本發明涉及一種聚丙烯樹脂的制備方法，尤其涉及一種高強度耐熱無規共聚聚丙烯樹脂的制備方法。
背景技術：
目前，國內家庭使用的鋁塑管、pvc管和pe管都存在著明顯的缺點。鋁塑管使用壓緊式連接，長時間后容易漏水。pvc管一般壽命只有15年，而且pvc管和pe管無法用于70℃以上高溫熱水。目前普通無規共聚聚丙烯樹脂制成的管材也是使用壽命無法達到50年，不符合《gb/t18742-2002冷熱水用聚丙烯管道系統》的要求。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種高強度耐熱無規共聚聚丙烯樹脂制備方法。該方法所得的聚丙烯樹脂具有較高的強度而且耐熱性好，制成的管材管件可以進行熱熔焊接，并輸送70℃以上高溫熱水，能達到《gb/t18742-2002冷熱水用聚丙烯管道系統》中要求的50年使用壽命。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現：一種高強度耐熱無規共聚聚丙烯樹脂的制備方法，包括以下步驟：
(1)聚丙烯樹脂的制備：以丙烯為原料加入反應器中，并加入催化劑和助催化劑進行第一段反應，控制反應器的反應壓力為2.2~2.4mpa，反應溫度63~69℃，加入濃度為4100~4300ppm的氫氣和3~4%乙烯反應；然后進行第二段反應，控制反應器的反應壓力為2.1~2.3mpa，反應溫度63~69℃加入丙烯、氫氣和乙烯，氫氣濃度3900~4100ppm，乙烯加入濃度1~3%，最終得到熔體流動速率為0.2~0.3g/10min，鍵合乙烯含量為4～6%，重均分子量為60~80萬，分子量分布為4~6的聚丙烯粉料；
(2)往所述聚丙烯基礎粉料中加入抗氧劑、吸酸劑和加工助劑，混合均勻后，擠出造粒，獲得高強度耐熱無規共聚聚丙烯樹脂材料。
本發明所述步驟(2)的擠出造粒溫度為210~230℃。
所述步驟(2)中，以聚丙烯的量為基準，所述原料間的質量比為：
聚丙烯樹脂﹕抗氧劑=100﹕0.5~1
聚丙烯樹脂﹕吸酸劑=100﹕0.05~0.15
聚丙烯樹脂﹕加工助劑=100﹕0.03~0.1。
本發明所述的催化劑incatcdi具有第四代催化劑的最高聚合活性。cdi催化劑具有如下屬性：可控形態學，超高活性及非常高的選擇性。所生產的樹脂粒度分布窄，催化劑殘余最少，無腐蝕性，色澤極好，氣味少，可控有規性和高稠度。這種高活性促使反應器產量高、工藝簡單化，從而降低了資本投資和操作成本。
本發明所述的助催化劑：teal、改性劑dibdms。
本發明所述的抗氧劑為3-（3,5-雙特丁基-4-羥基環己基）丙酸酯(1010)、三（2,4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯(168)和2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羥基芐基)均三甲苯(330)的組合。
本發明所述的吸酸劑為硬脂酸鈣。
本發明所述的加工助劑為含氟聚合物，具體有南京特塑科技有限公司的fx3966，3m公司的fx5927、fx5926、fx5922、fx5920、fx5924。
本發明與現有技術相比具有以下有益效果：
(1)本發明提供的高強度耐熱無規共聚聚丙烯樹脂的抗沖擊效果比普通聚丙烯提高20~100%。按本發明生產的樹脂茂名石化t4401簡支梁缺口沖擊強度60kj/m2以上，普通聚丙烯樹脂如茂名石化k8003簡支梁缺口沖擊強度40kj/m2，茂名石化z30s簡支梁缺口沖擊強度30kj/m2，
(2)本發明制備的產品質量可達到只添加少量色母便可直接注塑管材管件。本發明無需再添加其他添加劑就能夠得到很好的抗沖耐熱性能。
(3)本發明制備的產品已通過《gb/t17219-1998生活飲用水輸配水設備及防護材料的安全性評價標準》、《gb9693-88食品包裝用聚丙烯樹脂衛生標準》、《fda21cfr177.1520食品接觸材料安全檢測》認證。
