[发明专利]一类超高分子量聚乙烯及其制备

说明书

本发明提供了一类超高分子量聚乙烯及其制备，具体地，本发明提供了一种超高分子量聚乙烯微粒，所述的微粒具有如下特征：(a)粘均分子量为150万‑1000万克/摩尔；(b)≥95wt％可通过150微米的网状筛，d₅₀为40μm≤d₅₀≤80μm。所述的超高分子量聚乙烯可用于制备超高分子量聚乙烯纤维。

技术领域

本发明涉及一类适用于制造超高分子量聚乙烯纤维的超高分子量聚乙烯微粒。更具体地涉及一类无支化、高结晶度、粘均分子量150-1000万、粒径分布集中在(d50)为40μm≤d50≤80μm的聚乙烯微粒，及其制备方法。

背景技术

超高分子量聚乙烯是一类具有高抗冲击性，极高的耐磨性，高耐腐蚀性，自润滑性，耐环境应力开裂能力，安全卫生等优点的热塑性工程塑料，广泛用于纺织，造纸，运输，包装，机械，化工，采矿，石油，农业，医疗，精细过滤，电池隔膜等诸多领域。

目前，用于超高分子量聚乙烯生产的催化剂主要有Ziegler-Natta型，铬系，茂金属，非茂金属等，但是应用最为广泛，技术最为成熟的仍然是Z-N催化剂。现有的技术中，该类催化剂一般都是化学法控制氯化镁载体的粒径，并以此来控制催化剂的粒径，从而得到可控的聚合物粒径。超高分子量聚乙烯催化剂的专利已经有很多报道，现有的技术主要集中在改善催化剂的活性，聚合物的分子量及聚合物的堆密度以及催化剂制备过程中助剂的使用以及操作步骤的控制等，而且通常用该类方法制备的催化剂粒径大部分在5微米(D0.5)以上，所生产的超高分子量聚合物粒径范围(D50)主要集中在120微米到200微米之间，或600微米以上的粗大粒子，上述方法制备的催化剂都不能得到更细粒径的聚合物。专利CN200580039390.2公开了乙烯类聚合物微粒及其制造用催化剂，其聚合物微粒重量比至少95％以上通过37微米的网状筛，以激光衍射散射法测定的中径(d50)为3μm≤d50≤25μm，聚合物需要脱除无机物杂质的繁琐步骤，而且更为不利的是，该专利方法报道的催化剂的制备过程必须要使用管制溶剂甲苯作为溶剂才可能获得化合物的均一溶液。

综上所述，本领域尚缺乏一种制备过程环保、催化活性高的超细超高分子量聚乙烯催化剂。

发明内容

本发明提供了一类无支化、高结晶度、粘均分子量150-1000万、粒径分布集中在(d50)为40μm≤d50≤80μm聚乙烯微粒，同时提供了相应的催化剂技术，该催化剂技术催化乙烯聚合效率高，活性可以高达200Kg PE/g Cat.。

本发明的第一方面，提供了一种超高分子量聚乙烯微粒，所述的微粒具有如下特征：

(a)粘均分子量为150万-1000万克/摩尔；优选粘均分子量150万-800万克/摩尔；

(b)≥95wt％可通过150微米的网状筛，d₅₀为40μm≤d₅₀≤80μm；更优选地，d₅₀为50μm≤d₅₀≤70μm。

在另一优选例中，所述的微粒中，高分子链上的烷烃支链数1/100,000C(即，100,000个碳原子中具有的烷烃支链＜1)。

在另一优选例中，所述的微粒的一次结晶度70％，且二次结晶度55％；其中，所述的一次结晶度是指第一次升温测试的结晶度，二次是指第二次升温测试的结晶度。

在另一优选例中，所述的超高分子量聚乙烯微粒是由催化剂及助催化剂在40-80℃和0.2-2.0MPa乙烯压力下催化乙烯聚合得到的。优选乙烯压力为0.2-1.5Mpa。

在另一优选例中，所述的微粒≥95wt％可通过150微米的网状筛，且d₅₀为50μm≤d₅₀≤70μm。

在另一优选例中，所述微粒的d₉₀为130μm≤d₉₀≤150μm。