CN113861317B - 一种抗静电聚乙烯催化剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于催化剂制备技术领域,具体涉及一种抗静电聚乙烯催化剂的制备方法。本发明的方法包括:(1)将醋酸铬在溶剂条件下结合到无机载体上,干燥,获得催化剂前体;(2)将催化剂前体在气体流化条件下高温煅烧;降温,添加抗静电组分,保持物料处于流化状态和固定温度条件下;(3)在溶剂条件下加入烷基铝,进行铬活性中心的还原反应;(4)在惰性气体气氛下干燥,获得催化剂。将本发明的催化剂应用于聚乙烯生产中,获得的聚乙烯树脂颗粒均一,粒径分布均匀,细粉和大块含量大幅减少。聚乙烯均聚物及共聚物,平均粒径为680~720μm,粒径在600~800μm范围的聚乙烯颗粒在50%以上,体积电阻率小于1×1016。
Description
技术领域
本发明属于催化剂制备技术领域,具体涉及一种抗静电聚乙烯催化剂的制备方法。
背景技术
铬催化剂,又称为Phillips催化剂,是将氧化铬之类化合物负载于单一或复合载体如二氧化硅、氧化铝、氧化锆甚或氧化钍之类的无机氧化物上。最初主要用于Phillips公司和Univation技术公司的聚乙烯生产工艺,生产均聚HDPE,改进后也可用于乙烯和α-烯烃的共聚,聚烯烃树脂产品的特点是具有非常宽的分子量分布。
J.P Hogan和R.L.Bank在US2825721的专利文献中报道了硅胶负载的氧化铬催化剂,即后来为人们熟知的第一代Phillips催化剂。一些专利例如US4294724、US4295997、US4528338、US5401820、US6388017等对此类负载型氧化铬催化剂进行了改性研究,发展了Phillips催化剂。
CN103450381A披露了包含改性碳纳米管的复合载体材料负载Ziegler-Natta钛或茂金属催化剂,所得包含改性碳纳米管的复合载体负载上述催化剂进行乙烯聚合时提高了所得产物力学性能;其主要是侧重于解决聚烯烃复合材料的颗粒表观形态的问题,目的在于获得具有球形颗粒、较大比表面积的均聚聚乙烯;
CN1167493A介绍了采用茂金属催化剂进行乙烯聚合时,在聚合体系中添加烷氧基胺类改性剂,改善了乙烯聚合系统的结块问题。其所提供的是金属茂催化剂或催化剂体系聚合一种或多种烯烃的连续淤浆或气相聚合工艺;
上述的两篇专利文献对于解决生产的聚乙烯粉料颗粒不均匀、利用催化剂进行抗静电改性来解决上述的问题,并未有相关的方案涉及到。
因此,可以看出,传统铬系聚乙烯催化剂在聚合过程中,聚乙烯粉料容易产生静电造成树脂颗粒团聚,在装置生产过程中静电不断集聚,造成熔融结块,堵塞管道,严重时造成停车,影响装置的长周期运行,生产的聚乙烯粉料颗粒不均匀,有大粒小粒的存在,对催化剂进行抗静电改性可以避免聚合产物静电积聚,减少生产时结块现象,同时催化剂不会因聚乙烯颗粒团聚影响其活性发挥,因此能够提高聚合活性,树脂颗粒均匀。
发明内容
为了解决上述的技术问题,本发明提供了一种通过在配制过程中对催化剂进行抗静电改性使得获得的催化剂可用于聚乙烯树脂的生产,解决了气相聚乙烯生产装置的静电结块问题,通过本发明的方法制备获得的催化剂活性得到了极大的提高,且采用本发明的催化剂催化生产的聚乙烯颗粒均匀。
