本发明专利技术涉及一种聚乙烯和蒙脱土纳米复合材料的制备方法。包括以下步骤：A：在氮气环境中，加入氯化镁和正癸烷，0～180℃下搅拌均匀，加入醇形成透明溶液，然后加入正庚烷和蒙脱土，剧烈搅拌，反应结束后用溶剂洗去上层浊液得到沉淀，沉淀经氮气吹干得到氯化镁和蒙脱土载体；B：进行载钛：将步骤A得到的载体粉末，加入正庚烷，滴加四氯化钛，四氯化钛滴定完毕后，加入酯；载钛后用溶剂洗涤，得到沉淀；用氮气吹干，得到氯化镁、蒙脱土和四氯化钛催化剂基体；C：用烷基铝激活该催化剂，用于引发乙烯聚合，制备聚乙烯和蒙脱土纳米复合材料。本发明专利技术优点效果：使载体起始物分散更均匀，形态更好，从而使PE/MMT纳米复合材料的形态更好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种纳米复合材料的制备方法，尤其涉及一种通过控制催化剂的合成条件进而影响纳米复合材料粒子形态的。
技术介绍
聚乙烯(PE)是一种应用非常广泛的通用塑料，其原料广泛、价格低廉、化学性质稳定，但由于其力学性能和热稳定性差，这些限制了其在工程领域的应用。因此聚乙烯/MMT(蒙脱土)纳米复合材料成为人们研究的热点，因为这种新型的复合材料可以将无机物的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与聚合物的韧性、可加工性及介电性能结合起来。但由于PE主链上不含极性基团和可以反应的官能团，因此具有高极性的MMT很难直接以纳米尺度均匀分散其中。目前主要采用原位聚合法制备聚乙烯/MMT纳米复合材料。但是，现在已成功制得的PE/MMT纳米复合材料存在以下缺点 (O由于催化剂活性的不稳定，致使在聚合物生产过程中聚合反应速率起伏很大，而得到的PE/MMT纳米复合材料的堆密度不好控制。(2)由于采用氯化镁和MMT作为双载体，导致催化剂的形态不确定性，从而导致聚合反应生成的聚乙烯产品形态的不规则，尤其是以粉末居多，产品的堆密度变化较大。(3)由于聚乙烯粉末导致生产过程中静电的产生，反应壁和搅拌棒上容易结块，不利于生产的连续进行。从而导致产品的堆密度大大下降。CN 10143466A专利技术了一种氯化镁/介孔分子筛双载体负载Ziegler-Natta催化齐U，催化乙烯聚合，得到的聚合物堆密度较低，在O. 13 O. 25g/cm3，未能解决PE和无机物纳米复合材料堆密度低的难题。`
技术实现思路
为了解决上述技术问题本专利技术提供一种，目的是通过控制催化剂的形态和催化剂的聚合活性，使聚合反应平稳进行，从而使PE/MMT纳米复合材料的形态更好，堆密度更高。为了实现上述目的，本专利技术，其特征在于包括以下步骤A :在氮气环境中，加入氯化镁和正癸烷，O 180°C下搅拌均匀，加入醇形成透明溶液，然后加入正庚烷和蒙脱土，剧烈搅拌，反应结束后用溶剂洗去上层浊液得到沉淀，沉淀经氮气吹干得到氯化镁和蒙脱土载体； B :进行载钛将步骤A得到的载体粉末，加入正庚烷，滴加四氯化钛，四氯化钛滴定完毕后，加入酯；载钛后用溶剂洗涤，得到沉淀；用氮气吹干，得到氯化镁、蒙脱土和四氯化钛催化剂基体；C :用烷基铝激活该催化剂，用于引发乙烯聚合，制备聚乙烯和蒙脱土纳米复合材料。所述的醇为一元醇、二元醇或两者混合物；其中一元醇为乙醇、丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇、正己醇、正辛醇、异辛醇、苯甲醇、十二醇、十四醇或十六醇；二元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇、三乙二醇、戊二醇、辛二醇、癸二醇或环己二醇；洗涤所用的溶剂为正庚烷、正己烷、正辛烷、正癸烷、二氯甲烷或甲苯，洗涤次数为I 10次。所述的氯化镁和蒙脱土的质量比为1:0. 01 1:20。所述的酯为单酯、双酯、无机酸酯或酸酐；其中单酯为苯甲酸乙酯、邻苯二甲酸正丁酯、苯甲酸丁酯、乙酸乙酯、本乙酸乙酯、苯甲酸丙酯或苯甲酸异丙酯；双酯为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二正戊酯或邻苯二甲酸环己酯；无机酸酯为钛酸四丁酯、正娃酸乙酷或四甲氧基娃烧；烧基招为二甲基招、二乙基招、二丁基招、二异丁基招、一氣_■乙基招、~■氣乙基招等、二正羊基招或_■异丁基氣化招。