CN104031183A - 一种用于烯烃聚合的催化剂组分、制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于烯烃聚合的催化剂组分,该催化剂组分包含Ti、Mg、卤素、至少一种电子给体化合物和1%~99%的烯烃聚合物。该催化剂组分用于烯烃聚合不仅具有高活性、高堆积密度和低细粉含量的特征,在常温存储不受老化影响,聚合物粒子不易破碎,特别适合于合成高橡胶含量的反应釜内合金聚合物。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于聚烯烃的催化剂组分,具体地说,涉及一种用于烯烃聚合的催化剂组分及其制备方法和在催化烯烃聚合中的应用。属于聚烯烃催化剂领域。
背景技术
工业应用上用于烯烃聚合的高性能催化剂一般通过将钛化合物负载于活性卤化镁而获得的,然后将该固体催化剂、烷基铝和(或)给电子体等一起再用于烯烃聚合。专利USP4,298,718等首先公开了这类化合物在聚烯烃催化剂中的应用。
对于烯烃聚合催化剂来说,一个非常重要的要求是由催化剂聚合得到的聚合物细粉(直径不大于75um的颗粒)含量要足够的小,其原因在于:细粉含量过高是反应器局部过热和内壁结垢的主要原因之一;细粉的存在容易造成管道堵塞,严重影响聚合反应器的操作和运行稳定性。而聚合物细粉的来源主要有:1、反应初期活性太高,造成催化剂颗粒爆裂,形成细微催化剂颗粒,进而在聚合中生长成聚合物细粉,这一现象在乙烯聚合时特别明显;2、催化剂颗粒强度不够,在颗粒的生长过程中逐步碎裂,形成不规则聚合物碎片的同时形成聚合物细粉;3、聚合物大颗粒在反应器内由于搅拌、气流等因素造成聚合物颗粒之间、聚合物与反应器之间的摩擦,逐步形成细粉。而生成聚合物大颗粒在某些场合下是比较有利的,尤其是生产高抗冲聚丙烯或高橡胶含量的反应釜内合金聚合物,大颗粒的聚合物有利于包裹更多的橡胶相聚合物而不影响反应操作。
为了抑制催化剂初期活性太高或提前释放活性,一般可以采用预聚合的方式处理催化剂。所谓预聚合就是在比较温和的反应条件下,催化剂与烯烃或烯烃的混合物生成不大于100g聚合物/g催化剂的混合物,然后用于下一步聚合。催化剂经过预聚合之后表面包裹聚合物,一定程度上可以抑制反应初期活性;另外催化剂颗粒强度大大提升,在比较剧烈的反应条件和搅拌条件下也不易破碎。CN1262693A公开了一种经过乙烯预聚合用于丙烯聚合的预聚合催化剂,但是预聚合的时间比较长,效率较低,催化剂活性有一定程度的下降。
对于许多已有的聚合装置来说,新增预聚合装置意味着要增加新的投资和比较大的修改,这往往是不现实的,而直接采用预聚合的催化剂相对来说比较容易,仅需要更改部分流程,也不需要增加新设备。
用于烯烃聚合的催化剂为了达到增加颗粒强度、减少细粉含量的目的,采用了催化剂预聚合的方法,如专利WO9628479、EP1138699等。但是这类催化剂是在先 得到固体催化剂干粉的情况下再进行预聚合,催化剂组分合成流程比较长;同时难以控制温和的反应条件,预聚合时催化剂活性过度发挥,造成最终催化剂粒子容易粘连、活性不高等问题。
因此,需要寻找一种可用于烯烃聚合的具有高活性、低细粉含量特性的催化剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于烯烃聚合的催化剂组分,该催化剂组分应用于烯烃聚合不仅具有高活性、低细粉含量的特征,而且具有在常温存储不受老化影响,聚合物粒子不易破碎,堆积密度提高的特点。
本发明的另一目的在于提供该催化剂组分的制备方法。
本发明通过研究发现,一种包含Ti、Mg、卤素、至少一种电子给体化合物和1%~99%的烯烃聚合物的催化剂组分,这种催化剂组分应用于烯烃聚合不仅具有高活性、低细粉含量的特征,催化剂在常温存储不受老化影响,聚合物粒子不易破碎,堆积密度提高,特别适合于合成乙丙无规共聚物和高橡胶含量的反应釜内合金聚合物。
为了实现本发明目的,本发明提供一种用于烯烃(CH2=CHR1,R1为氢或含1-12个碳原子的烃基基团)聚合的催化剂组分,其包含Ti、Mg、卤素、至少一种电子给体化合物和1%~99%的烯烃聚合物。
其中,含量范围以催化剂组分总体重量为基准。
所述烯烃聚合物的含量优选为5%~90%,更优选为10%~80%。
所述催化剂组分中包含的烯烃聚合物是通式CH2=CHR5的烯烃均聚物或他们任意比例混合物的共聚物,其中R5为H或者C1~C6的烷基,所述烯烃优选乙烯、丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯,更优选乙烯和丙烯。
本发明所述催化剂组分采用如下步骤制成:
1)钛化合物、镁化合物及至少一种电子给体化合物反应形成含有Ti、Mg、卤素以及至少一种电子给体化合物的悬浮液;
2)然后加入有机铝化合物处理所述悬浮液,并通入烯烃;
3)最后选择性地采用钛化合物、电子给体化合物处理悬浮液,之后用烷烃和(或)芳烃溶剂洗涤、过滤,得到催化剂组分。
其中,步骤1)中制备包含Ti、Mg、卤素以及至少一种电子给体化合物的悬浮液,其是钛化合物、镁化合物和至少一种电子给体的反应产物。
所述钛化合物的通式为TiXn(OR2)4-n,式中R2为碳原子数为1~20的烃基,X为卤素,n=1~4。
优选地,所述钛化合物包括四氯化钛、四溴化钛、四碘化钛或烷基卤化钛,烷基卤化钛如甲氧基三氯化钛、乙氧基三氯化钛、丙氧基三氯化钛、正丁氧基三氯化 钛、二甲氧基二氯化钛、二乙氧基二氯化钛、二丙氧基二氯化钛、二正丁氧基二氯化钛、三甲氧基氯化钛、三乙氧基氯化钛、三丙氧基氯化钛或三正丁氧基氯化钛。这些钛化合物可以采用一种或多种混合使用。其中优选采用四氯化钛。
所述镁化合物选自至少一种:R3MgX,MgR32,MgCl2.mR3OH,Mg(OR3)2,XnMg(OR3)2-n,MgCl2/SiO2,或卤化镁和醇钛的混合物,或液体镁化合物,式中m为0.1~6的数,0<n<2,X为卤素,R3是C1~C20的烃基。