为了解决聚乙烯粉料易产生静电造成树脂颗粒团聚、在装置生产过程中静电不断集聚从而造成熔融结块致使管道堵塞,甚至严重时造成停车并且影响装置的长周期运行的问题,本发明通过采用铬系聚乙烯催化剂在配制过程中添加改性材料,以使得制备得到的催化剂具有抗静电性能,且采用本发明的催化剂催化生产的聚乙烯粉料颗粒均匀,粒径分布窄。
本发明所提供的一种抗静电聚乙烯催化剂的制备方法,包括以下的步骤:
(1)将铬化合物在在第一溶剂存在的条件下负载到无机载体上,干燥,获得催化剂前体;
(2)将所得催化剂前体在气体流化条件下高温煅烧;然后降温,添加抗静电组分,保持物料处于流化状态和固定温度条件下;
(3)在第二溶剂中加入烷基铝,进行铬活性中心的还原反应;
(4)在惰性气体气氛下干燥,获得抗静电铬系催化剂。
优选的,(1)中,无机载体为Davison 955硅胶,其生产厂家为Grace公司。
铬化合物的前驱体与无机载体的结合称为负载过程,铬化合物优选为醋酸铬;优选的,负载步骤为:将无机载体加入到溶剂中,铬化合物浸渍在无机载体上进行负载;
优选的,(1)中,溶剂为一切能够溶解铬化合物的物质;水作为一种优选的溶剂;
优选的,(1)中,干燥1~12h;
优选的,(1)中,干燥温度为75~150℃;
优选的,(1)中,采用真空干燥的方式脱除其中的物理水,得到具有良好流动性的干燥的固体粉末;
优选的,(1)中,负载步骤为:将无机载体加入到溶剂中,铬化合物浸渍在无机载体上进行负载,同时连续搅拌,搅拌的转速为50~180r/min;
优选的,(1)中,控制铬负载量为催化剂总重量的0.1~10wt%;
优选的,(1)中,在室温条件下将Davison 955硅胶加入到蒸馏水中,浸渍,同时以50~180r/min的转速连续搅拌;然后将铬化合物溶解到蒸馏水中,逐渐加入搅拌中的体系里,保持铬负载量为催化剂总重量的0.1~10wt%;负载结束后将得到物料在75~150℃的真空条件下持续干燥1~12h。
优选的,(2)中,气体为空气和/或氧气和/或惰性气体;
优选的(2)中,在气体流化状态下进行高温煅烧,高温煅烧分为第一低温阶段、高温阶段、第二低温阶段这三个阶段进行;第一低温阶段在惰性气体中、100~300℃下持续煅烧0.5~3h;第一低温阶段载体中吸附的物理水被除去,在所述高温阶段无机载体上的部分羟基被除去,同时该过程是一个化学变化过程,将铬元素氧化成高价态;
高温阶段在空气或者氧气中于300~900℃持续焙烧1~10小时;
第二低温阶段在惰性气体中、400~550℃下持续煅烧0.5~3h;且在第二低温阶段加入抗静电组分,添加组分为导电性强的材料;在第二低温阶段,碳纳米管与催化剂前体在流化状态下烧结在一起;在焙烧结束后,将得到的催化剂冷却,冷却为自然降温冷却。将得到的催化剂在惰性气体气氛下保存备用。
优选的,(2)中,第一低温阶段在惰性气体中、200℃下持续煅烧1h;
优选的,(2)中,第一低温阶段在氮气中持续煅烧;
优选的,(2)中,高温阶段在空气或者氧气中于600℃持续焙烧4小时;
优选的,(2)中,高温阶段流化气体为干燥空气;
优选的,(2)中,第二低温阶段在惰性气体中、500℃下持续煅烧1h;
优选的,(2)中,第二低温阶段在氮气中持续煅烧;
优选的,(2)中,抗静电组分为金属材料或碳材料;
优选的,(2)中,抗静电组分为碳纳米管,碳纳米管的加入量为硅胶重量的5~20%;
优选的,(2)中,将所得到的催化剂自然降温冷却。
