CN105732854A - 一种用于制备聚乙烯/高岭土复合材料的催化剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于制备聚乙烯/高岭土复合材料的催化剂的制备方法，包括如下步骤：(a)将原料高岭土煅烧、研磨得到改性高岭土；(b)将镁化合物溶解于脂肪醇，配制成浓度为1g-9g/100ml的透明溶液；(c)按加入量为3～10g高岭土/100ml脂肪醇的比例，将改性高岭土加入镁化合物脂肪醇溶液中并搅拌，然后经过滤、洗涤得固体产物；(d)向固体产物中加入干燥己烷、正硅酸酯和TiCl4，-17～-13℃反应后经过滤、洗涤，108～112℃第二次加入TiCl4，反应后过滤、洗涤、干燥得催化剂。
Description
技术领域
本发明涉及聚乙烯/高岭土复合材料的催化剂的制备方法。
背景技术
随着现代聚烯烃工业的飞速发展，聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)已发展成为当今世界上占最大份额的合成树脂产品。它们价廉物美，在各行各业中发挥着日益重要的作用。然而通用聚烯烃树脂普遍存在强度低、耐热性差和阻隔性能不佳等缺点。粘土(主要为层状硅酸盐)是一种具有层状晶体结构的无机盐，将粘土以纳米尺度分散于聚烯烃基体中，可以充分发挥粘土纳米粒子与聚烯烃树脂各自的特性，制备性能优异的粘土/聚烯烃纳米复合材料。通过添加无机填料使聚合物的刚性、耐热性、尺寸稳定性等得到改善。聚烯烃纳米复合材料的制备方法主要分为：共混法、插层复合法及反应器合成法。聚烯烃为非极性聚合物，其与极性填料复合产物的性能、填料和基体的界面结合力、及填料的纳米级分散密切相关。
聚烯烃是目前产量最大的树脂品种,作为高分子材料的一大类，具有价格低廉,化学性质稳定等优点。为了进一步提高材料的性能,对其进行改性,不仅具有学术价值,而且为传统产品的提档、更新换代带来划时代的意义。新近发展起来的聚合物基纳米复合材料将为聚烯烃的高性能化提供新的途径。聚合物/层状无机纳米复合材料的典型代表：聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料是目前研究最多、最有希望工业化生产的聚合物纳米复合材料。
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发明内容
本发明的目的是提供一种用于制备聚乙烯/高岭土复合材料的催化剂的制备方法。本方法是将从煤矸石中提炼出来的高岭土，经过煅烧、研磨、制成超细纳米级高岭土作为制备催化剂原料，将Ziegler-Natta催化剂载入高岭土层间，使用正硅酸酯类作为形态和聚合行为改进剂，直接烯烃聚合合成聚烯烃纳米复合材料。
一种用于制备聚乙烯/高岭土复合材料的催化剂的制备方法，包括如下步骤：
(a)改性高岭土的制备
将原料高岭土煅烧、研磨得到改性高岭土；煅烧：将原料高岭土<45μm，在600℃恒温0.5小时，再加热850～900℃恒温1小时；研磨：煅烧过的粉料冷却后，送入打撒机打散，得到粒度小于2μm的超细煅烧高岭土粉末的量占80～90％。纳米高岭土片层平均直径300-500nm，片层平均厚度20～50nm,比表面积32m2/g，白度80～90％，pH值7.0～8.0。
(b)镁化合物脂肪醇溶液的配制
将镁化合物溶解于脂肪醇，升温至110～120℃，恒温2～3小时，配制成浓度为1g-9g/100ml的透明溶液；
(c)按加入量为3～10g高岭土/100ml脂肪醇的比例，将改性高岭土加入镁化合物脂肪醇溶液中并搅拌，然后经过滤、洗涤得固体产物；
(d)向固体产物中加入干燥己烷、正硅酸酯和TiCl4，-17～-13℃反应后经过滤、洗涤，108～112℃第二次加入TiCl4，反应后过滤、洗涤、干燥得催化剂。
其中，干燥己烷的用量优选为10ml/g高岭土，正硅酸酯的用量优选为1ml/g高岭土，第一次加入TiCl4的用量优选为10ml/g高岭土，且第二次TiCl4的用量优选为第一次的8～10倍。
所述改性高岭土粒度优选小于2μm。
所述(c)步骤中，搅拌优选是在60～80℃的温度下搅拌3～5小时。
所述镁化合物为MgCl2或烷氧基镁Mg(OR)2，R优选为1～4个碳的饱和烷基。
所述烷氧基镁化合物优选为二甲氧基镁，二乙氧基镁或二丁氧基镁Mg(OC4H9)2。
所述脂肪醇化合物优选为8～12碳的脂肪醇化合物。
所述脂肪醇化合物优选为辛醇，壬醇或异辛醇。
所述正硅酸酯类化合物优选为Si(OR)4，R为1-4个碳的饱和烷基。
所述正硅酸酯类化合物优选为正硅酸甲酯，正硅酸乙酯或正硅酸丁酯。
在淤浆聚合条件下，采用己烷溶剂，[Al]/[Ti]摩尔比为5～100，聚合温度为40～90℃。采用氢气为熔融指数调节剂，氢气与乙烯的分压比为0～0.5Mpa.
