[發明專利]一種超高分子量聚乙烯催化劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110453112.2
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113174002B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 張樂天;趙美琪;奚媛媛;葉純麟;李建龍;葉曉峰
• 申請（專利權）人: 上海化工研究院有限公司
• 主分類號: C08F210/16
• 分類號: C08F210/16;C08F210/02;C08F110/02;C08F4/02;C08F4/646;C08F4/649;C08F4/6592;C08F4/70
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 吳文濱

1.一種超高分子量聚乙烯催化劑，其特征在于，該催化劑包括活性組分、載體及內給電子體，所述的活性組分為過渡金屬催化劑，所述的載體為織物狀多孔分子篩纖維，所述的內給電子體與活性組分的摩爾比為(0.01-100):1，所述的載體與活性組分的重量比為(0.01-100):1；

該催化劑通過以下過程制備得到：

在惰性氣體保護下，將織物狀多孔分子篩纖維及改性劑加入至溶劑中并進行攪拌，之后加入過渡金屬催化劑、內給電子體，攪拌后洗滌、干燥，即得到所述的超高分子量聚乙烯催化劑；

所述的織物狀多孔分子篩纖維的制備方法包括以下步驟：

1）將硅源、鋁源加入至有機溶劑中，超聲分散后加入模板劑，攪拌陳化后進行水熱反應，經分離得到分子篩晶種粉末；

2）將分子篩晶種粉末溶于有機溶劑中，攪拌后加入造孔劑，超聲分散后加入增粘助劑并繼續攪拌，得到靜電紡絲前驅液；

3）將靜電紡絲前驅液置于靜電紡絲設備中進行紡絲，并在接收載體多孔二氧化硅片上層自組裝，得到均勻的織物狀纖維層，之后進行程序升溫煅燒，得到晶種膜；

4）將硅源、鋁源加入至有機溶劑中，超聲分散后加入模板劑，攪拌陳化后置于高壓反應釜內，并加入步驟3）中的晶種膜進行晶化，后經洗滌、高溫煅燒、浸泡、干燥，得到所述的織物狀多孔分子篩纖維；

所述改性劑為烷基鋁或烷氧基鋁；

所述的織物狀多孔分子篩纖維的介孔孔徑為0.01-100μm。

2.根據權利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯催化劑，其特征在于，所述的過渡金屬催化劑包括齊格勒-納塔催化劑、茂金屬催化劑、非茂前過渡金屬催化劑或后過渡金屬催化劑中的一種或更多種。

3.根據權利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯催化劑，其特征在于，所述的內給電子體包括單酯類內給電子體、二酯類內給電子體、芳香族羧酸酯類內給電子體、有機胺類內給電子體、二醚類內給電子體、有機硅烷類內給電子體或杯芳烴類內給電子體中的一種或更多種。

4.一種如權利要求1至3任一項所述的超高分子量聚乙烯催化劑的制備方法，其特征在于，該方法為：在惰性氣體保護下，將織物狀多孔分子篩纖維及改性劑加入至溶劑中并進行攪拌，之后加入過渡金屬催化劑、內給電子體，攪拌后洗滌、干燥，即得到所述的超高分子量聚乙烯催化劑；

所述的織物狀多孔分子篩纖維的制備方法包括以下步驟：

1）將硅源、鋁源加入至有機溶劑中，超聲分散后加入模板劑，攪拌陳化后進行水熱反應，經分離得到分子篩晶種粉末；

2）將分子篩晶種粉末溶于有機溶劑中，攪拌后加入造孔劑，超聲分散后加入增粘助劑并繼續攪拌，得到靜電紡絲前驅液；

3）將靜電紡絲前驅液置于靜電紡絲設備中進行紡絲，并在接收載體多孔二氧化硅片上層自組裝，得到均勻的織物狀纖維層，之后進行程序升溫煅燒，得到晶種膜；

4）將硅源、鋁源加入至有機溶劑中，超聲分散后加入模板劑，攪拌陳化后置于高壓反應釜內，并加入步驟3）中的晶種膜進行晶化，后經洗滌、高溫煅燒、浸泡、干燥，得到所述的織物狀多孔分子篩纖維。

5.根據權利要求4所述的一種超高分子量聚乙烯催化劑的制備方法，其特征在于，所述的硅源為有機硅或無機硅，所述的鋁源為含鋁化合物，所述的有機溶劑包括酰胺類有機溶劑、吡啶烷酮類有機溶劑、氯仿類有機溶劑或醚類有機溶劑中的一種或更多種，所述的模板劑為水溶性模板劑，所述的造孔劑為無機造孔劑或有機造孔劑，所述的增粘助劑為高分子類增粘助劑。

6.一種如權利要求1至3任一項所述的超高分子量聚乙烯催化劑的應用，其特征在于，所述的催化劑用于催化乙烯聚合制備超高分子量聚乙烯。

7.一種超高分子量聚乙烯的制備方法，其特征在于，該方法為：以如權利要求1至3任一項所述的催化劑作為主催化劑，并加入助催化劑，先進行乙烯均聚，再加入共聚單體進行共聚，即得到所述的超高分子量聚乙烯。

8.根據權利要求7所述的一種超高分子量聚乙烯的制備方法，其特征在于，所述的助催化劑為烷基鋁氧烷或有機硼化合物，所述的共聚單體包括α-烯烴、共軛二烯烴、芳族乙烯基化合物、脂環乙烯基化合物、環烯烴或極性共聚單體中的一種或更多種。