优选的,(3)中,第二溶剂为有机溶剂;
优选的,(3)中,第二溶剂为正己烷;
优选的,(3)中,烷基铝为乙氧基二乙基铝;
优选的,(3)中,还原反应使用的还原剂比例控制在Al/Cr摩尔比为1~10∶1;还原的目的是使铬活性中心还原,成为具有使乙烯聚合的活性中心。
优选的,(3)中,还原反应使用的还原剂比例控制在Al/Cr摩尔比为6∶1;
优选的,(3)中,还原剂还原的时间为0.5~2h;
优选的,(3)中,还原剂还原的时间为1h。
优选的,(4)中,干燥温度60~90℃;
优选的,(4)中,干燥时间为0.5~5h;
优选的,(4)中,干燥时间为2h。
本发明所提供的抗静电铬系聚乙烯催化剂,用于乙烯聚合反应,该催化剂进行烯烃聚合反应是在常用类型的反应器中进行,包括间歇式或者连续式反应器,反应方式是淤浆方式或气相方式;使用上述的催化剂进行气相聚合反应制备聚合物时,优选的采用气相聚合釜。
上述的一种抗静电聚乙烯催化剂的制备方法,包括以下的步骤:
(1)在室温条件下将Davison 955硅胶加入到蒸馏水中,浸渍,同时以50~180r/min的转速连续搅拌;然后将铬化合物溶解到蒸馏水中,逐渐加入搅拌中的体系里,保持铬负载量为催化剂总重量的0.1~10wt%;负载结束后将得到物料在75~150℃的真空条件下持续干燥1~12h;
(2)在气体流化状态下进行高温煅烧,高温煅烧分为第一低温阶段、高温阶段、第二低温阶段这三个阶段进行;第一低温阶段在惰性气体中、100~300℃下持续煅烧0.5~3h;高温阶段在空气或者氧气中于300~900℃持续焙烧1~10小时;第二低温阶段在惰性气体中、400~550℃下持续煅烧0.5~3h;且在第二低温阶段加入抗静电组分,添加组分为导电性强的材料;焙烧结束后,将所得到的催化剂冷却;
(3)在第二溶剂中加入烷基铝,进行铬活性中心的还原反应;还原反应使用的还原剂比例控制在Al/Cr摩尔比为1~10∶1;还原的时间为0.5~2h;
(4)在惰性气体气氛下于60~90℃干燥0.5~5h,获得最终的抗静电铬系催化剂。
优选的,上述的一种抗静电聚乙烯催化剂的制备方法,包括以下的步骤:
(1)在室温条件下将Davison 955硅胶加入到蒸馏水中,浸渍,同时以50~180r/min的转速连续搅拌;然后将铬化合物溶解到蒸馏水中,逐渐加入搅拌中的体系里,保持铬负载量为催化剂总重量的0.1~10wt%;负载结束后将得到物料在75~150℃的真空条件下持续干燥1~12h;
(2)在气体流化状态下进行高温煅烧,高温煅烧分为第一低温阶段、高温阶段、第二低温阶段这三个阶段进行;第一低温阶段在惰性气体中、200℃下持续煅烧1h;高温阶段在空气或者氧气中于600℃持续焙烧4小时;第二低温阶段在惰性气体中、500℃下持续煅烧1h;且在第二低温阶段加入抗静电组分,添加组分为导电性强的材料;焙烧结束后,将所得到的催化剂冷却;
(3)在第二溶剂中加入烷基铝,进行铬活性中心的还原反应;还原反应使用的还原剂比例控制在Al/Cr摩尔比为6∶1;还原的时间为0.5~2h;
(4)在惰性气体气氛下于60~90℃干燥2h,获得最终的抗静电铬系催化剂。
通过上述方法制备的催化剂可以应用于合成乙烯均聚物和乙烯与α-烯烃共聚物中,同时可使用分子量调节剂进行分子量调控。
利用通过上述方法制备的催化剂进行气相聚合反应制备聚合物,步骤如下:
