一种超高分子量聚乙烯催化剂，包含催化剂主体组分和助催化剂，其中催化剂主体组分的制备是通过以下步骤得到的： （１）卤化镁与醇反应形成镁化合物； （２）镁化合物与具有至少一个卤素基团的硅化合物反应形成中间产物；和 （３）中间产物与钛化合物反应制备催化剂主体组分。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种超高分子量聚乙烯催化剂，及该催化剂的制备方法。
技术介绍
按照ASTM4020定义超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是具有 1.44或更高相对粘度的线性聚乙烯，该相对粘度是在135-C下浓度为 0.02%的十氢萘溶液中测定的。相对于其它聚乙烯而言，它具有高耐 磨性，极好的韧性和热稳定性，广泛应用于纺织工业，机械工程、化 学工业和采矿业。对于超高分子量聚乙烯而言，除了分子量的大小可影响其机械性 能和加工性能外，超高分子量聚乙烯的粒子形态和粒径分布也同样有 着重要的作用。目前对超高分子量聚乙烯催化剂的研究主要包括如下 方面(1)提高催化剂的聚合活性；(2)通过调节催化剂配方，使分 子量在一定范围内可调；(3)调整催化剂的制备方法改善催化剂的粒 径从而实现最终改善聚乙烯产品的粒径。CN94105011公开了二烷基镁与卤化剂反应形成主要由通式 Mg-X2构成的反应物，再与钛化合物在供电子体作用下反应，所述供 电子体选择羧酸酯、醚、酮、酰胺或含氧的磷或硫化物。可以制备粒 度分布窄、粒子平均直径在100-200um的超高分子量聚乙烯。虽然聚合物的粒径分布比较理想，但催化剂的聚合活性不高。ZL00819563.3公开的超高分子量聚乙烯催化剂的制备方法包括 i)通过卤化镁化合物和铝或硼化合物的混合物与醇接触反应制成镁化 合物溶液，ii)该溶液与至少一个含羟基的酯化合物和具有烷氧基的硅 化合物(RnSi(OR'Vn)反应，和iii)加入钛化合物和硅化合物(RnSiCl4.n) 的混合物制备固体钛催化剂。该催化剂具有较好的活性，聚乙烯堆积 密度比较高，但在该催化剂的制备过程中需要使用大量的四氯化钛进 行后处理，这将在工业化生产中给后处理工作带来较大的问题和环境 污染，同时催化剂聚合时要进行预聚合。针对以上现有技术存在的不同缺陷，本专利技术将提供一种用于制备 超高分子量聚乙烯的催化剂，不仅具有优异的聚合活性，而且催化剂 不用预聚合就可以直接用于乙烯的聚合，同时聚乙烯的堆密度较高， 细粉含量少。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是提供一种超高分子量聚乙烯 催化剂，包含催化剂主体组分和助催化剂。本专利技术所要解决的技术问题之二是提供一种超高分子量聚乙烯 催化剂的制备方法。本专利技术所要解决的技术问题之三是提供一种超高分子量聚乙烯 催化剂在乙烯均聚或共聚合中的应用。一种超高分子量聚乙烯催化剂，包含催化剂主体组分和助催化 剂，其中催化剂主体组分的制备是通过以下步骤得到的(1) 卤化镁与醇反应形成镁化合物；(2) 镁化合物与具有至少一个卤素基团的硅化合物反应形成一 中间产物；和(3) 中间产物与钛化合物反应制备催化剂主体组分； 还包括在各反应步骤中选择性的添加苯甲酸酯类化合物。本专利技术中所述的卤化镁化合物包括二卤化镁化合物，例如氯化 镁、溴化镁、碘化镁或氟化镁；垸基卤化镁化合物，例如甲基卤化镁、 乙基卤化镁、丙基卤化镁、丁基卤化镁、异丁基卤化镁、己基卤化镁 或戊基卤化镁；烷氧基卤化镁化合物，例如甲氧基卤化镁、乙氧基卤 化镁、异丙基卤化镁、丁氧基卣化镁或辛氧基卤化镁。上述化合物中， 可以使用一种卤化镁化合物，也可以使用两种或两种以上卤化镁化合 物的混合物。本专利技术优选二卤化镁，更优选氯化镁。本专利技术所述的醇包括具有4 20个碳原子的醇，优选具有4 10个 碳原子的醇，如异丁醇、2-乙基己醇、2-甲基戊醇、2-乙基丁醇、辛 醇等。更优选2-乙基己醇。本专利技术中所述的硅化合物具有至少一个卤素基团，可以以通式 R、R、Si(OR)yX4wy表示，R1 、 R"表示相同或不相同具有1~8个碳 原子的垸基，或具有6~12个碳原子的芳基，R表示具有2 6个碳原 子的垸基，X表示卤素，优选氯。