加入700ppm至2500ppm的氢,以使丙烯单体聚合:
[化学式1]
其中,
A是碳、硅或锗,
X1和X2独立地为卤素,
R1和R5独立地为被C1-20烷基取代的C6-20芳基,
R2至R4和R6至R8独立地为氢、卤素、C1-20烷基、C2-20烯基、C1-20烷基甲硅烷基、C1-20甲硅烷基烷基、C1-20烷氧基甲硅烷基、C1-20醚、C1-20甲硅烷基醚、C1-20烷氧基、C6-20芳基、C7-20烷基芳基或C7-20芳基烷基,以及
R9和R10彼此相同并且是C2-20烷基。
在本说明书中,除非另外特别说明,否则以下术语可以如下定义。
卤素可以是氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)或碘(I)。
C1-20烷基可以是直链、支链或环状烷基。具体地,C1-20烷基可以是C1-15直链烷基、C1-10直链烷基、C1-5直链烷基、C3-20支链或环状烷基、C3-15支链或环状烷基或C3-10支链或环状烷基。更具体地,C1-20烷基可以是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、环己基等。
C2-20烯基可以是直链、支链或环状烯基。具体地,C2-20烯基可以是C2-20直链烯基、C2-10直链烯基、C2-5直链烯基、C3-20支链烯基、C3-15支链烯基、C3-10支链烯基、C5-20环状烯基或C5-10环状烯基。更具体地,C2-20烯基可以是乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、环己烯基等。
C6-30芳基可以指单环、双环或三环芳烃。具体地,C6-30芳基可以是苯基、萘基、蒽基等。
C7-30烷基芳基可以指其中芳基的一个或多个氢被烷基取代的取代基。具体地,C7-30烷基芳基可以是甲基苯基、乙基苯基、正丙基苯基、异丙基苯基、正丁基苯基、异丁基苯基、叔丁基苯基、环己基苯基等。
C7-30芳基烷基可以指其中烷基的一个或多个氢被芳基取代的取代基。具体地,C7-30芳基烷基可以是苄基、苯基丙基、苯基己基等。
用于制备根据本发明实施方式的均聚丙烯的催化剂组合物包括化学式1的化合物作为单一催化剂。因此,与混合两种或更多种催化剂的情况相比,制备的均聚丙烯的分子量分布可以显著地更窄。
此外,作为连接两个含有茚基的配体的桥基的化学式1的化合物包含二价官能团A,其被相同的具有2个以上碳原子的烷基二取代,从而增加原子尺寸,并且由于该化合物具有增加的可用角度,容易接近单体,从而可以表现出更好的催化活性。
此外,作为配体的两个茚基在2-位被甲基取代,并且在4-位分别含有被烷基取代的芳基(R1和R5),从而通过提供足够电子的诱导效应而表现出更好的催化活性。
此外,化学式1的化合物含有锆(Zr)作为中心金属,因此与含有其它第14族元素(如Hf)的情况相比,具有更多的轨道来接受电子,因此该化合物可以容易地键合到具有更高亲和力的单体,结果可以表现出更好的改善催化活性的效果。
更具体地,在上述化学式1中,R1和R5可以独立地为被C1-10烷基取代的C6-12芳基,更具体地,被C3-6支链烷基取代的苯基,如叔丁基苯基。另外,烷基对苯基的取代位置可以是对应于与茚基键合的R1或R5位的对位的4-位。
另外,在上述化学式1中,R2至R4和R6至R8可以独立地为氢,并且X1和X2可以独立地为氯。
此外,在上述化学式1中,A可以是硅(Si),并且作为A的取代基的R9和R10在改善负载效率方面彼此相同,并且可以分别是C2-10烷基,更具体地是C2-4直链烷基,还更具体为乙基。因此,该化合物具有彼此相同的烷基作为桥基的A的取代基,由此当桥基的元素的取代基通常是具有一个碳原子的甲基时,制备负载型催化剂时的溶解性差以使负载反应性劣化的问题可以得以解决。
由化学式1表示的化合物的代表性实例如下。
化学式1的化合物可以通过应用已知的反应来合成,并且对于更详细的合成方法,可以参考如下所述的制备实施例。
同时,化学式1的化合物可以作为单一成分使用,或者可以以由载体负载的负载型催化剂状态使用。
作为载体,可以使用在表面上具有高反应性的羟基或硅氧烷基团的载体,并且可以使用经干燥以除去表面上的水分的载体。例如,可以使用在高温下干燥的氧化硅、氧化硅-氧化铝、氧化硅-氧化镁等,这些通常可以含有氧化物、碳酸盐、硫酸盐和硝酸盐(如Na2O、K2CO3、BaSO4和Mg(NO3)2)的组分。
载体干燥的温度可以是200℃至800℃,或300℃至600℃,或300℃至400℃。当干燥温度太低时,残留在载体中的水分过量,使得表面上的水分可能与助催化剂反应,而当干燥温度太高时,载体表面上的孔隙结合起来而减小表面积,并且表面上的许多羟基损失,从而只留下硅氧烷基团,由此可能减少与助催化剂的反应位点。
例如,载体表面上的羟基量可以是0.1mmol/g至10mmol/g或0.5mmol/g至5mmol/g。载体表面上的羟基量可通过载体的制备方法和制备条件或干燥条件,例如,温度、时间、真空或喷雾干燥等来调节。当羟基量太小时,与助催化剂的反应位点的数量少,而当该量太大时,羟基可能是由载体颗粒表面上存在的水分而不是羟基引起的。