首先将聚合釜在高温、真空状态下处理,补充高纯氮气备用,将通过以上方法所获得的干粉催化剂经过计量后在高纯氮气保护下加入聚合釜,抽真空后搅拌,夹套通热水将釜温升到指定温度,缓慢加入乙烯气体至反应压力,开始聚合反应;聚合压力由质量流量计和压力传感器通过控制系统保持恒定,聚合温度由组合式水浴通过控制系统调节在线加热器和循环水泵进行控制;共聚单体和氢气的加入通过独立的管线或经过配气罐配气后加入;聚合开始计时后,恒温92℃恒压1.2MPa反应1h制备得到聚乙烯树脂。
本发明抗静电负载型乙烯聚合用催化剂在制备过程中,将铬活性中心负载到载体上,并在活化焙烧过程中添加导电型材料,在高温过程中将材料与催化剂烧结在一起,使催化剂具有抗静电性能,防止团聚,并在聚合过程中避免产生大量静电导致反应失稳,反应器内结块,可延长生产周期运行,其生产的聚乙烯树脂颗粒均一,粒径分布均匀,细粉和大块含量大幅减少。
本发明的有益效果在于:
本发明抗静电负载型乙烯聚合用催化剂及其制备方法,将铬活性中心负载到载体上,并在活化焙烧过程中添加导电型材料,在高温过程中将材料与催化剂烧结在一起,使催化剂具有抗静电性能,防止团聚,并在聚合过程中避免产生大量静电导致反应失稳,反应器内结块,其生产的聚乙烯树脂颗粒均一,粒径分布均匀,细粉和大块含量大幅减少。采用本发明的催化剂制备的聚乙烯均聚物及共聚物,平均粒径为680~720μm,粒径在600~800μm范围的聚乙烯颗粒在50%以上,体积电阻率小于1×1016。
具体实施方式
为了能使本领域技术人员更好的理解本发明,现结合具体实施方式对本发明进行更进一步的阐述。
实施例1
所述的抗静电铬系催化剂的制备方法如下:
i)将0.11g醋酸铬溶解在的36ml蒸馏水中(铬负载量为0.30wt%)。然后将20g硅胶浸渍在醋酸铬溶液中;
ii)逐渐升温至120℃下干燥,干燥时间20h;得到良好流动性的干燥的固体粉末;
iii)将步骤ii的粉末转移到流化床中进行焙烧,第一低温段氮气气氛下200℃维持2h;
iv)升至600℃,切换高纯空气气氛下维持4h;
v)切换成氮气降至第二低温段500℃,加入碳纳米管1g,维持500℃,烧结1h,然后在氮气下自然降温冷却;
vi)使用正己烷作为溶剂,加入乙氧基二乙基铝进行还原,Al/Cr摩尔比为6:1,还原30min;
vii)升至75℃温度下干燥,升至指定温度后干燥2h,得到抗静电铬系催化剂。
称取通过实施例1中的方法制备的催化剂进行气相聚合。
首先,将1L气相聚合釜经过加热、抽真空及高纯氮气处理4h,上述催化剂称取0.1g,在高纯氮气保护下加入聚合釜,将釜温升到92℃,缓慢加入乙烯单体至反应压力1.2MPa,开始聚合反应,并保持聚合釜内压力和温度恒定,反应时间为1h。
聚合反应结束后,冷却、降温、出料,聚合产物性能见表1。共聚时在反应过程中加入丁烯。(以下的实施例和对比例中的催化剂应用于气相聚合的方法均同实施例1)
实施例2
采用实施例1的方式进行催化剂的配制和聚合。所不同的是催化剂在第二低温段加入碳纳米管2g。
实施例3
采用实施例1的方式进行催化剂的配制和聚合。所不同的是催化剂在第二低温段加入碳纳米管3g。
实施例4
采用实施例1的方式进行催化剂的配制和聚合。所不同的是催化剂在第二低温段加入碳纳米管4g。
实施例5
采用实施例1的方式进行催化剂的配制和聚合。所不同的是在聚合过程中加入丁烯0.024MPa。
实施例6