所述镁化合物优选采用Mg(OR3)2(烷氧基镁化合物)、MgCl2.mR3OH(二卤化镁的醇合物)或液体镁化合物。
所述液体镁化合物为通式R2-nMgXn(式中0<=n<=2,X为卤素,R是C1~C20的烃基)的镁化合物与一种选自醇、酚、酮、醛、醚、胺、吡啶和酯的化合物一起溶解形成的均相溶液,其可以进一步通过其他处理方法(比如通过液体钛化合物接触)再析出固体。
所述电子给体化合物选自邻苯二甲酸酯类化合物、1,3-二醚类化合物、琥珀酸酯类化合物以及他们任意比例的混合物,优选邻苯二甲酸酯类化合物,更优选邻苯二甲酸正丁酯和邻苯二甲酸异丁酯。
本发明步骤1)中悬浮液的制备可以采用现有方法进行,只要能保证或满足Ti、Mg、卤素以及至少一种电子给体化合物的摩尔比含量在1:0.1~100:1~1000:0.01~100的范围即可,比如按照如下方法来进行:
用TiCl4或烃氧基钛(TiXn(OR2)4-n,式中R2为碳原子数为1~20的烃基,X为卤素,n=1~4)的芳烃(例如甲苯、二甲苯等)溶液可以在-25~0℃与诸如二烷氧基镁或二芳氧基镁之类的二烃氧基镁化合物反应,并在80~130℃进行卤化用TiCl4的芳烃溶液进行的处理可以重复一次或多次,且在多次这样的处理中加入至少一种电子给体化合物。
例如可参照US5077357中所公开的含钛固体催化剂组分的制备方法进行制备:依次加入乙氧基镁、四乙氧基钛、邻甲酚、乙醇和氯苯,搅拌;将TiCl4/氯苯溶液快速加入上述液体中,升温待完全溶解后,继续升温至特定温度;利用N2鼓泡带走乙醇反应物后继续搅拌一定时间,再采用热氯苯洗涤一次,异辛烷洗涤两次,然后可配制成悬浮液。或者按照另一例子:依次将TiCl4、四乙氧基钛、乙氧基镁和邻甲酚加入氯苯中,搅拌;加入乙醇,高温下待乙氧基镁溶解后继续搅拌3h;趁热过滤然后采用温氯苯洗涤一次,异辛烷洗涤一次,最后配制成悬浮液。
按照另一种方法,镁的醇化物或氯代醇化物和在溶液中含有至少一种电子给体化合物的过量的TiCl4在80~135℃的温度下反应。按照优选的方法,可将通式为TiXn(OR2)4-n的钛化合物,式中R2为碳原子数为1~20的烃基,X为卤素,n=1~4;优选TiCl4,与从通式为MgCl2.mR3OH的加合物反应而制备固体催化剂组分,式中m为0.1~6的数,优选2~3.5,且R3是具有1~20个碳原子的烃基。加合物可以通 过以下方法适宜地制成球状:在不与加合物混溶的惰性烃存在下,将醇和氯化镁混合,使该乳液迅速急冷,从而使加合物以球形颗粒的形式固化。
按照该过程制备的球形MgCl2.mR3OH加合物的例子描述可见于US4399054和US4469648中。如此得到的加合物可以直接与钛化合物反应,或者其可以预先经过热控制的脱醇作用(80~130℃)以得到一种加合物,其中醇的摩尔数一般低于3,优选在0.1~2.5之间。可以通过将加合物(脱醇的或其本身)悬浮在冷的TiCl4(一般-25~0℃)中来进行与钛化合物的反应;将混合物加热至80~130℃并在此温度下保持0.5~2小时。用TiCl4进行的处理可以进行一次或者多次。在用TiCl4处理期间可以加入至少一种电子给体化合物进行处理,这种处理可以重复一次或者多次。
例如可参照CN200980132435.9所公开的制备固体催化剂组分的方法制备:0℃下250ml的TiCl4和苯甲酸乙酯(EB)溶液中加入17.5gMgCl2/Et OH加合物(Mg/EB=16),在搅拌下升温至130℃并保持60分钟。经TiCl4和己烷多次洗涤后即可配置成己烷悬浮液。
制备本发明悬浮液的另一种方法是将二氯化镁按照熟知的方法进行预活化,然后在约80~135℃的温度下用过量的TiCl4处理,其中在溶液中含有至少一种电子给体化合物。用TiCl4处理多次并用己烷对固体进行清洗以除去任何未反应的TiCl4。
具体的,可以将无水氯化镁和至少一种电子给体化合物在二氯化镁发生活化的条件下一起研磨。如此得到的产物可以在80~130℃的温度下用过量的TiCl4处理一次或多次。处理后用烃类溶剂洗涤直至不含氯离子。按照进一步的方法,将通过对无水状态的二氯化镁、钛化合物和至少一种电子给体化合物进行共研磨而得到的产物,采用诸如1,2-二氯乙烷、氯苯、二氯甲烷之类的卤代烃进行处理。该处理在40℃至卤代烃沸点之间的温度下进行1~4个小时。然后通常用己烷之类的惰性烃类溶剂来洗涤得到产物。
制备本发明悬浮液的另一种方法是还可参照CN1208045中所公开的含钛固体催化剂组分的制备方法进行制备:先在低温下在一种选自醇、酚、酮、醛、醚、胺、吡啶和酯的化合物存在下使液体镁化合物和液体钛化合物接触,沉淀出固体,接触时的温度一般为-70~200℃,优选为-30~130℃,接触过程中用至少一种电子给体化合物处理。
例如,将镁化合物溶解于由有机环氧化合物、有机磷化合物和惰性稀释剂组成的溶剂体系中,形成均匀溶液后与钛化合物混合,在助析出剂的存在下,析出固体物;此固体物用至少一种电子给体化合物处理,使其负载于固体物上,必要时,再用四卤化钛和惰性稀释剂处理而得到,其中助析出剂为有机酸酐、有机酸、醚、酮中的一种。所述各组分以每摩尔卤化镁计,有机环氧化合物为0.2~10摩尔,有机磷化合物为0.1~3摩尔,助析出剂为0.03~1.0摩尔,过渡金属Ti的卤化物及其衍生物为0.5~150摩尔。
本发明的悬浮液可以是经过上述方法合成,然后按照步骤2)加入有机铝化合物处理悬浮液,通入烯烃。
所述有机铝化合物的通式为AlR4nX(3-n),式中R4为氢、碳原子数1~20的烃基;X为卤素,n为0≤n≤3的整数。所述烃基为甲基、乙基、丁基、异丁基、己基、辛基,X为氯、溴。
所述有机铝化合物包括三烷基铝化合物、烷基铝卤化物以及他们任意比例的混合物,优选三乙基铝、三异丁基铝、三正己基铝、三正辛基铝,一氯二乙基铝、二氯乙基铝,更优选三乙基铝、三异丁基铝。