此外,当化学式1的化合物由载体负载时,化学式1的化合物与载体的重量比可以是1:1至1:1000。当以所述重量比包含载体和化学式1的化合物时,表现出适当的负载催化活性,从而在催化活性、持久性和经济可行性方面是有利的。更具体地,化学式1的化合物与载体的重量比可以是1:10至1:30,更具体地是1:15至1:20。
此外,除了化学式1的化合物和载体之外,催化剂组合物还可以包含具有高活性和改善的工艺稳定性的助催化剂。所述助催化剂可包括由以下化学式2、化学式3或化学式4表示的化合物中的一种或多种:
[化学式2]
-[Al(R11)-O]m-
其中,
各R11彼此相同或不同,并且独立地为卤素、C1-20烃、或被卤素取代的C1-20烃,以及
m是2以上的整数;
[化学式3]
J(R12)3
其中,
各R12彼此相同或不同,并且独立地为卤素、C1-20烃、或被卤素取代的C1-20烃,以及
J是铝或硼;以及
[化学式4]
[E-H]+[ZQ4]-或[E]+[ZQ4]-
其中,
E是中性或阳离子路易斯碱,
H是氢原子,
Z是第13族元素,以及
各Q彼此相同或不同,并且独立地为C6-20芳基或C1-20烷基,其中一个或多个氢原子未被取代或被卤素、C1-20烃、烷氧基或苯氧基取代。
由化学式2表示的化合物的实例可以包括甲基铝氧烷、乙基铝氧烷、异丁基铝氧烷、丁基铝氧烷等,并且更具体地为甲基铝氧烷。
由化学式3表示的化合物的实例可以包括三甲基铝、三乙基铝、三异丁基铝、三丙基铝、三丁基铝、二甲基氯化铝、三异丙基铝、三仲丁基铝、三环戊基铝、三戊基铝、三异戊基铝、三己基铝、三辛基铝、乙基二甲基铝、甲基二乙基铝、三苯基铝、三对甲苯基铝、二甲基甲氧基铝、二甲基乙氧基铝、三甲基硼、三乙基硼、三异丁基硼、三丙基硼、三丁基硼等,并且更具体地可选自三甲基铝、三乙基铝、三异丁基铝中。
此外,由化学式4表示的化合物的实例可以包括三乙基铵四苯基硼、三丁基铵四苯基硼、三甲基铵四苯基硼、三丙基铵四苯基硼、三甲基铵四(对甲苯基)硼、三甲基铵四(邻,对-二甲基苯基)硼、三丁基铵四(对三氟甲基苯基)硼、三甲基铵四(对三氟甲基苯基)硼、三丁基铵四(五氟苯基)硼、N,N-二乙基苯铵四苯基硼、N,N-二乙基苯铵四(五氟苯基)硼、二乙基铵四(五氟苯基)硼、三苯基鏻四苯硼、三甲基鏻四苯基硼、三乙基铵四苯基铝、三丁基铵四苯基铝、三甲基铵四苯基铝、三丙基铵四苯基铝、三甲基铵四(对甲苯基)铝、三丙基铵四(对甲苯基)铝、三乙基铵四(邻,对-二甲基苯基)铝、三丁基铵四(对三氟甲基苯基)铝、三甲基铵四(对三氟甲基苯基)铝、三丁基铵四(五氟苯基)铝、N,N-二乙基苯铵四苯基铝、N,N-二乙基苯铵四(五氟苯基)铝、二乙基铵四(五四苯基)铝、三苯基鏻四苯基铝、三甲基鏻四苯基铝、三丙基铵四(对甲苯基)硼、三乙基铵四(邻,对-二甲基苯基)硼、三丁基铵四(对三氟甲基苯基)硼、三苯基碳鎓四(对三氟甲基苯基)硼、三苯基碳鎓四(五氟苯基)硼等,以及可以使用它们中的任意一种或两种或更多种的混合物。
当进一步包含如上所述的助催化剂时,化学式1的化合物与助催化剂的重量比可以是1:1至1:20。当以所述重量比包含助催化剂和化学式1的化合物时,表现出适当的负载催化活性,从而在催化活性维持和经济可行性方面是有利的。更具体地,化学式1的化合物与助催化剂的重量比可以是1:5至1:20,更具体地是1:5至1:15。
当催化剂组合物包括载体和助催化剂时,催化剂组合物可以通过一种制备方法制备,所述制备方法包括用载体负载助催化剂化合物的步骤,和用载体负载化学式1的化合物的步骤,其中,如果需要,可以改变负载助催化剂和化学式1的化合物的顺序。
这里,作为在制备催化剂组合物时使用的反应溶剂,可以使用诸如戊烷、己烷和庚烷的基于烃的溶剂,或诸如苯和甲苯的芳族溶剂。
同时,在根据本发明实施方式的均聚丙烯的制备方法中,聚合方法可以通过在氢气气氛下使包含由化学式1表示的化合物的催化剂组合物和丙烯彼此接触来进行。
这里,相对于丙烯单体的总重量,可以以700ppm至2500ppm的含量加入氢气。通过调节待加入的氢气量,可以将所制备的均聚丙烯组合物的分子量分布和流动性调节在期望范围内,同时表现出足够的催化活性,因此,可以制备根据用途具有适当物理性质的均一的丙烯聚合物。当待加入的氢气量小于700ppm时,制备的均聚丙烯的MI大大降低,从而可加工性会变差,而当该量大于2500ppm时,MI过高,由此强度性质和粗糙度性质可能会在非织造织物的制造过程中劣化。更具体地,可以以700ppm以上,1500ppm以上,或1750ppm以上,并且2500ppm以下或2000ppm以下的含量加入氢气。
聚合方法可以以连续聚合方法进行,例如,可以采用已知用于烯烃单体的聚合反应的各种聚合方法,例如连续溶液聚合方法、本体聚合方法、悬浮聚合方法、淤浆聚合方法或乳液聚合方法。特别地,就获得均匀的分子量分布和商业生产产品而言,可优选连续的本体淤浆聚合方法。
另外,可在约1至100kgf/cm2的压力下,在约40至110℃或约60至100℃的温度下进行所述聚合反应。
