[发明专利]适合生产超细粒径聚烯烃的催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种适合生产超细粒径聚烯烃的催化剂及其制备方法和应用，该催化剂包括通过表面活性剂处理后得到的无机载体作为第一载体，通过含镁试剂在第一载体上原位生成的活性氯化镁作为第二载体，以及负载于所述第二载体上的催化剂活性组分，所述催化剂活性组分为齐格勒‑纳塔催化剂。与现有技术相比，本发明催化剂可以制备堆密度高，颗粒均匀，平均粒径小于200微米的聚乙烯产品，可以用于中高密度聚烯烃的制备和应用。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种适合生产超细粒径聚烯烃的催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

聚乙烯等通用高分子材料的高性能化一直是人们研究的热点。烯烃聚合催化剂是聚烯烃聚合技术的核心。传统Ziegler-Natta催化剂负载到载体上催化效率显著提高，称之为高效Ziegler-Natta催化剂，使聚烯烃工业得到快速发展。超细颗粒的聚乙烯用途非常广泛，超细超高分子量聚乙烯、超细聚乙烯蜡、超细高密度聚乙烯等超细聚烯烃产品，下游客户用来制造注塑、挤塑、吹塑等产品。

在专利CN102002124中，中石油公开了一种用淤浆法制备高密度超细聚乙烯粉末的生产方法，采用粒度为0.2-5.0聚乙的乙氧基镁/四氯化钛催化剂，在反应温度75～85℃、反应压力0.8～1.0MPa，搅拌转速50～1500RPM的条件下，单体发生聚合反应后制备的聚乙烯粉末粒度达到了30-80微米。

在专利CN106317562A和CN106319667A中，化学所公开了一系列关于制备超高分子量超细聚乙烯的制备方法及其在薄膜和纤维领域的应用的专利。通过控制乙烯的聚合温度、单体乙烯的纯度、调整催化剂的制备步骤和在聚合体系中引入分散介质，合成出了一种增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯。催化剂采用的传统的氯化镁醇合物经过四氯化钛脱醇的制备方法。专利中没有提出制备的催化剂的平均粒径及其性质，最终所得聚乙烯平均粒径为50-80微米，并且聚合物中含有一定量的高沸点的分散介质，产物堆密度极低，只有0.1-0.3g/mL，虽然聚合物中残留部分溶剂，改善了后续加工的性能，可以用在隔膜和纤维领域中，但是极低的聚乙烯堆密度对产物的收集和运输带来了困难。

辽阳石化公司聚乙烯装置采用乙氧基镁/四氯化钛催化体系生产高密度聚乙烯，其催化剂粒度在5微米左右，所生产的聚乙烯产品粒度在100-180微米，主要用于下游用户制造注塑、挤塑、吹塑产品。另外一种制备超细聚乙烯粉末的方法是深冷粉碎法，即将普通的聚乙烯粉末事先冷冻再粉碎，这种方法生产成本过高，增加用户负担。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明所要解决的问题之一是提供一种可以生产超细粒径聚烯烃的催化剂，用于聚合反应，催化活性较高，所得聚合产物的粒径较细，得到粒度在200微米以下的超细聚乙烯粉末。

本发明所要解决的技术问题之二是提供该催化剂的制备方法。

本发明所要解决的技术问题之三是提供该催化剂在乙烯聚合中的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种适合生产超细粒径聚烯烃的催化剂，该催化剂包括：通过表面活性剂处理后得到的无机载体作为第一载体，通过含镁试剂在第一载体上原位生成的活性氯化镁作为第二载体，以及负载于所述第二载体上的催化剂活性组分，所述催化剂活性组分为齐格勒-纳塔催化剂。

进一步地，所述无机载体的平均粒径为0.01-100微米，优选为0.1-30微米，最优选为0.5-10微米，选自氧化镁、二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、二氧化硅-氧化铝、二氧化硅-氧化镁、链状硅酸盐、层状硅酸盐、滑石、氢氧化镁-硫酸镁的一种或几种。

进一步地，所述表面活性剂具有两亲性，分子结构中一端为亲水基团，另一端为疏水基团，选自脂肪酸甲酯、烷基烯酸甲酯或烷基二烯酸甲酯的一种或几种，烷基碳链数目选为10-24，优选12-18，可以有侧链，碳链上也可以有羟基等其他基团。