烯烃聚合用的小孔径催化剂组分、制备方法及其应用_2

文档序号:9857900阅读:来源:国知局
硅烷化合物,形成均匀溶液,在助析出剂存在下, 在-30~60°C温度下,最好为-30~5°C,将钛化合物滴入上述卤化镁均匀溶液或将卤化镁 均匀溶液滴入钛化合物中,然后在此均一溶液中加入酯类粒形改进剂,再将反应混合物升 温至60~110°C,在此过程中有颗粒产生,再加入或者不加给电子体,将悬浮液在此温度下 搅拌0. 5~8小时,滤去母液,再用过渡金属钛的卤化物及惰性稀释剂的混合物处理3~4 次,滤出液体,用惰性稀释剂洗涤固体物,制得含钛的固体催化剂组分。
[0022] 本发明还提供了一种用于烯烃聚合或共聚合的催化剂,包括以下组分:
[0023] A、含钛的固体催化剂组分,一种用于烯烃聚合或共聚合的催化剂组分,通过把卤 化镁溶解于有机环氧化合物、有机磷化合物溶剂体系,还可以加入硅烷化合物,而形成均匀 溶液,在助析出剂存在下用钛的卤化物或其衍生物与所得均匀溶液反应,在析出含镁/钛 的固体物沉淀之前低温下加入酯类化合物,固体物沉淀形成之后负载或不负载电子给体, 用惰性稀释剂洗涤后得到;
[0024] B、有机铝化合物;
[0025] C、有机硅化合物。
[0026] 所述的烷基铝化合物其通式为AlRnX3 n,式中R可以为氢、及碳原子数为1~20的 烃基,特别是烷基、芳烷基、芳基;X为卤素,特别是氯和溴;η为0〈n < 3的数。具体化合物 如:二甲基错、二乙基错、二异丁基错、二辛基错、一氣^乙基错、一氣^异丁基错、一氣^乙 基铝、一氯二异丁基铝、倍半乙基氯化铝、二异乙基铝等烷基铝卤化物,其中以三乙基铝、三 异丁基铝为好。
[0027] 本发明催化剂体系中,组分B中铝与组分A中钛的摩尔比为5~5000,优选为20~ 500 〇
[0028] 本发明催化剂体系中组分C为有机硅化合物,其通式为RnSi (OR1) 4 n,式中 0 < η < 3, R和R1为同种或不同种的烷基,环烷基,芳基,卤化烷基等,R也可以为卤素或氢 原子。具体如:三甲基甲氧基硅烷,三甲基乙氧基硅烷,三甲基苯氧基硅烷,二甲基二甲氧基 硅烷,二甲基二乙氧基硅烷,甲基环己基二乙氧基硅烷,甲基环己基二甲氧基硅烷,二苯基 二甲氧基硅烷,二苯基二乙氧基硅烷,苯基三乙氧基硅烷,苯基三甲氧基硅烷,乙烯基三甲 氧基硅烷等。有机铝化合物与有机硅化合物的摩尔比为0. 1~300。根据不同烯烃种类,聚 合时可以加入或不加入C组分。
[0029] 本发明催化剂体系用于聚合的烯烃有乙烯,丙烯、1- 丁烯、4-甲基1-戊烯、1-己 烯、1-戊烯等。本发明催化剂体系适用于淤浆聚合、本体聚合及气相聚合方式。
[0030] 本发明在钛化合物与卤化镁均匀溶液接触之后催化剂组分颗粒沉淀产生之 前-28~0°C加入了粒形改进剂,改变了催化剂组分颗粒沉淀的生长机理和形式,使颗粒 的表面形态发生了明显变化,催化剂组分颗粒平均孔径在2纳米以下,表面形态好,表面光 滑、裂纹少,用于丙烯聚合及共聚合时,粉料中细粉含量很少。
[0031] 本发明的催化剂组分的主要组成与中国专利CN85100997公开的相当,制备方法 也接近,只是在催化剂组分颗粒沉淀产生之前一定温度范围内加入了粒形改进剂,但本发 明不是简单地在中国专利CN85100997公开方法上改变给电子体加入位置,正如比较例中 所示,在中国专利CN85100997公开方法基础上改变给电子体加入位置并不一定能获得本 发明的效果。
[0032] 本发明的催化剂组分是现有技术的突破,通过大量测试,现有技术的聚烯烃催化 剂组分颗粒孔径均在2~100纳米范围内,其中乙烯聚合用催化剂组分多采用硅胶为载体, 颗粒孔径较大,在5~50纳米之间;丙烯聚合用催化剂多以卤化镁为载体,颗粒孔径较小, 在2~5纳米之间。甚至有人认为聚烯烃催化剂组分颗粒孔径不可能在2纳米以下。而本 发明的催化剂组分颗粒表面光滑,裂纹少,颗粒平均孔径在1~2纳米之间。