另外,在聚合反应中,可以以溶解或稀释在诸如戊烷、己烷、庚烷、壬烷、癸烷、甲苯、苯、二氯甲烷和氯苯的溶剂中的状态加入催化剂。这里,通过用少量烷基铝等处理溶剂,可以预先除去可能对催化剂有不利影响的少量水或空气。
通过如上所述的制备方法制备的根据本发明实施方式的均聚丙烯具有在最佳范围内的MI和窄的分子量分布,以及低的残余应力比和二甲苯可溶物的含量,从而制造具有薄且均匀厚度的纤维,并且还赋予比现有产品更粗糙的触感,同时实现优异的刚度,使得纤维不会在高强度下撕裂。因此,所述均聚丙烯可用于制造需要高表面粗糙度和高刚度的非织造织物,特别是用于洗涤的非织造织物,如洗涤器。
因此,根据本发明的另一个实施方式,提供了一种包含所述均聚丙烯的用于非织造织物的树脂组合物和使用该组合物制造的非织造织物。这里,非织造织物可以是用于洗涤的非织造织物,例如洗涤器,更具体地是一次性洗涤器。
可以在使用所述均聚丙烯的同时通过常规方法制备用于非织造织物的树脂组合物和非织造织物。
在下文中,为了便于理解本发明,给出了优选的实施例。然而,以下实施例仅用于说明本发明,并且本发明的描述不受实施例的限制。
制备实施例1
步骤1)(二乙基硅烷-二基)-双(2-甲基-4-(4-叔丁基-苯基)茚基)硅烷的制备
将2-甲基-4-叔丁基-苯基茚(20.0g)溶解在体积比=10/1的甲苯/THF溶液(220mL)中,向其中缓慢滴加正丁基锂溶液(2.5M,己烷溶剂,22.2g),并在室温下进行搅拌1天。在-78℃下向所得混合溶液中缓慢滴加二乙基二氯硅烷(6.2g),搅拌约10分钟,并在室温下再搅拌一天。然后,加入水分离有机层,并减压蒸馏除去溶剂,得到(二乙基硅烷-二基)-双(2-甲基-4-(4-叔丁基-苯基)茚基)硅烷。
步骤2)[(二乙基硅烷-二基)-双(2-甲基-4-(4-叔丁基-苯基)茚基)]二氯化锆的制备
将步骤1中制备的(二乙基硅烷-二基)-双(2-甲基-4-(4-叔丁基-苯基)茚基)硅烷溶解在体积比=5/1的甲苯/THF溶液(120mL)中,在-78℃下向其中缓慢滴加正丁基锂溶液(2.5M,己烷溶剂,22.2g),并在室温下进行搅拌1天。在-78℃下向所得反应物溶液中缓慢滴加通过在甲苯(20mL)中稀释氯化锆(8.9g)制备的溶液,并在室温下搅拌一天。从得到的反应物溶液中减压除去溶剂,加入二氯甲烷,进行过滤,并减压蒸馏除去滤液。用甲苯和己烷进行重结晶,得到高纯度外消旋-[(二乙基硅烷-二基)-双(2-甲基-4-(4-叔丁基-苯基)茚基)]二氯化锆(10.1g,产率为34%,外消旋:内消旋的重量比=20:1)。
步骤3)负载型催化剂的制备
向3L反应器中加入100g氧化硅和10重量%的甲基铝氧烷溶液(670g,溶剂:甲苯),并在90℃下反应24小时。在反应完成并完成沉淀后,除去上层溶液,并将剩余反应产物用甲苯洗涤两次。作为步骤2中制备的柄型茂金属化合物,将5.8g外消旋-[(二乙基硅烷-二基)-双(2-甲基-4-(4-叔丁基-苯基)茚基)]二氯化锆用500ml甲苯稀释,加入反应器中,并在70℃下反应5小时。反应完成并完成沉淀后,除去上层溶液,用甲苯洗涤剩余反应产物,再用己烷洗涤,真空干燥,从而得到150g固体颗粒形式的氧化硅负载的茂金属催化剂。
制备实施例2
除了使用二乙基硅烷二基(2-乙基-4-(4'-叔丁基-苯基)-茚基)(2-甲基-4-(4'-叔丁基-苯基)茚基)二氯化锆代替制备实施例1的步骤2中制备的过渡金属化合物之外,以与制备实施例1的步骤3相同的方式制备氧化硅负载的茂金属催化剂。
制备实施例3
除了使用二甲基硅烷二基双(2-甲基茚基)二氯化锆)代替制备实施例1的步骤2中制备的过渡金属化合物之外,以与制备实施例1的步骤3相同的方式制备氧化硅负载的茂金属催化剂。
制备实施例4
除了使用二甲基硅烷二基双(2-甲基-4-(4-叔丁基苯基)茚基)二氯化锆代替制备实施例1的步骤2中制备的过渡金属化合物之外,以与制备实施例1的步骤3相同的方式制备氧化硅负载的茂金属催化剂。
制备实施例5
除了使用下列结构的化合物(I)代替制备实施例1的步骤2中制备的过渡金属化合物之外,以与制备实施例1的步骤3相同的方式制备氧化硅负载的茂金属催化剂。
实施例1
在制备实施例1中制备的氧化硅负载的茂金属催化剂存在下,使用连续的双环管反应器进行丙烯的本体淤浆聚合。
这里,使用泵分别以下表1中所述的含量添加三乙基铝(TEAL)和氢气,并且对于本体淤浆聚合,根据制备实施例1制备的负载型催化剂以与含量为30重量%油和油脂混合成泥浆催化剂形式使用。反应器的温度为70℃,进行操作使得每小时产量约为40kg。
实施例1的聚合方法的具体反应条件如下表1所示,通过聚合方法,制备均聚丙烯。
实施例2至5
除了在表1中所述的条件下外,以与实施例1相同的方式制备均聚丙烯。
对比实施例1
作为Z/N均聚丙烯,使用市售的(由LG化学株式会社制造)。
对比实施例2至4
除了在表1中所述的条件下外,以与实施例1相同的方式制备均聚丙烯。
对比实施例5
除了加入500ppm的氢之外,以与实施例1相同的方式制备均聚丙烯。
对比实施例6
除了添加3000ppm的氢之外,以与实施例1相同的方式制备均聚丙烯。
对比实施例7
除了使用制备实施例5中制备的氧化硅负载的茂金属催化剂并使用表1中所述的条件之外,以与实施例1相同的方式制备均聚丙烯。
