本发明专利技术涉及一种超高分子量聚乙烯催化剂的制备方法，属于高分子技术领域，依次按照下列步骤进行：（1）氮气保护下，卤化镁与烃溶剂反应；（2）加入醇，与卤化镁形成醇镁化合物；（3）加入卤代烷基铝与醇镁化合物形成一种中间产物；（4）开启超声波装置进行超声波处理；（5）加入四氯化钛，加热条件下搅拌回流；（6）静置，将固体颗粒洗涤后干燥制得超高分子量聚乙烯催化剂。所得催化剂和助催化剂烷基铝一同使用，可以用于超高分子量聚乙烯的合成。本发明专利技术通过在催化剂制备过程中使用超声波处理技术，可以有效提超高分子量聚乙烯催化剂的活性，并提高聚合产物的分子量，同时所制得的催化剂聚合反应动力学平稳，易于聚合工艺控制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种，属于高分子
技术介绍
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是指粘均分子量在150万以上的线性结构聚乙烯。由于UHMWPE分子量高达百万甚至几百万，因而具有优异的耐冲击性、自润滑性、耐化学药品腐蚀性、耐应力开裂性、电绝缘性、耐磨性等性能。UHMWPE因其特有的性能优势而广泛用于纺织、造纸(吸水箱盖板)、运输(车、船仓的内衬)、包装(装硫酸的桶)、机械(导轨、星形轮、绞肉机零件)、化工(泵体、阀体)、采矿、石油、农业、建筑、电器、医疗、体育及制冷技术等诸多领域，特别适合生产需要较高物理性能的部件，如传动齿轮、人工关节件等；另外可利用其高强模量及高拉伸强度生产高强度纤维。近年来，超高分子量聚乙烯产品越来越受到人们的重视。现今，用于UHMWPE生产的催化剂主要有Ziegler-Natta (Z-N)型、铬系、茂金属 等类型。但是到目前为止，世界范围类仍以Z-N型UHMWPE催化剂技术最成熟，应用最广泛。Z-N型UHMWPE催化剂是一种载体型高效催化剂。制备这种催化剂的关键在于载体卤化镁的活化处理。载体卤化镁的活化主要有机械研磨法和化学反应法。化学反应法是将载体卤化镁与某种路易斯碱如醇、酯和醚类等化合物反应形成络合物溶液，加入助析出剂使得载体卤化镁重新析出，形成更利于活性组分负载的晶体结构。在载体活化的过程中可以运用超声波技术以改变载体的晶型结构和晶体颗粒尺寸，从而提闻催化剂的载钦率，并有效提闻聚合产物的分子量，这样制得的催化剂聚合反应动力学平稳，易于聚合反应控制。传统方法制备的UHMWPE催化剂颗粒形态不均一，往往有团聚现象发生，很大程度上抑制了催化剂活性的充分释放和降低了聚合物的宏观性能。CN101074275A公开了一种超高分子量聚乙烯催化剂的制备方法，该方法主要是通过卤化镁化合物与醇化合物、钛酸酯类化合物反应形成醇镁化合物，再用氯化烷基铝脱醇，最后和钛化合物进行载钛反应制得所需催化剂，反应过程中可以加入给电子体。CN1861650A公开了一种可用于乙烯浆液聚合的齐格勒一纳塔催化剂的制备方法，该方法通过在催化剂的制备过程中使用超声波的处理技术，来提高聚乙烯催化剂的钛含量，并有效地改善聚合物的粒度分布。CN1506384A公开了一种将超声波技术用于聚丙烯催化剂的制备过程中，可以提高聚丙烯催化剂活性和聚合物堆密度。现有文献未发现将超声波应用于超高分子量聚乙烯催化剂的制备过程，从而提高催化剂的活性和聚合物分子量的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，催化剂能够使活性组分有效地负载于载体上，促进催化剂活性和聚合物分子量的提高；制备方法易于控制，便于实施。本专利技术所述的超高分子量聚乙烯催化剂，是依次按照以下方法制备的 (1)卤化镁和醇反应形成醇镁化合物，醇的加入量以卤化镁的用量计，为O.I 6mol醇/Imol卤化镁； (2)醇镁化合物和卤代烷基铝反应形成一中间产物，卤代烷基铝加入量以卤化镁的用量计，为O. 5 3mol卤代烷基铝/Imol卤化镁； (3)利用超声波装置对所得中间产物进行处理，所使用的超声波装置功率为30 200W,频率为 20 IOOKHz ； (4)再加入钛化合物反应得到催化剂，钛化合物的加入量以卤化镁的用量计，为2 5mol四氯化钛/lmoI齒化镁。 本专利技术中 所述齒化镁包括二齒化镁化合物、烷氧基齒化镁化合物或烷基齒化镁化合物中的一种或一种以上，可选自氯化镁、甲基氯化镁，甲氧基氯化镁、乙氧基氯化镁或丁氧基氯化镁。所述卤代烷基铝采用通式RmAlCl3_m表示，至少具有一个氯原子，其中R是具有I 10个碳原子的烷基，I Sm < 3，可选自一氯二乙基铝、二氯一乙基铝或氯化二丙基铝。