[發(fā)明專利]一種超高分子量聚乙烯催化劑及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110453112.2
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113174002B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）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?？剖⒅R產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 吳文濱

本發(fā)明涉及一種超高分子量聚乙烯催化劑及其制備方法與應(yīng)用，催化劑包括活性組分、載體及內(nèi)給電子體，活性組分為過渡金屬催化劑，載體為織物狀多孔分子篩纖維，內(nèi)給電子體與活性組分的摩爾比為(0.01?100):1，載體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)明中的超高分子量聚乙烯催化劑擁有更大的比表面積和更高的強(qiáng)度，采用該催化劑催化合成的超高分子量聚乙烯的分子量分布廣，纏結(jié)程度低，顆粒細(xì)，力學(xué)性能強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超高分子量聚乙烯合成技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種超高分子量聚乙烯催化劑及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

超高分子量聚乙烯是一種集多種優(yōu)點于一身的熱塑性工程材料，平均分子量在150萬左右。由于分子量高，因而其具備了很多優(yōu)異的性能，例如耐沖擊性、衛(wèi)生無毒、耐磨性、抗拉伸、低密度、耐低溫、不吸水等等，被廣泛用于紡織、機(jī)械、化工、采礦、石油、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、體育及制冷技術(shù)等諸多領(lǐng)域。目前公開的用于制備超高分子量聚乙烯的催化劑大多是以分子篩為載體，將活性物質(zhì)負(fù)載在載體上，但由于傳統(tǒng)分子篩介孔孔徑較小且負(fù)載不牢固，使得催化劑活性組分易從載體上發(fā)生脫落，阻塞分子篩孔道，影響聚合活性，且所得聚合產(chǎn)物分子量較低，粒徑較大，纏結(jié)程度較為嚴(yán)重，不利于后續(xù)加工應(yīng)用。

例如：中國專利CN108003261A公開了一種乙烯聚合所使用的催化劑，是將鎂鹽/鈦鹽直接負(fù)載在具有一維直通孔道結(jié)構(gòu)的介孔分子篩材料和具有六方孔道結(jié)構(gòu)的介孔分子篩材料上，但所得催化劑的催化活性低且產(chǎn)物分子量較低，并且分子篩載體制備過程較復(fù)雜。

中國專利CN110407966A公開了一種超高分子量聚乙烯催化劑，是將含鈦化合物負(fù)載在經(jīng)表面活性劑處理后的球形氧化石墨烯上作為催化劑主組分，所制得的聚合物抗靜電性能較好，但并未對力學(xué)性能進(jìn)行改善且粘均分子量較低。

中國專利CN107417812A公開了一種負(fù)載型超高分子量聚乙烯催化劑，在制備時需要將三種結(jié)構(gòu)的分子篩進(jìn)行混合球磨，制備過程較復(fù)雜且聚合產(chǎn)物纏結(jié)程度較為嚴(yán)重，不利于后續(xù)加工。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種多孔結(jié)構(gòu)的超高分子量聚乙烯催化劑及其制備方法與應(yīng)用，采用該催化劑催化合成的超高分子量聚乙烯的分子量分布廣，纏結(jié)程度低，顆粒細(xì)，力學(xué)性能強(qiáng)。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種超高分子量聚乙烯催化劑，該催化劑包括活性組分、載體及內(nèi)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(nèi)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。該催化劑為負(fù)載型分子篩纖維催化劑，所負(fù)載的活性物質(zhì)為過渡金屬催化劑。該催化劑與其他聚乙烯催化劑相比，擁有更大的比表面積，多孔織物狀載體可大幅提升催化劑強(qiáng)度。

進(jìn)一步地，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。

所述的齊格勒-納塔催化劑的通式為(R’O)_nM’X₄，其中，0n4，R’為C₁-C₂₀的烷基、芳基或環(huán)烷基，M’為第4-6族的過渡金屬，X為鹵素；齊格勒-納塔催化劑的含量以金屬計為載體催化劑總量的0.5-5wt％。優(yōu)選地，齊格勒-納塔催化劑中M’為鈦、釩或鋯；X為氯、溴或碘，齊格勒-納塔催化劑的含量以金屬計為超高分子量聚乙烯催化劑總質(zhì)量的1-4％。