(表1)
实验实施例1
对于在实施例和对比实施例中制备的均聚丙烯,通过以下方法进行物理性质的评价。结果如下表2所示。
(1)熔体指数(MI,g/10min):根据ASTM D1238在230℃,2.16kg载荷下测量,并表示为10分钟熔出的聚合物的重量(g)。
(2)二甲苯可溶物(重量%):将二甲苯加入到均聚丙烯的每个样品中,并通过在135℃下加热1小时并冷却30分钟来预处理。二甲苯在OmniSec设备(来自Viscotek的FIPA)中以1mL/min的流速流动4小时,并且当RI(折射率)、DP(横跨桥中间的压力)和IP(通过桥顶部到底部的入口压力)的基线稳定时,记录预处理样品的浓度和注入量并进行测量,然后计算峰面积。
(3)熔点(Tm,℃)
待测量的均聚丙烯的温度升至200℃,在该温度下保持5分钟,降至30℃,然后再次升高,并且差示扫描量热计(DSC,由TA Instruments制造)曲线的峰值确定为熔点。此处,升温速率和降温速率为10℃/分钟,作为熔点,使用在第二升温部分测量的结果。
(4)聚合物的分子量分布(MWD,多分散指数):分子量分布(“Mw/Mn”)确定为使用凝胶渗透色谱法(GPC)测量Mw和Mn后的Mw/Mn的比。具体地,使用利用来自PolymerLaboratories的长度为300mm的PLgel Mixed-B柱的Waters PL-GPC220仪器进行测量。此处,评估温度为160℃,使用1,2,4-三氯苯作为溶剂,流速为1mL/min。制备浓度为10mg/10mL的样品,并以200μL的量供应。使用聚苯乙烯标准物形成的校准曲线来得到Mw和Mn值。作为聚苯乙烯标准的分子量(g/mol),使用2000/10,000/30,000/70,000/200,000/700,000/2,000,000/4,000,000/10,000,000九种类型。
(5)残余应力比的测量
从根据实施例和对比实施例的均聚丙烯中取出每个样品,在235℃下对每个样品施加200%的应变,并测量10分钟的残余应力的变化。
为了测量残余应力,使用来自TA Instruments的Discovery Hybrid流变仪(DHR),将样品充分加载到直径为25mm的上下板之间,在235℃溶解,间隙固定在1mm,并进行测量。
基于测量的残余应力的数据,根据以下等式1计算残余应力的比(RS%),并且结果显示在下表2中:
[等式1]
残余应力比(Y)=(RS1/RS0)*100
其中,RS0是在235℃下对样品施加200%应变后0.02秒(t0)处的残余应力,RS1是在235℃下对样品施加200%应变后在1.00秒(t1)处的残余应力。
(表2)
作为实验的结果,通过根据本发明的制备方法制备的实施例1至5的均聚丙烯具有低的二甲苯可溶物含量和低残余应力比,以及窄MWD和在200g/10min至2000g/10min范围内的MI,并且MI随着氢气加入量的增加而增加。此外,与使用齐格勒-纳塔催化剂制备的对比实施例1的均聚丙烯相比,实施例1至5的均聚丙烯表现出显著降低的二甲苯可溶物和残余应力比,并且具有显著窄的分子量分布。
另外,在使用具有不同结构的化合物作为催化活性材料的对比实施例2至4中,由于取决于催化剂结构的差异的氢反应性的差异,制备具有相当的MI的聚合物所需的氢的加入量彼此不同,但与具有相当的MI的实施例1相比,分子量分布增加并且残余应力比大大增加。另外,在使用具有相同配体结构但含有烷氧基烷基的系链基团(tether group)作为连接两个配体的桥基的化合物的对比实施例7中,表现出高的MWD和残余应力比。由此证实了可加工性劣化。
另外,当使用相同的催化剂但不满足氢的加入量的条件时,熔体指数如对比实施例5和6中那样过低或过高,从而证实可加工性劣化。
实验实施例2
<非织造织物的制造>
使用包含根据实施例和对比实施例的均聚丙烯的树脂组合物进行熔喷过程,从而制造纺粘的非织造织物。
具体地,使用25mm双螺杆挤出机制造包含根据实施例和对比实施例的均聚丙烯以及作为抗氧化剂的2000ppm的Irganox 1010TM和2000ppm的Irgafos 168TM的母料,然后将其造粒。随后,除了使用31mm Brabender锥形双螺杆挤出机将熔融的母料组合物供应到熔体泵(65rpm),然后供应到具有出口直径为381μm的出口(10个出口/cm)的宽度为25cm的熔喷模头之外,通过与参考文献[Naval Research Laboratories的第4364号报告,1954年5月25日出版,题目为“超细有机纤维的制造(Manufacture of Superfine Organic Fibers)”,作者为Wente,V.A.,Boone,C.D.和Fluharty,E.L.]中描述的方法相似的方法将母料粒料挤出成超细纤维织网。
熔化温度为235℃,螺杆速度为120rpm,模头保持在235℃,初级空气温度和压力分别为300℃和60kPa(8.7psi),聚合物处理速度为5.44kg/h,以及收集器/模头的距离为15.2cm。
<非织造织物的物理性质的评价>