本发明提供的催化体系可用于制备聚乙烯及其共聚物的纳米复合材料，适用于淤浆、气相和本体聚合工艺。关键在于将欲聚合的单体分散进入粘土层间，使层间距有一定程度的增加，然后原位聚合，利用烯烃聚合时放出的大量热量，克服粘土片层之间的库仑力而使其剥离，从而形成粘土/聚烯纳米复合材料。本发明是将高岭土改性与乙烯聚合催化剂的负载化使用硅酸盐(LS)片层的强极性以插层剂对其进行有机改性，增加层间距及其与聚合物的相容性，提高界面强度。对于聚烯烃而言，常用的插层剂也是正硅酸盐类作为形态和聚合行为改进剂，直接烯烃聚合合成聚烯烃纳米复合材料。
本发明所制备的高岭土插层催化剂具有聚合活性好、氢调敏感性好、聚合产物堆积密度高的特点，所制备的聚乙烯/高岭土复合材料具有良好的力学强度和耐热性，是具有工业开发前景的聚乙烯/高岭土复合材料的制备技术。
具体实施方式
以下对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件。
镁化合物脂肪醇溶液的配制：
在本发明中，对镁化合物脂肪醇溶液的配制并无特别限定，通常将镁化合物溶解于脂肪醇，配制成浓度为1g-9g/100ml的透明溶液，如果配制浓度小于1g/100ml，由于浓度过低，造成催化剂活性点少；而配制浓度高于9g/100ml，则容易造成分散不均匀，并无其它有益效果。
改性高岭土加入量：
在本发明中，对改性高岭土加入量并无特别限定，通常按加入量为3～10g高岭土/100ml脂肪醇的比例，将改性高岭土加入镁化合物脂肪醇溶液中并搅拌，然后经过滤、洗涤得固体产物；
如果按加入量小于3g高岭土/100ml脂肪醇的比例，将改性高岭土加入镁化合物脂肪醇溶液中并搅拌，由于加入量过少，造成催化剂活性降低。
而按加入量大于10g高岭土/100ml脂肪醇的比例，将改性高岭土加入镁化合物脂肪醇溶液中并搅拌，由于加入量过多，造成聚合工艺难以控制，并无其他有益效果。
步骤(d)：
在本发明中，对步骤(d)并无特别限定，通常向固体产物中加入干燥己烷、正硅酸酯和TiCl4，-17～-13℃反应后经过滤、洗涤，108～112℃第二次加入TiCl4，反应后过滤、洗涤、干燥得催化剂。
如果向固体产物中加入干燥己烷、正硅酸酯和TiCl4，经过低于-17℃反应，由于温度过低，容易造成反应速度慢，催化剂活性降低，粒度偏小；而大于-13℃，由于温度过高，容易造成催化剂分散不均匀，反应不平稳，颗粒度偏大；
第二次加入TiCl4进行反应时温度低于108℃，由于温度过低，容易造成载钛不均匀，形态不好，；而加入TiCl4进行反应时温度高于112℃，由于温度过高，造成催化剂分解，形态不好。
第二次TiCl
4
的用量：
在本发明中，对第二次TiCl4的用量并无特别限定，通常第二次TiCl4的用量为第一次的8～10倍，如果第二次TiCl4的用量小于第一次的8倍，由于用量过少，造成游离钛浓度增加；而第二次TiCl4的用量大于第一次的10倍，由于用量过多，造成原料浪费，催化剂形态不好。
改性高岭土粒度：
在本发明中，对改性高岭土粒度并无特别限定，通常改性高岭土粒度小于2μm，如果改性高岭土粒度大于等于2μm，由于粒度过大，造成影响催化剂形态。
(c)步骤中搅拌条件：
在本发明中，对(c)步骤中搅拌条件并无特别限定，通常是在60～80℃的温度下搅拌3～5小时，如果(c)步骤中，搅拌是在小于60℃的温度下，由于温度过低，造成反应不均匀；而(c)步骤中，搅拌是在大于80℃的温度下，由于温度过高，造成催化剂组分破坏，并无其他益处；