所述钛化合物通式为Ti (0R2)nCl4_n，其中R2是含有I 6个碳原子的烷基，η是O 4，可选自四氯化钛、钛酸正丁酯或三丁氧基氯化钛，优选四氯化钛。所使用的超声波装置功率优选为40 150W，频率为30 80ΚΗζ。本专利技术所述的超高分子量聚乙烯催化剂的方法，包括以下步骤 1)氮气保护下，将一定量卤化镁放入容器中，加入烃溶剂，将容器置于油浴中，开启搅拌，再加入醇，升温，于40 130°C下搅拌，回流O. 5 3小时； 2)缓慢加入卤代烷基铝与步骤I)中所述的醇镁化合物于40 130°C下搅拌，回流O.5 I小时形成中间产物； 3)开启超声波装置，调整频率为20 IOOKHz,调整功率30 200W，处理时间为O.5 30分钟，关闭超声波装置后仍保持反应体系在40 130°C下搅拌，回流O. 5 2小时； 4)缓慢加入钛化合物,于40 130°C下搅拌，回流I 3小时； 5)停止搅拌，静置I 30分钟，待催化剂颗粒沉降、分层，将上层清液吸出，加入烃溶剂洗涤固体颗粒，如此反复洗涤，再经干燥后制得催化剂。其中所述烃溶剂包括脂肪烃类化合物或芳香烃类化合物，尤其C5 C15脂肪烃类化合物或芳香烃类化合物，如正戊烷、异戊烷、己烷、庚烷、辛烷、癸烷、苯或甲苯等，优选己烷或庚烷。醇包括具有2 20个碳原子的醇，优选具有2 8个碳原子的醇，如乙醇、正丙醇、正丁醇、异丁醇、异辛醇、2 —乙基丁醇或2 —乙基己醇。本专利技术中 超声波处理控制超声频率为20 IOOKHz,功率30 200W，处理时间为0. 5 60分钟；关闭超声波后仍保持反应体系在40 130°C下搅拌，回流0. 5 2小时。超声波装置功率优选40 150W，更优选40 80W ； 超声波装置频率优选30 80KHz，更优选30 50KHz ； 超声波处理时间优选0. 5 30分钟，更优选I 10分钟。超声波是物理介质中的一种弹性机械波，频率一般大于20 KHz，它和电、磁、光等同样是一种物理能量形式。超声波由于频率高、波长短，具有聚束、定向及反射、透射等特性。超声波对液体介质具有机械作用、热作用、空化效应等作用。当液体介质中存在超声波作用时，超声波疏密相间地向前辐射使液体发生流动，引起媒介分子以其平衡位置为中心发生振动。超声波因震荡而产生的机械效应以及乳化作用使存在于液体介质中的固体颗粒破碎，颗粒团聚现象明显减少，改善了固体微粒在液体介质中的分散性。超声波处理时间过短将对载体卤化镁晶体的作用效果有限，难以有效提高催化剂的活性，但超声波处理时间过长将严重破坏载体卤化镁的晶体形态，这将直接影响聚合物颗粒形态。采用本专利技术所述的超高分子量聚乙烯催化剂制备方法制得的催化剂，需要与助催化剂配合使用，助催化剂采用烷基铝，烷基铝优选三甲基铝、三乙基铝、三异丙基铝、三异丁 基铝、三正己基铝、二乙基氯化铝、二丁基氯化铝、二丁基溴化铝及相近似化合物，尤其优选三乙基铝。与助催化剂之间的使用比例可控制在Al/Ti摩尔比为50 1500 I。本专利技术所述的超声波装置是将工频电转变成20KHz以上的高频电信号，通过高频电缆输送到换能器上，换能器能将电能转换成强有力的超声波振动，当超声波加入到催化剂配制过程中，使得烧瓶中的液相物质产生“空化效应”，当超声波稀疏时生成气泡，挤压时压碎气泡，在周围产生机械冲力，这种机械冲力作用到分散于正己烷的载体卤化镁晶体，可以有效的促使载体颗粒尺寸的细化、均一，同时减少颗粒的团聚现象，从而改变载体颗本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超高分子量聚乙烯催化剂，其特征在于是依次按照以下方法制备的：（1）卤化镁和醇反应形成醇镁化合物，醇的加入量以卤化镁的用量计，为0.1～6mol醇/1mol卤化镁；（2）醇镁化合物和卤代烷基铝反应形成一中间产物，卤代烷基铝加入量以卤化镁的用量计，为0.5～3mol卤代烷基铝/1mol卤化镁；（3）利用超声波装置对所得中间产物进行处理，所使用的超声波装置功率为30～200W,？频率为20～100KHz；（4）再加入钛化合物反应得到催化剂，钛化合物的加入量以卤化镁的用量计，为2～5mol四氯化钛/1mol卤化镁。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周建勇，李晓庆，毕晓龙，李留忠，于永玲，严婕，齐立芳，李功韬，范大鹏，徐晓，裴晓静，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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