对于使用根据实施例和对比实施例的均聚丙烯制造的每种纺粘的非织造织物,物理性质的评价如下进行,结果示于下表3中。
(1)非织造织物的重量(gsm)
测量所制造的非织造织物的重量,并计算每单位面积的非织造织物的重量。
(2)非织造织物的可加工性
确认在制造非织造织物时是否发生单纱纤维,并且根据以下标准评价非织造织物的可加工性。
<评价标准>
良好:单纱纤维的出现率为10%以下,即,基于生产纤维的24小时,由于单纱(single yarn)的出现而未生产纤维的时间为2.4小时以下。
差:单纱纤维的出现率大于10%,即,基于生产纤维的24小时,由于单纱的出现而未生产纤维的时间超过2.4小时。
(3)非织造织物的强度
根据ASTM(美国材料测试协会)D 5035:2011(2015)的方法,通过宽度为5cm的切割条法测量纵向(MD)的强度(N/5cm)和横向(CD)的强度。
(4)非织造织物的粗糙度
通过10人的盲板评价测量非织造织物的粗糙度,并通过以下标准评价:
<评价标准>
◎:当7人以上评价非织造织物触感粗糙时,确定为优异
○:当4至6人评价非织造织物触感粗糙时,确定为良好
Δ:当2或3人评价非织造织物触感粗糙时,确定为一般
×:当一人以下评价非织造织物触感粗糙时,确定为差
(表3)
根据本发明的一个实施方式,使用其中MI、MWD、二甲苯可溶物和残余应力比均被优化的实施例1至5的均聚丙烯制造的非织造织物表现出高的强度和粗糙度,以及优异的可加工性。此外,发现由根据实施例1至5的均聚丙烯的高粗糙度性质,可以制造需要高粗糙度性质的用于洗涤的非织造织物,其中仅进行初级加工而不与添加剂混合。
同时,在使用齐格勒-纳塔催化剂制备均聚丙烯的对比实施例1中,与实施例1至5相比,可加工性差,并且强度和粗糙度性质大大劣化。特别地,发现为了使用根据对比实施例1制备的均聚丙烯制造用于洗涤的非织造织物,由于其粗糙度性质低,与用于增加粗糙度性质的添加剂混合和二次加工是必要的。
另外,在其中使用具有不同结构的化合物作为催化活性材料的对比实施例2至4中,由于比具有相同MI的实施例1更高的残余应力比,因此表现出差的可加工性,结果,织网形成差,从而发生强度劣化。
另外,在其中使用相同催化剂但氢的加入量超出氢的加入量条件的范围并且过低的对比实施例5中,MI值降低至小于200g/10min,从而表现出可加工性差。然而,在其中氢的加入量过高的对比实施例6中,由于MI大于2000g/10min,表现出降低的粗糙度性质,并且还由于大于3.3的高MWD和增加的二甲苯可溶物,与实施例相比,强度性质也降低。
另外,在具有相同配体结构但使用含有烷氧基烷基的系链基团作为连接两个配体的桥基的化合物的对比实施例7中,制备的均聚丙烯具有高的MWD和残余应力,从而表现出差的可加工性。从该结果可以确认,为了实现根据本发明的满足物理性质要求的均聚丙烯,优选具有化学式1结构的过渡金属化合物。

Claims (14)

1.一种满足以下条件的均聚丙烯:
i)熔体指数为200g/10min至2000g/10min,其根据ASTM D1238在230℃,2.16kg载荷下测量,
ii)分子量分布为3.3以下,
iii)残余应力比为0.05%以下,以及
iv)二甲苯可溶物含量为1.0重量%以下。
2.根据权利要求1所述的均聚丙烯,其中,所述均聚丙烯的分子量分布为2.5至3.3。
3.根据权利要求1所述的均聚丙烯,其中,所述均聚丙烯的残余应力比为0.02%至0.03%。
4.根据权利要求1所述的均聚丙烯,其中,所述均聚丙烯的二甲苯可溶物含量为0.6重量%至0.7重量%。
5.根据权利要求1所述的均聚丙烯,其中,所述均聚丙烯的熔点为150℃至155℃。
6.一种根据权利要求1所述的均聚丙烯的制备方法,包括在包含下列化学式1的化合物的催化剂组合物存在下加入700ppm至2500ppm的氢以使丙烯单体聚合:
[化学式1]
其中,
A是碳、硅或锗,
X1和X2独立地为卤素,
R1和R5独立地为被C1-20烷基取代的C6-20芳基,
R2至R4和R6至R8独立地为氢、卤素、C1-20烷基、C2-20烯基、C1-20烷基甲硅烷基、C1-20甲硅烷基烷基、C1-20烷氧基甲硅烷基、C1-20醚、C1-20甲硅烷基醚、C1-20烷氧基、C6-20芳基、C7-20烷基芳基或C7-20芳基烷基,以及
R9和R10彼此相同并且是C2-20烷基。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其中,A是硅。
8.根据权利要求6所述的制备方法,其中,R1和R5独立地为被C3-6支链烷基取代的苯基。
9.根据权利要求6所述的制备方法,其中,R9和R10彼此相同并且是C2-4直链烷基。
10.根据权利要求6所述的制备方法,其中,R9和R10分别为乙基。
11.根据权利要求6所述的制备方法,其中,所述化学式1的化合物由以下化学式1a表示:
[化学式1a]
12.根据权利要求6所述的制备方法,其中,所述化学式1的化合物由载体负载。
13.根据权利要求6所述的制备方法,其中,所述催化剂组合物还包含由以下化学式2表示的化合物、由以下化学式3表示的化合物和由以下化学式4表示的化合物中的一种或多种:
[化学式2]