所述的抗静电铬系催化剂的制备方法如下:
i)将0.11g醋酸铬溶解在的36ml蒸馏水中(铬负载量为0.30wt%)。然后将20g硅胶浸渍在醋酸铬溶液中;
ii)逐渐升温至120℃下干燥,干燥时间20h;得到良好流动性的干燥的固体粉末;
iii)将步骤ii的粉末转移到流化床中进行焙烧,第一低温段氮气气氛下200℃维持2h;
iv)升至600℃,切换高纯空气气氛下维持4h;
v)切换成氮气降至第二低温段450℃,加入碳纳米管2g,维持450℃,烧结1h,然后在氮气下自然降温冷却;
vi)使用正己烷作为溶剂,加入乙氧基二乙基铝进行还原,Al/Cr摩尔比为6:1,还原30min;
vii)升至75℃温度下干燥,升至指定温度后干燥2h,得到抗静电铬系催化剂。
采用实施例1的方式进行催化剂的配制和聚合。聚合产物性能见表1。
对比例1
不加碳纳米管铬系催化剂的制备方法如下:
i)将0.11g醋酸铬溶解在的36ml蒸馏水中(铬负载量为0.30wt%)。然后将20g硅胶浸渍在醋酸铬溶液中;
ii)逐渐升温至120℃下干燥,干燥时间20h;得到良好流动性的干燥的固体粉末;
iii)将步骤ii的粉末转移到流化床中进行焙烧,第一低温段氮气气氛下200℃维持2h;
iv)升至600℃,切换空气气氛下维持4h;
v)使用正己烷作为溶剂,加入乙氧基二乙基铝进行还原,Al/Cr摩尔比为6:1,还原30min;
vi)升至75℃温度下干燥,升至指定温度后干燥2h,得到铬系催化剂。
用该催化剂组分以实施例1相同的方法进行聚合。其催化剂性能及聚合产物性能见表1。
对比例2
抗静电铬系催化剂的制备方法如下:
i)将0.11g醋酸铬溶解在的36ml蒸馏水中(铬负载量为0.30wt%)。然后将20g硅胶浸渍在醋酸铬溶液中;
ii)逐渐升温至120℃下干燥,干燥时间20h;得到良好流动性的干燥的固体粉末;
iii)将步骤ii的粉末转移到流化床中进行焙烧,第一低温段氮气气氛下200℃维持2h;
iv)升至600℃,切换高纯空气气氛下维持4h;
v)保持600℃,切换成氮气,加入碳纳米管2g,烧结1h,然后在氮气下自然降温冷却;
vi)使用正己烷作为溶剂,加入乙氧基二乙基铝进行还原,Al/Cr摩尔比为6:1,还原30min;
vii)升至75℃温度下干燥,升至指定温度后干燥2h,得到抗静电铬系催化剂。
采用实施例1的方式进行催化剂的配制和聚合。聚合产物性能见表1。
对比例3
抗静电铬系催化剂的制备方法如下:
i)将0.11g醋酸铬溶解在的36ml蒸馏水中(铬负载量为0.30wt%)。然后将20g硅胶浸渍在醋酸铬溶液中;
ii)逐渐升温至120℃下干燥,干燥时间20h;得到良好流动性的干燥的固体粉末;
iii)将步骤ii的粉末转移到流化床中进行焙烧,第一低温段氮气气氛下200℃维持2h;
iv)升至600℃,切换空气气氛下维持4h,加入碳纳米管2g,烧结1h,然后在氮气下自然降温冷却;
v)使用正己烷作为溶剂,加入乙氧基二乙基铝进行还原,Al/Cr摩尔比为6:1,还原30min;
vi)升至75℃温度下干燥,升至指定温度后干燥2h,得到抗静电铬系催化剂。
采用实施例1的方式进行催化剂的配制和聚合。聚合产物性能见表1。
对比例4
采用实施例1的方式进行催化剂的配制和聚合。所不同的是第二低温段,加入碳纳米管0.5g。4h之后自然冷却。
对比例5
