CN105585647A - 一种车饰无纺布背胶用聚乙烯专用料的制备方法 - Google Patents

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吴建东
林培长
周浩
徐文俊
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Abstract

本发明属于高分子合成技术领域，具体为一种车饰无纺布背胶用聚乙烯专用料的制备方法。本发明通过在管式E法高压聚合工艺装置上，选择合适的引发剂及分子量调整剂，在乙烯进料主流和侧流选择合适的加入比例，选择合适的聚合压力、聚合温度开发制备出车饰无纺布背胶用高熔指【22～32g/10min(190℃，2.16kg)】、中低密度【0.920－0.934g/cm3】聚乙烯。其方法简单，易操作。

Description

一种车饰无纺布背胶用聚乙烯专用料的制备方法
技术领域
本发明涉及高分子合成技术领域，具体的说，尤其涉及一种用于汽车内饰领域的高熔指聚乙烯树脂的高压管式制备方法，
背景技术
20世纪80年代以来，全球汽车工业得到了迅速发展,我国也将汽车工业列为支柱产业。进入21世纪后,随着国外汽车制造商纷纷入驻中国,我国的轿车生产更得到了长足的发展。汽车和住房、教育一样作为拉动内需、支持国民生产总值GDP增长的重要因素越来越引起人们的关注。未来的汽车设计将更加体现以人为本的鲜明特点。满足汽车驾驶者越来越多的需求,汽车内部装饰的功能设计变得更加重要。人们驾驶汽车的时间越来越长，对舒适性的期望也会越来越高。汽车尤其是小型客车车内装饰材料的选择和使用，对汽车的销售和使用也有着十分重要的影响。我国汽车工业的飞速发展为汽车内各种装饰材料的应用提供了广阔的领域，同时也提出了更多功能和更高质量的要求。为此，国内汽车内饰件配套材料生产企业也同步进行产能扩张和质量档次的提高。
以车饰无纺布背胶用聚乙烯专用料为原料，利用高速挤出淋膜工艺和PE膜背胶工艺将PE膜涂覆在无纺布上形成背胶来生产汽车内饰材料，从而使汽车内饰用无纺布的拉伸断裂应力、拉伸断裂标称应变、气密性和防潮性等质量特性得以较大的提高。
本发明涉及的车饰无纺布背胶用聚乙烯专用料是为汽车内饰件配套材料生产企业量身定做的专用产品。其具有很高的流动性能，具有适中的结晶度和密度。具有较窄的分子量分布。因为分子量分布较窄，会使PE大分子非牛顿性减弱，熔体弹性变小，使涂覆的背胶在熔体状态收缩变小。使产品尺寸稳定。
目前国内外生产车饰无纺布背胶用聚乙烯专用料的企业微乎其微，经有关权威查新机构查询，至今未见报道。本发明在管式E法高压聚合装置上，利用聚合工艺的调节，也就是利用引发剂的选择、几个引发剂(几个不同过氧化物及氧气)的加入量、之间的不同配比；利用分子量调整剂的选择及加入量，利用不同引发剂在乙烯主流和侧流的加入比例；利用聚合压力、聚合温度等工艺调节手段，来开发制备该聚乙烯专用料，具有重要的意义。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种车饰无纺布背胶用聚乙烯专用料的制备方法，该制备方法简单，易操作。得到的聚乙烯高熔指、中低密度且分子量分布较窄，适合在无纺布上形成背胶。
本发明提供一种车饰无纺布背胶用聚乙烯专用料的制备方法，其制备时采用管式E法高压聚合工艺装置，包括以下步骤：
(1)将乙烯、第一引发剂、第二引发剂和调整剂进行压缩，压缩后分为两股压力为230～250Mpa的主、侧流进料气体；所述主流进料气体包括乙烯、第一引发剂和调整剂，所述第一引发剂的含量为5±0.5ppm，调整剂的含量为225±20ppm；所述侧流进料气体包括乙烯和第二引发剂，所述第二引发剂的含量为15±2ppm；其中：所述第一引发剂由过氧化新癸酸叔丁脂和过氧化2-乙基己酸叔丁脂组成，过氧化2-乙基己酸叔丁脂占引发剂总重量的80±10％；所述调整剂为C3～C10的醛；所述第二引发剂为经过过滤和干燥的压缩空气；
(2)主流进料气体进入第一管式反应器，先用蒸汽夹套逐渐加热到175±10℃，再在反应区进行聚合反应，聚合温度为310～330℃，压力为240～250Mpa，反应时间为7～8秒；反应结束后冷却，出第一反应器，再和压缩机送来的侧流进料气体合并；进入第二管式反应器的反应区进行聚合反应，聚合温度为310～330℃，压力为210～220Mpa，反应时间为11～12秒；
(3)经第二管式反应器反应后，冷却，反应混合物再由反应器出口处的放料阀降压，排入高压制品分离器，进行气体与物料分离；而后，熔融状的聚乙烯产品进入低压制品分离器再次进行气体与物料分离，最后进行挤出造粒。
本发明中的过氧化新癸酸叔丁脂，分子式是C15H30O3，10小时半衰期温度为43℃，1小时半衰期温度为61℃，0.1小时半衰期温度为81℃；
本发明中的过氧化2-乙基己酸叔丁脂，分子式是C12H24O3，10小时半衰期温度为72℃，1小时半衰期温度为91℃，0.1小时半衰期温度为113℃；
本发明中，调整剂优选为丙醛。丙醛的分子式为C3H6O,在常温下为液体，其熔点为-81℃，沸点为48.8℃，易汽化。它能在稍高温度下生成二聚、三聚丙醛。
本发明中，第二引发剂中的空气在前段压缩机吸入口注入，第一引发剂中的过氧化物用超高压泵注入第一管式反应器，调整剂的丙醛用高压计量泵在后段压缩机入口注入。
本发明得到的用于车饰无纺布背胶的高熔指中低密度聚乙烯，其熔融指数是22g/10min～32g/10min；优选为25g/10min～29g/10min；密度为0.920g/cm3～0.934g/cm3，优选为0.921g/cm3～0.926g/cm3；分子量分布指数是3～10，优选为4.5～6.5；拉伸强度大于8Mpa，优选为大于9Mpa；拉伸断裂应变大于100％，优选为大于500％。