-[Al(R11)-O]m-
其中,
各R11彼此相同或不同,并且独立地为卤素、C1-20烃、或被卤素取代的C1-20烃,以及
m是2以上的整数;
[化学式3]
J(R12)3
其中,
各R12彼此相同或不同,并且独立地为卤素、C1-20烃、或被卤素取代的C1-20烃,以及
J是铝或硼;以及
[化学式4]
[E-H]+[ZQ4]-或[E]+[ZQ4]-
其中,
E是中性或阳离子路易斯碱,
H是氢原子,
Z是第13族元素,以及
各Q彼此相同或不同,并且独立地为C6-20芳基或C1-20烷基,其中一个或多个氢原子未被取代或被卤素、C1-20烃、烷氧基或苯氧基取代。
14.一种用于洗涤的非织造织物,包含权利要求1所述的均聚丙烯。
CN201880005191.7A 2017-11-27 2018-10-01 聚丙烯及其制备方法 Active CN110099934B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211471604.5A CN115785313B (zh) 2017-11-27 2018-10-01 聚丙烯及其制备方法

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2017-0159736 2017-11-27
KR20170159736 2017-11-27
KR10-2018-0116448 2018-09-28
KR1020180116448A KR102326791B1 (ko) 2017-11-27 2018-09-28 폴리프로필렌 및 그 제조방법
PCT/KR2018/011638 WO2019103306A1 (ko) 2017-11-27 2018-10-01 폴리프로필렌 및 그 제조방법

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211471604.5A Division CN115785313B (zh) 2017-11-27 2018-10-01 聚丙烯及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110099934A true CN110099934A (zh) 2019-08-06
CN110099934B CN110099934B (zh) 2023-01-31

Family

ID=66844984

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880005191.7A Active CN110099934B (zh) 2017-11-27 2018-10-01 聚丙烯及其制备方法
CN202211471604.5A Active CN115785313B (zh) 2017-11-27 2018-10-01 聚丙烯及其制备方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211471604.5A Active CN115785313B (zh) 2017-11-27 2018-10-01 聚丙烯及其制备方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11384180B2 (zh)
EP (1) EP3546489A4 (zh)
JP (1) JP6783937B2 (zh)
KR (1) KR102326791B1 (zh)
CN (2) CN110099934B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113056517A (zh) * 2019-09-30 2021-06-29 株式会社Lg化学 颗粒型聚丙烯树脂组合物及其制备方法
CN113474382A (zh) * 2019-12-04 2021-10-01 株式会社Lg化学 聚丙烯树脂、聚丙烯纤维及其制备方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6888107B2 (ja) * 2017-12-26 2021-06-16 エルジー・ケム・リミテッド ホモポリプロピレンおよびその製造方法
KR102388031B1 (ko) * 2018-11-06 2022-04-19 주식회사 엘지화학 펠렛형 폴리프로필렌 수지 및 그 제조방법
EP3916048A4 (en) * 2019-12-04 2022-03-30 Lg Chem, Ltd. POLYPROPYLENE RESIN, POLYPROPYLENE FIBER AND METHOD FOR PREPARING IT
EP3916023A1 (en) * 2020-05-27 2021-12-01 Borealis AG Polypropylene coating composition
WO2022203461A1 (ko) * 2021-03-26 2022-09-29 주식회사 엘지화학 폴리프로필렌 수지 조성물 및 그의 제조방법