采用实施例1的方式进行催化剂的配制和聚合。所不同的是第二低温段,加入碳纳米管10g。4h之后自然冷却。
对比例6
用与对比例1相同的方法制备催化剂组分,在制备催化剂过程中,不添加碳纳米管。用该催化剂组分以实施例1相同的方法进行聚合,在聚合过程中加入丁烯0.024MPa。
对比例7
抗静电铬系催化剂的制备方法如下:
i)将0.11g醋酸铬溶解在的36ml蒸馏水中(铬负载量为0.30wt%)。然后将20g硅胶浸渍在醋酸铬溶液中;
ii)逐渐升温至120℃下干燥,干燥时间20h;得到良好流动性的干燥的固体粉末;
iii)将步骤ii的粉末转移到流化床中进行焙烧,第一低温段氮气气氛下200℃维持2h;
iv)升至600℃,切换高纯空气气氛下维持4h;
v)切换成氮气降至第二低温段350℃,加入碳纳米管2g,维持350℃,烧结1h,然后在氮气下自然降温冷却;
vi)使用正己烷作为溶剂,加入乙氧基二乙基铝进行还原,Al/Cr摩尔比为6:1,还原30min;
vii)升至75℃温度下干燥,升至指定温度后干燥2h,得到抗静电铬系催化剂。
对比例8
所述在负载阶段加碳纳米管铬系催化剂的制备方法如下:
i)将0.11g醋酸铬溶解在的36ml蒸馏水中(铬负载量为0.30wt%)。然后将20g硅胶浸渍在醋酸铬溶液中,加入碳纳米管2g,持续搅拌;
ii)逐渐升温至120℃下干燥,干燥时间20h;得到良好流动性的干燥的固体粉末;
iii)将步骤ii的粉末转移到流化床中进行焙烧,第一低温段氮气气氛下200℃维持2h;
iv)升至600℃,切换高纯空气气氛下维持4h;
v)使用正己烷作为溶剂,加入乙氧基二乙基铝进行还原,Al/Cr摩尔比为6:1,还原30min;
vi)升至75℃温度下干燥,升至指定温度后干燥2h,得到铬系催化剂。
实施例7
考察本发明及对比例的催化剂的应用效果
在本发明中,聚合反应的静电效果,通过采集反应结束后挂在聚合釜釜盖和釜壁的粉料,占总粉料的重量比来推算,本发明低于10%为满足要求。
粉料粘壁占比=釜盖釜壁料/总物料
对于所制得的聚合物的特征性能的测试方法及条件如下:
1)体积电阻率
本发明的抗静电性能以聚合物粉料的体积电阻率评定,国家标准GB1410-78《固体电工绝缘材料绝缘电阻、体积电阻系数和表面电阻系数试验方法》测定试样的体积电阻率。本论文中体积电阻率测试试样为直径为100毫米,厚度为4毫米的圆形薄板。体积电阻率测试试样在测试前均在温度为25±2℃,相对湿度为65±5%的条件下处理24小时。
2)粒度分布
CIS-100激光粒度测定仪(荷兰安米德有限公司)。
3)拉伸强度
按照国家标准GB/T1040-92《塑料拉伸试验方法》测定试样的拉伸强度。测试试样拉伸强度时的拉伸速度为50mm/min。
4)悬臂梁缺口冲击强度
按照国家标准GB1843-80《塑料简支梁冲击试验方法》测定试样的冲击强度。
表1各实施例树脂测试结果
从表1中的数据可以看出,采用本发明的抗静电催化剂制备获得的聚乙烯比普通铬系催化剂聚合活性提高,得到的聚乙烯粒度分布更均匀,没有出现大小粒的现象,共聚时活性比不加碳纳米管有显著的提高。
对比例4中碳纳米管加量低于碳纳米管/硅胶重量比5%,达不到抗静电要求;
对比例5高于碳纳米管/硅胶重量比20%活性降低;
在对比例2和对比例3中高温条件或空气气氛下加碳纳米管会造成碳纳米管丧失作用;
对比例7中第二低温段烧结温度低于400℃,聚合活性较低;