本发明中有机铝化合物的用量按照催化剂悬浮液中Ti的浓度确定,按照Al/Ti摩尔比0.01~100加入,优选比例为0.05~10,更优选0.1~5;有机铝化合物处理时间为0.01分钟~3小时,优选为0.1分钟~1小时,更优选为0.5分钟~30分钟。处理的温度是任意的,优选不高于50℃,更优选-20~40℃。
本发明中通入的烯烃是通式CH2=CHR5的烯烃或他们任意比例的混合物,其中R5为H或者C1~C6的烷基,优选乙烯、丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯,更优选乙烯和丙烯。
通入烯烃时悬浮液的温度优选不高于50℃,更优选-20~40℃。
通入烯烃的速度是比较关键的控制步骤,优选采用比较慢的加入速度和聚合速度,烯烃的加入速度控制在0.01~10g/(g催化剂组分.h),优选0.05~5g/(g催化剂组分.h)。烯烃通入的时间可以由该步骤中生成的烯烃聚合物在最终固体催化剂组分中含量来确定,优选时间为0.1~20小时,更优选时间为0.3~15小时,从而使得该步骤中生成的烯烃聚合物在最终固体催化剂组分中含量在1%~99%,优选为5%~90%,更优选为10%~80%。
本发明在通入烯烃时还可以同时通入氢气,氢气与烯烃的摩尔比为0~100,优选0.01~20,更优选0.1~10。
本发明中经过有机铝化合物、烯烃处理的悬浮液然后按照步骤3)可选择性地用钛化合物、电子给体化合物处理悬浮液,之后用烷烃和(或)芳烃溶剂洗涤、过滤,得到催化剂组分。选择性地用钛化合物、电子给体化合物的烷烃和(或)芳烃溶液处理悬浮液目的是提高最终催化剂上Ti和电子给体化合物的含量,而之后的洗涤是为了尽可能的除去游离的有机铝、Ti等物质,最终得到固体催化剂组分。所述固体催化剂组分中钛的含量在0.1%~20%,给电子体化合物的含量在0.01%~30%。
用钛化合物、电子给体化合物处理悬浮液是选择性的,且所述钛化合物及电子给体化合物均可采用前述所限定的钛化合物及电子给体化合物。二者使用的顺序是任意的,也可以同时使用。所用钛化合物、电子给体化合物处理时的用量是任意的,优选不超过步骤1)合成悬浮液时相应钛化合物、电子给体化合物的用量。钛化合物及电子给体化合物处理时的温度优选不超过120℃,更优选不超过110℃。处理 时间优选不超过10小时,优选5分钟~5小时,更优选10分钟~2小时。
洗涤所用溶剂可以是一种室温为液态的芳烃、烷烃或他们任意比例的混合物。所述的芳烃为:苯、甲苯、二甲苯、乙苯、丙苯或三甲苯等,最好使用甲苯或二甲苯。所述的烷烃,包括:己烷、庚烷或环己烷。芳烃和烷烃可以单独使用也可以混合使用。洗涤的温度是任意的,优选不超过120度或所用溶剂的沸点。洗涤溶剂的用量以完全浸没催化剂组分为准,优选不少于催化剂组分体积的2倍。
为了实现本发明的另一目的,本发明所述催化剂组分的制备方法,包括如下步骤:
1)钛化合物、镁化合物及至少一种电子给体化合物反应形成含有Ti、Mg、卤素以及至少一种电子给体化合物的悬浮液;
2)加入有机铝化合物处理悬浮液,并通入烯烃;
3)最后选择性地采用钛化合物、电子给体化合物处理悬浮液,之后用烷烃和(或)芳烃溶剂洗涤、过滤,得到催化剂组分。
其中,步骤1)中制备包含Ti、Mg、卤素以及至少一种电子给体化合物的悬浮液,其是钛化合物、镁化合物和至少一种电子给体的反应产物。
所述钛化合物的通式为TiXn(OR2)4-n,式中R2为碳原子数为1~20的烃基,X为卤素,n=1~4。
优选地,所述钛化合物包括四氯化钛、四溴化钛、四碘化钛或烷基卤化钛,烷基卤化钛如甲氧基三氯化钛、乙氧基三氯化钛、丙氧基三氯化钛、正丁氧基三氯化钛、二甲氧基二氯化钛、二乙氧基二氯化钛、二丙氧基二氯化钛、二正丁氧基二氯化钛、三甲氧基氯化钛、三乙氧基氯化钛、三丙氧基氯化钛或三正丁氧基氯化钛。这些钛化合物可以采用一种或多种混合使用。其中优选采用四氯化钛。
所述镁化合物选自至少一种:R3MgX,MgR32,MgCl2.mR3OH,Mg(OR3)2,XnMg(OR3)2-n,MgCl2/SiO2,或卤化镁和醇钛的混合物,或液体镁化合物,式中m为0.1~6的数,0<n<2,X为卤素,R3是C1~C20的烃基。
所述镁化合物优选采用Mg(OR3)2(烷氧基镁化合物)、MgCl2.mR3OH(二卤化镁的醇合物)或液体镁化合物。
所述液体镁化合物为通式R2-nMgXn(式中0<=n<=2,X为卤素,R是C1~C20的烃基)的镁化合物与一种选自醇、酚、酮、醛、醚、胺、吡啶和酯的化合物一起溶解形成的均相溶液,其可以进一步通过其他处理方法(比如通过液体钛化合物接触)再析出固体。
所述电子给体化合物选自邻苯二甲酸酯类化合物、1,3-二醚类化合物、琥珀酸酯类化合物以及他们任意比例的混合物,优选邻苯二甲酸酯类化合物,更优选邻苯二甲酸正丁酯和邻苯二甲酸异丁酯。
本发明步骤1)中悬浮液的制备可以采用现有方法进行,只要能保证或满足Ti、 Mg、卤素以及至少一种电子给体化合物的摩尔比含量在1:0.1~100:1~1000:0.01~100的范围即可,比如按照如下方法来进行:
用TiCl4或烃氧基钛(TiXn(OR2)4-n,式中R2为碳原子数为1~20的烃基,X为卤素,n=1~4)的芳烃(例如甲苯、二甲苯等)溶液可以在-25~0℃与诸如二烷氧基镁或二芳氧基镁之类的二烃氧基镁化合物反应,并在80~130℃进行卤化用TiCl4的芳烃溶液进行的处理可以重复一次或多次,且在多次这样的处理中加入至少一种电子给体化合物。
例如可参照US5077357中所公开的含钛固体催化剂组分的制备方法进行制备:依次加入乙氧基镁、四乙氧基钛、邻甲酚、乙醇和氯苯,搅拌;将TiCl4/氯苯溶液快速加入上述液体中,升温待完全溶解后,继续升温至特定温度;利用N2鼓泡带走乙醇反应物后继续搅拌一定时间,再采用热氯苯洗涤一次,异辛烷洗涤两次,然后可配制成悬浮液。或者按照另一例子:依次将TiCl4、四乙氧基钛、乙氧基镁和邻甲酚加入氯苯中,搅拌;加入乙醇,高温下待乙氧基镁溶解后继续搅拌3h;趁热过滤然后采用温氯苯洗涤一次,异辛烷洗涤一次,最后配制成悬浮液。
