[發明專利]一類超高分子量聚乙烯及其制備

有效

• 申請號: 202010583913.6
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN113912758B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 朱本虎;蘇瑋;唐勇;周姣龍;李軍方;孫秀麗;譚凱
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海有機化學研究所
• 主分類號: C08F110/02
• 分類號: C08F110/02;C08F4/645;D01F6/04;H01M50/443;H01M50/417
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 馬思敏;徐迅

本發明提供了一類超高分子量聚乙烯及其制備，具體地，本發明提供了一種超高分子量聚乙烯微粒，所述的微粒具有如下特征：(a)粘均分子量為150萬?1000萬克/摩爾；(b)≥95wt％可通過150微米的網狀篩，d₅₀為40μm≤d₅₀≤80μm。所述的超高分子量聚乙烯可用于制備超高分子量聚乙烯纖維。

技術領域

本發明涉及一類適用于制造超高分子量聚乙烯纖維的超高分子量聚乙烯微粒。更具體地涉及一類無支化、高結晶度、粘均分子量150-1000萬、粒徑分布集中在(d50)為40μm≤d50≤80μm的聚乙烯微粒，及其制備方法。

背景技術

超高分子量聚乙烯是一類具有高抗沖擊性，極高的耐磨性，高耐腐蝕性，自潤滑性，耐環境應力開裂能力，安全衛生等優點的熱塑性工程塑料，廣泛用于紡織，造紙，運輸，包裝，機械，化工，采礦，石油，農業，醫療，精細過濾，電池隔膜等諸多領域。

目前，用于超高分子量聚乙烯生產的催化劑主要有Ziegler-Natta型，鉻系，茂金屬，非茂金屬等，但是應用最為廣泛，技術最為成熟的仍然是Z-N催化劑?，F有的技術中，該類催化劑一般都是化學法控制氯化鎂載體的粒徑，并以此來控制催化劑的粒徑，從而得到可控的聚合物粒徑。超高分子量聚乙烯催化劑的專利已經有很多報道，現有的技術主要集中在改善催化劑的活性，聚合物的分子量及聚合物的堆密度以及催化劑制備過程中助劑的使用以及操作步驟的控制等，而且通常用該類方法制備的催化劑粒徑大部分在5微米(D0.5)以上，所生產的超高分子量聚合物粒徑范圍(D50)主要集中在120微米到200微米之間，或600微米以上的粗大粒子，上述方法制備的催化劑都不能得到更細粒徑的聚合物。專利CN200580039390.2公開了乙烯類聚合物微粒及其制造用催化劑，其聚合物微粒重量比至少95％以上通過37微米的網狀篩，以激光衍射散射法測定的中徑(d50)為3μm≤d50≤25μm，聚合物需要脫除無機物雜質的繁瑣步驟，而且更為不利的是，該專利方法報道的催化劑的制備過程必須要使用管制溶劑甲苯作為溶劑才可能獲得化合物的均一溶液。

綜上所述，本領域尚缺乏一種制備過程環保、催化活性高的超細超高分子量聚乙烯催化劑。

發明內容

本發明提供了一類無支化、高結晶度、粘均分子量150-1000萬、粒徑分布集中在(d50)為40μm≤d50≤80μm聚乙烯微粒，同時提供了相應的催化劑技術，該催化劑技術催化乙烯聚合效率高，活性可以高達200Kg PE/g Cat.。

本發明的第一方面，提供了一種超高分子量聚乙烯微粒，所述的微粒具有如下特征：

(a)粘均分子量為150萬-1000萬克/摩爾；優選粘均分子量150萬-800萬克/摩爾；

(b)≥95wt％可通過150微米的網狀篩，d₅₀為40μm≤d₅₀≤80μm；更優選地，d₅₀為50μm≤d₅₀≤70μm。

在另一優選例中，所述的微粒中，高分子鏈上的烷烴支鏈數1/100,000C(即，100,000個碳原子中具有的烷烴支鏈＜1)。

在另一優選例中，所述的微粒的一次結晶度70％，且二次結晶度55％；其中，所述的一次結晶度是指第一次升溫測試的結晶度，二次是指第二次升溫測試的結晶度。

在另一優選例中，所述的超高分子量聚乙烯微粒是由催化劑及助催化劑在40-80℃和0.2-2.0MPa乙烯壓力下催化乙烯聚合得到的。優選乙烯壓力為0.2-1.5Mpa。

在另一優選例中，所述的微?！?5wt％可通過150微米的網狀篩，且d₅₀為50μm≤d₅₀≤70μm。

在另一優選例中，所述微粒的d₉₀為130μm≤d₉₀≤150μm。