【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及烯烃催化聚合领域，具体涉及一种制备超纯等规聚丙烯的催化体系及其应用。
技术介绍
1、作为世界上生产及消费量最大、用途最广泛的高分子产品，聚烯烃在工业上的地位不可替代。因为性能优异、品类繁多、原料易得且价格低廉，聚丙烯的使用范围很广，在食品工业、建材设施、电子电器、医疗机械以及国防工业等领域都有着广泛的应用，其中灰分含量低(尤其是灰分的质量分数低于20ppm)的超纯聚丙烯，因其具有优异的电气性能和良好的加工成型性能而成为电容器膜专用的重要高分子材料。此外，超纯聚丙烯具有高频损耗极低、高介电强度、绝缘电阻高及负温度系数较小的特性，被广泛用于新能源、电网建设、混合动力车、消费电子、铁路电气化、绿色照明以及大功率脉冲激光、电磁轨道炮、航母电磁弹射等产业。
2、1954年，natta使用ticl3/alet2cl成功合成了等规聚丙烯，并提出了定向聚合理论。在此后的聚丙烯生产技术的发展过程中，催化体系和聚合工艺对聚丙烯的性能起到决定性的作用。在实际生产中，为了获得低灰分的聚丙烯，就要求催化体系具有突出的聚合活性，但聚合活性高的催化体系未必能够保证制备的聚丙烯具有足够高的等规度，为此往往需要往聚合体系中引入外给电子体，而外给电子体的存在通常会降低催化体系的聚合活性，造成聚丙烯产品中的灰分提高。
3、因此，如何在降低产品中灰分的同时还能够保证高聚合活性和高等规度的要求，是科研人员需要面临的现实问题。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术
2、为解决技术问题，本专利技术的解决方案是：
3、提供一种制备超纯等规聚丙烯的催化体系，包含主催化剂、助催化剂和外给电子体三种组分；其中，主催化剂为ticl4/mgcl2·id负载型高效球形齐格勒-纳塔催化剂，id是指作为内给电子体的邻苯二甲酸二异丁酯或2,2-二异丁基-1,3-二甲氧基丙烷；
4、助催化剂和外给电子体的配伍方式是下述的任意一种：
5、(1)助催化剂为三乙基铝/三异丁基铝的混合物；外给电子体为二异丙基二甲氧基硅烷(p-donor)；或者，
6、(2)助催化剂为三乙基铝；外给电子体为环己基甲基二甲氧基硅烷(c-donor)/二环戊基二甲氧基硅烷(d-donor)的混合物；
7、助催化剂中al与主催化剂中ti的摩尔比为20～60:1；外给电子体中si与主催化剂中ti的摩尔比为2～5:1。
8、作为本专利技术的优选方式，所述三乙基铝/三异丁基铝的混合物，是由三乙基铝、三异丁基铝按摩尔比1:3～3:1进行混合得到的混合物。
9、作为本专利技术的优选方式，所述环己基甲基二甲氧基硅烷(c-donor)/二环戊基二甲氧基硅烷(d-donor)混合物，是由为c-donor、d-donor按摩尔比1:3～3:1进行混合得到的混合物。
10、本专利技术进一步提供了前所述催化体系在催化丙烯聚合制备超纯等规聚丙烯中的应用方法，包括以下步骤：
11、(1)将己烷加入第一聚合反应器中，加入量为反应器容积的一半；
12、(2)顺次加入助催化剂、外给电子体和主催化剂，控制加入量使主催化剂中的ti与己烷的质量比为1.3×10-7～4×10-7；
13、(3)通入丙烯使反应器中压力为0.1mpa，在30℃下进行预聚反应15分钟，得到预聚物；
14、(4)将第一聚合反应器中的物料转移到第二聚合反应器中，控制反应器内温度为70～75℃；通入丙烯和氢气的混和气，直至反应器内压力为2.5～3.5mpa，进行聚合反应2～6小时；
15、(5)将聚合产物转移到带有滤板的洗涤釜中，释放并回收丙烯气体；待压力降到常压后，打开釜底放料阀，排出己烷；向釜中加入异丙醇洗涤聚丙烯，烘干得到超纯等规聚丙烯。
16、作为本专利技术的优选方式，所述步骤(2)中的混合气中，丙烯和氢气的摩尔比为3:1。
17、作为本专利技术的优选方式，所述步骤(5)中，重复洗涤1～5次，每次5分钟；每次加入异丙醇的量均为所排出己烷体积的2倍。
18、专利技术原理描述：