对比例8在负载阶段加碳纳米管,抗静电效果不明显;
实施例5与对比例6相比,添加碳纳米管后共聚时活性提高。
因此,本发明中,通过采用铬系聚乙烯催化剂在配制过程中添加改性材料,由此方法制备得到的催化剂具有抗静电性能,聚合时减少了静电的产生,提高了催化活性,共聚性能优良,应用于聚乙烯树脂的生产后,相比于传统铬系催化剂,解决了聚合过程中的静电问题,能有效防止反应器结块问题,提高了聚合活性,且延长生产周期,使得所生产的聚乙烯颗粒均匀,粒径分布窄。
Claims (13)
1.一种抗静电聚乙烯催化剂的制备方法,包括以下的步骤:
(1)将铬化合物在第一溶剂存在的条件下负载到硅胶上,干燥,获得催化剂前体;
(2)将所得催化剂前体在气体流化条件下高温煅烧;然后降温,添加抗静电组分,保持物料处于流化状态和固定温度条件下;
(3)在第二溶剂中加入烷基铝,进行铬活性中心的还原反应;
(4)在惰性气体气氛下干燥,获得抗静电铬系催化剂;
其中,步骤(2)中抗静电组分为碳纳米管,碳纳米管的加入量为硅胶重量的5~20%;在步骤(2)中,在气体流化状态下进行高温煅烧,高温煅烧分为第一低温阶段、高温阶段、第二低温阶段这三个阶段进行;第一低温阶段在惰性气体中、100~300℃下持续煅烧0.5~3h;高温阶段在空气或者氧气中于300~900℃持续焙烧1~10小时;第二低温阶段在惰性气体中、400~550℃下持续煅烧0.5~3h;且在第二低温阶段加入抗静电组分;焙烧结束后,将所得到的催化剂冷却。
2. 如权利要求1所述的一种抗静电聚乙烯催化剂的制备方法,其特征在于,(1)中,所述的硅胶为Davison 955硅胶。
3. 如权利要求1所述的一种抗静电聚乙烯催化剂的制备方法,其特征在于,(1)中,铬化合物为醋酸铬; 负载步骤为:将硅胶加入到第一溶剂中,铬化合物浸渍在硅胶上进行负载; (1)中,第一溶剂为一切能够溶解铬化合物的物质; (1)中,干燥1~12h; 干燥温度为75~150℃;且为真空干燥;(1)中,控制铬负载量为催化剂总重量的0.1~10wt%。
4.如权利要求3所述的一种抗静电聚乙烯催化剂的制备方法,其特征在于, (1)中,第一溶剂为水;(1)中,负载步骤为:将硅胶加入到第一溶剂中,铬化合物浸渍在硅胶上进行负载,同时连续搅拌,搅拌的转速为50~180r/min。
5. 如权利要求1所述的一种抗静电聚乙烯催化剂的制备方法,其特征在于,(2)中,气体为空气和/或氧气和/或惰性气体; (2)中,第一低温阶段在惰性气体中、200℃下持续煅烧1h;(2)中,高温阶段在空气或者氧气中于600℃持续焙烧4小时;(2)中,高温阶段的流化气体为干燥空气;(2)中,第二低温阶段在惰性气体中、500℃下持续煅烧1h;(2)中,将所得到的催化剂自然降温冷却。
6.如权利要求5所述的一种抗静电聚乙烯催化剂的制备方法,其特征在于,进一步的,(2)中,第一低温阶段在氮气中持续煅烧;第二低温阶段在氮气中持续煅烧。
7.如权利要求1所述的一种抗静电聚乙烯催化剂的制备方法,其特征在于,(3)中,第二溶剂为有机溶剂;(3)中,烷基铝为乙氧基二乙基铝;(3)中,还原反应使用的还原剂比例控制在Al/Cr摩尔比为1~10∶1;(3)中,还原剂还原的时间为0.5~2h。
8.如权利要求7所述的一种抗静电聚乙烯催化剂的制备方法,其特征在于,进一步的,(3)中,第二溶剂为正己烷;(3)中,还原反应使用的还原剂比例控制在Al/Cr摩尔比为6∶1;(3)中,还原剂还原的时间为1h。
9.如权利要求1所述的一种抗静电聚乙烯催化剂的制备方法,其特征在于,(4)中,干燥温度60~90℃;干燥时间为0.5~5h。
10.如权利要求1所述的一种抗静电聚乙烯催化剂的制备方法,包括以下的步骤:
(1)在室温条件下将Davison 955硅胶加入到蒸馏水中,浸渍,同时以50~180r/min的转速连续搅拌;然后将铬化合物溶解到蒸馏水中,逐渐加入搅拌中的体系里,保持铬负载量为催化剂总重量的0.1~10wt%;负载结束后将得到物料在75~150℃的真空条件下持续干燥1~12h;
(2)在气体流化状态下进行高温煅烧,高温煅烧分为第一低温阶段、高温阶段、第二低温阶段这三个阶段进行;第一低温阶段在惰性气体中、100~300℃下持续煅烧0.5~3h;高温阶段在空气或者氧气中于300~900℃持续焙烧1~10小时;第二低温阶段在惰性气体中、400~550℃下持续煅烧0.5~3h;且在第二低温阶段加入抗静电组分;焙烧结束后,将所得到的催化剂冷却;
(3)在第二溶剂中加入烷基铝,进行铬活性中心的还原反应;还原反应使用的还原剂比例控制在Al/Cr摩尔比为1~10∶1;还原的时间为0.5~2h;
(4)在惰性气体气氛下于60~90℃干燥0.5~5h,获得最终的抗静电铬系催化剂。
11.如权利要求1所述的一种抗静电聚乙烯催化剂的制备方法,包括以下的步骤:
(1)在室温条件下将Davison 955硅胶加入到蒸馏水中,浸渍,同时以50~180r/min的转速连续搅拌;然后将铬化合物溶解到蒸馏水中,逐渐加入搅拌中的体系里,保持铬负载量为催化剂总重量的0.1~10wt%;负载结束后将得到物料在75~150℃的真空条件下持续干燥1~12h;
(2)在气体流化状态下进行高温煅烧,高温煅烧分为第一低温阶段、 高温阶段、第二低温阶段这三个阶段进行;第一低温阶段在惰性气体中、200℃下持续煅烧1h;高温阶段在空气或者氧气中于600℃持续焙烧4小时;第二低温阶段在惰性气体中、500℃下持续煅烧1h;且在第二低温阶段加入抗静电组分,添加组分为导电性强的材料;焙烧结束后,将所得到的催化剂冷却;
(3)在第二溶剂中加入烷基铝,进行铬活性中心的还原反应;还原反应使用的还原剂比例控制在Al/Cr摩尔比为6∶1;还原的时间为0.5~2h;
(4)在惰性气体气氛下于60~90℃干燥2h,获得最终的抗静电铬系催化剂。
12.通过权利要求1所述的方法制备的催化剂在合成乙烯均聚物和乙烯与α-烯烃共聚物中的应用。
13. 利用通过权利要求1的方法制备的催化剂进行气相聚合反应制备聚合物,步骤如下: 首先将聚合釜在高温、真空状态下处理,补充高纯氮气备用,将权利要求1中所获得的干粉催化剂经过计量后在高纯氮气保护下加入聚合釜,抽真空后搅拌,夹套通热水将釜温升到指定温度,缓慢加入乙烯气体至反应压力,开始聚合反应;聚合压力由质量流量计和压力传感器通过控制系统保持恒定,聚合温度由组合式水浴通过控制系统调节在线加热器和循环水泵进行控制;共聚单体和氢气的加入通过独立的管线或经过配气罐配气后加入;聚合开始计时后,恒温92℃恒压1.2MPa反应1h制备得到聚乙烯树脂。
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