[发明专利]一种高熔融指数聚乙烯的制备方法

说明书

本发明公开了一种高熔融指数聚乙烯的制备方法，在氢气存在条件下，使用含有多元外给电子体的催化体系，制备熔融指数大于20g/10min的聚乙烯。多元外给电子体催化体系包含催化剂组分(A)，烷基铝化合物(B)和多元外给电子体(C)，其中组分(A)由选自干粉型或浆液型Ziegler‑Natta催化剂，烷基铝化合物(B)选自烷基铝或烷基氯化铝。多元外给电子体(C)包括第一类外给电子体和第二类外给电子体：第一类外给电子体为多卤代烷烃，第二类外给电子体选为乙酰丙酮类化合物。制备高熔融指数的聚乙烯工艺包括浆液聚合工艺和气相聚合工艺及它们的组合。

技术领域

本发明属于聚烯烃的生产技术领域，尤其涉及一种高熔融指数聚乙烯的制备方法，本发明中涉及一种含有多元外给电子体的用于乙烯聚合的催化剂，且应用该烯烃聚合催化剂体系制备高熔融指数聚乙烯的方法。

背景技术

聚乙烯(Polyethylene，简称PE)是目前全球产量最大、用途最广泛的塑料品种之一。随着聚乙烯工业的不断进步与发展，开发高性能催化剂、生产高附加值的聚合产品已成为科研工作的重点。在聚乙烯的工业生产中，熔融指数(熔体质量流动速率)是一项重要的产品指标，工业上常用以控制产品质量，划分不同牌号聚乙烯产品；它反映熔体流动特性及分子量大小，是产品加工应用领域的关键指标，能使选用的原材料更好地适应加工工艺的要求，使制品在成型的可靠性和质量方面有所提高。

高熔融指数聚乙烯具有的主要优势有如下：可使注塑制品易于成型加工，减少注射缺陷和废品率；在制品加工生产过程中可降低加工温度、注射压力和合模力等，从而降低能耗，缩短制品的成型周期，提高制品产量；可用其注塑成型结构复杂的薄壁制品(如手机、微型电脑)和生产复杂设计参数或流动长度较长的部件，简化了注塑成型工序，减少了原材料的使用成本。因此，高熔融指数聚乙烯注塑专用料的生产是聚乙烯发展的重要方向之一，具有良好的综合性能和广阔的市场前景。

目前工业常见的方法是通过氢气与乙烯的分压进行调节聚乙烯产品的熔融指数，而其根本决定因素是烯烃聚合催化体系的聚合性能。随着高熔融指数产品需求的迅速增加，开发新型催化体系和高熔融指数产品制备方法成为聚乙烯技术研发的重要方向。

杜波等报道了在乙烯聚合中分别加入外给电子体甲基环己基二甲氧基硅烷、二环戊基二甲氧基硅烷、二异丁基二甲氧基硅烷、二异丙基二甲氧基硅烷对催化剂活性和聚合物分子量的影响，研究结果表明加入外给电子体，乙烯聚合时催化剂活性降低，聚合物相对分子量提高，相对分子量分布变窄。

孙怡菁等人报道了二氯乙烷对钛系聚乙烯催化剂的活性、氢调敏感性及分子量分布的影响，二氯乙烷的加入提高催化剂活性、氢调敏感性及分子量分布。

中国专利CN102107145A公开一种改性Ti-Mg催化剂及其制备方法和应用。其中，催化剂以多孔硅胶和无水氯化镁为载体，含钛过渡金属为活性组分，给电子体化合物为改性剂，按催化剂质量100％计：Ti含量为1.2～7.9％，Mg含量为4.0～12.6％，给电子体含量为0.2～8.6％，其余量为载体；使用该催化剂制备的聚乙烯产品具有分子量分布宽(5.2～13.2)且可调的特点，因此大大改善了树脂的加工性能、拓宽了产品的应用领域。该专利使用了酯类、醚类、胺类、酮类或其混合物作为内给电子体，具有调节分子量分布的特征，但是该专利并没有声称这些内给电子体化合物具有调节分子量大小的特征，特别是降低分子量的特征。从实施例看，与对比例相比，加入这些内给电子体后，聚乙烯的重均分子量并没有显著降低，有些实施例的分子量还增加。

利用组合外给电子体与钛系Ziegler-Natta催化剂配合，能够制备出高熔融指数的聚乙烯。本专利在于提供更好的外给电子体组合，以更高的催化活性和更高的效率制备高熔融指数聚乙烯。

发明内容

本发明的目的在于开发一种制备高熔融指数聚乙烯的方法，使用聚乙烯催化剂为含钛元素的催化剂以及烷基铝和多元外给电子体组成的催化体系，在氢气作为调节剂的条件下，制备高熔融指数聚乙烯的方法。具体技术方案如下：