[發明專利]超高分子量聚乙烯的生產方法

在審

• 申請號: 201611182023.4
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN108203481A
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 張元禮;郭洪元;焦金華;王健;侯維;高嵩;馮文元;張利仁;劉冬;張利粉;徐麗艷;崔月;王俊榮;王大明;劉志軍;孫輝宇;崔勇;王金萍
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C08F110/02
• 分類號: C08F110/02;C08F4/646;C08F4/649
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 高龍鑫;王玉雙

本發明公開一種生產M_μ為150?800萬的超高分子量聚乙烯的方法。所制備超高分子量聚乙烯方法包括在主催化劑、助催化劑存在條件下加入外給電子體進行乙烯均聚。本發明不改變催化劑條件下，通過加入硅烷類外給電子體加入量調節超高分子量聚乙烯的分子量，加入酯類外給電子體改善超高分子量聚乙烯粉末粒度及分布，其工藝條件溫控，操作簡單，工業價值顯著。

技術領域

本發明涉及一種超高分子量聚乙烯的生產方法。

背景技術

超高分子量聚乙烯一般指粘均分子量在150萬以上的聚乙烯，其鏈長是一般HDPE的10到20倍。超高分子量聚乙烯具有優異的耐磨性、抗沖擊性能和吸收沖擊性、自潤滑性能、耐化學腐蝕性能、耐低溫性能、絕緣性能等，是由普通乙烯等原料制備的工程塑料。

目前，制備超高分子量聚乙烯的催化劑常采用Ti-Mg催化劑體系。由于超高分子量聚乙烯的分子量極高，本領域采用常規的聚乙烯催化劑是無法得到分子量極高的理想產品。關于超高分子量聚乙烯專用催化劑的研究被廣泛報道(US4962167、ZL00819563.3、CN200710037051.1、CN200710042467.2等)。

專利ZL00819563.3中提出一種鹵化鎂化合物和鋁或硼化學物的混合物與醇類化合物制備鎂化合物溶液加入含羥基的酯化合物和含烷氧基的硅化合物，在加入鈦化合物等制備出的催化劑，可用于生產超高分子量聚乙烯；專利CN1076456A公開了一種MgCl₂和ZnCl₂復合載體催化劑體系制備超高分子量聚乙烯；專利CN93103156.7提出使用復合鈦系催化劑，改變催化劑組分中Zn/Ti，調節分子量，但該專利調節分子量需要改變其組分，即需要制備不同的催化劑，因此對于調節超高分子量聚乙烯的分子量操作難度較大。

發明內容

本發明的目的是在生產M_μ為150-800萬的超高分子量聚乙烯。所制備超高分子量聚乙烯方法包括在主催化劑、助催化劑存在條件下加入外給電子體進行乙烯均聚。本發明不改變催化劑條件下，通過調整外給電子體加入量調節超高分子量聚乙烯的分子量，并改善超高分子量聚乙烯的形態，操作簡單，工業價值顯著。

本發明公開了一種超高分子量聚乙烯的生產方法，包括如下步驟：

反應體系經除水、除氧后，加入己烷、主催化劑和助催化劑；經攪拌后，加入外給電子體；將反應體系升溫，升至反應溫度為45～100℃時，再加入乙烯氣體，在保持聚合壓力為0.3～1.0Mpa恒定的條件下發生聚合反應；聚合反應結束后，降溫排氣，分離固液相，干燥得超高分子量聚乙烯；

其中，所述主催化劑為不含給電子體的Ti-Mg催化體系；所述助催化劑為有機鋁化物；所述助催化劑中的Al原子與所述主催化劑中的Ti原子的摩爾比為30:1～300:1；所述外給電子體與主催化劑中Ti原子的摩爾比為0.1～1.5。

本發明所述的超高分子量聚乙烯的生產方法，其中，所述外給電子體優選為有機硅化合物和/或酯類化合物。

本發明所述的超高分子量聚乙烯的生產方法，其中，所述有機硅化合物優選選自由二甲基二甲氧基硅烷、二正丁基二甲氧基硅烷、二異丁基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、甲基叔丁基二甲氧基硅烷、二環戊基二甲氧基硅烷所組成的群組中的一種或多種；所述酯類化合物優選選自由苯甲酸甲酯，苯甲酸乙酯，苯甲酸丁酯，鄰苯二甲酸二甲酯，鄰苯二甲酸二乙酯，鄰苯二甲酸二丁酯所組成的群組中的一種或多種。

本發明所述的超高分子量聚乙烯的生產方法，其中，所述外給電子體與主催化劑中Ti原子的摩爾比優選為0.2～1.0。

本發明所述的超高分子量聚乙烯的生產方法，其中，所述助催化劑優選為選自由三甲基鋁、三乙基鋁、三正丁基鋁所組成的群組中的一種或多種。