[发明专利]一种用于乙烯聚合的催化剂组分及其制备方法和应用

说明书

本发明的目的在于提供一种用于乙烯聚合的催化剂组分，呈近球形颗粒状，其粒径为3‑50μm，粒度分布宽度为0.8‑1.5，其中，所述催化剂组分包括15‑25wt％的镁，1.0‑3wt％的钛，以及0.5‑3wt％的粒度调节剂。并提供一种催化剂组分的制备方法，包括：将镁化合物溶解于以芳烃为基础溶剂，含有机环氧化合物、有机磷化合物和粒度调节剂的溶剂体系中，形成均匀溶液后，在助析出剂存在的条件下，加入钛化合物，反应析出所述催化剂组分。通过本发明，可得到粒径可调、粒度分布集中、球形度好的催化剂组分，并且可使制备的聚合物颗粒也具有与其类似的形貌特点，同时具有较高的堆积密度和熔融指数。

技术领域

本发明涉及石油化工领域。具体涉及一种用于乙烯聚合的催化剂组分及其制备方法和应用。

背景技术

自上世纪50年代初，Ziegler-Natta先后通过钛系催化剂的低压聚合得到聚乙烯和聚丙烯以来，经过多年的发展，Ziegler-Natta型烯烃聚合催化剂在活性、氢调敏感度、等规度、共聚能力等方面已经取得了突破。在此基础之上，研究人员进一步认识到Ziegler-Natta型烯烃聚合催化剂的颗粒形态(包括粒度和形貌结构)同样是一个需要精确控制的方面，因此成为了近年来的一个研究热点。

Ziegler-Natta型烯烃聚合催化剂粒子具有能把它们的形貌复制给其所制备聚烯烃粉料颗粒的特殊能力。如球形催化剂粒子通常生成球形的粉料颗粒，如高孔隙率催化剂粒子通常生成高孔隙率的粉料颗粒。而催化剂的粒度与聚合活性结合在一起将直接决定粉料的粒度，粉料的粒度又将决定粉料的用途。对于一些新出现的高附加值应用领域，对聚烯烃粉料的粒度粒形具有了特殊的要求。鉴于Ziegler-Natta型烯烃聚合催化剂的这种性质，近年来研究人员在调控催化剂粒度粒形方面进行了研究。

溶解析出型催化剂的代表，N系聚丙烯催化剂是由中国石化北京化工研究院于1985年研发成功的一种先进聚烯烃催化剂(CN85100997)，其粒度均一，且结构致密。但是该催化剂的制备工艺较复杂，并且催化剂颗粒的球形度不高，粒度集中在10-20μm之间。但是，例如在利用乙烯淤浆聚合制备用于3D打印的聚乙烯粉料时，要求催化剂的粒径在10μm以内；而在乙烯气相聚合工艺中，则要求催化剂的粒径要在25μm以上，上述催化剂由于无法在更大范围内调控粒径，并且相应的也无法调控其聚合得到的粉料粒子的粒径，因而制约了其可应用的工艺和领域。

发明内容

鉴于上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于乙烯聚合的催化剂组分及其制备方法和应用。通过特定的溶剂体系和助析出剂的配合，可以得到粒径在3-50μm范围内可调的球形或近球形的催化剂组分，不粘连，氢调性能好，并且可使制备的聚合物颗粒也具有与其类似的形貌特点，同时具有较高的堆积密度和熔融指数。

本发明的一个实施方式在于提供一种用于乙烯聚合的催化剂组分，呈近球形颗粒状，其粒径为3-50μm，粒度分布宽度为0.8-1.5，其中，所述催化剂组分包括15-25wt％的镁，1.0-3wt％的钛，以及0.5-3wt％的粒度调节剂。

在本发明的一个优选的实施方式中，所述催化剂组分的粒径为3-40μm，粒度分布宽度(span)为0.8-1.2，粒度调节剂的含量为0.5-1.5wt％。

本发明的另一个实施方式在于提供一种用于乙烯聚合的催化剂组分的制备方法，包括：将镁化合物溶解于以芳烃为基础溶剂，含有机环氧化合物、有机磷化合物和粒度调节剂的溶剂体系中，形成均匀溶液后，在助析出剂存在的条件下，加入钛化合物，反应析出所述催化剂组分。

在本发明的一个优选的实施方式中，所述粒度调节剂包括长链烷烃和/或卤代芳烃。

根据本发明，所述长链烷烃为C6-C12的长链烷烃，优选为庚烷、辛烷、壬烷和癸烷中的至少一种，更优选为正癸烷和/或正庚烷；所述卤代芳烃选自氯苯、二氯苯和三氯苯、氯代甲苯、氯代乙苯、氯代二甲苯和氯代苯乙烯中的至少一种，优选为邻二氯苯。