本发明的有益效果在于：本发明方法简单，易操作，低能耗，反应的单程转化率在20～25％；生产得到的聚乙烯分子量分布较窄，具有高熔指、中低密度，适合应用于车饰无纺布生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
本发明中工艺采用管式E法高压聚合工艺装置，所使用聚合反应器设备的主要技术参数如下：
第一管式反应器内径：Φ27mm，壁厚：17.5mm，长度：600m；
第二管式反应器内径：Φ34mm；壁厚：22mm，长度：504m。
实施例1
(1)将乙烯、第一引发剂、第二引发剂和调整剂进行压缩，压缩后分为两股压力为230～250Mpa的主、侧流进料气体；所述主流进料气体包括乙烯、第一引发剂和调整剂，所述第一引发剂中的过氧化新癸酸叔丁脂的含量为1ppm，过氧化2-乙基己酸叔丁脂的含量为4ppm，所述调整剂为丙醛，丙醛的含量为225ppm；所述侧流进料气体包括乙烯和第二引发剂，所述第二引发剂为经过过滤和干燥的压缩空气，其含量为16ppm；
(2)主流进料气体进入第一管式反应器，先用蒸汽夹套逐渐加热到175±10℃，再在反应区进行聚合反应，聚合温度为310～330℃，压力为240～250Mpa，反应时间为7～8秒；反应结束后冷却，出第一反应区器，再和压缩机送来的侧流进料气体合并；进入第二管式反应器的反应区进行聚合反应，聚合温度为320～330℃，压力为210～220Mpa，反应时间为11～12秒；
(3)经第二管式反应器反应后，冷却，反应混合物再由反应器出口处的放料阀降压，排入高压制品分离器，进行气体与物料分离；而后，熔融状的聚乙烯产品进入低压制品分离器再次进行气体与物料分离，最后进行挤出造粒。
实施例2
具体步骤同实施例1。
其中：主、侧流进料气压力为230～245Mpa，主流进料气体中的第一引发剂中，过氧化新癸酸叔丁脂的含量为1.1ppm，过氧化2-乙基己酸叔丁脂的含量为4.4ppm，侧流进料气体中的引发剂压缩空气含量为17ppm，主流进料气中分子量调整剂丙醛含量为225ppm，第一管式反应器的反应温度控制为310～320℃，第二管式反应器的反应温度控制为310～320℃。
实施例3
具体步骤同实施例1。
其中：主、侧流进料气压力为230～240Mpa，主流进料气体中的第一引发剂中，过氧化新癸酸叔丁脂的含量为0.95ppm，过氧化2-乙基己酸叔丁脂的含量为3.8ppm，侧流进料气体中的第二引发剂(压缩空气)含量为16ppm，主流进料气中调整剂丙醛的含量为225ppm，第一管式反应器的反应温度控制为300～310℃，第二管式反应器的反应温度控制为300～310℃。
实施例4
具体步骤同实施例1。
其中：主、侧流进料气压力为230～240Mpa，主流进料气体中的第一引发剂中，过氧化新癸酸叔丁脂的含量为1ppm，过氧化2-乙基己酸叔丁脂的含量为4ppm，侧流进料气体中的第二引发剂(压缩空气)含量为16ppm，主流进料气中的调整剂丙醛的含量为245ppm，第一管式反应器的反应温度控制为300～320℃，第二管式反应器的反应温度控制为300～320℃。
实施例5
具体步骤同实施例1。
其中：主、侧流进料气压力为230～240Mpa，主流进料气体中的第一引发剂中，过氧化新癸酸叔丁脂的含量为1.1ppm，过氧化2-乙基己酸叔丁脂的含量为4.4ppm，侧流进料气体中的第二引发剂(压缩空气)含量为17ppm，主流进料气中的调整剂丙醛的含量为210ppm，第一管式反应器的反应温度控制为300～320℃，第二管式反应器的反应温度控制为300～320℃。
实施例6
具体步骤同实施例1。
其中：主、侧流进料气压力为230～240Mpa，主流进料气体中的第一引发剂中，过氧化新癸酸叔丁脂的含量为0.9ppm，过氧化2-乙基己酸叔丁脂的含量为3.6ppm侧流进料气体中的第二引发剂(压缩空气)含量为15ppm，主流进料气中的调整剂丙醛的含量为210ppm，第一管式反应器的反应温度控制为300～310℃，第二管式反应器的反应温度控制为300～310℃。
实施例7
具体步骤同实施例1。
其中：主、侧流进料气压力为235～245Mpa，主流进料气体中的第一引发剂中，过氧化新癸酸叔丁脂的含量为0.9ppm，过氧化2-乙基己酸叔丁脂的含量为3.6ppm，侧流进料气体中的第二引发剂(压缩空气)含量为13ppm，主流进料气中的调整剂丙醛的含量为245ppm，第一管式反应器的反应温度控制为300～315℃，第二管式反应器的反应温度控制为300～315℃。
实施例8
具体步骤同实施例1。
其中：主、侧流进料气压力为230～240Mpa，主流进料气体中的第一引发剂中，过氧化新癸酸叔丁脂的含量为1ppm，过氧化2-乙基己酸叔丁脂的含量为4ppm，侧流进料气体中的第二引发剂(压缩空气)的含量为16ppm，主流进料气中的调整剂丙醛的含量为210ppm，第一管式反应器的反应温度控制为300～320℃，第二管式反应器的反应温度控制为300～320℃。
本发明中，聚乙烯测试标准及方法的测试方法如下：
分子量分布测试：由凝胶渗透色谱(GPC)测试
高效液相色谱，色谱柱为3根串联Plgel10μmMIXED-B柱。溶剂及流动相均为1,2,4-三氯苯(含0.025％抗氧剂2,6-二丁基对甲酚)，柱温150℃，流速1.0ml/min，采用窄分布聚苯乙烯标样进行普适标定。测试结果如下所示：
本发明中，聚乙烯专用料样品后加工情况如下所示：