所述的蒙脱土为十六烷基三甲基氯化铵改性的蒙脱土、十八烷基三甲基氯化铵改性的蒙脱土、氨基酸改性蒙脱土、聚合物单体改性蒙脱土、硅烷偶联剂改性蒙脱土、钙基蒙脱土、钠基蒙脱土、氢基蒙脱土、锂基蒙脱土、无机一有机复合改性蒙脱土、盐酸改性的蒙脱土、硫酸改性蒙脱土、硝酸改性蒙脱土、盐酸和硫酸改性蒙脱土、磷酸改性蒙脱土、铝盐改性蒙脱土、镁盐改性蒙脱土、锌盐改性蒙脱土或铜盐改性蒙脱土。乙烯聚合时压力为O.1 IOMpa,氢气分压为O 2MPa。制备催化剂中钛含量质量分数为O. 5 25%，铝和钛的摩尔比为O. 5 200。步骤A制备氯化镁蒙脱土载体和步骤B制备氯化镁蒙脱土四氯化钛复合催化剂时氮气吹干时的温度为O 80°C。加入正庚烷和蒙脱土后，剧烈搅拌O.1 72h。步骤B进行至少I次载钛；在一 60 130°C下滴加四氯化钛，四氯化钛滴加完毕后加入酯，在一 60 130° C下反应O.1 48h。本专利技术优点效果1、使用正癸烷作为氯化镁的分散剂，氯化镁粉末和醇形成的醇合物作为载体起始物，可以使载体起始物分散更均匀，形态更好，从而使PE/MMT纳米复合材料的形态更好。2、由于催化剂制备过程中，首先制备成了氯化镁/MMT双载体固体粉末，其形态更均一，因此合成的PE/MMT纳米复合材料的形态更好。蒙脱土的使用降低了催化剂的成本，还使催化剂有了更好的流动性和强度。3、在催化剂制备过程中苯甲酸乙酯、邻苯二甲酸正丁酯、苯甲酸丁酯、乙酸乙酯、本乙酸乙酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸异丙酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二正戊酯、邻苯二甲酸环己酯、钛酸四丁酯、正硅酸乙酯、四甲氧基硅烷为给电子体，使得催化剂在聚合反应中的活性在可控范围内，更好地保证了催化剂活性的稳定和聚合反应的平稳，避免了局部反应过快导致产品形态的破裂，提高了 PE/MMT纳米复合材料的堆密度，使产品的形态更加规整。堆密度高(O. 26 O. 34cm3)，力学性能良好，适宜于工业化生产。具体实施例方式下面通过具体实施方式的描述对本专利技术作进一步说明，但这并非是对本专利技术的限制，本领域技术人员根据本专利技术的基本思想，可以做出各种修改或改进，但是只要不脱离本专利技术的基本思想，均在本专利技术的范围之内。实施例1 (l)MgCl2/MMT/TiCl4催化剂的制备 首先向250ml三口烧瓶中充入N2 —小时，然后加入4g氯化镁和6ml正癸烷，升温至(TC搅拌O. 5h至均匀，接着加入15ml乙醇反应24h。在透明的醇合物溶液中加入120ml正庚烷和O. 04g盐酸改性的蒙脱土于60°C下剧烈搅拌72h，停止反应。析出沉淀，用正庚烷洗涤三次，得到的沉淀物在室温下用氮气吹干后得到的固体粉末为氯化镁和蒙脱土载体。向固体粉末里加入正庚烷搅拌分散开，0°C下逐滴加入IOmlTiCl4和2ml正硅酸乙酯到反应体系中，升温至60°C下反应2h，过滤，用正己烷洗涤3次，再次在0°C下逐滴加入IOmlTiCl4和2ml苯甲酸乙酯到反应体系中，用正癸烷洗涤5次，得到沉淀，在0°C下氮气吹干得到黄色固体粉末为氯化镁、蒙脱土和四氯化钛催化剂基体，标记为catl。(2)聚乙烯/MMT纳米复合材料的制备 乙烯的原位聚合在2L反应釜中进行，首先向釜中充入氮气，然后依次加入1. 5L的正己烷、2gcatl催化剂、6ml三丁基铝，待釜内温度升至50°C时开始加入乙烯，在80°C下反应lh，反应产物经干燥后得到PE/MMT纳米复合材料。反应釜内压力维持在O. 8Mpa，氢气压力为O.2Mpa，反应O. 5h。得到的聚合物质量为326g。得到聚合物的性质见附表。实施例2 首先向250ml三口烧瓶中充入N2 —小时，然后加入4g氯化镁和6ml正癸烷，升温至180°C搅拌O. 5h至均匀，接 着加入16ml正丁醇反应2h。在透明本文档来自技高网...