n、 m和y均表示正整数或零，并 且n+m^2， n+m+y<4。可以使用的化合物如(CH3)2Si(OCH3)Cl、 (CH3)2Si(OC2H5)Cl 、 Ph2Si(OCH3)Cl 、 (CH3)PhSi(OCH3)Cl 、 Ph2Si(OC2H5)Cl 、 (CH3)PhSiCl2 、 Ph2SiCl2 、 (C2H5)2Si(OCH3)Cl 、 CH3SiCl3、 C2H5SiCl3或SiCU等。本专利技术优选SiCU或Ph2SiCl2。本专利技术中所述的钛化合物可以通式Ti(OR"bCl4-b表示，其中W是 具有1~10个碳原子的烷基，0^b^4，可以使用的化合物如四氯化钛， 钛酸正丁酯、钛酸异丙酯、甲氧基三氯化钕、二丁氧基二氯化钛或三 丁氧基氯化钛等。本专利技术可以将两种不同的钛化合物混合使用，例如 具有至少一个ORS基团的钛化合物和四氯化钛混合使用，本专利技术优选 只使用一种钛化合物，更优选四氯化钛。本专利技术中所述的苯甲酸酯类包括苯甲酸乙酯、对(邻)苯二甲酸 二异丁酯、对(邻)苯二甲酸二正丁酯等。本专利技术优选苯甲酸乙酯或 邻苯二甲酸二异丁酯。本专利技术中所述的助催化剂是有机铝化合物，包括三乙基铝、三异 丁基铝、三正己基铝等或其混合物，优选三乙基铝。一种超高分子量聚乙烯催化剂的制备方法，该方法包括以下步(1)卤化镁与醇在烃类溶剂中接触反应得到镁化合物溶液，醇的加 入量以卤化镁的用量计，为0.5~6mol醇/mol卤化镁；(2 )镁化合物与至少含一个卣素基团的硅化合物反应得到中间产物， 硅化合物的用量以醇的用量计，为0.25~ 2 mol硅化合物/mol醇；(3) 钛化合物与中间产物接触反应后蒸发干燥，得到粉末状催化剂 主体组分，钛化合物的用量以卤化镁的用量计，为0.2~3mol钛化合 物/mol卤化镁；(4) 催化剂主体组分与助催化剂按照催化剂主体组分中Ti与助催化剂中Al的摩尔比是l:(30 300)，并接触反应。还包括选择性的在任一反应步骤中添加一定量的苯甲酸酯类作 为给电子体，苯甲酸酯类的加入量以卤化镁的用量计，为0.05~0.2mol 苯甲酸酯类/mol卤化镁。在步骤(1)或(2)或(3)中添加或者不添加给电子体反应均不会影响 本专利技术的专利技术效果。如果添加给电子体，本专利技术中优选在步骤(l)加 入苯甲酸酯类参与反应。下面将详细叙述本专利技术卤化镁与醇最好在烃溶剂中接触反应，所述的烃溶剂包括具有 5~10个碳原子的脂肪族烃类化合物，如正戊烷、异戊垸、正己烷、 正庚烷、正辛烷、癸烷；脂环烃类，如环己垸、甲基环己烷；芳香烃 类，如苯、甲苯或乙苯。本专利技术优选正己垸和正庚烷。同时可以添加 苯甲酸酯类作为给电子体，可以在加入烃溶剂后就加入给电子体，然 后再加入卤化镁化合物和醇。醇可以采用滴加或者一次性加入，加完 毕后升温到60-100°C，搅拌反应1~4小时，得到镁化合物溶液，然 后冷却到室温，待用。醇的加入量以卤化镁的用量计，为0.5~6mol 醇/mol卤化镁，优选l 4mol醇/mol卤化镁。苯甲酸酯类的加入量以 卤化镁的用量计，为0.05~0.2mol苯甲酸酯类/mol卤化镁，优选 0.08 0.1mol苯甲酸酯类/mo1卣化镁。上述镁化合物溶液与至少含一个卤素基团的硅化合物反应得到 一中间产物。在室温下，硅化合物以滴加的方式加入到镁化合物中， 加完后升温到50 120'C，在此温度下搅拌反应0.5 3小时，在反应的过程中逐渐有沉淀物析出。然后冷却本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超高分子量聚乙烯催化剂，包含催化剂主体组分和助催化剂，其中催化剂主体组分的制备是通过以下步骤得到的：（１）卤化镁与醇反应形成镁化合物；（２）镁化合物与具有至少一个卤素基团的硅化合物反应形成中间产物；和（３）中间产物与钛化合物反应制备催化剂主体组分。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张长远，肖明威，李阳阳，余世炯，
申请(专利权)人：上海化工研究院，
类型：发明
国别省市：31
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