[发明专利]一种改性超高分子量聚乙烯纤维催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种改性超高分子量聚乙烯纤维催化剂的制备方法，包括以下步骤：S1：选用主催化剂：主催化剂是基于第三主族的钪、钇、及镧系元素，第四族过渡金属元素，第五族过渡金属元素，以及第八族过渡金属元素有机金属化合物；S2：主催化剂合成：选用S1中的金属元素与有机配位体进行络合反应；S3：选用助催化剂：助催化剂选用的是经过多次试验筛选的多元路易斯酸组合；S4：选用活化剂：活化剂选用的是经过多次试验筛选的路易斯酸组合。通过本发明超高分子量聚乙烯纤维催化剂的制备方法，制得的改性超高分子量聚乙烯分子链规整度高，纺丝溶液粘度高并且粘度稳定，纺丝质量稳定可控，热延伸后纤维质量以及结晶度高。

技术领域

本发明涉及聚乙烯纤维制备技术领域，尤其涉及一种改性超高分子量聚乙烯纤维催化剂的制备方法。

背景技术

超高分子量聚乙烯材料在2000年被科技部国科技字(2000)056号文件列为国家科技成果重点推广计划，属化工类新材料、新产品。国家计委、科技部将超高分子量聚乙烯列为当前优先发展的高科技产业重点领域项目。

超高分子量聚乙烯纤维又称高性能聚乙烯纤维，与碳纤维、芳纶并称为三大高性能纤维。超高分子量聚乙烯纤维具有强度高、模量高、低比重、耐光性强和耐磨度高等特点，同时具有耐潮湿、耐海水腐蚀、抗霉，耐疲劳性和较长的挠曲寿命等特点，是目前比强度最高的商业化有机高性能纤维。在轻质复合材料中有着极大的应用优势，可广泛应用于航空航天、军工、通讯、医疗、体育器材、建筑和海洋渔业等领域。

目前，国际上超高分子量聚乙烯纤维主要生产商为荷兰DSM、美国HONEYWELL和日本东洋纺(TOYOBO)等公司。2016年，国外UHMWPE纤维总产能约18,500吨，产量约13,200吨，其中除Honeywell公司的1500吨超高分子量聚乙烯纤维生产线采用湿法工艺外，其余均采用干法工艺生产。中国超高分子量聚乙烯纤维全部采用湿法工艺技术。中国国内目前超高分子量聚乙烯纤维总产能约8000吨，产量大约6200吨。超高分子量聚乙烯纤维是世界上最坚韧的有机纤维。其“轻薄如纸、坚硬如钢”，强度是同等重量钢丝的15倍，比芳纶(Kevlar)纤维高近2倍，是目前制造防弹衣的主要材料。超高分子量聚乙烯纤维的重量平均分子量在150万至700万之间，是普通聚酯纤维分子量的数十倍，这也是它名字的由来。

超高分子量聚乙烯纤维已经广泛应用于武器研发、航空航天、航海、电子、兵器、造船、建材、体育、医疗等诸多领域，国际市场每吨价格高达3万美元(约18万6千元人民币)以上。

高性能纤维的发展是一个国家综合实力的体现，也是建设现代化强国的重要战略物资基础。近几年在纺丝技术领域取得重大突破以后，中国国内超高分子量聚乙烯纤维的发展较快，2016年中国国内该类产品年产量在8000吨左右，但用于纺丝高级别的超高分子量聚乙烯材料大部分需依赖从欧洲和日本进口。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种改性超高分子量聚乙烯纤维催化剂的制备方法。

本发明提出的一种改性超高分子量聚乙烯纤维催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：选用主催化剂：主催化剂是基于第三主族的钪、钇、及镧系元素，第四族过渡金属元素，第五族过渡金属元素，以及第八族过渡金属元素有机金属化合物；

S2：主催化剂合成：选用S1中的金属元素与有机配位体进行络合反应；

S3：选用助催化剂：助催化剂选用的是经过多次试验筛选的多元路易斯酸组合；

S4：选用活化剂：活化剂选用的是经过多次试验筛选的路易斯酸组合；

S5：载体材料选用：使用合成无定形氧化硅材料作为载体材料；

S6：载体处理：将S5中的载体材料是经过高温脱水、高温表面羟基数量控制和高温硅胶内部微孔均匀化处理后得到人工合成无定形氧化硅微球。