US20240052074A1 (en) * 2021-03-26 2024-02-15 Lg Chem, Ltd. Polypropylene Resin Composition and Non-Woven Fabric Prepared Using the Same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101124252A (zh) * 2004-12-01 2008-02-13 诺沃连科技控股公司 金属茂催化剂、其合成以及在烯烃聚合中的用途
CN101291986A (zh) * 2005-10-21 2008-10-22 巴塞尔聚烯烃股份有限公司 用于注射模塑的聚丙烯
WO2013066109A1 (ko) * 2011-11-03 2013-05-10 주식회사 엘지화학 비담지 비균일계 폴리올레핀 중합용 촉매 조성물 및 그의 제조 방법
CN105555811A (zh) * 2013-09-30 2016-05-04 株式会社Lg化学 聚丙烯的制备方法和由此获得的聚丙烯

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001163771A (ja) 1999-09-30 2001-06-19 Mitsubishi Chem Mkv Co 貼付材用フィルム
WO2007045603A1 (en) 2005-10-21 2007-04-26 Basell Polyolefine Gmbh Propylene polymers
JP2007145914A (ja) 2005-11-24 2007-06-14 Japan Polypropylene Corp メルトブローン成形不織布用ポリプロピレン系粒子及びポリプロピレン系不織布
JP5280865B2 (ja) 2006-02-02 2013-09-04 バーゼル・ポリオレフィン・ゲーエムベーハー プロピレンメルトブローン樹脂、プロピレンメルトブローン樹脂繊維及びそれから製造される不織布、並びにその製造方法
JP5084353B2 (ja) 2007-06-05 2012-11-28 旭化成ケミカルズ株式会社 熱収縮性多層フィルム
DE102007049031A1 (de) * 2007-10-11 2009-04-16 Fiberweb Corovin Gmbh Polypropylenmischung
WO2009054833A2 (en) 2007-10-25 2009-04-30 Novolen Technology Holdings, C.V. Metallocene compounds, catalysts comprising them, process for producing an olefin polymer by use of the catalysts, and olefin homo and copolymers
PL2308923T3 (pl) * 2009-10-09 2012-11-30 Borealis Ag Kompozyt włókna szklanego o ulepszonej przetwarzalności
EP2601332B1 (en) * 2010-08-02 2015-12-16 Borealis AG Melt blown media for air filtration
KR101499819B1 (ko) 2011-11-03 2015-03-10 주식회사 엘지화학 비담지 비균일계 폴리올레핀 중합용 촉매 조성물 및 그의 제조 방법
WO2015047030A1 (ko) 2013-09-30 2015-04-02 주식회사 엘지화학 프로필렌-1-부텐 공중합체의 제조방법 및 이로부터 수득되는 프로필렌-1-부텐 공중합체
KR101738139B1 (ko) * 2013-11-06 2017-05-19 주식회사 엘지화학 폴리프로필렌
KR101653356B1 (ko) 2014-10-17 2016-09-01 주식회사 엘지화학 고분자량 폴리올레핀 제조용 메탈로센 촉매 및 이의 제조방법
KR20160061774A (ko) * 2014-11-24 2016-06-01 롯데케미칼 주식회사 우수한 파단강도와 소프트성을 갖는 부직포용 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 성형물
KR101753867B1 (ko) 2015-06-26 2017-07-04 (주) 미벨라 탄성 복합 부직포 및 그 제조장치
KR102006939B1 (ko) * 2015-10-21 2019-08-02 주식회사 엘지화학 메탈로센 폴리프로필렌 및 이를 포함하는 필라멘트
KR20170059668A (ko) 2015-11-23 2017-05-31 도레이첨단소재 주식회사 입체규칙성의 조절을 통한 강도 향상 부직포 및 그 제조방법
