一种Ziegler-Natta催化剂及其制备方法与流程

本发明涉及催化剂，具体而言，涉及一种ziegler-natta催化剂及其制备方法。

背景技术：

1、近年来，随着汽车轻量化的进程，聚丙烯在汽车上的比重不断增加，给聚丙烯产业带来了重大机遇，同时也提出了新的挑战，如汽车保险杠专用料要求聚丙烯具有较高的抗冲击性能。目前，提高聚丙烯产品冲击性能的方法主要有两种，一是使用poe、epdm等弹性体对现有聚丙烯产品进行增韧改性，二是采用原位聚合的方法，制备高抗冲聚丙烯。

2、高抗冲聚丙烯的生产，催化剂是关键。一方面，催化剂的共聚性能决定了乙烯和丙烯的竞聚率，对抗冲聚丙烯的组成有重要影响；另一方面，催化剂的孔隙率会影响橡胶相在聚合物颗粒中的分布，进而影响产品性能和生产制备过程。如果催化剂的孔容过小，聚合产生的橡胶相会从聚丙烯颗粒的微孔中溢出，并逐渐包覆聚丙烯颗粒，使聚丙烯颗粒发粘，产生黏釜、堵塞出料管线的问题，影响长周期生产，同时还会造成产品中橡胶相团聚，影响其冲击性能。目前用于制备高抗冲聚丙烯的ziegler-natta催化剂大多孔容较小，无法有效提升聚丙烯的力学性能。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种ziegler-natta催化剂及其制备方法，以解决现有技术中ziegler-natta催化剂的孔容较小，容易影响聚丙烯抗冲击性能的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种ziegler-natta催化剂的制备方法，包括如下步骤：

3、s1，将镁粉、二元醇单烷基醚混合，加入引发剂，进行第一反应，随后进行第一过滤、第一洗涤、第一干燥，得到单烷基醚烷氧基镁；

4、s2，将单烷基醚烷氧基镁、四氯化钛混合，加入内给电子体，进行第二反应，随后进行第二过滤、第二洗涤、第二干燥，得到ziegler-natta催化剂。

5、进一步地，二元醇单烷基醚的通式为ho-r1-o-r2，其中，r1、r2各自独立地为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基中的至少一种。

6、进一步优选地，r1、r2各自独立地为丙基、丁基中的一种。

7、进一步地，s1中，引发剂为碘、1,2-二溴乙烷中的一种。

8、进一步地，s2中，内给电子体为邻苯二甲酸酯，具体为邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二正庚酯、邻苯二甲酸二乙酯中的至少一种。

9、进一步地，s1中，镁粉和二元醇单烷基醚的物质的量之比为1：(3～10)，引发剂的质量为镁粉质量的1％～5％。

10、进一步优选地，s1中，镁粉和二元醇单烷基醚的物质的量之比为1：(4～8)。

11、进一步地，s2中，单烷基醚烷氧基镁与四氯化钛的物质的量之比为1：(10～60)，内给电子体与单烷基醚烷氧基镁的物质的量之比为(0.1～0.5)：1。

12、进一步优选地，s2中，单烷基醚烷氧基镁与四氯化钛的物质的量之比为1：(50～60)。

13、进一步地，第一反应的温度为20～120℃，第一反应的时间为2～10h。

14、进一步地，第二反应的温度为80～120℃，第二反应的时间为1～5h。

15、进一步地，s2中，将单烷基醚烷氧基镁、四氯化钛混合时的温度为-25～0℃。

16、根据本发明的第二方面，提供了一种ziegler-natta催化剂，该ziegler-natta催化剂由本发明第一方面的制备方法制备所得。

17、应用本发明的技术方案，以镁粉和二元醇单烷基醚反应生成单烷基醚烷氧基镁，反应过程中会形成微孔，在单烷基醚烷氧基镁与四氯化钛反应过程中，单烷基醚烷氧基被氯离子取代，使微孔进一步扩大，本发明通过对反应原料及反应步骤进行选择，制得的ziegler-natta催化剂具有较大的孔容，在制备聚丙烯的过程中可容纳更多的橡胶相，有利于制备出超高抗冲聚丙烯产品。

技术特征：

1.一种ziegler-natta催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二元醇单烷基醚的通式为ho-r1-o-r2，其中，r1、r2各自独立地为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述r1、r2各自独立地为丙基、丁基中的一种。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂为碘、1,2-二溴乙烷中的一种；所述内给电子体为邻苯二甲酸酯。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述s1中，所述镁粉和所述二元醇单烷基醚的物质的量之比为1：(3～10)，所述引发剂的质量为所述镁粉质量的1％～5％。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述s1中，所述镁粉和所述二元醇单烷基醚的物质的量之比为1：(4～8)。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述s2中，所述单烷基醚烷氧基镁与所述四氯化钛的物质的量之比为1：(10～60)，所述内给电子体与所述单烷基醚烷氧基镁的物质的量之比为(0.1～0.5)：1。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述s2中，所述单烷基醚烷氧基镁与所述四氯化钛的物质的量之比为1：(50～60)。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第一反应的温度为20～120℃，所述第一反应的时间为2～10h；所述第二反应的温度为80～120℃，所述第二反应的时间为1～5h；所述s2中，将所述单烷基醚烷氧基镁、所述四氯化钛混合时的温度为-25～0℃。

10.一种ziegler-natta催化剂，其特征在于，由权利要求1至9中任一项所述制备方法制备所得。

技术总结
本发明公开了一种Ziegler‑Natta催化剂及其制备方法，涉及催化剂技术领域。本发明Ziegler‑Natta催化剂的制备方法包括：S1，将镁粉、二元醇单烷基醚混合，加入引发剂，进行第一反应，随后进行第一过滤、第一洗涤、第一干燥，得到单烷基醚烷氧基镁；S2，将单烷基醚烷氧基镁、四氯化钛混合，加入内给电子体，进行第二反应，随后进行第二过滤、第二洗涤、第二干燥，得到Ziegler‑Natta催化剂。以本发明所述方法制得的Ziegler‑Natta催化剂的孔容较大，易于制备出具有良好冲击性能的聚丙烯。

技术研发人员：黄河,李化毅,李磊,罗志,袁炜,王林,胡琳,王齐
受保护的技术使用者：国家能源集团宁夏煤业有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2025/4/6