按照另一种方法,镁的醇化物或氯代醇化物和在溶液中含有至少一种电子给体化合物的过量的TiCl4在80~135℃的温度下反应。按照优选的方法,可将通式为TiXn(OR2)4-n的钛化合物,式中R2为碳原子数为1~20的烃基,X为卤素,n=1~4;优选TiCl4,与从通式为MgCl2.mR3OH的加合物反应而制备固体催化剂组分,式中m为0.1~6的数,优选2~3.5,且R3是具有1~20个碳原子的烃基。加合物可以通过以下方法适宜地制成球状:在不与加合物混溶的惰性烃存在下,将醇和氯化镁混合,使该乳液迅速急冷,从而使加合物以球形颗粒的形式固化。
按照该过程制备的球形MgCl2.mR3OH加合物的例子描述可见于US4399054和US4469648中。如此得到的加合物可以直接与钛化合物反应,或者其可以预先经过热控制的脱醇作用(80~130℃)以得到一种加合物,其中醇的摩尔数一般低于3,优选在0.1~2.5之间。可以通过将加合物(脱醇的或其本身)悬浮在冷的TiCl4(一般-25~0℃)中来进行与钛化合物的反应;将混合物加热至80~130℃并在此温度下保持0.5~2小时。用TiCl4进行的处理可以进行一次或者多次。在用TiCl4处理期间可以加入至少一种电子给体化合物进行处理,这种处理可以重复一次或者多次。
例如可参照CN200980132435.9所公开的制备固体催化剂组分的方法制备:0℃下250ml的TiCl4和苯甲酸乙酯(EB)溶液中加入17.5gMgCl2/Et OH加合物(Mg/EB=16),在搅拌下升温至130℃并保持60分钟。经TiCl4和己烷多次洗涤后即可配置成己烷悬浮液。
制备本发明悬浮液的另一种方法是将二氯化镁按照熟知的方法进行预活化,然后在约80~135℃的温度下用过量的TiCl4处理,其中在溶液中含有至少一种电子给体化合物。用TiCl4处理多次并用己烷对固体进行清洗以除去任何未反应的TiCl4。
具体的,可以将无水氯化镁和至少一种电子给体化合物在二氯化镁发生活化的条件下一起研磨。如此得到的产物可以在80~130℃的温度下用过量的TiCl4处理一次或多次。处理后用烃类溶剂洗涤直至不含氯离子。按照进一步的方法,将通过对无水状态的二氯化镁、钛化合物和至少一种电子给体化合物进行共研磨而得到的产物,采用诸如1,2-二氯乙烷、氯苯、二氯甲烷之类的卤代烃进行处理。该处理在40℃至卤代烃沸点之间的温度下进行1~4个小时。然后通常用己烷之类的惰性烃类溶剂来洗涤得到产物。
制备本发明悬浮液的另一种方法是还可参照CN1208045中所公开的含钛固体催化剂组分的制备方法进行制备:先在低温下在一种选自醇、酚、酮、醛、醚、胺、吡啶和酯的化合物存在下使液体镁化合物和液体钛化合物接触,沉淀出固体,接触时的温度一般为-70~200℃,优选为-30~130℃,接触过程中用至少一种电子给体化合物处理。
例如,将镁化合物溶解于由有机环氧化合物、有机磷化合物和惰性稀释剂组成的溶剂体系中,形成均匀溶液后与钛化合物混合,在助析出剂的存在下,析出固体物;此固体物用至少一种电子给体化合物处理,使其负载于固体物上,必要时,再用四卤化钛和惰性稀释剂处理而得到,其中助析出剂为有机酸酐、有机酸、醚、酮中的一种。所述各组分以每摩尔卤化镁计,有机环氧化合物为0.2~10摩尔,有机磷化合物为0.1~3摩尔,助析出剂为0.03~1.0摩尔,过渡金属Ti的卤化物及其衍生物为0.5~150摩尔。
本发明的悬浮液可以是经过上述方法合成,然后按照步骤2)加入有机铝化合物处理悬浮液,通入烯烃。
所述有机铝化合物的通式为AlR4nX(3-n),式中R4为氢、碳原子数1~20的烃基;X为卤素,n为0≤n≤3的整数。所述烃基为甲基、乙基、丁基、异丁基、己基、辛基,X为氯、溴。
所述有机铝化合物包括三烷基铝化合物、烷基铝卤化物以及他们任意比例的混合物,优选三乙基铝、三异丁基铝、三正己基铝、三正辛基铝,一氯二乙基铝、二氯乙基铝,更优选三乙基铝、三异丁基铝。
本发明中有机铝化合物的用量按照催化剂悬浮液中Ti的浓度确定,按照Al/Ti摩尔比0.01~100加入,优选比例为0.05~10,更优选0.1~5;有机铝化合物处理时间为0.01分钟~3小时,优选为0.1分钟~1小时,更优选为0.5分钟~30分钟。处理的温度是任意的,优选不高于50℃,更优选-20~40℃。
本发明中通入的烯烃是通式CH2=CHR5的烯烃或他们任意比例的混合物,其中R5为H或者C1~C6的烷基,优选乙烯、丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯,更优选乙烯和丙烯。
通入烯烃时悬浮液的温度优选不高于50℃,更优选-20~40℃。
通入烯烃的速度是比较关键的控制步骤,优选采用比较慢的加入速度和聚合速度,烯烃的加入速度控制在0.01~10g/(g催化剂组分.h),优选0.05~5g/(g催化剂组分.h)。烯烃通入的时间可以由该步骤中生成的烯烃聚合物在最终固体催化剂组分中含量来确定,优选时间为0.1~20小时,更优选时间为0.3~15小时,从而使得该步骤中生成的烯烃聚合物在最终固体催化剂组分中含量在1%~99%,优选为5%~90%,更优选为10%~80%。
本发明在通入烯烃时还可以同时通入氢气,氢气与烯烃的摩尔比为0~100,优选0.01~20,更优选0.1~10。
本发明中经过有机铝化合物、烯烃处理的悬浮液然后按照步骤3)可选择性地用钛化合物、电子给体化合物处理悬浮液,之后用烷烃和(或)芳烃溶剂洗涤、过滤,得到催化剂组分。选择性地用钛化合物、电子给体化合物的烷烃和(或)芳烃溶液处理悬浮液目的是提高最终催化剂上Ti和电子给体化合物的含量,而之后的洗涤是为了尽可能的除去游离的有机铝、Ti等物质,最终得到固体催化剂组分。所述固体催化剂组分中钛的含量在0.1%~20%,给电子体化合物的含量在0.01%~30%。
