[发明专利]超高分子量聚乙烯的生产方法

说明书

本发明公开一种生产M_μ为150‑800万的超高分子量聚乙烯的方法。所制备超高分子量聚乙烯方法包括在主催化剂、助催化剂存在条件下加入外给电子体进行乙烯均聚。本发明不改变催化剂条件下，通过加入硅烷类外给电子体加入量调节超高分子量聚乙烯的分子量，加入酯类外给电子体改善超高分子量聚乙烯粉末粒度及分布，其工艺条件温控，操作简单，工业价值显著。

技术领域

本发明涉及一种超高分子量聚乙烯的生产方法。

背景技术

超高分子量聚乙烯一般指粘均分子量在150万以上的聚乙烯，其链长是一般HDPE的10到20倍。超高分子量聚乙烯具有优异的耐磨性、抗冲击性能和吸收冲击性、自润滑性能、耐化学腐蚀性能、耐低温性能、绝缘性能等，是由普通乙烯等原料制备的工程塑料。

目前，制备超高分子量聚乙烯的催化剂常采用Ti-Mg催化剂体系。由于超高分子量聚乙烯的分子量极高，本领域采用常规的聚乙烯催化剂是无法得到分子量极高的理想产品。关于超高分子量聚乙烯专用催化剂的研究被广泛报道(US4962167、ZL00819563.3、CN200710037051.1、CN200710042467.2等)。

专利ZL00819563.3中提出一种卤化镁化合物和铝或硼化学物的混合物与醇类化合物制备镁化合物溶液加入含羟基的酯化合物和含烷氧基的硅化合物，在加入钛化合物等制备出的催化剂，可用于生产超高分子量聚乙烯；专利CN1076456A公开了一种MgCl₂和ZnCl₂复合载体催化剂体系制备超高分子量聚乙烯；专利CN93103156.7提出使用复合钛系催化剂，改变催化剂组分中Zn/Ti，调节分子量，但该专利调节分子量需要改变其组分，即需要制备不同的催化剂，因此对于调节超高分子量聚乙烯的分子量操作难度较大。

发明内容

本发明的目的是在生产M_μ为150-800万的超高分子量聚乙烯。所制备超高分子量聚乙烯方法包括在主催化剂、助催化剂存在条件下加入外给电子体进行乙烯均聚。本发明不改变催化剂条件下，通过调整外给电子体加入量调节超高分子量聚乙烯的分子量，并改善超高分子量聚乙烯的形态，操作简单，工业价值显著。

本发明公开了一种超高分子量聚乙烯的生产方法，包括如下步骤：

反应体系经除水、除氧后，加入己烷、主催化剂和助催化剂；经搅拌后，加入外给电子体；将反应体系升温，升至反应温度为45～100℃时，再加入乙烯气体，在保持聚合压力为0.3～1.0Mpa恒定的条件下发生聚合反应；聚合反应结束后，降温排气，分离固液相，干燥得超高分子量聚乙烯；

其中，所述主催化剂为不含给电子体的Ti-Mg催化体系；所述助催化剂为有机铝化物；所述助催化剂中的Al原子与所述主催化剂中的Ti原子的摩尔比为30:1～300:1；所述外给电子体与主催化剂中Ti原子的摩尔比为0.1～1.5。

本发明所述的超高分子量聚乙烯的生产方法，其中，所述外给电子体优选为有机硅化合物和/或酯类化合物。

本发明所述的超高分子量聚乙烯的生产方法，其中，所述有机硅化合物优选选自由二甲基二甲氧基硅烷、二正丁基二甲氧基硅烷、二异丁基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、甲基叔丁基二甲氧基硅烷、二环戊基二甲氧基硅烷所组成的群组中的一种或多种；所述酯类化合物优选选自由苯甲酸甲酯，苯甲酸乙酯，苯甲酸丁酯，邻苯二甲酸二甲酯，邻苯二甲酸二乙酯，邻苯二甲酸二丁酯所组成的群组中的一种或多种。

本发明所述的超高分子量聚乙烯的生产方法，其中，所述外给电子体与主催化剂中Ti原子的摩尔比优选为0.2～1.0。

本发明所述的超高分子量聚乙烯的生产方法，其中，所述助催化剂优选为选自由三甲基铝、三乙基铝、三正丁基铝所组成的群组中的一种或多种。