[0033] 本发明用于烯烃聚合或共聚合与现有技术相比具有以下明显的优点:催化剂组分 颗粒平均孔径在2纳米以下,表面形态好,表面光滑、裂纹少,用于丙烯聚合及共聚合时,粉 料中细粉含量很少,其它性能如活性、定向能力、氢调性能等也不错,是综合性能较好的催 化剂组分,适用于浆液法、本体法和气相法等多种聚合工艺。
【附图说明】
[0034] 图1是实施例1催化剂组分的颗粒照片
[0035] 图2是比较例1催化剂组分的颗粒照片
[0036] 图3是实施例5催化剂组分的颗粒照片
[0037] 图4是比较例5催化剂组分的颗粒照片
【具体实施方式】
[0038] 下面给出的实施例是为了说明本发明,而不是对本发明进行限制。
[0039] 测试方法:
[0040] 1.催化剂组分钛含量用分光光度法;
[0041] 2.酯含量采用色谱法;
[0042] 3.聚合物熔融指数(MI)用6932型熔融指数测定仪,意大利CEAST公司;
[0043] 4.催化剂孔径用ASAP2010N型全自动快速比表面及孔隙度分析仪,美国麦克仪器 公司。
[0044] 实施例1
[0045] 1、含钛固体催化剂组分的制备
[0046] 在经过高纯氮气重复置换的反应釜中,依次加入4. 8克无水氯化镁、100毫升甲 苯、4. 0毫升环氧氯丙烷、12. 5毫升磷酸三丁酯,在温度为60°C的条件下,反应2小时,加 入1. 4克邻苯二甲酸酐,继续反应一小时,降温至-28°C,滴加四氯化钛56毫升,加入2. 0 毫升邻苯二甲酸二正丁酯(DNBP),逐渐升温至85°C,恒温一小时,滤去母液,用甲苯洗涤两 次,再加入四氯化钛48毫升,甲苯溶液72毫升,在110°C恒温0. 5小时,过滤后再重复处理 两次,然后用己烷洗涤5次,剩余固体产物经真空干燥得到固体钛催化剂组分。其中钛含量 为2. 3% (wt),DNBP含量为12% (wt),颗粒平均孔径为1. 6纳米,颗粒照片如图1。
[0047] 2、聚合反应
[0048] 5升不锈钢反应釜经氮气充分置换后,加入5毫升浓度为0. 5摩尔/升的三乙基 铝己烷溶液和1毫升浓度为1摩尔/升的甲基环己基二甲氧基硅烷(CMMS)己烷溶液及实 施例1制备的催化剂10毫克,然后加入10毫升己烷冲洗加料管线,再加入1升(标准状态 下)氢气,和2升精制丙烯,升温至70°C,使氢气分压为0. 2Mpa,在此温度下聚合反应1小 时。反应结束后,将反应釜降温并停搅拌排出反应产物。
[0049] 实施例2
[0050] 1、含钛固体催化剂组分的制备
[0051] 在经过高纯氮气重复置换的反应釜中,依次加入4. 8克无水氯化镁、100毫升甲 苯、4. 0毫升环氧氯丙烷、12. 5毫升磷酸三丁酯,在温度为60°C的条件下,反应2小时,加入 1. 4克邻苯二甲酸酐,继续反应一小时,降温至-28 °C,滴加四氯化钛56毫升,加入1. 0毫升 四氢呋喃(THF),逐渐升温至85°C,80°C加入1. 1毫升邻苯二甲酸二正丁酯(DNBP),85°C恒 温一小时,滤去母液,用甲苯洗涤两次,再加入四氯化钛48毫升,甲苯溶液72毫升,在110°C 恒温0. 5小时,过滤后再重复处理两次,然后用己烷洗涤5次,剩余固体产物经真空干燥得 到固体钛催化剂组分。其中钛含量为2.5% (wt),DNBP含量为11% (wt),颗粒平均孔径 为1.7纳米。颗粒照片类似图1。
[0052] 2、聚合反应
[0053] 同实施例1。
[0054] 实施例3
[0055] 1、含钛固体催化剂组分的制备
[0056] 同实施例1,只是在母液升温至80°C时再加入1. 1毫升邻苯二甲酸二正丁酯 (DNBP)。钛含量为2. 5% (wt),DNBP含量为13% (wt),颗粒平均孔径为1. 5纳米。颗粒照 片类似图1。
[0057] 2、聚合反应
[0058] 丙烯聚合条件同实施例1。
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