[发明专利]粘土负载二亚胺镍催化剂及使用该催化剂的聚烯烃/粘土纳米复合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及粘土负载二亚胺镍催化剂及使用该催化剂的聚烯烃/粘土纳米复合物的制备方法，更具体地涉及催化活性优异的粘土负载二亚胺镍催化剂及使用该催化剂原位（In-situ）制备粘土分散性及物理性质优异的聚烯烃/粘土纳米复合物的方法。

背景技术

通常，高分子/粘土纳米复合物是将具有硅酸盐层状结构的粘土剥离后，在高分子基体内以纳米级单位分散而成的，其物理性质比以往的分散较大粘土颗粒的高分子/粘土复合物优秀。即，如果将具有硅酸盐层状结构的粘土剥离成片状（sheet state）的基本单位后，分散在高分子树脂中，则对树脂的透明性不会有太大的影响，同时抗拉强度和热变形温度明显提高，而且耐冲击性、耐热性、气体及液体阻隔性、耐燃性及防紫外线穿透性能等高于粘土含量相同的其他高分子/粘土复合物。

对于如上所述的高分子/粘土纳米复合物，以往主要是通过使熔融状态的高分子嵌入于粘土的硅酸盐层之间，并进行机械混合使粘土颗粒分散的复合法来制备的。然而，在基体高分子为非极性的情况下，由于粘土带正电荷，因此高分子不易渗透到硅酸盐层。为了解决这一问题，揭示了一种使顺丁烯二酸酐等接合有极性基的聚烯烃低聚物渗透到粘土的层状硅酸盐层，以此制备嵌入有粘土的粘土母料（clay Masterbatch），并将其与聚烯烃高分子进行混合的方法。然而，根据上述方法虽然可使极性高分子渗透到硅酸盐层来从而嵌入（intercalation）高分子，但为了完全剥离硅酸盐层，需要在挤压机内以高剪切率进行长时间混合。在上述过程中，物理性质可能会变差，如高分子分解等。而且，为嵌入粘土而添加的低聚物，会降低最终产生的纳米复合物的热变形温度及机械强度。

发明内容

技术问题

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供粘土负载二亚胺镍催化剂及使用该催化剂的聚烯烃/粘土纳米复合物的制备方法。采用本发明的粘土负载二亚胺镍催化剂，催化剂活性不会降低，并且由于粘土层之间易于嵌入烯烃单体，从而在制备聚烯烃/粘土纳米复合物时，粘土会充分被剥离。

技术方案

为达到上述目的，本发明提供一种包含粘土金属复合物及负载于所述粘土金属复合物中的二亚胺镍催化剂的粘土负载二亚胺镍类催化剂，所述粘土金属复合物是通过含有由以下化学式1表示的有机改性剂的粘土对有机金属化合物进行改性处理而制备的：

[化学式1]

上述化学式1中，

R₁至R₃分别独立地表示碳原子数为1～30的烷基，

所述R₁至R₃中至少一个以上的端基被羟基（OH）取代，

T表示碳原子数为14～18的兽脂（tallow）。

另外，本发明提供一种聚烯烃/粘土纳米复合物的制备方法，其包括：在上述粘土负载二亚胺镍类催化剂下，聚合烯烃单体的步骤。

所述聚烯烃/粘土纳米复合物的制备方法，其还可以包括：在聚合步骤中，添加倍半乙基氯化铝（ethyl aluminum sesquichloride）或三异丁基铝（triisobutylaluminium）等助催化剂的步骤。

本发明还提供一种根据所述聚烯烃/粘土纳米复合物的制备方法来制备的，约2至30重量%的粘土分散于聚烯烃内的聚烯烃/粘土纳米复合物。

本发明还提供一种将所述聚烯烃/粘土纳米复合物作为母料，混合聚烯烃而制备的聚烯烃树脂。

有益效果

根据本发明的粘土负载二亚胺镍类催化剂，其有机金属化合物的金属成分（优选包含铝成分）可大幅提高聚合催化剂活性，并且由于金属成分结合于粘土中，所以促进烯烃单体的原位（in-situ）聚合，有效地剥离粘土的层状结构，从而可以得到在聚烯烃内粘土分散性优异的聚烯烃/粘土纳米复合物。

而且，如果使用根据本发明的粘土负载二亚胺镍类催化剂，通过气相或淤浆聚合工艺生成聚烯烃/粘土纳米复合物，则由此可以制备出物理性质优异的注塑产品、薄膜、容器管道、纤维等。尤其，催化剂的活性与现有技术相比大幅提高，因此不仅可以降低催化剂的制备费用，而且可以制备出抗拉强度和热变形温度及阻气性等物理性质比以往用复合法制备的更加优秀的聚烯烃/粘土纳米复合物。

附图说明

图1为比较显示本发明实施例1和比较例1、2中制备的催化剂X-射线衍射图案的曲线图。

图2为显示本发明实施例8至10和比较例8至11中制备的聚烯烃/粘土纳米复合物的微分重量曲线的曲线图。