[發明專利]一種聚乙烯填充的介孔材料的制備方法

有效

• 申請號: 201611069308.7
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106749787B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 周琦
• 申請（專利權）人: 寧波工程學院
• 主分類號: C08F110/02
• 分類號: C08F110/02;C08K7/26;C08K7/24;C08K3/08
• 代理公司: 浙江素豪律師事務所 33248
• 代理人: 邱積權;傅服

本發明公開了一種聚乙烯填充的介孔材料的制備方法，其特征包括以下步驟：將孔徑5?50nm的介孔材料在金屬鹽溶液中浸漬1?7天，其中金屬鹽中的金屬與介孔材料的重量比1wt％?20wt％；再將浸漬后的介孔材料在氫氣和氮氣體積比1％?10％的混合氣中將金屬鹽還原為0價金屬，獲得金屬填充的介孔材料；然后將獲得的金屬填充的介孔材料在乙烯中放置1?7天；接著將聚乙烯催化劑與助催化劑在甲苯溶液中絡合后，潤濕吸附乙烯的介孔材料；隨著絡合的聚乙烯催化劑和助催化劑在介孔材料中的擴散，促使吸附的乙烯發生聚合反應，獲得聚乙烯填充的介孔材料；本發明能夠在常溫、常壓下制備聚乙烯填充的介孔材料，能夠大幅提高介孔材料的力學性能。

技術領域

本發明涉及高分子/無機復合材料技術領域，具體指一種聚乙烯填充的介孔材料的制備方法。

背景技術

介孔分子篩、二氧化硅、二氧化鈦等介孔材料，廣泛應用于吸附、催化、分離等領域。然而其較差的機械強度使得介孔材料抵抗外力的能力不高，容易破碎。提高分子篩的結晶度是目前用于解決分子篩材料機械強度差的方法，然而該方法并不適用于無定形的二氧化硅介孔材料。Santoro等報道了一種聚乙烯填充的介孔分子篩的制備方法(NatureCommunications,2013,4,1557-1563)。將乙烯吸附進入介孔分子篩的孔道內，在-10℃下，通過紫外輻照，在超高壓的乙烯氣氛下(0.5-1.5GPa)，引發乙烯的自由基聚合。受限空間內有限的自由基含量降低了鏈交疊的發生概率。最終，獲得低纏結聚乙烯填充的分子篩復合材料。產品的硬度是UHMWPE的5倍、分子篩的2倍。目前，除Santoro等人的工作，尚未發現其他制備聚乙烯填充的介孔材料的方法。然而，Santoro等人報道的制備方法中聚合溫度過低，壓力太高，極大地增加了生產成本和控制難度，且乙烯的轉化效率低。因此，亟待開發高效制備聚乙烯填充介孔材料的溫和的生產工藝。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀，提供一種聚乙烯填充介孔材料的高效溫和的制備方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種聚乙烯填充的介孔材料的制備方法，其特征包括以下步驟：

(1)將孔徑5-50nm的介孔材料在金屬鹽溶液中浸漬1-7天，其中金屬鹽中的金屬與介孔材料的重量比1wt％-20wt％；

(2)步驟1中浸漬金屬鹽后的介孔材料在氫氣和氮氣體積比1％-10％的混合氣中將金屬鹽的高價態金屬還原為0價金屬，獲得金屬填充的介孔材料；

(3)步驟2中獲得的金屬填充的介孔材料在乙烯中放置1-7天，得到吸附有乙烯的介孔材料；

(4)將聚乙烯催化劑與助催化劑在甲苯溶液中絡合后，潤濕步驟3中吸附有乙烯的介孔材料；

(5)隨著絡合的聚乙烯催化劑和助催化劑在介孔材料中的擴散，促使吸附的乙烯發生聚合反應，獲得聚乙烯填充的介孔材料。

本發明進一步的優選方案為：所述的介孔材料選自分子篩、二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈦、二氧化硅-氧化鋁中的一種或幾種。

本發明進一步的優選方案為：所述的金屬鹽包括硝酸銀、氯化銀、氯金酸、氯化鈀中的一種或幾種。

本發明進一步的優選方案為：所述的金屬鹽溶液選自金屬鹽的水溶液、金屬鹽的甲酸溶液和金屬鹽的乙酸溶液中的一種或幾種。

本發明進一步的優選方案為：所述的聚乙烯催化劑為茂金屬催化劑、后過渡金屬催化劑、Ziegler-Natta催化劑和FI催化劑中的一種或幾種。

本發明進一步的優選方案為：所述的助催化劑為烷基鋁和烷氧基鋁中的一種或兩種。

本發明進一步的優選方案為：所述的助催化劑與催化劑摩爾比1-1000。

本發明進一步的優選方案為：所述的乙烯聚合反應的反應溫度0-100℃。