用钛化合物、电子给体化合物处理悬浮液是选择性的,且所述钛化合物及电子给体化合物均可采用前述所限定的钛化合物及电子给体化合物。二者使用的顺序是任意的,也可以同时使用。所用钛化合物、电子给体化合物处理时的用量是任意的,优选不超过步骤1)合成悬浮液时相应钛化合物、电子给体化合物的用量。钛化合物及电子给体化合物处理时的温度优选不超过120℃,更优选不超过110℃。处理时间优选不超过10小时,优选5分钟~5小时,更优选10分钟~2小时。
洗涤所用溶剂可以是一种室温为液态的芳烃、烷烃或他们任意比例的混合物。所述的芳烃为:苯、甲苯、二甲苯、乙苯、丙苯或三甲苯等,最好使用甲苯或二甲苯。所述的烷烃,包括:己烷、庚烷或环己烷。芳烃和烷烃可以单独使用也可以混合使用。洗涤的温度是任意的,优选不超过120度或所用溶剂的沸点。洗涤溶剂的用量以完全浸没催化剂组分为准,优选不少于催化剂组分体积的2倍。
本发明无特殊限定的,所述烃基均为烷基或芳香基,所述卤素均为氟、氯或溴。
应用本发明所述的催化剂组分在一种烷基铝化合物和一种选择性地添加的外给电子体存在下用于通式CH2=CHR1的烯烃(共)聚合,其中R1为H或者C1~C12的烷基,其中直链烯烃:乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-壬烯、1-癸烯;支链烯烃如:3-甲基-1-丁烯和4-甲基-1-戊烯;二烯烃如:丁二烯、乙烯基环戊烯和乙烯基环己烯。这些烯烃可以单独或多种混合使用。本发明所述的催化剂组分最好应用于乙烯、丙烯(共)聚合中。
烷基铝化合物和外给电子体化合物作为烯烃催化剂的组分已经得到广泛的共识和应用。烷基铝化合物包括三烷基铝化合物、烷基铝卤化物以及他们任意比例的混合物,优选三乙基铝、三异丁基铝、一氯二乙基铝、二氯乙基铝,更优选三乙基 铝、三异丁基铝。
外给电子体化合物包括硅烷类化合物、1,3-二醚类化合物以及他们任意比例的混合物,优选甲基环戊基二甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、甲基环己基二甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷。
本发明的催化剂组分可以用于目前已知的烯烃聚合工艺,包括淤浆、气相、本体,聚合条件可以选用本领域常用的条件。因此,聚合一般在0~120℃,优选20~90℃。在任何使用的聚合方法中,在将催化剂组分引入到聚合反应器之前,催化剂组分可以与烷基铝化合物预接触。该预接触步骤可以在没有可聚合烯烃的情况下进行。
本发明采用在催化剂组分制备过程中就通入一定量的烯烃,使催化剂组分中存在烯烃(共)聚合物可以增加颗粒强度,减少细粉含量,避免催化剂组分聚集和结块,从而有利于催化剂整体活性的发挥和提高;同时规整不破碎的粒子特别适合于合成乙丙无规共聚物和高橡胶含量的反应釜内合金聚合物。
因此,本发明获得的催化剂组分用于催化烯烃聚合,具有等规度高、氢调性能好、堆积密度高的特点,同时有效降低了聚合物的细粉含量,聚合初始活性降低而整体聚合活性有了显著提高。该催化剂组分可以常温长时间储存而活性不衰减。在满足等规度、形态、聚合性能的同时,聚合物粒子比较大而且不易破碎,特别适合于合成乙丙无规共聚物和高橡胶含量的反应釜内合金聚合物。
具体实施方式
下面用实施例进一步描述本发明,有利于对本发明及其优点、效果更好的了解,但所述实施例仅用于说明本发明而不是限制本发明。
表征
催化剂组分中聚合物含量的测定
准确称量约1克(m1)的固体催化剂组分,浸泡在50毫升1mol/L的硫酸溶液中,超声、震荡处理30分钟,过滤,之后用50毫升去离子水洗涤3遍,真空干燥得固体粉末(m2),由此计算聚合物的含量:m2/m1*100%。
熔融指数的测量
GB/T3682-2000
二甲苯可溶物的测定
GB/T24282-2009
细粉含量的测定
按照ASTME1187测定,80目筛网以下(相当于粒径小于180um)定义为细粉。
聚合物的堆积密度
GB/T1636-2008
实施例中制备催化剂组分的操作均在隔绝空气的状态下进行。
实施例1
1、催化剂组分的制备:
在500ml经氮气充分置换的带有搅拌的5口烧瓶中,加入10g二乙氧基镁和80mL甲苯制备悬浮液,然后维持在0℃滴加四氯化钛20mL,之后再缓慢升温至80℃,加入3.6mL DNBP(邻苯二甲酸二丁酯),然后继续升温至110℃恒温2小时,然后将液体压滤干净,滤去液体,所得的固体用100mL甲苯在90℃洗涤3次。然后加入20ml四氯化钛和80ml甲苯的混合液在110℃搅拌处理1小时,滤去液体。所得的固体用100mL己烷在60℃洗涤5次,滤去液体。在烧瓶中加入300mL正己烷,加入0.5mol/L的三乙基铝己烷溶液4ml,控制温度为5℃,恒温5分钟;通过质量流量计通入乙烯气体,控制通入乙烯的加入速度为20g/h,反应60分钟。中止进气,经正己烷洗涤、过滤,抽真空干燥后得到固体37.8g,分析钛含量为0.9(wt)%。聚合物含量为67.7(wt)%。
2、聚合
在5L不锈钢反应釜经氮气充分置换后,加入5mL浓度为0.5mol/L的三乙基铝己烷溶液和1mL浓度为0.1mol/L的甲基环己基二甲氧基硅烷(CHMDMS)己烷溶液及催化剂30mg,然后加入10mL己烷冲洗加料管线,再加入2L(标准状态下)氢气,和2.5L精制丙烯,控制反应在20℃预聚5分钟,升温至70℃,在此温度下聚合反应1小时。反应结束后,将反应釜降温并停搅拌排出反应产物,经干燥得到435g聚合物。催化剂活性为1.45万g聚丙烯/g催化剂或1608kg聚丙烯/g钛,二甲苯可溶物的含量为2.0%,聚合物堆积密度为0.42g/cm3,细粉含量为0.4%,熔融指数为4.35g/10min。
对比例1
1、催化剂组分的制备:
在500ml经氮气充分置换的带有搅拌的5口烧瓶中,加入10g二乙氧基镁和80mL甲苯制备悬浮液,然后维持在0℃滴加四氯化钛20mL,之后再缓慢升温至80℃,加入3.6mL DNBP(邻苯二甲酸二丁酯),然后继续升温至110℃恒温2小时,然后将液体压滤干净,滤去液体,所得的固体用100mL甲苯在90℃洗涤3次。然后加入20ml四氯化钛合80ml甲苯的混合液在110℃搅拌处理1小时,滤去液体。所得的固体用100mL己烷在60℃洗涤5次,滤去液体并干燥,得到10.43g固体粉末即为固体催化剂组分,分析钛含量为2.76(wt)%,邻苯二甲酸二丁酯含量为16.27(wt)%。
2、聚合
采用实施例1的聚合方法,不同之处在于用对比例1得到的催化剂10mg代替实施例1中的催化剂,得到421.4g聚合物。催化剂活性为4.21万g聚丙烯/g催化剂或1525kg聚丙烯/g钛,二甲苯可溶物的含量为2.3%,聚合物堆积密度为0.38g/cm3,细粉含量为3.5%,熔融指数为4.02g/10min。
实施例2
1、催化剂组分的制备:
在500ml经氮气充分置换的带有搅拌的5口烧瓶中,加入10g二乙氧基镁和80mL甲苯制备悬浮液,然后维持在0℃滴加四氯化钛80mL,滴加完毕后缓慢升温至80℃,加入3.6mL DIBP(邻苯二甲酸二异丁酯),然后继续升温至120℃恒温2小时,然后将液体压滤干净,滤去液体,所得的固体用120mL四氯化钛在125℃洗涤3次。所得的固体用150mL己烷在60℃洗涤2次,室温洗涤2次。在烧瓶中加入300mL正己烷,加入0.5mol/L的三异丁基铝己烷溶液8ml,控制温度为18℃,恒温20分钟;通过质量流量计通入丙烯气体,控制通入丙烯的加入速度为20g/h,反应60分钟。中止进气,氮气置换3次。过滤上述悬浮液,在烧瓶中加入20ml己烷配制成悬浮液,冷却到20℃。在此温度下滴加20mL四氯化钛和60ml己烷的混合液。滴完逐步升温到60℃,恒温30分钟;加入3.6mL DIBP(邻苯二甲酸二异丁酯)和80ml己烷,在60℃处理30分钟。过滤悬浮液,所得的固体用150mL己烷在60℃洗涤2次,室温洗涤2次,干燥,得到固体38.5g。分析钛含量为1.6(wt)%,聚合物含量为43.7(wt)%。
2、聚合
采用实施例1的聚合方法,不同之处在于用本实施例得到的催化剂组分15mg代替,得到476.4g聚合物。催化剂活性为3.17万g聚丙烯/g催化剂或1981kg聚丙烯/g钛,二甲苯可溶物的含量为2.5%,聚合物堆积密度为0.41g/cm3,细粉含量为0.2%,熔融指数为5.33g/10min。
实施例3
1、催化剂组分的制备:
在500ml经氮气充分置换的带有搅拌的5口烧瓶中,加入10g二乙氧基镁和80mL甲苯制备悬浮液,然后维持在0℃滴加四氯化钛20mL,之后再缓慢升温至110℃恒温2小时,然后将液体压滤干净,滤去液体,所得的固体用100mL甲苯在90℃洗涤3次。然后加入20ml四氯化钛和80ml甲苯的混合液在110℃搅拌处理1小时,滤去液体。所得的固体用100mL己烷在60℃洗涤5次,滤去液体。在烧瓶中加入300mL正己烷,加入0.5mol/L的三正己基铝己烷溶液4ml,控制温度为5 ℃,恒温5分钟;通过质量流量计通入乙烯气体,控制通入乙烯的加入速度为10g/h,反应120分钟。中止进气,经正己烷洗涤、过滤,抽真空干燥后得到固体27.8g,分析钛含量为2.8(wt)%。聚合物含量为55.3(wt)%。
2、聚合
在2L不锈钢反应釜经氮气充分置换后,加入正己烷1L,加入5mL浓度为0.5mol/L的三乙基铝己烷溶液及催化剂20mg,升温至70度,通入氢气使釜内压力达到0.28Mpa,再通入乙烯使釜内总压达到0.75Mpa,在80℃条件下聚合2小时。反应结束后,将反应釜降温并停搅拌排出反应产物,经干燥得到210g聚合物。催化剂活性为1.05万g聚乙烯/g催化剂或375kg聚乙烯/g钛,聚合物堆积密度为0.36g/cm3,细粉含量为3.2%,熔融指数为1.35g/10min。
实施例4
1、催化剂组分的制备:
在500ml经氮气充分置换的带有搅拌的5口烧瓶中,加入10g二乙氧基镁和80mL甲苯制备悬浮液,然后维持在0℃滴加四氯化钛20mL,之后再缓慢升温至110℃恒温2小时,然后将液体压滤干净,滤去液体,所得的固体用100mL甲苯在90℃洗涤3次。然后加入20ml四氯化钛和80ml甲苯的混合液在110℃搅拌处理1小时,滤去液体。所得的固体用100mL己烷在60℃洗涤5次,滤去液体。在烧瓶中加入300mL正己烷,加入0.5mol/L的三正辛基铝己烷溶液4ml,控制温度为5℃,恒温5分钟;通过质量流量计通入丙烯气体,控制通入丙烯的加入速度为5g/h,反应140分钟。中止进气,经正己烷洗涤、过滤,抽真空干燥后得到固体25.4g,分析钛含量为3.2(wt)%。聚合物含量为45.3(wt)%。
2、聚合
采用实施例3的聚合方法,唯一不同的是使用本实施例制备的催化剂30mg。经干燥得到345g聚合物。催化剂活性为1.15万g聚乙烯/g催化剂或359kg聚乙烯/g钛,聚合物堆积密度为0.35g/cm3,细粉含量为2.6%,熔融指数为0.89g/10min。对比例2
1、催化剂组分的制备:
在500ml经氮气充分置换的带有搅拌的5口烧瓶中,加入10g二乙氧基镁和80mL甲苯制备悬浮液,然后维持在0℃滴加四氯化钛20mL,之后再缓慢升温至110℃恒温2小时,然后将液体压滤干净,滤去液体,所得的固体用100mL甲苯在90℃洗涤3次。然后加入20ml四氯化钛合80ml甲苯的混合液在110℃搅拌处理1小时,滤去液体。所得的固体用100mL己烷在60℃洗涤5次,滤去液体,抽真空干燥后得到固体13.4g,分析钛含量为5.9(wt)%。
2、聚合
采用实施例3的聚合方法,唯一不同的是使用本实施例制备的催化剂15mg。经干燥得到326g聚合物。催化剂活性为2.17万g聚乙烯/g催化剂或368kg聚乙烯/g钛,聚合物堆积密度为0.33g/cm3,细粉含量为5.3%,熔融指数为0.92g/10min。实施例5
