Industrial development of coal based high flow impact copolymer polypropylene

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2025.04.008

Abstract

Abstract:

In this paper， The coal based high flow impact copolymerized polypropylene was successfully developed on a domestic polypropylene production unit using Innovene gas⁃phase process. At the same time， the modification of organic phosphate nucleating agents for the developed polymer materials was studied. The results showed that CH⁃39， FT⁃21 and TMP⁃6 nucleating agents can effectively promote the crystallization process and improve the crystallization rate of the materials， The bending modulus of TMP⁃6 modified polypropylene is slightly lower than that of polypropylene modified by other three nucleating agents， and the coal based impact copolymerized polypropylene modified by CH⁃39 and FT⁃21 is basically the same in tensile properties， bending properties and impact strength， which provides a certain industrial reference value for the development and performance optimization of new coal based polypropylene products.

Key words: coal-based polypropylene, Innovene gas phase process, hydrogen-regulating method, high melt index

CLC Number:

TQ325.1⁺4

ZHANG Jianfei, BAO Lulu, YANG Tingjie, LI Liang. Industrial development of coal based high flow impact copolymer polypropylene[J]. China Plastics, 2025, 39(4): 41-45.

Figures/Tables 8

References 13

1	Zhang C， Shangguan Y， Chen R， et al. Morphology， microstructure and compatibility of impact polypropylene copolymer［J］. Polymer， 2010， 51： 4 969⁃4 977.
2	Fan Z， Zhang Y， Xu J， et al. Structure and properties of polypropy⁃lene/poly（ethylene⁃co⁃propylene） in⁃situ blends synthesized by spherical Ziegler⁃Natta catalyst［J］. Polymer， 2001， 42（13）： 5 559⁃5 566.
3	洪华平. 氢调法生产高流动性高刚性聚丙烯 M50T［J］. 合成树脂及塑料， 2014， 31（6）： 44⁃46.
	HONG H P. Production of high fluidity and high rigidity polypropylene M50T by hydrogen adjustment method［J］. China Synthetic Resin and Plastics， 2014， 31（6）： 44⁃46.
4	闫溥，李荣群，邵之杰，等. 高流动低气味聚丙烯汽车内饰材料研究［J］. 现代塑料加工应用， 2017， 29（2）： 39⁃41.
	YAN P， LI R Q， SHAO Z J， et al. Study on high fluidity and low odor polypropylene automotive interior materials［J］. Modern Plastics Processing and Applications， 2017， 29（2）： 39⁃41.
5	翟建宏. 汽车内饰件专用氢调法高流动性抗冲击共聚聚丙烯的开发［J］. 合成树脂及塑料， 2014， 31（5）： 54⁃57.
	ZHAI J H. Development of hydrogen adjustment method for high fluidity and impact⁃resistant copolymer polypropylene specialized for automotive interior parts［J］. China Synthetic Resin and Plastics， 2014， 31（5）： 54⁃57.
6	林震宙，雷军庆，席军，等. 氢调法高流动抗冲击共聚聚丙烯 K9928H 加工性能分析［J］. 广东化工， 2018， 45（17）： 41⁃42
	LIN Z Y， LEI J Q， XI J， et al. Processing performance analysis of hydrogen adjustment method high fluidity impact⁃resistant copolymer polypropylene K9928H［J］.Guangdong Chemical Industry， 2018， 45（17）： 41⁃42.
7	王小涓，郭锐. 气相氢调法高流动共聚PP K7726H的结构与性能［J］. 合成树脂及塑料，2010，27（5）：15⁃17.
	WANG X J， GUO R. Structure and properties of gas⁃phase hydrogen adjustment method high⁃fluidity copolymer polypropylene K7726H［J］. China Synthetic Resin and Plastics， 2010， 27（5）： 15⁃17.
8	李国锋，包璐璐，郭晓东，等.薄壁注塑专用煤基聚丙烯K1860的工业化生产及应用［J］.合成树脂及塑料，2020，37（4）：48⁃52.
	LI G F， BAO L L， GUO X D， et al. Industrial production and application of thin⁃walled injection coal⁃based polypropylene K1860［J］.China Synthetic Resin and Plastics， 2020，37（4）：48⁃52.
9	Thanyaprueksanon S， Thongyai S， Praserthdam P. New synthesis methods for polypropylene⁃co⁃ethylene⁃propylene rubber［J］.Journal of Applied Polymer Science，2007，103（6）：3 609⁃3 616.
10	Spruiell J E， Lu F.㎝.， Ding Z，et al.The influence of isotacticity， ethylene comonomer content，and nucleating agent additions on the structure and properties of meit⁃spun isotactic polypropylene filaments［J］.Journal of Applied Polymer Science，1996，62（11）：1 965⁃1 975.
11	张跃飞，罗贤祖，常瑶，等. 二环［2.2.1］庚烷二羧酸盐成核剂对聚丙烯结晶行为和力学性能的影响［J］. 塑料工业，2013，41（3）：76⁃78.
	ZHANG Y F， LUO X Z， CHANG Y， et al. Effects of dicyclo［2.2.1］heptane dicarboxylate nucleating agent on crystallization behavior and mechanical properties of polypropylene［J］.China Plastics Industry， 2013， 41（3）： 76⁃78.
12	张丽英，武志军，张浩. 成核剂对聚丙烯结晶形态及力学性能的影响［J］. 合成树脂及塑料，2004，21（4）：46⁃49.
	ZHANG L Y， WU Z J， ZHANG H. Effects of nucleating agents on crystalline morphology and mechanical properties of polypropy⁃lene［J］. China Synthetic Resin and Plastics， 2004， 21（4）： 46⁃49.
13	马文辉，陈旭，韩振刚，等. 聚丙烯成核剂研究进展［J］. 合成材料老化与应用， 2017， 46（3）：114⁃118.
	MA W H， CHEN X， HAN Z G， et al. Research progress in polypropylene nucleating agents［J］. Synthetic Materials Aging and Application， 2017， 46（3）： 114⁃118.