(4)本發明制備的產品制成的管材管件能夠輸送70℃以上的高溫熱水，生產的管材管件連接方式為熱熔焊接，長期使用不漏水。
具體實施方式
以下通過實施例更加詳細地闡述本發明內容，但是下述實施例只是用于對本發明的內容進行闡述，而不是限制，因此在與本發明的權利要求書相當的含義和范圍內的任何改變，都應認為是包括在權利要求書的范圍內。
實施例1
聚丙烯樹脂的制備：以丙烯為原料加入反應器中，并加入催化劑和助催化劑進行第一段反應，控制反應器的反應壓力為2.2~2.4mpa，反應溫度63~69℃，加入濃度為4100~4300ppm的氫氣和3~4%乙烯反應。然后，進行第二段反應，控制反應器的反應壓力為2.1~2.3mpa，反應溫度63~69℃加入丙烯、氫氣和乙烯，氫氣濃度3900~4100ppm，乙烯加入濃度1~3%，最終得到熔體流動速率為0.28g/10min，鍵合乙烯含量為4.18%的聚丙烯粉料。
實施例2
聚丙烯樹脂的制備：以丙烯為原料加入反應器中，并加入催化劑和助催化劑進行第一段反應，控制反應器的反應壓力為2.2~2.4mpa，反應溫度63~69℃，加入濃度為4100~4300ppm的氫氣和3~4%乙烯反應。然后，進行第二段反應，控制反應器的反應壓力為2.1~2.3mpa，反應溫度63~69℃加入丙烯、氫氣和乙烯，氫氣濃度3900~4100ppm，乙烯加入濃度1~3%，最終得到熔體流動速率為0.26g/10min，鍵合乙烯含量為4.26%的聚丙烯粉料。
實施例3
聚丙烯樹脂的制備：以丙烯為原料加入反應器中，并加入催化劑和助催化劑進行第一段反應，控制反應器的反應壓力為2.2~2.4mpa，反應溫度63~69℃，加入濃度為4100~4300ppm的氫氣和3~4%乙烯反應。然后，進行第二段反應，控制反應器的反應壓力為2.1~2.3mpa，反應溫度63~69℃加入丙烯、氫氣和乙烯，氫氣濃度3900~4100ppm，乙烯加入濃度1~3%，最終得到熔體流動速率為0.26g/10min，鍵合乙烯含量為4.28%的聚丙烯粉料。
實施例1~3中使用的催化劑incatcdi具有第四代催化劑的最高聚合活性。cdi催化劑具有如下屬性：可控形態學，超高活性及非常高的選擇性。所生產的樹脂粒度分布窄，催化劑殘余最少，無腐蝕性，色澤極好，氣味少，可控有規性和高稠度。這種高活性促使反應器產量高、工藝簡單化，從而降低了資本投資和操作成本。助催化劑為teal和改性劑dibdms。
催化劑cdi用量為20-30g/t，助催化劑的用量teal為100g-150/t，dibdms為50-150g/t。
實施例1~3制備的聚丙烯基礎粉料、吸酸劑、加工助劑和抗氧劑分別按以下質量比混合均勻后，在210~230℃擠出造粒，分別獲得高強度耐熱無規共聚聚丙烯樹脂材料實驗例1~3。
聚丙烯樹脂﹕抗氧劑=100﹕0.7
聚丙烯樹脂﹕吸酸劑=100﹕0.1
聚丙烯樹脂﹕加工助劑劑=100﹕0.05。
實驗例1~3的所述的抗氧劑為3-（3,5-雙特丁基-4-羥基環己基）丙酸酯(1010)、三（2,4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯(168)和2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羥基芐基)均三甲苯(330)的組合。吸酸劑為硬脂酸鈣。加工助劑為含氟聚合物，具體有南京特塑科技有限公司的fx3966和3m公司的fx5927、fx5926、fx5922、fx5920、fx5924。
取上述實驗例1~3中的聚丙烯樹脂材料與茂名石化的k8003、ppb-m02d和ppb-mt25-s進行性能對比，結果參見表1。
從表1可以看出，實驗例1~3比對茂名石化的k8003、ppb-m02d和ppb-mt25-s有更好簡支梁缺口沖擊強度和負荷變形溫度性能。