[發(fā)明專利]生產(chǎn)耐磨抗靜電聚烯烴的載體催化劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN107022040B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張樂天;葉曉峰;肖明威;奚媛媛;張振飛
• 申請（專利權(quán)）人: 上?；ぱ芯吭河邢薰?/a>
• 主分類號: C08F10/00
• 分類號: C08F10/00;C08F110/02;C08F210/16;C08F110/06;C08F110/08;C08F4/02
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)耐磨抗靜電聚烯烴的載體催化劑及其制備方法和應(yīng)用，催化劑為活性組分負載在復(fù)合載體上，所述的活性組分為過渡金屬催化劑；所述的復(fù)合載體包括第一組份和第二組份，其中第一組份為層狀結(jié)構(gòu)的石墨類碳材料或其改性產(chǎn)物，第二組分為鏈狀或棒狀結(jié)構(gòu)的纖維材料或其改性產(chǎn)物；所述的第一組分、第二組分之間的重量比為(0.01?100)：1，所述的第一組分和第二組分重量之和與活性組分的重量比為(0.01?100)：1。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所得催化劑可以聚合得到全密度聚烯烴產(chǎn)品，產(chǎn)物分子量可調(diào)，粘均分子量最高可達1000萬。本發(fā)明所得到的聚烯烴復(fù)合材料的力學(xué)性能得到大幅度提升，表現(xiàn)出優(yōu)異的耐磨性、耐沖擊性和永久抗靜電性、高導(dǎo)電率、摩擦系數(shù)小等特性，實現(xiàn)高性能聚烯烴復(fù)合材料輕量化目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多維碳材料和纖維材料組成的復(fù)合載體催化劑，尤其是涉及一種生產(chǎn)耐磨抗靜電聚烯烴的載體催化劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

聚烯烴是產(chǎn)量最大、用途最廣的高分子材料品種，是國民生活和現(xiàn)代國防不可或缺的基礎(chǔ)原材料。納米技術(shù)的出現(xiàn)為聚烯烴材料的性能提高提供了廣闊的空間，納米復(fù)合材料中由于納米級尺寸無機分散相均勻分散于聚合物中，存在納米尺寸效應(yīng)、超大的比表面積以及很強的界面相互作用，其性能往往明顯優(yōu)于相同組分的常規(guī)復(fù)合材料的性能，具有比強度高、可設(shè)計性強、抗疲勞性能好等優(yōu)點，這對促進高分子材料科學(xué)和塑料工業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生巨大的影響。

在制備有機/無機納米復(fù)合材料中，加入一些碳材料能夠有效增強高分子材料的導(dǎo)電性能，譬如在聚乙烯中加入碳納米管、石墨材料，能夠有效的提高聚乙烯的抗靜電能力。添加纖維材料如碳纖維、碳納米管、玻璃纖維、碳化硅晶須、芳綸纖維、陶瓷纖維可以大幅度提高高分子材料的強度和耐磨性。通過添加纖維填料的方式提高高分子材料的導(dǎo)熱性能，導(dǎo)熱性提高可以把磨擦生成的熱量及時導(dǎo)出，從而可以改善因溫度升高而產(chǎn)生的蠕變現(xiàn)象，進而改善高分子材料的耐磨擦性能。添加填料增加高分子材料耐磨性這種方法的最大優(yōu)點就是可以避免自由基的產(chǎn)生，從而避免加速氧化現(xiàn)象的發(fā)生。但是填料的分散和不同復(fù)合材料組件之間的界面粘結(jié)限制了聚合物顆粒在增強聚合物耐磨性方面的應(yīng)用。

目前國內(nèi)制備的耐磨抗靜電增強的材料多采用粉末混合法、溶液混合法和熔融混合法等直接摻混增強，或者對納米材料改性再摻混增強，最終增強效果不是很明顯。這是由于在范德華力的作用下容易在基體中團聚、難分散，大大削弱了無機材料與基體之間的界面結(jié)合力，受到剪切力時容易和基體產(chǎn)生相對滑動，使無機材料自身優(yōu)異的性能不能在復(fù)合材料中充分顯現(xiàn)出來。因此，需要解決如何充分利用納米無機材料作為增強劑的技術(shù)問題，以進一步提高納米無機復(fù)合材料的性能。

研究發(fā)現(xiàn)，將納米無機材料作為烯烴聚合催化劑的載體，將烯烴聚合活性中心負載在納米表面或片層之間，進行原位烯烴聚合反應(yīng)，實現(xiàn)納米材料均勻分散在聚合物中，避免了由聚烯烴和納米材料極性差異而導(dǎo)致的熱力學(xué)的苛刻要求，可以成功制備功能化的增強聚烯烴復(fù)合材料，解決了在聚合物體系中分散不均勻、團聚的問題。但是此前研究的目的主要是利用納米無機材料作為催化劑的載體，發(fā)揮其負載特性，聚烯烴材料中納米材料的優(yōu)勢發(fā)揮不明顯。同時，很少研究關(guān)注在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用過程中的問題，如聚烯烴復(fù)合材料的顆粒表觀形態(tài)，這些問題都影響聚烯烴納米復(fù)合材料的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景，是急需解決的關(guān)鍵問題,這方面的報到甚少。

有鑒于此，我們開發(fā)一種新型由多維碳材料和纖維材料組成的無機復(fù)合載體的烯烴聚合催化劑，該催化劑具有球形的顆粒形貌，大的比表面積，進行烯烴聚合既具有良好的催化性能，產(chǎn)物又具有優(yōu)異的顆粒形態(tài)。同時由于多種晶型結(jié)構(gòu)的碳材料和纖維材料的存在，協(xié)同增強聚烯烴復(fù)合材料的性能，所得到的聚烯烴復(fù)合材料賦予了耐磨和抗靜電的功能，表現(xiàn)出極高的耐磨性、耐沖擊性和耐高壓等特性，以及極佳的抗靜電性能，可生產(chǎn)高耐磨抗靜電管材和板材、強阻隔性中空容器、薄膜和高耐壓供水管材等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種利用原位聚合制備無機材料增強的生產(chǎn)耐磨抗靜電聚烯烴的載體催化劑及其制備方法和應(yīng)用。