在本发明中，如果搅拌时间小于3小时，由于时间过短，造成搅拌不充分，反应体系不均匀；而搅拌时间超过5小时，造成时间上的浪费，并无其他益处。
镁化合物：
在本发明中，对镁化合物并无特别限定，通常镁化合物为MgCl2或烷氧基镁Mg(OR)2，R为1～4个碳的饱和烷基，比如可以列举二甲氧基镁，二乙氧基镁或二丁氧基镁Mg(OC4H9)2。
脂肪醇化合物：
在本发明中，对脂肪醇化合物并无特别限定，通常为8～12碳的脂肪醇化合物，比如可以列举脂肪醇化合物为辛醇，壬醇或异辛醇。
正硅酸酯类化合物：
在本发明中，对正硅酸酯类化合物并无特别限定，通常为Si(OR)4，R为1-4个碳的饱和烷基，比如可以列举正硅酸甲酯，正硅酸乙酯或正硅酸丁酯。
实施例1
在氮气保护下，将3克二氯化镁MgCl2，加入到100ml分子筛干燥处理后的辛醇中，在120℃搅拌2小时，形成均匀透明溶液，滤去不溶杂质。
向MgCl2-辛醇溶液中加入10克经高温煅烧研磨后的高岭土粉末，在80℃继续搅拌3小时后，滤去过量的辛醇，固体产物用100ml干燥的己烷洗涤3次。向催化剂制备釜加入100ml干燥的己烷、10ml正硅酸乙酯，在-15℃下，10ml四氯化钛TiCl42小时滴完。滤去液体后，固体产物用100ml干燥的己烷洗涤3次。向反应釜中重新加入100mlTiCl4，在110℃下反应2小时，滤去过量TiCl4，固体产物用100ml干燥的己烷洗涤5次，经减压干燥后，得到固体催化剂粉末。催化剂粉末经ICP分析钛含量为0.8wt％，镁含量为9.5wt％，经X-射线衍射分析，原片层平均厚度20～50nm,比表面积32m2/g,pH值7.0～8.0。催化剂中粘土层间距为30～60nm(2θ＝6.100)，比表面积38m2/g。证明催化剂组分已进入高岭土层间。
在氮气保护下，向2L高压反应釜中加入1000ml干燥己烷，在搅拌下加入10mmol三乙基铝Al(C2H5)3，和3克(0.3mmol)高岭土催化剂,[Al]/[Ti]摩尔比为80，通入压力为0.6～1.0MPa的乙烯/氢气混合气体，其中氢气分压为0.2MPa。反应温度为50～90℃，聚合2小时后终止反应。过滤，干燥后得聚合产物340克，聚合活性为650kg/mol·Ti·hr，聚合物堆积密度为0.34g/cm3，熔融指数为1.65g/10min(190℃、2.16kg)，所得聚合物高岭土含量为1.63wt％。聚合物X-射线衍射显示高岭土层间的结晶峰消失，证明高岭土层间剥离。
聚合物的维卡耐热温度以5℃/min升温速率测定,测定结果为130.5℃；聚合物的抗张性能以100mm/min。在电子拉力机上测定，结果为：抗张强度32.60MPa,断裂伸长率为1250％。
实施例2
在催化剂制备过程中不使用正硅酸酯改性剂，其他条件与实施例1完全相同，所制催化剂钛含量为1.2wt％。
使用比较例1制备的催化剂，其他聚合条件和聚合物测试条件与实施例1相同。得聚合物260g,聚合活性为520kg/mol·Ti·hr，聚合物堆积密度为0.19g/cm3,熔融指数为0.30g/10min(190℃、2.16kg)。聚合物的维卡耐热温度为130.9℃,抗张强度为30.5MPa,断裂伸长率为870％。
实施例3
在催化剂制备过程中使用正硅酸甲酯改性剂，其他条件与实施例1完全相同，所制催化剂钛含量为0.65wt％。
