[发明专利]一种制备超强UHMWPE纤维的方法及其相关催化剂

权利要求书

1.一种制备超强超高分子量聚乙烯纤维的方法，其特征在于步骤为：

1)制备非均相催化剂：将多面齐聚倍半硅氧烷表面的8个有机取代基分别用烷基和一个负载官能团取代后，将POSS分子和多孔载体，按重量比0.1％-99％，在甲苯中搅拌0.5-24h，再用甲苯或者正己烷洗涤1-50次，加入超高分子量聚乙烯催化剂，搅拌2-8h，使催化剂负载于POSS表面单羟基上，随后将催化剂干燥至自由流动，得到所需的催化剂；

2)聚合反应：将气相反应器充分干燥后至所需温度和压力，聚合温度为-40-80℃，压力为1-60bar，通入乙烯气，按照所需比例加入助催化剂，充分流化后，加入步骤1)制得的催化剂，聚合时间为2h内，制得超强超高分子量聚乙烯纤维。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述所述多孔载体选自乙烯共聚物、丙烯共聚物、4-甲基-1-戊烯共聚物、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚苯乙烯或苯乙烯共聚物的有机载体，或者是选自二卤化镁、二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钍、二氧化钛、二氧化硅-氧化铝、二氧化硅-氧化镁、蒙脱土或者它们的组合的无机载体。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述超高分子量聚乙烯催化剂是选自Ziegler-Natta催化剂、FI催化剂、茂金属催化剂、后过渡金属催化剂或者它们的组合。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述助催化剂为烷基金属化合物，包括烷基铝化合物、烷基锂化合物、烷基锌化合物、烷基硼化合物。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤1)中POSS分子和多孔载体按重量比1％-60％，在甲苯中搅拌2-10h，再用甲苯或者正己烷洗涤3-20次，加入超高分子量聚乙烯催化剂，搅拌2-8h。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤2)中聚合温度为-40-80℃，压力为1-60bar，聚合时间为2h。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述聚合反应不局限于气相聚合，还包括淤浆聚合，采用淤浆聚合时聚合温度为-20-100℃，压力为1-60bar，并且稀释剂为惰性烷烃稀释剂。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述聚合温度为-10-80℃，压力为5-20bar。

9.一种制备超强超高分子量聚乙烯纤维的催化剂，其特征在于该催化剂是通过将超高分子量聚乙烯催化剂负载于具有一个催化剂负载位的尺寸为0.01-10nm的无机颗粒上，再负载于多孔载体上而得到的非均相催化剂。

10.根据权利要求9所述的催化剂，其特征在于所述无机颗粒为多面齐聚倍半硅氧烷，颗粒范围0.01nm-10nm，所述催化剂负载位的官能团为单羟基、胺基、烷基、酯基、羧基、苯基、亚氨基、磺酸基、吡啶基、-CN、-O-、卤素、-CO-、-CO-NH-、-CO-NH-CO-、-SO-、-SO2-、-O-CO-O或者它们的组合。

11.根据权利要求9所述的催化剂，其特征在于所述多孔载体选自乙烯共聚物、丙烯共聚物、4-甲基-1-戊烯共聚物、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚苯乙烯或苯乙烯共聚物的有机载体，或者是选自二卤化镁、二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钍、二氧化钛、二氧化硅-氧化铝、二氧化硅-氧化镁、蒙脱土或者它们的组合的无机载体。

12.根据权利要求9所述的催化剂，其特征在于所述超高分子量聚乙烯催化剂是选自Ziegler-Natta催化剂、FI催化剂、茂金属催化剂或后过渡金属催化剂或者它们的组合。