[發明專利]超高分子量聚乙烯催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 200710042468.7
• 申請日: 2007-06-22
• 公開（公告）號: CN101074275A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發明（設計）人: 肖明威;余世炯;張長遠
• 申請（專利權）人: 上海化工研究院
• 主分類號: C08F10/02
• 分類號: C08F10/02;C08F4/645;C08F4/649
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 鄔震中

技術領域

本發明涉及一種超高分子量聚乙烯的催化劑，及該催化劑的制備方法。

背景技術

按照ASTM4020定義，超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是具有2.30或更高的相對粘度的直鏈聚乙烯，該相對粘度是在135℃下100ml的0.05％十氫萘溶液中測定的。相對于其它聚乙烯而言，它具有高耐磨性，極好的韌性和熱穩定性，廣泛應用于紡織工業，機械工程、化學工業和采礦業。

對于超高分子量聚乙烯而言，除了分子量的大小可影響其機械性能和加工性能外，超高分子量聚乙烯的粒徑大小和粒徑分布也同樣有著重要的作用。所以目前對于超高分子量聚乙烯催化劑的研究主要包括(1)提高催化劑的聚合活性；(2)通過調整催化劑的配方，使分子量在一定范圍內可調；(3)調整催化劑的粒徑而改善聚乙烯的粒徑。

中國專利94105011公開了二烷基鎂與鹵化劑反應形成主要由通式Mg-X₂構成的反應物，再與鈦化合物在供電子體作用下反應，所述供電子體選擇羧酸酯、醚、酮、酰胺或含氧的磷或硫化物。可以制備粒度分布窄、粒子平均直徑在100-200um的超高分子量聚乙烯。雖然聚合物的粒徑分布比較理想，但催化劑的聚合活性不高。

ZL00819563.3公開的超高分子量聚乙烯催化劑的制備方法包括i)通過鹵化鎂化合物和鋁或硼化合物的混合物與醇接觸反應制成鎂化合物溶液，ii)該溶液與至少一個含羥基的酯化合物和具有烷氧基的硅化合物(R_nSi(OR’)_4-n)反應，和iii)加入鈦化合物和硅化合物(R_nSiCl_4-n)的混合物制備固體鈦催化劑。該催化劑具有較好的活性，聚乙烯堆積密度比較高，但在該催化劑的制備過程中需要使用大量的四氯化鈦進行后處理，這將在工業化生產中給后處理工作帶來較大的問題和環境污染，同時催化劑聚合時要進行預聚合。

針對以上現有技術存在的不同缺陷，本發明將提供一種用于制備超高分子量聚乙烯的催化劑，不僅具有優異的聚合活性，而且催化劑不用預聚合就可以直接用于乙烯的聚合，同時聚乙烯的堆密度比較高，細粉含量少。

發明內容

本發明所要解決的技術問題之一是提供一種超高分子量聚乙烯催化劑。

本發明所要解決的技術問題之二是提供一種超高分子量聚乙烯催化劑的制備方法。

本發明所要解決的技術問題之三是提供一種超高分子量聚乙烯催化劑在乙烯均聚或共聚合中的應用。

一種超高分子量聚乙烯催化劑，該催化劑包含催化劑主體組分和助催化劑，其中催化劑主體組分的制備是通過以下步驟得到的：

(1)鹵化鎂化合物與醇類化合物、鈦酸酯類化合物反應形成鎂化合物溶液，

(2)鎂化合物溶液與氯化烷基鋁化合物反應，得到一中間產物，

(3)中間產物再與鈦化合物、給電子體反應。

本發明中所述的鹵化鎂化合物包括：二鹵化鎂化合物，例如氯化鎂、溴化鎂、碘化鎂或氟化鎂；烷基鹵化鎂化合物，例如甲基鹵化鎂、乙基鹵化鎂、丙基鹵化鎂、丁基鹵化鎂、異丁基鹵化鎂、己基鹵化鎂或戊基鹵化鎂；烷氧基鹵化鎂化合物，例如甲氧基鹵化鎂、乙氧基鹵化鎂、異丙基鹵化鎂、丁氧基鹵化鎂或辛氧基鹵化鎂。上述化合物中，可以使用一種鹵化鎂化合物，也可以使用兩種或兩種以上鹵化鎂化合物的混合物。本發明優選二鹵化鎂，更優選氯化鎂。

本發明所述的醇包括具有4～20個碳原子的醇，優選具有4～10個碳原子的醇，如異丁醇、2-乙基己醇、2-甲基戊醇、2-乙基丁醇、辛醇等。更優選2-乙基己醇。

本發明所述的氯化烷基鋁化合物可以通式R¹_nAlCl_3-n表示，其中R¹是具有1～14個碳原子的烷基，1≤n＜3，可以使用的化合物如一氯二乙基鋁、二氯一乙基鋁、氯化二異丙基鋁、倍半氯化乙基鋁、倍半氯化丁基鋁等，優選一氯二乙基鋁。

本發明所述的鈦酸酯類化合物可以通式Ti(OR²)_b表示，其中R²是具有1～10個碳原子的烷基，b是1-4的整數，可以使用的化合物如鈦酸正丁酯、鈦酸異丙酯、鈦酸異丁酯、鈦酸正己酯、鈦酸戊酯等。優選鈦酸正丁酯。