Claims (4)

1.一种车饰无纺布背胶用聚乙烯专用料的制备方法，其特征在于，其采用管式E法高压聚合工艺装置进行制备，具体步骤如下：
(1)将乙烯、第一引发剂、第二引发剂和调整剂进行压缩，压缩后分为两股压力为230～250Mpa的主、侧流进料气体；所述主流进料气体包括乙烯、第一引发剂和调整剂，所述第一引发剂的含量为5±0.5ppm，调整剂的含量为225±20ppm；所述侧流进料气体包括乙烯和第二引发剂，所述第二引发剂的含量为15±2ppm；其中：所述第一引发剂由过氧化新癸酸叔丁脂和过氧化2-乙基己酸叔丁脂组成，过氧化2-乙基己酸叔丁脂占引发剂总重量的80±10％；所述调整剂为C3～C10的醛；所述第二引发剂为经过过滤和干燥的压缩空气；
(2)主流进料气体进入第一管式反应器，先用蒸汽夹套逐渐加热到175±10℃，再在反应区进行聚合反应，聚合温度为310～330℃，压力为240～250Mpa，反应时间为7～8秒；反应结束后冷却，出第一反应器，再和压缩机送来的侧流进料气体合并；进入第二管式反应器的反应区进行聚合反应，聚合温度为310～330℃，压力为210～220Mpa，反应时间为11～12秒；
(3)经第二管式反应器反应后，冷却，反应混合物再由反应器出口处的放料阀降压，排入高压制品分离器，进行气体与物料分离；而后，熔融状的聚乙烯产品进入低压制品分离器再次进行气体与物料分离，最后进行挤出造粒。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述调整剂是丙醛。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：制备得到的车饰无纺布背胶用聚乙烯专用料具有22g/10min～32g/10min之间的熔融指数，具有0.920～0.934g/cm3的密度，分子量分布指数是3～10，拉伸强度为大于8Mpa，拉伸断裂应变大于100％。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：制备得到的车饰无纺布背胶用聚乙烯专用料的熔融指数是25g/10min～29g/10min(190℃,2.16kg)；密度为0.921g/cm3～0.926g/cm3；分子量分布指数是4.5～6.5；拉伸强度大于9Mpa；拉伸断裂应变大于500％。
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