1、催化剂组分的制备:
在500ml经氮气充分置换的带有搅拌的5口烧瓶中,加入10gMgCl2.2.5C2H5OH微球和150mL四氯化钛制备悬浮液,然后维持在-15℃1小时,缓慢升温到80℃,加入2.5ml DIBP(邻苯二甲酸二异丁酯),然后继续升温至110℃恒温1小时,然后将液体压滤干净,滤去液体,所得的固体用120mL四氯化钛在125℃洗涤3次。所得的固体用150mL己烷在60℃洗涤4次,滤去液体。在烧瓶中加入300mL正己烷,加入0.5mol/L的三乙基铝己烷溶液8ml,控制温度为18℃,恒温5分钟。通过质量流量计通入丙烯气体,控制通入丙烯的加入速度为20g/h,反应50分钟。中止进气,用150mL己烷在60℃洗涤2次,室温洗涤2次,干燥,得到固体18.0g,分析钛含量为1.7(wt)%,聚合物含量为37.6(wt)%。
2、聚合
采用实施例1聚合条件,唯一的不同是用本实施例中制得的20mg催化剂组分代替。经干燥得到516.3g聚合物,催化剂活性为2.58万g聚丙烯/g催化剂或1517kg聚丙烯/g钛,二甲苯可溶物的含量为2.1%,聚合物堆积密度为0.44g/cm3,细粉含量为0.1%,熔融指数为4.62g/10min。
实施例6
1、催化剂组分的制备:
在500ml经氮气充分置换的带有搅拌的5口烧瓶中,无水氯化镁7.1g、38mL癸烷和35mL的2-乙基己醇在130℃下反应2小时以形成均匀溶液。溶液中加入1.7g邻苯二甲酸酐,混合物在130℃下搅拌1小时,以使邻苯二甲酸酐完全溶解在均匀溶液中。得到的均匀溶液冷却到室温,并在1小时内滴加到保持在-20℃的200mL四氯化钛中;滴加完后混合溶液在4小时内加热到110℃,当温度达到110℃时加入5g DIBP(邻苯二甲酸二异丁酯),混合物在上述温度下搅拌2小时。反应2小时后,通过热过滤收集固体部分。固体部分悬浮在275mL四氯化钛中,在110℃条件下反应2小时。反应后,通过热过滤收集固体物部分,在110℃下用癸烷和己烷进行充分洗涤。加入300mL正己烷,加入0.5mol/L的一氯二乙基铝己烷溶液2ml,控制釜温为0℃,通过质量流量计通入丙烯气体,控制通入丙烯的加入速度为10g/h,反应30分钟,中止进气,出料,经正己烷洗涤、干燥后得固体17.9g,分析钛含量 为0.94(wt)%,聚合物含量为64.3(wt)%。
2、聚合
采用实施例1聚合条件,唯一的不同是用本实施例中制得的20mg催化剂代替实施例1中的催化剂。经干燥得到305.1g聚合物,催化剂活性为1.52万g聚丙烯/g催化剂或1617kg聚丙烯/g钛,二甲苯可溶物的含量为2.2%,聚合物堆积密度为0.43g/cm3,细粉含量为0.2%,熔融指数为4.72g/10min。
实施例7
1、催化剂组分的制备:
在500ml经氮气充分置换的带有搅拌的5口烧瓶中,室温加入10g无水氯化镁、150mL甲苯、17mL环氧氯丙烷和16mL磷酸三丁酯,搅拌下升温至50℃,并维持2小时,固体完全溶解,然后加入2.40g邻苯二甲酸酐,再维持1小时。将溶液冷却至-25℃,在1小时内滴加四氯化钛110mL,缓慢升温至80℃,在升温过程中,逐步洗出固体物。加入5g DIBP(邻苯二甲酸二异丁酯),在80℃下维持1小时。过滤后200mL甲苯洗涤两次,然后加入120mL甲苯和80mL四氯化钛,继续升温到110℃,恒温2小时,然后将液体压滤干净,再重复处理一次。滤去液体,所得的固体用100mL二氯乙烷洗涤1次,己烷洗涤4次。加入300mL正己烷,加入0.5mol/L的三乙基铝己烷溶液2ml,加入0.5mol/L的一氯二乙基铝己烷溶液2ml,控制釜温为20℃,通过质量流量计通入丙烯/氢气混合气体(摩尔比丙烯:氢气=3:1),控制通入加入速度为10g/h;反应150分钟,中止进气,出料,经洗涤、干燥后得到固体40g,分析钛含量为0.52(wt)%,聚合物含量为87.5(wt)%。
2、聚合
采用实施例1聚合条件,唯一的不同是用本实施例中制得的40mg催化剂组分代替。经干燥得到317.5g聚合物,催化剂活性为0.79万g聚丙烯/g催化剂或1526kg聚丙烯/g钛,二甲苯可溶物的含量为2.4%,聚合物堆积密度为0.40g/cm3,细粉含量为0.1%,熔融指数为4.02g/10min。
实施例8
1、催化剂组分的制备:
在500ml经氮气充分置换的带有搅拌的5口烧瓶中,加入10g二乙氧基镁和80mL甲苯制备悬浮液,然后维持在0℃滴加四氯化钛20mL,之后再缓慢升温至80℃,加入3.6mL DNBP(邻苯二甲酸二丁酯),然后继续升温至110℃恒温2小时,然后将液体压滤干净,滤去液体,所得的固体用100mL甲苯在90℃洗涤3次。然后加入20ml四氯化钛和80ml甲苯的混合液在110℃搅拌处理1小时,滤去液体。所得的固体用100mL己烷在60℃洗涤5次,滤去液体。在烧瓶中加入300mL正 己烷,加入0.5mol/L的三乙基铝己烷溶液4ml,控制温度为5℃,恒温5分钟;通过质量流量计通入乙烯、丙烯混合气(乙烯:丙烯(摩尔比)1:1),控制加入速度为20g/h,反应40分钟。中止进气,经正己烷洗涤、过滤,抽真空干燥后得到固体26.8g,分析钛含量为1.1(wt)%。聚合物含量为43.2(wt)%。
2、聚合
采用实施例1聚合条件,唯一的不同是用本实施例中制得的20mg催化剂组分代替。经干燥得到381.7g聚合物,催化剂活性为1.91万g聚丙烯/g催化剂或1735kg聚丙烯/g钛,二甲苯可溶物的含量为2.4%,聚合物堆积密度为0.42g/cm3,细粉含量为0.1%,熔融指数为4.25g/10min。
实施例9
采用实施例1聚合条件和实施例1中制得的催化剂组分,唯一的不同是该催化剂组分在室温下放置120天。经干燥得到456.6g聚合物,催化剂活性为1.52万g聚丙烯/g催化剂或1688kg聚丙烯/g钛,二甲苯可溶物的含量为2.1%,聚合物堆积密度为0.44g/cm3,细粉含量为0.3%,熔融指数为4.53g/10min。
