[發明專利]一種改性超高分子量聚乙烯纖維催化劑的制備方法

在審

• 申請號: 201911322406.0
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN111072820A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 辛世煊
• 申請（專利權）人: 北京世兆科技有限公司
• 主分類號: C08F110/02
• 分類號: C08F110/02;C08F4/02;C08F4/54;C08F4/646;C08F4/642;C08F4/685;C08F4/70;D01F6/04
• 代理公司: 天津睿禾唯晟專利代理事務所(普通合伙) 12235
• 代理人: 李春榮

本發明公開了一種改性超高分子量聚乙烯纖維催化劑的制備方法，包括以下步驟：S1：選用主催化劑：主催化劑是基于第三主族的鈧、釔、及鑭系元素，第四族過渡金屬元素，第五族過渡金屬元素，以及第八族過渡金屬元素有機金屬化合物；S2：主催化劑合成：選用S1中的金屬元素與有機配位體進行絡合反應；S3：選用助催化劑：助催化劑選用的是經過多次試驗篩選的多元路易斯酸組合；S4：選用活化劑：活化劑選用的是經過多次試驗篩選的路易斯酸組合。通過本發明超高分子量聚乙烯纖維催化劑的制備方法，制得的改性超高分子量聚乙烯分子鏈規整度高，紡絲溶液粘度高并且粘度穩定，紡絲質量穩定可控，熱延伸后纖維質量以及結晶度高。

技術領域

本發明涉及聚乙烯纖維制備技術領域，尤其涉及一種改性超高分子量聚乙烯纖維催化劑的制備方法。

背景技術

超高分子量聚乙烯材料在2000年被科技部國科技字(2000)056號文件列為國家科技成果重點推廣計劃，屬化工類新材料、新產品。國家計委、科技部將超高分子量聚乙烯列為當前優先發展的高科技產業重點領域項目。

超高分子量聚乙烯纖維又稱高性能聚乙烯纖維，與碳纖維、芳綸并稱為三大高性能纖維。超高分子量聚乙烯纖維具有強度高、模量高、低比重、耐光性強和耐磨度高等特點，同時具有耐潮濕、耐海水腐蝕、抗霉，耐疲勞性和較長的撓曲壽命等特點，是目前比強度最高的商業化有機高性能纖維。在輕質復合材料中有著極大的應用優勢，可廣泛應用于航空航天、軍工、通訊、醫療、體育器材、建筑和海洋漁業等領域。

目前，國際上超高分子量聚乙烯纖維主要生產商為荷蘭DSM、美國HONEYWELL和日本東洋紡(TOYOBO)等公司。2016年，國外UHMWPE纖維總產能約18,500噸，產量約13,200噸，其中除Honeywell公司的1500噸超高分子量聚乙烯纖維生產線采用濕法工藝外，其余均采用干法工藝生產。中國超高分子量聚乙烯纖維全部采用濕法工藝技術。中國國內目前超高分子量聚乙烯纖維總產能約8000噸，產量大約6200噸。超高分子量聚乙烯纖維是世界上最堅韌的有機纖維。其“輕薄如紙、堅硬如鋼”，強度是同等重量鋼絲的15倍，比芳綸(Kevlar)纖維高近2倍，是目前制造防彈衣的主要材料。超高分子量聚乙烯纖維的重量平均分子量在150萬至700萬之間，是普通聚酯纖維分子量的數十倍，這也是它名字的由來。

超高分子量聚乙烯纖維已經廣泛應用于武器研發、航空航天、航海、電子、兵器、造船、建材、體育、醫療等諸多領域，國際市場每噸價格高達3萬美元(約18萬6千元人民幣)以上。

高性能纖維的發展是一個國家綜合實力的體現，也是建設現代化強國的重要戰略物資基礎。近幾年在紡絲技術領域取得重大突破以后，中國國內超高分子量聚乙烯纖維的發展較快，2016年中國國內該類產品年產量在8000噸左右，但用于紡絲高級別的超高分子量聚乙烯材料大部分需依賴從歐洲和日本進口。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種改性超高分子量聚乙烯纖維催化劑的制備方法。

本發明提出的一種改性超高分子量聚乙烯纖維催化劑的制備方法，包括以下步驟：

S1：選用主催化劑：主催化劑是基于第三主族的鈧、釔、及鑭系元素，第四族過渡金屬元素，第五族過渡金屬元素，以及第八族過渡金屬元素有機金屬化合物；

S2：主催化劑合成：選用S1中的金屬元素與有機配位體進行絡合反應；

S3：選用助催化劑：助催化劑選用的是經過多次試驗篩選的多元路易斯酸組合；

S4：選用活化劑：活化劑選用的是經過多次試驗篩選的路易斯酸組合；

S5：載體材料選用：使用合成無定形氧化硅材料作為載體材料；

S6：載體處理：將S5中的載體材料是經過高溫脫水、高溫表面羥基數量控制和高溫硅膠內部微孔均勻化處理后得到人工合成無定形氧化硅微球。