[发明专利]茂金属催化剂载体及其制备方法

说明书

本发明属于高分子技术领域，具体涉及一种茂金属催化剂载体及其制备方法。SiO₂或改性的SiO₂在通氮气的条件下处于流化状态，加热升温，恒温，采用梯度降温，降至室温，得到茂金属催化剂载体。本发明较好的保持了硅胶载体原有特性(孔容、比表面积等)。本发明还提供其制备方法，通过有意识的控制高温载体的降温过程，使热活化后的载体较好的保持了硅胶载体原有特性，有效降低了热活化过程对硅胶载体的破坏；减少降温过程中产生的应力集中，降低载体颗粒的破碎率。

技术领域

本发明属于高分子技术领域，具体涉及一种茂金属催化剂载体及其制备方法。

背景技术

茂金属催化剂，即环戊二烯基(Cp)及其衍生物与过渡金属形成的有机金属配合物催化剂，具有优异的催化特性,是当前国际上的研究热点。茂金属催化剂因其催化效率高，生成的聚合物相对分子量分布窄，聚合物结构可控，聚合物分子可裁剪等优点，成为继高效载体型催化剂之后的新一代聚烯烃催化剂。茂金属催化剂的开发和应用是聚烯烃生产中一次重大革新，使聚烯烃性能和应用领域发生了显著变化，涌现出了许多新型材料。目前，世界主要聚烯烃制造商都投入了相当大的人力、物力和财力，推进茂金属催化剂的研究开发及工业化应用速度，并生产新的高附加值、高性能的茂金属聚烯烃产品。

均相茂金属催化剂拥有许多优点，同时也存在一些不足，比如：聚合物的颗粒形态不佳，难以控制。为了克服上述缺点，需要将茂金属催化剂进行负载化，催化剂负载化后可进行淤浆和气相聚合，并能够充分利用现有的烯烃聚合工业化装置。

目前，最常用的载体是SiO₂或经物理、化学改性的SiO₂。由于具有较高的比表面积、较适宜的孔容和孔径分布、良好的流动性、适宜的堆积密度以及机械强度等，比较适合于工业生产装置的需要。通常情况下，硅胶不能直接作为茂金属催化剂的载体，其表面的自由水、连羟基、双羟基和自由羟基均是催化剂配体的毒物。因此，常用的做法是硅胶在使用前需要进行热活化处理。

硅胶载体热活化处理普遍采用的方法是：将硅胶载体放入活化器中，在惰性气体保护下，按一定的升温程序对活化器进行温度控制，分步骤分阶段的逐步加热到指定温度(比如400-900℃)，并在高温下活化一定时间，然后对活化器降温，从而完成硅胶载体的高温活化处理。

在整个高温活化过程中，载体颗粒要经历升温、恒温、降温以及载气的反复冲击作用，而且高温活化时间较长，不可避免的会导致载体颗粒的破碎，孔洞的塌陷，从而影响载体颗粒的形态和特性以及后续所得催化剂的形貌。目前，本行业内对硅胶载体的升温过程、最终活化温度对载体颗粒的影响研究较多，而且比较成熟，但对硅胶高温活化的降温过程基本不进行控制，基本采取自然降温的方式，或者是根据工艺需要，在形式上使用阶段降温，至于其对硅胶载体颗粒的影响几乎没有关注过。

CN103204509公开了一种食品添加剂硅胶及其生产工艺，属于食品添加剂硅胶及其生产工艺技术领域。该食品添加剂硅胶的生产工艺包括以下步骤：(1)原料配制；(2)反应制胶；(3)老化除铁和增强活性；(4)水洗；(5)瞬间干燥；(6)粉碎和粒度分级。本发明一种食品添加剂硅胶，粒度中位值控制合理，比表面积、孔容较大，可溶性铁含量小于2ppm，能够有效吸附易混浊蛋白，且硅胶中有效粒度分布集中，小于10μm的粒子含量低。该技术未涉及硅胶的降温程序控制。

“聚烯烃催化剂用硅胶载体的热活化过程”主要介绍了硅胶载体热活化过程中，升温速率、硅胶粒径、硅胶类型等对物理吸附水和表面羟基脱除量的影响，试验表明200℃下即可基本脱除硅胶吸附水；随着活化处理温度的升高，降低升温速率可提高羟基的脱除程度。未涉及热活化的降温过程对硅胶原有特性的影响。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种茂金属催化剂载体，较好的保持了硅胶载体原有特性(孔容、比表面积等)，本发明还提供一种其制备方法，有效降低了热活化过程对硅胶载体的破坏。