KR102124102B1 (ko) * 2015-12-18 2020-06-17 주식회사 엘지화학 혼성 담지 촉매 및 이를 이용하는 올레핀계 중합체의 제조방법
KR102288988B1 (ko) 2016-11-08 2021-08-10 주식회사 엘지화학 폴리프로필렌의 제조 방법
JP6888107B2 (ja) * 2017-12-26 2021-06-16 エルジー・ケム・リミテッド ホモポリプロピレンおよびその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101124252A (zh) * 2004-12-01 2008-02-13 诺沃连科技控股公司 金属茂催化剂、其合成以及在烯烃聚合中的用途
CN101291986A (zh) * 2005-10-21 2008-10-22 巴塞尔聚烯烃股份有限公司 用于注射模塑的聚丙烯
WO2013066109A1 (ko) * 2011-11-03 2013-05-10 주식회사 엘지화학 비담지 비균일계 폴리올레핀 중합용 촉매 조성물 및 그의 제조 방법
CN105555811A (zh) * 2013-09-30 2016-05-04 株式会社Lg化学 聚丙烯的制备方法和由此获得的聚丙烯

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113056517A (zh) * 2019-09-30 2021-06-29 株式会社Lg化学 颗粒型聚丙烯树脂组合物及其制备方法
CN113056517B (zh) * 2019-09-30 2024-01-02 株式会社Lg化学 颗粒型聚丙烯树脂组合物及其制备方法
CN113474382A (zh) * 2019-12-04 2021-10-01 株式会社Lg化学 聚丙烯树脂、聚丙烯纤维及其制备方法
CN113474382B (zh) * 2019-12-04 2024-03-08 株式会社Lg化学 聚丙烯树脂、聚丙烯纤维及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN115785313B (zh) 2024-02-23
EP3546489A4 (en) 2020-03-25
US11384180B2 (en) 2022-07-12
CN110099934B (zh) 2023-01-31
CN115785313A (zh) 2023-03-14
KR20190062163A (ko) 2019-06-05
US20200140583A1 (en) 2020-05-07
JP6783937B2 (ja) 2020-11-11
EP3546489A1 (en) 2019-10-02
KR102326791B1 (ko) 2021-11-16
JP2020502309A (ja) 2020-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110099934B (zh) 聚丙烯及其制备方法
US11117990B2 (en) Homopolypropylene and method for preparing the same
JP7089015B2 (ja) 不織布用ホモポリプロピレン樹脂およびその製造方法
US11345767B2 (en) Propylene copolymer resin composition and method for preparing the same
KR102238159B1 (ko) 프로필렌-부텐 공중합체 수지 조성물 및 이의 제조 방법
US20220135715A1 (en) Polypropylene Resin, Polypropylene Fiber And Method For Preparing The Same
EP3733765B1 (en) Resin composition for bi-component fiber
KR102353755B1 (ko) 호모 폴리프로필렌 및 이를 포함하는 부직포
KR20210061954A (ko) 혼성 담지 메탈로센 촉매 및 이를 이용한 폴리에틸렌 공중합체의 제조 방법
KR20240135380A (ko) 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이로부터 제조된 폴리프로필렌 섬유
KR20200145767A (ko) 프로필렌-1-부텐 공중합체 및 그의 제조방법
WO2019103306A1 (ko) 폴리프로필렌 및 그 제조방법
KR20220003927A (ko) 프로필렌-에틸렌-1-부텐 공중합체 및 그의 제조방법
KR20200145768A (ko) 폴리프로필렌 및 그의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant