一种高氯化镁含量的硅胶复合载体的制作方法

1.本发明涉及聚烯烃用催化剂载体技术领域，具体涉及一种高氯化镁含量的硅胶复合载体。


背景技术：

2.在聚烯烃的生产制备过程中，为确保聚合物具有良好的颗粒形态和较高的密度，保证聚合物生产工艺的稳定性和连续性，通常将催化剂组分通过物理或化学的方法负载于形态较好、强度适中的惰性无机物载体上，以得到颗粒形态良好、机械磨损强度较高及催化活性较高的聚烯烃催化剂。
3.氯化镁以其独特的化学结构和性质是制备高效催化剂较为理想的载体，以氯化镁作为载体的传统ziegler
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natta催化剂用于烯烃聚合具有较高的催化活性，但是流动性不好，在较高温度的聚合过程中易脆裂和磨损，导致聚合物形态不佳。硅胶因其多孔性、高比表面积及良好的形态和流动性也常用作聚烯烃催化剂的载体，硅胶载体具备适宜的强度，在催化剂制备及储存过程中不易破碎，但是以硅胶为载体的z
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n催化剂在烯烃聚合时催化活性较低。目前通常把氯化镁负载在作为第二载体的硅胶上制得复合载体，然后与钛化合物反应制备聚烯烃用催化剂。既具有氯化镁载体催化剂高催化活性、高立体定向性的特点，又保持了硅胶载体催化剂较好的颗粒形态、较高的孔隙率和比表面积。
4.公告号为cn1038593c的中国发明专利中公开了一种制备乙烯(共)聚合用固体催化剂组分的方法，其中先制备了催化剂载体，将氯化镁溶解在乙醇中制成溶液，然后将二氧化硅浸渍其中，脱除乙醇后再负载催化剂活性组份钛化合物，该方法不仅会将氯化镁的晶格完全破坏，而且制备过程中需要脱出大量醇。公告号为cn1005844b的中国发明专利公开了以二氧化硅和氯化镁为基础的催化剂载体制备方法，将二氧化硅浸渍在氯化镁水溶液浸渍中，再利用脱水剂将混合物进行热处理制备催化剂载体；该方法也会破坏氯化镁的晶格结构，并且载体中的氯化镁含量较低，不利于催化剂活性中心的生成，负载的催化剂催化活性有待提升。公开号为cn108794666a的中国发明专利申请中公开了一种用于乙烯聚合的催化剂以及催化剂用硅胶载体的制备方法，该专利申请中通过将水玻璃、多元醇和无机酸进行混合接触，使用陶瓷膜过滤器进行过滤洗涤，然后将制备的硅胶滤饼进行球磨，通过喷雾干燥得到硅胶载体，再与含有镁盐和/或钛盐的母液浸渍接触得到乙烯聚合催化剂；该方法中制备的单纯硅胶载体后续通过浸渍接触氯化镁溶液得到氯化镁
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硅胶复合载体，负载氯化镁的能力较差，并且制备的催化剂活性有待提高。因六水氯化镁受热容易转变成氧化镁影响催化剂载体活性，目前常规的氯化镁
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硅胶复合载体中的氯化镁均采用无水氯化镁，但是相比六水氯化镁，采用无水氯化镁会导致催化剂复合载体的制造生产成本更高。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高氯化镁含量的硅胶复合载体，能够有效解决常规氯化镁
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硅胶复合载体中存在的硅胶吸附氯化镁含量低、容易降低
硅胶的孔径和孔隙率并且负载催化剂后催化活性不高的技术问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：
7.一种高氯化镁含量的硅胶复合载体，所述复合载体的组分为含水氯化镁和硅胶。
8.进一步地，所述复合载体中的镁元素与硅元素的摩尔比为(0.3～3)：1。
9.进一步地，所述复合载体的粒径为20～120μm。
10.进一步地，所述复合载体是通过至少以下步骤制备的：
11.步骤1：将硅酸钠溶于去离子水中，加入硫酸反应2～3小时，调整反应体系的ph值至2～3，老化反应2～3小时后，经多次洗涤和过滤，再采用板框压滤机进行压滤制得硅胶滤饼；
12.步骤2：将所述硅胶滤饼置于打浆釜中，加入氯化镁粉末和去离子水进行混合打浆，将所制备的浆液应用研磨泵进行多次研磨；
13.步骤3：采用离心喷雾干燥器进行喷雾干燥，即制得含水氯化镁
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二氧化硅复合载体。
14.进一步地，所述含水氯化镁采用六水氯化镁，所述硅胶滤饼为胶体状态。
15.进一步地，所述硅胶滤饼的钠离子含量≤0.1wt％，所述浆液的固含量控制在15％～20％。
16.本发明所提供的高氯化镁含量的硅胶复合载体可用于制备聚烯烃催化剂。
17.本发明提供的高氯化镁含量的硅胶复合载体可采用高温干燥后用于制备聚烯烃催化剂。
18.相对于现有的氯化镁
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硅胶复合载体，本发明具有以下有益效果：
19.(1)本发明提供的复合载体采用氯化镁与硅胶伴生结晶的方法制备，在硅胶成型前采用六水氯化镁与胶体状态的二氧化硅混合研磨，再经喷雾干燥、脱水形成复合载体。与硅胶固体颗粒相比，二氧化硅胶体的比表面积更大，与氯化镁伴生共结晶，在硅胶微孔的内、外表面、缺陷处及硅胶微球内部吸附更多的氯化镁，增加了复合载体中氯化镁的含量，提高了复合载体的镁硅摩尔比，有助于在负载催化剂时形成更多的催化剂活性中心，进而提高催化剂在反应体系中的分散程度，提高催化剂的催化活性，改善聚合物的颗粒形态，提升聚合物密度。
20.(2)本发明提供的复合载体采用的是六水氯化镁，相比价格昂贵的无水氯化镁，本发明显著节省原料成本和制造成本，制备过程更加简单，同时制备的复合载体易于保存，不容易水解。
具体实施方式
21.以下结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，应当理解，以下所述的实施例，仅是本发明的较佳实施例，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征以及有益效果，仅用于说明和解释本发明，并非用于限定本发明。
22.本发明提供的高氯化镁含量的硅胶复合载体的组分为含水氯化镁和硅胶，复合载体的粒径为20～120μm，复合载体中的镁元素与硅元素的摩尔比为(0.3～3)：1。
23.本发明提供的高氯化镁含量的硅胶复合载体通过至少以下步骤制备：
24.(1)将硅酸钠溶于去离子水中，加入浓度为40％的硫酸水溶液反应2～3小时，调整
反应体系的ph值至2～3，老化反应2～3小时后，经多次洗涤和过滤，控制钠离子含量≤0.1wt％，再采用板框压滤机压滤制得胶体状态的硅胶滤饼；
25.(2)将硅胶滤饼置于打浆釜中，加入六水氯化镁粉末和去离子水进行混合打浆，浆液的固含量控制在15％～20％，将所制备的浆液应用研磨泵进行多次研磨；
26.(3)采用离心喷雾干燥器进行喷雾干燥，制得含水氯化镁
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二氧化硅复合载体。
27.实施例1
28.本实施例提供了镁/硅摩尔比为0.3：1的高氯化镁含量的硅胶复合载体，主要通过以下方法制备：
29.取5.5kg的硅酸钠置于反应器中，加入50kg去离子水，边搅拌边滴入浓度为40％的硫酸水溶液，反应2小时后，采用前述硫酸水溶液调整反应体系的ph值至2～3，老化反应2小时，用去离子水进行多次洗涤、过滤，直至反应体系内钠离子含量≤0.1wt％，应用板框过滤机进行压滤制得硅胶滤饼。
30.将该硅胶滤饼放入打浆釜中，加入2.7kg六水氯化镁粉和去离子水打浆，浆液固含量控制在15％，将所制备的浆液应用精细研磨泵循环研磨4遍后，经计量泵导入离心喷雾干燥器中进行喷雾干燥，得到含水氯化镁