19、申请人在研究过程中发现，不同的烷基铝混合在一起，烷基铝之间会发生基团交换；将烷基铝和硅氧烷混合在一起，烷基铝和硅氧烷之间也会发生基团交换。因此，在将两种不同的烷基铝和一种硅氧烷混合在一起，或者将两种不同的硅氧烷和一种烷基铝混合在一起，三种物质之间会发生基团交换，生成新物质并形成复杂的混合物。
20、这些新物质及其混合物，在还原主催化剂并使ticl4烷基化的反应中不同于常用的烷基铝(如tea、tiba)，它们在调控丙烯定向聚合的作用也不同于常用的硅氧烷(如c-donor、d-donor、p-donor)。这些新物质及其混合物还原性比三乙基铝、三异丁基铝更低，可以让更多的ti保持+3价，而不会被过度还原为+2价；+3价的ti对丙烯有聚合活性，而+2价的ti对丙烯没有聚合活性。因此这些新物质及其混合物有利于提高丙烯的聚合活性，降低聚丙烯产品中的灰分。
21、另外，这些新物质及其混合物含有取代基团的尺寸比tea、tiba大的有机铝化合物，该有机铝化合物对ticl4进行烷基化后，使ti金属中心连上了一个大尺寸的取代基团，该基团在ti金属中心周围形成了较好的空间位阻作用，可以更好地诱导丙烯进行定向聚合，制备等规度更高的聚丙烯。
22、从以上反应机理可以看出，新的催化体系的建立对于降低产品灰分、制备超纯等规聚丙烯起到正向促进作用。
23、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
24、1、与现有技术相比，本专利技术提供的催化体系操作简便、不需要合成结构复杂的烷基铝或硅氧烷，成本可控；
25、2、在催化丙烯聚合方面，该催化体系相对于现有催化体系具有催化活性高、制备的聚丙烯等规度高的特性，且易于工业化。
26、3、经大量反复实验结果表明，采用本专利技术提供的催化体系催化丙烯聚合，其催化活性不低于80kg pp/g cat，产品灰分不超过20ppm，等规度不低于98％。很好地解决了现有生产工艺难以同时满足灰分低、聚合活性高和等规度高的难题。
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1.一种制备超纯等规聚丙烯的催化体系，其特征在于，所述的催化体系包含主催化剂、助催化剂和外给电子体三种组分；其中，主催化剂为TiCl4/MgCl2·ID负载型高效球形齐格勒-纳塔催化剂，ID是指作为内给电子体的邻苯二甲酸二异丁酯或2,2-二异丁基-1,3-二甲氧基丙烷；
2.根据权利要求1所述的催化体系，其特征在于，所述三乙基铝/三异丁基铝的混合物，是由三乙基铝、三异丁基铝按摩尔比1:3～3:1进行混合得到的混合物。
3.根据权利要求1所述的催化体系，其特征在于，所述环己基甲基二甲氧基硅烷(C-donor)/二环戊基二甲氧基硅烷(D-donor)混合物，是由为C-donor、D-donor按摩尔比1:3～3:1进行混合得到的混合物。
4.权利要求1所述催化体系在催化丙烯聚合制备超纯等规聚丙烯中的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的混合气中，丙烯和氢气的摩尔比为3:1。
6.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)中，重复洗涤1～5次，每次5分钟；每
...【技术特征摘要】
1.一种制备超纯等规聚丙烯的催化体系，其特征在于，所述的催化体系包含主催化剂、助催化剂和外给电子体三种组分；其中，主催化剂为ticl4/mgcl2·id负载型高效球形齐格勒-纳塔催化剂，id是指作为内给电子体的邻苯二甲酸二异丁酯或2,2-二异丁基-1,3-二甲氧基丙烷；
2.根据权利要求1所述的催化体系，其特征在于，所述三乙基铝/三异丁基铝的混合物，是由三乙基铝、三异丁基铝按摩尔比1:3～3:1进行混合得到的混合物。
3.根据权利要求1所述的催化体系，其特征在于，所述环己基甲基二甲氧基硅烷...
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