使用比较例1制备的催化剂，其他聚合条件和聚合物测试条件与实施例1相同。得聚合物315g,聚合活性为610kg/mol·Ti·hr，聚合物堆积密度为0.34g/cm3，熔融指数为0.30g/10min(190℃、2.16kg)，所得聚合物高岭土含量为1.62wt％。聚合物的维卡耐热温度为130.9℃，抗张强度为32.1Mpa，断裂伸长率为1220％。
实施例4
在催化剂制备过程中使用正硅酸丁酯改性剂，其他条件与实施例1完全相同，所制催化剂钛含量为0.55wt％。
使用比较例1制备的催化剂，其他聚合条件和聚合物测试条件与实施例1相同。得聚合物302g,聚合活性为590kg/mol·Ti·hr，聚合物堆积密度为0.32g/cm3，熔融指数为0.30g/10min(190℃、2.16kg)，所得聚合物高岭土含量为1.60wt％。聚合物的维卡耐热温度为130.5℃，抗张强度为31.8Mpa，断裂伸长率为1200％。
实施例5
在氮气保护下，将1.5克二氯化镁MgCl2，加入到50ml分子筛干燥处理后的辛醇中，在120℃搅拌2小时，形成均匀透明溶液，滤去不溶杂质。
向MgCl2-辛醇溶液中加入5克经高温煅烧研磨后的高岭土粉末，在80℃继续搅拌3小时后，滤去过量的辛醇，固体产物用50ml干燥的己烷洗涤3次。向催化剂制备釜加入50ml干燥的己烷、5ml正硅酸乙酯，在-17℃下，5ml四氯化钛TiCl42小时滴完。滤去液体后，固体产物用50ml干燥的己烷洗涤3次。向反应釜中重新加入50mlTiCl4，在112℃下反应2小时，滤去过量TiCl4，固体产物用50ml干燥的己烷洗涤5次，经减压干燥后，得到固体催化剂粉末。催化剂粉末经ICP分析钛含量为0.85wt％。
在氮气保护下，向2L高压反应釜中加入1000ml干燥己烷，在搅拌下加入10mmol三乙基铝Al(C2H5)3，和2.86克(0.3mmol)高岭土催化剂,[Al]/[Ti]摩尔比为80，通入压力为0.6～1.0MPa的乙烯/氢气混合气体，其中氢气分压为0.2MPa。反应温度为50～90℃，聚合2小时后终止反应。过滤，干燥后得聚合产物260克，聚合活性为560kg/mol·Ti·hr，聚合物堆积密度为0.35g/cm3，熔融指数为1.76g/10min(190℃、2.16kg),所得聚合物高岭土含量为1.20wt％。聚合物X-射线衍射显示高岭土层间的结晶峰消失,证明高岭土层间剥离。
聚合物的维卡耐热温度以5℃/min升温速率测定,测定结果为131.5℃；聚合物的抗张性能以100mm/min。在电子拉力机上测定，结果为：抗张强度30.0MPa,断裂伸长率为1140％。
实施例6
在氮气保护下，将6克二氯化镁MgCl2，加入到100ml分子筛干燥处理后的壬醇中，在120℃搅拌2小时，形成均匀透明溶液，滤去不溶杂质。
向MgCl2-壬醇溶液中加入10克经高温煅烧研磨后的高岭土粉末，在80℃继续搅拌3小时后，滤去过量的壬醇，固体产物用100ml干燥的己烷洗涤3次。向催化剂制备釜加入100ml干燥的己烷、10ml正硅酸乙酯，在-13℃下，10ml四氯化钛TiCl42小时滴完。滤去液体后，固体产物用100ml干燥的己烷洗涤3次。向反应釜中重新加入100mlTiCl4，在108℃下反应2小时，滤去过量TiCl4，固体产物用100ml干燥的己烷洗涤5次，经减压干燥后，得到固体催化剂粉末。催化剂粉末经ICP分析钛含量为0.75wt％。