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二氧化硅复合载体，
31.实施例2
32.本实施例提供了镁/硅摩尔比为0.6：1的高氯化镁含量的硅胶复合载体，主要通过以下方法制备：
33.取5.5kg的硅酸钠置于反应器中，加入50kg去离子水，边搅拌边滴入浓度为40％的硫酸水溶液，反应2小时后，采用前述硫酸水溶液调整反应体系的ph值至2～3，老化反应2小时，用去离子水进行多次洗涤、过滤，直至反应体系内钠离子含量≤0.1wt％，应用板框过滤机进行压滤制得硅胶滤饼。
34.将该硅胶滤饼放入打浆釜中，加入5.3kg六水氯化镁粉和去离子水打浆，浆液固含量控制在15％，将所制备的浆液应用精细研磨泵循环研磨4遍后，经计量泵导入离心喷雾干燥器中进行喷雾干燥，得到含水氯化镁
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二氧化硅复合载体。
35.实施例3
36.本实施例提供了镁/硅摩尔比为1：1的高氯化镁含量的硅胶复合载体，主要通过以下方法制备：
37.取5.5kg的硅酸钠置于反应器中，加入50kg去离子水，边搅拌边滴入浓度为40％的硫酸水溶液，反应2小时后，采用前述硫酸水溶液调整反应体系的ph值至2～3，老化反应2小时，用去离子水进行多次洗涤、过滤，直至反应体系内钠离子含量≤0.1wt％，应用板框过滤机进行压滤制得硅胶滤饼。
38.将该硅胶滤饼放入打浆釜中，加入9kg六水氯化镁粉和去离子水打浆，浆液固含量控制在15％，将所制备的浆液应用精细研磨泵循环研磨4遍后，经计量泵导入离心喷雾干燥器中进行喷雾干燥，得到含水氯化镁
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二氧化硅复合载体。
39.实施例4
40.本实施例提供了镁/硅摩尔比为2：1的高氯化镁含量的硅胶复合载体，主要通过以下方法制备：
41.取5.5kg的硅酸钠置于反应器中，加入50kg去离子水，边搅拌边滴入浓度为40％的
硫酸水溶液，反应2小时后，采用前述硫酸水溶液调整反应体系的ph值至2～3，老化反应2小时，用去离子水进行多次洗涤、过滤，直至反应体系内钠离子含量≤0.1wt％，应用板框过滤机进行压滤制得硅胶滤饼。
42.将该硅胶滤饼放入打浆釜中，加入17.7kg六水氯化镁粉和去离子水打浆，浆液固含量控制在18％，将所制备的浆液应用精细研磨泵循环研磨4遍后，经计量泵导入离心喷雾干燥器中进行喷雾干燥，得到含水氯化镁
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二氧化硅复合载体。
43.实施例5
44.本实施例提供了镁/硅摩尔比为3：1的高氯化镁含量的硅胶复合载体，主要通过以下方法制备：
45.取5.5kg的硅酸钠置于反应器中，加入50kg去离子水，边搅拌边滴入浓度为40％的硫酸水溶液，反应2小时后，采用前述硫酸水溶液调整反应体系的ph值至2～3，老化反应2小时，用去离子水进行多次洗涤、过滤，直至反应体系内钠离子含量≤0.1wt％，应用板框过滤机进行压滤制得硅胶滤饼。
46.将该硅胶滤饼放入打浆釜中，加入26.5kg六水氯化镁粉和去离子水打浆，浆液固含量控制在20％，将所制备的浆液应用精细研磨泵循环研磨4遍后，经计量泵导入离心喷雾干燥器中进行喷雾干燥，得到含水氯化镁
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二氧化硅复合载体。
47.分别对本发明实施例1～5中制备的高氯化镁含量的硅胶复合载体进行粒径测试，结果如表1所示。
48.表1高氯化镁含量的硅胶复合载体性能表
[0049][0050][0051]
本发明提供的高氯化镁含量的硅胶复合载体的镁硅比较大，可以自由调控，氯化镁含量高，该复合载体可负载更多的催化剂活性中心，提高聚烯烃催化剂活性。
[0052]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。