序号	项目		单位	高流动抗冲共聚聚丙烯
1	颗粒外观	色粒	个/kg	≤20
		黑粒	个/kg	0
		大粒和小粒	g /kg	报告
2	MFR	标称值	g/10 min	60
2	MFR	偏差	g/10 min	±18
3	等规指数		%	报告
4	灰分（质量分数）		mg/kg	≤500
5	拉伸屈服应力（σ_y）		MPa	≥19.0
6	弯曲模量（E_f）		MPa	≥1 200
7	简支梁缺口冲击强度	23 ℃	kJ/m²	≥4.0
8	黄色指数		-	≤4
9	负荷变形温度（T_f 0.45）		℃	≥60

序号	项目		单位	高流动抗冲共聚聚丙烯
1	颗粒外观	色粒	个/kg	≤20
		黑粒	个/kg	0
		大粒和小粒	g /kg	报告
2	MFR	标称值	g/10 min	60
2	MFR	偏差	g/10 min	±18
3	等规指数		%	报告
4	灰分（质量分数）		mg/kg	≤500
5	拉伸屈服应力（σ_y）		MPa	≥19.0
6	弯曲模量（E_f）		MPa	≥1 200
7	简支梁缺口冲击强度	23 ℃	kJ/m²	≥4.0
8	黄色指数		-	≤4
9	负荷变形温度（T_f 0.45）		℃	≥60

样品名称	色粒/个·kg^-1	大粒和小粒/g·kg^-1	MFR/g·（10 min）^-1	灰分（质量分数）/mg·kg^-1	负荷变形温度/℃	黄色指数
控制指标	≤20	报告	60~75	报告	报告	≤4.0
PP⁃1	4	0.08	58	327	86	-2.5
PP⁃2	3	0.07	60	323	89	-2.3
PP⁃3	4	0.09	61	302	88	-2.4
PP⁃4	4	0.13	63.5	315	96	-2.4
PP⁃5	3	0.12	63	318	97	-2.4
PP⁃6	4	0.11	58.7	325	95	-2.5
PP⁃7	3	0.11	65	323	97	-2.4

样品名称	色粒/个·kg^-1	大粒和小粒/g·kg^-1	MFR/g·（10 min）^-1	灰分（质量分数）/mg·kg^-1	负荷变形温度/℃	黄色指数
控制指标	≤20	报告	60~75	报告	报告	≤4.0
PP⁃1	4	0.08	58	327	86	-2.5
PP⁃2	3	0.07	60	323	89	-2.3
PP⁃3	4	0.09	61	302	88	-2.4
PP⁃4	4	0.13	63.5	315	96	-2.4
PP⁃5	3	0.12	63	318	97	-2.4
PP⁃6	4	0.11	58.7	325	95	-2.5
PP⁃7	3	0.11	65	323	97	-2.4

样品	T_onset/℃	T_peak/℃	T_o-T_p/℃	T_m/℃	ΔH_c/J·g^-1	ΔH_m/J·g^-1	X_c/%
空白	125.3	121.6	3.7	161.3	85.8	88.6	42.4
CH⁃39⁃-0.15%	134.9	131.9	3.0	162.3	90.8	97.6	46.7
TMP⁃6⁃-0.15%	131.6	129.5	2.1	161.9	87.5	95.2	45.6
FT⁃21⁃0.15%	133.9	131.4	2.5	159.8	91.9	94.8	45.4