【技术保护点】
聚乙烯和蒙脱土纳米复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：?A：在氮气环境中，加入氯化镁和正癸烷，0～180℃下搅拌均匀，加入醇形成透明溶液，然后加入正庚烷和蒙脱土，剧烈搅拌，反应结束后用溶剂洗去上层浊液得到沉淀，沉淀经氮气吹干得到氯化镁和蒙脱土载体；B：进行载钛：将步骤A得到的载体粉末，加入正庚烷，滴加四氯化钛，四氯化钛滴定完毕后，加入酯；载钛后用溶剂洗涤，得到沉淀；用氮气吹干，得到氯化镁、蒙脱土和四氯化钛催化剂基体；C：用烷基铝激活该催化剂，用于引发乙烯聚合，制备聚乙烯和蒙脱土纳米复合材料。
【技术特征摘要】
1.聚乙烯和蒙脱土纳米复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤A :在氮气环境中，加入氯化镁和正癸烷，O 180°C下搅拌均匀，加入醇形成透明溶液， 然后加入正庚烷和蒙脱土，剧烈搅拌，反应结束后用溶剂洗去上层浊液得到沉淀，沉淀经氮气吹干得到氯化镁和蒙脱土载体；B :进行载钛将步骤A得到的载体粉末，加入正庚烷，滴加四氯化钛，四氯化钛滴定完毕后，加入酯；载钛后用溶剂洗涤，得到沉淀；用氮气吹干，得到氯化镁、蒙脱土和四氯化钛催化剂基体；C :用烷基铝激活该催化剂，用于引发乙烯聚合，制备聚乙烯和蒙脱土纳米复合材料。2.根据权利要求1所述的聚乙烯和蒙脱土纳米复合材料的制备方法，其特征在于所述的醇为一元醇、二元醇或两者混合物；其中一元醇为乙醇、丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇、正己醇、正辛醇、异辛醇、苯甲醇、十二醇、十四醇或十六醇；二元醇为乙二醇、丙二醇、 丁二醇、三乙二醇、戊二醇、辛二醇、癸二醇或环己二醇；洗涤所用的溶剂为正庚烷、正己烷、 正辛烷、正癸烷、二氯甲烷或甲苯，洗涤次数为I 10次。3.根据权利要求1所述的聚乙烯和蒙脱土纳米复合材料的制备方法，其特征在于所述的氯化镁和蒙脱土的质量比为1:0.01 1:20。4.根据权利要求1所述的聚乙烯和蒙脱土纳米复合材料的制备方法，其特征在于所述的酯为单酯、双酯、无机酸酯或酸酐；其中单酯为苯甲酸乙酯、邻苯二甲酸正丁酯、苯甲酸丁酯、乙酸乙酯、本乙酸乙酯、苯甲酸丙酯或苯甲酸异丙酯；双酯为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二正戊酯或邻苯二甲酸环己酯；无机酸酯为钛酸四丁酯、...
【专利技术属性】
技术研发人员：李三喜，牛秋成，王松，张爱玲，梁吉艳，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：
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