对比例3
采用对比例1聚合条件和对比例1中制得的催化剂组分,唯一的不同是该催化剂组分在室温下放置120天。经干燥得到316.4g聚合物,催化剂活性为3.16万g聚丙烯/g催化剂或1145kg聚丙烯/g钛,二甲苯可溶物的含量为2.4%,聚合物堆积密度为0.39g/cm3,细粉含量为3.3%,熔融指数为3.57g/10min。
上述实施例、对比例的催化剂活性性能检测见表1。
表1
通过表1可以看出,应用本发明制备的固体催化剂组分,相对于不含烯烃聚合物的固体催化剂组分,在保持烯烃聚合活性的同时,聚合物堆积密度提高,细粉含量明显降低。采用不同的聚烯烃含量的催化剂组分都可以提高催化剂活性和堆积密度、降低细粉含量。本发明的固体催化剂组分耐存储性相对原固体催化剂组分明显提高,长时间常温保存对活性等指标没有明显影响。
本发明的范围不受所述具体实施方案的限制,所述实施方案只作为阐明本发明各个方面的单个例子,本发明范围内还包括功能等同的方法和组分。实际上,除了本文所述的内容外,本领域技术人员参照上文的描述可以容易地掌握对本发明的多种改进。所述改进也落入所附权利要求书的范围之内。
Claims (11)
1.一种用于烯烃聚合的催化剂组分,其特征在于,其包含Ti、Mg、卤素、至少一种电子给体化合物和1%~99%的烯烃聚合物。
2.根据权利要求1所述的用于烯烃聚合的催化剂组分,其特征在于,所述烯烃聚合物的含量为5%~90%,优选为10%~80%。
3.根据权利要求1或2所述的用于烯烃聚合的催化剂组分,其特征在于,所述烯烃聚合物是通式CH2=CHR5的烯烃均聚物或他们任意比例混合物的共聚物,其中R5为H或者C1~C6的烷基,所述烯烃优选乙烯、丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯,更优选乙烯和丙烯。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的用于烯烃聚合的催化剂组分,其特征在于,所述催化剂组分采用如下步骤制成:
1)钛化合物、镁化合物及至少一种电子给体化合物反应形成含有Ti、Mg、卤素以及至少一种电子给体化合物的悬浮液;
2)然后加入有机铝化合物处理所述悬浮液,并通入烯烃;
3)最后选择性地采用钛化合物、电子给体化合物处理悬浮液,之后用烷烃和(或)芳烃溶剂洗涤、过滤,得到催化剂组分。
5.根据权利要求4所述的用于烯烃聚合的催化剂组分,其特征在于,所述Ti、Mg、卤素以及至少一种电子给体化合物的摩尔比含量在1:0.1~100:1~1000:0.01~100。
6.根据权利要求5所述的用于烯烃聚合的催化剂组分,其特征在于,所述有机铝化合物的通式为AlR4nX(3-n),式中R4为氢、碳原子数1~20的烃基;X为卤素,n为0≤n≤3的整数;有机铝化合物包括三烷基铝化合物、烷基铝卤化物以及他们任意比例的混合物,优选三乙基铝、三异丁基铝、三正己基铝、三正辛基铝,一氯二乙基铝、二氯乙基铝,更优选三乙基铝、三异丁基铝;所述烯烃是通式CH2=CHR5的烯烃或他们任意比例的混合物,其中R5为H或者C1~C6的烷基,优选乙烯、丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯,更优选乙烯和丙烯。
7.制备权利要求1-6任意一项所述的用于烯烃聚合的催化剂组分的方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)钛化合物、镁化合物及至少一种电子给体化合物反应形成含有Ti、Mg、卤素以及至少一种电子给体化合物的悬浮液;
2)然后加入有机铝化合物处理所述悬浮液,并通入烯烃;
3)最后选择性地采用钛化合物、电子给体化合物处理悬浮液,之后用烷烃和(或)芳烃溶剂洗涤、过滤,得到催化剂组分。
8.根据权利要求7所述的用于烯烃聚合的催化剂组分的制备方法,其特征在于,所述钛化合物的通式为TiXn(OR2)4-n,式中R2为碳原子数为1~20的烃基,X为卤素,n=1~4;所述钛化合物包括四氯化钛、四溴化钛、四碘化钛或烷基卤化钛,烷基卤化钛如甲氧基三氯化钛、乙氧基三氯化钛、丙氧基三氯化钛、正丁氧基三氯化钛、二甲氧基二氯化钛、二乙氧基二氯化钛、二丙氧基二氯化钛、二正丁氧基二氯化钛、三甲氧基氯化钛、三乙氧基氯化钛、三丙氧基氯化钛或三正丁氧基氯化钛。这些钛化合物可以采用一种或多种混合使用。其中优选采用四氯化钛;
所述镁化合物选自至少一种:R3MgX,MgR32,MgCl2.mR3OH,Mg(OR3)2,XnMg(OR3)2-n,MgCl2/SiO2,或卤化镁和醇钛的混合物,式中m为0.1~6的数,0<n<2,X为卤素,R3是C1~C20的烃基;所述镁化合物优选采用Mg(OR3)2、MgCl2.mR3OH或液体镁化合物;
所述电子给体化合物选自邻苯二甲酸酯类化合物、1,3-二醚类化合物、琥珀酸酯类化合物以及他们任意比例的混合物,优选邻苯二甲酸酯类化合物,更优选邻苯二甲酸正丁酯和邻苯二甲酸异丁酯。
9.根据权利要求7所述的用于烯烃聚合的催化剂组分,其特征在于,步骤2)中所述有机铝化合物按照Al/Ti摩尔比0.01~100加入,优选比例为0.05~10,更优选0.1~5;有机铝化合物处理时间为0.01分钟~3小时,优选为0.1分钟~1小时,更优选为0.5分钟~30分钟。
10.根据权利要求7所述的用于烯烃聚合的催化剂组分,其特征在于,步骤2)中通入烯烃时还同时通入氢气,氢气与烯烃的摩尔比为0~100,优选0.01~20,更优选0.1~10。
11.一种用于烯烃聚合的催化剂,包括权利要求1-6任意一项所述的用于烯烃聚合的催化剂组分,一种烷基铝化合物和一种选择性地添加的外给电子体化合物。
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