在氮气保护下，向2L高压反应釜中加入1000ml干燥己烷，在搅拌下加入10mmol三乙基铝Al(C2H5)3,和3.20克(0.3mmol)高岭土催化剂，[Al]/[Ti]摩尔比为80，通入压力为0.6～1.0MPa的乙烯/氢气混合气体，其中氢气分压为0.2MPa。反应温度为50～90℃，聚合2小时后终止反应。过滤，干燥后得聚合产物300克，聚合活性为610kg/mol·Ti·hr，聚合物堆积密度为0.32g/cm3,熔融指数为1.62g/10min(190℃、2.16kg),所得聚合物高岭土含量为1.26wt％。聚合物X-射线衍射显示高岭土层间的结晶峰消失,证明高岭土层间剥离。
聚合物的维卡耐热温度以5℃/min升温速率测定,测定结果为130.8℃；聚合物的抗张性能以100mm/min。在电子拉力机上测定，结果为：抗张强度32.0MPa,断裂伸长率为1240％。
实施例7
在氮气保护下，将3克二氯化镁MgCl2，加入到100ml分子筛干燥处理后的异辛醇中，在120℃搅拌2小时，形成均匀透明溶液，滤去不溶杂质。
向MgCl2-异辛醇溶液中加入15克经高温煅烧研磨后的高岭土粉末，在80℃继续搅拌3小时后，滤去过量的异辛醇，固体产物用80ml干燥的己烷洗涤3次。向催化剂制备釜加入150ml干燥的己烷、15ml正硅酸乙酯，在-15℃下，15ml四氯化钛TiCl42小时滴完。滤去液体后，固体产物用80ml干燥的己烷洗涤3次。向反应釜中重新加入150mlTiCl4，在110℃下反应2小时，滤去过量TiCl4，固体产物用80ml干燥的己烷洗涤5次，经减压干燥后，得到固体催化剂粉末。催化剂粉末经ICP分析钛含量为0.55wt％。
在氮气保护下，向2L高压反应釜中加入1000ml干燥己烷，在搅拌下加入10mmol三乙基铝Al(C2H5)3，和5克(0.3mmol)高岭土催化剂，[Al]/[Ti]摩尔比为80，通入压力为0.6～1.0MPa的乙烯/氢气混合气体，其中氢气分压为0.2MPa。反应温度为50～90℃，聚合2小时后终止反应。过滤，干燥后得聚合产物310克，聚合活性为630kg/mol·Ti·hr，聚合物堆积密度为0.35g/cm3，熔融指数为1.52g/10min(190℃、2.16kg),所得聚合物高岭土含量为1.93wt％。聚合物X-射线衍射显示高岭土层间的结晶峰消失，证明高岭土层间剥离。
聚合物的维卡耐热温度以5℃/min升温速率测定,测定结果为132.5℃；聚合物的抗张性能以100mm/min。在电子拉力机上测定，结果为：抗张强度31.6MPa,断裂伸长率为1180％。
实施例8
以常用的乙氧基镁Mg(OCH2CH3)2代替二氯化镁MgCl2，其他条件实施例1。制得浅黄色催化剂粉末，经ICP分析钛含量为0.65wt％。
在氮气保护下，向2L高压反应釜中加入1000ml干燥己烷，在搅拌下加入5mmol三乙基铝Al(C2H5)3，和3.10克(0.3mmol)乙氧基镁/高岭土催化剂粉末，[Al]/[Ti]摩尔比为50，通入压力为0.6～1.0MPa的乙烯/氢气混合气体，其中氢气分压为0.1MPa。反应温度为50～90℃，聚合2小时后终止反应。过滤，干燥后得聚合产物268克，聚合活性为590kg/mol·Ti·hr，聚合物堆积密度为0.32g/cm3，熔融指数为1.82g/10min(190℃、2.16kg)，所得聚合物高岭土含量为1.10wt％。聚合物X-射线衍射显示高岭土层间的结晶峰消失,证明高岭土层间剥离。
聚合物X-射线衍射显示高岭土层间的结晶峰消失，证明高岭土层间剥离。聚合物的维卡耐热温度以5℃/min升温速率测定,测定结果为132.2℃；聚合物的抗张性能以100mm/min。在电子拉力机上测定，结果为：抗张强度31.8MPa,断裂伸长率为1150％。
实施例9
其他条件与实施例7完全相同，用甲氧基镁Mg(OCH3)2代替乙氧基镁Mg(OCH2CH3)2，催化剂粉末经ICP分析钛含量为0.51wt％。
在氮气保护下，向2L高压反应釜中加入1000ml干燥己烷，在搅拌下加入8mmol三乙基铝Al(C2H5)3，和3克(0.3mmol)甲氧基镁/高岭土催化剂粉末，[Al]/[Ti]摩尔比为30，通入压力为0.6～1.0MPa的乙烯/氢气混合气体，其中氢气分压为0.1MPa。反应温度为50～90℃，聚合2小时后终止反应。过滤，干燥后得聚合产物284克，聚合活性为600kg/mol·Ti·hr，聚合物堆积密度为0.31g/cm3，熔融指数为1.360g/10min(190℃、2.16kg)，所得聚合物高岭土含量为1.23wt％。聚合物X-射线衍射显示高岭土层间的结晶峰消失,证明高岭土层间剥离。聚合物的维卡耐热温度以5℃/min升温速率测定,测定结果为131.2℃；聚合物的抗张性能以100mm/min。在电子拉力机上测定，结果为：抗张强度32.1MPa,断裂伸长率为1200％。
实施例10
其他条件与实施例8完全相同，仅用二丁氧基镁Mg(OC4H9)2代替甲氧基镁，催化剂粉末经ICP分析钛含量为0.35wt％。
在氮气保护下，向2L高压反应釜中加入1000ml干燥己烷，在搅拌下加入20mmol三乙基铝Al(C2H5)3，和4.2克(0.3mmol)二丁氧基镁/高岭土催化剂粉末，[Al]/[Ti]摩尔比为100，通入压力为0.6～1.0MPa的乙烯/氢气混合气体，其中氢气分压为0.1MPa。反应温度为50～90℃，聚合2小时后终止反应。过滤，干燥后得聚合产物300克，聚合活性为610kg/mol·Ti·hr，聚合物堆积密度为0.32g/cm3，熔融指数为1.61g/10min(190℃、2.16kg)，所得聚合物高岭土含量为1.42wt％。聚合物X-射线衍射显示高岭土层间的结晶峰消失,证明高岭土层间剥离。
聚合物的维卡耐热温度以5℃/min升温速率测定,测定结果为132.7℃；聚合物的抗张性能以100mm/min。在电子拉力机上测定，结果为：抗张强度33.2MPa,断裂伸长率为1260％。
实施例11
使用实施例1制备的催化剂粉末，在氮气保护下，向2L高压反应釜中加入1000ml干燥己烷，在搅拌下加入10mmol三乙基铝Al(C2H5)3,和3克(0.3mmol)高岭土催化剂。[Al]/[Ti]摩尔比为5，通入压力为0.6～1.0MPa的乙烯/氢气混合气体，其中氢气分压为0.2MPa。反应温度为50～90℃，聚合2小时后终止反应。过滤，干燥后得聚合产物240克，聚合活性为510kg/mol·Ti·hr，聚合物堆积密度为0.29g/cm3，熔融指数为1.65g/10min(190℃、2.16kg)，所得聚合物高岭土含量为1.34wt％。聚合物X-射线衍射显示高岭土层间的结晶峰消失,证明高岭土层间剥离。
聚合物的维卡耐热温度以5℃/min升温速率测定,测定结果为131.5℃；聚合物的抗张性能以100mm/min。在电子拉力机上测定，结果为：抗张强度33.0MPa,断裂伸长率为1250％。
实施例12
使用实施例1制备的催化剂粉末，除了不使用氢气外其他聚合条件同实施例1。得聚合产物325克，聚合活性为620kg/mol·Ti·hr，聚合物堆积密度为0.35g/cm3,熔融指数为0.15g/10min(190℃、2.16kg)，所得聚合物高岭土含量为1.32wt％。聚合物X-射线衍射显示高岭土层间的结晶峰消失,证明高岭土层间剥离。
聚合物的维卡耐热温度以5℃/min升温速率测定,测定结果为132.5℃；聚合物的抗张性能以100mm/min。在电子拉力机上测定，结果为：抗张强度32.0MPa,断裂伸长率为1220％。
实施例13
使用实施例1制备得催化剂粉末，除氢气分压设5MPa外，其他聚合条件同实施例1。得聚合产物180克，聚合活性为450kg/mol·Ti·hr，聚合物堆积密度为0.25g/cm3,熔融指数为5.30g/10min(190℃、2.16kg)，所得聚合物高岭土含量为1.35wt％。聚合物X-射线衍射显示高岭土层间的结晶峰消失,证明高岭土层间剥离。
聚合物的维卡耐热温度以5℃/min升温速率测定,测定结果为130.5℃；聚合物的抗张性能以100mm/min。在电子拉力机上测定，结果为：抗张强度128.0MPa,断裂伸长率为980％。
Claims (10)
1.一种用于制备聚乙烯/高岭土复合材料的催化剂的制备方法，包括如下步骤：
(a)改性高岭土的制备
将原料高岭土煅烧、研磨得到改性高岭土；
(b)镁化合物脂肪醇溶液的配制
将镁化合物溶解于脂肪醇，配制成浓度为1g-9g/100ml的透明溶液；
(c)按加入量为3～10g高岭土/100ml脂肪醇的比例，将改性高岭土加入镁化合物脂肪醇溶液中并搅拌，然后经过滤、洗涤得固体产物；
(d)向固体产物中加入干燥己烷、正硅酸酯和TiCl4，-17～-13℃反应后经过滤、洗涤，108～112℃第二次加入TiCl4，反应后过滤、洗涤、干燥得催化剂。
2.如权利要求1所述的用于制备聚乙烯/高岭土复合材料的催化剂的制备方法，其特征在于：干燥己烷的用量为10ml/g高岭土，正硅酸酯的用量为1ml/g高岭土，第一次加入TiCl4的用量为10ml/g高岭土，且第二次TiCl4的用量为第一次的8～10倍。
3.如权利要求1或2所述的用于制备聚乙烯/高岭土复合材料的催化剂的制备方法，其特征在于：所述改性高岭土粒度小于2μm。
4.如权利要求1或2所述的所述的用于制备聚乙烯/高岭土复合材料的催化剂的制备方法，其特征在于：所述(c)步骤中，搅拌是在60～80℃的温度下搅拌3～5小时。
5.如权利要求1或2所述的用于制备聚乙烯/高岭土复合材料的催化剂的制备方法，其特征在于：所述镁化合物为MgCl2或烷氧基镁Mg(OR)2，R为1～4个碳的饱和烷基。
6.如权利要求5所述的用于制备聚乙烯/高岭土复合材料的催化剂的制备方法，其特征在于：所述烷氧基镁化合物为二甲氧基镁，二乙氧基镁或二丁氧基镁Mg(OC4H9)2。
7.如权利要求1或2所述的用于制备聚乙烯/高岭土复合材料的催化剂的制备方法，其特征在于：所述脂肪醇化合物为8～12碳的脂肪醇化合物。
8.如权利要求7所述的用于制备聚乙烯/高岭土复合材料的催化剂的制备方法，其特征在于：所述脂肪醇化合物为辛醇，壬醇或异辛醇。
9.如权利要求1或2所述的用于制备聚乙烯/高岭土复合材料的催化剂的制备方法，其特征在于：所述正硅酸酯类化合物为Si(OR)4，R为1-4个碳的饱和烷基。
10.如权利要求9所述的用于制备聚乙烯/高岭土复合材料的催化剂的制备方法，其特征在于：所述正硅酸酯类化合物为正硅酸甲酯，正硅酸乙酯或正硅酸丁酯。
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