聚乙烯和滑石粉复合材料的制备方法.pdf

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1、(10)授权公告号 CN 102093620 B (45)授权公告日 2012.07.25 CN 102093620 B *CN102093620B* (21)申请号 201110002452.X (22)申请日 2011.01.07 C08L 23/06(2006.01) C08K 3/34(2006.01) C08F 110/02(2006.01) C08F 4/70(2006.01) C08F 4/02(2006.01) (73)专利权人 海城精华矿产有限公司 地址 114200 辽宁省鞍山市海城市铁西区泰 山街 23 号 (72)发明人 王松 杨雪 张爱玲 杨文军 汪晓鑫 王玉现 (7。

2、4)专利代理机构 沈阳圣群专利事务所 ( 普通 合伙 ) 21221 代理人 王钢 CN 101108904 A,2008.01.23,说明书第2至 3 页 . CN 101792536 A,2010.08.04,说明书第1至 2 页 . 刘亚群等 . 高填充量的滑石粉 / 聚乙烯材料 流变性能的研究 .华北工学院学报 .2000, 第 21 卷 ( 第 2 期 ), 第 182 至 184 页 . 王正祥等 . 滑石粉等填充改性高密度聚乙烯 的性能研究 .包装学报 .2010, 第 2 卷 ( 第 2 期 ), 第 11 至 13 页 . (54) 发明名称 聚乙烯和滑石粉复合材料的制备方法。

3、 (57) 摘要 本发明涉及聚乙烯和滑石粉复合材料的制备 方法。包括下述步骤 ： 催化剂的制备 ： 向滑石粉中 加入庚烷溶剂， 然后在3060搅拌下缓慢滴加 溶有 Fe （） 络合物的庚烷溶液， 待滴加完毕后， 继 续在该温度下搅拌 1-3 小时， 然后向滑石粉中加 入酯和庚烷的混合液， 继续反应 4-8 小时， 反应结 束后过滤， 得到滑石粉负载的铁系催化剂， 干燥后 待用 ； 乙烯聚合 ： 在淤浆聚合条件下， 以己烷为溶 剂， 以 MAO 为助催化剂， 加入制备的催化剂， 其中 Al/Fe 摩尔比为 5 2000， 聚合温度为 50 80， 通入乙烯气体至指定聚合压力 1 10MPa， 进。

4、行乙烯聚合。避免了传统的制备聚乙烯 / 滑 石粉复合材料的共混、 改性等问题， 简化了生产工 艺。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 林荫 权利要求书 1 页 说明书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书 1 页 说明书 3 页 1/1 页 2 1. 聚乙烯和滑石粉复合材料的制备方法， 其特征在于包括下述步骤 ： 催化剂的制备 ： 向滑石粉中加入庚烷溶剂， 然后在 30 60搅拌下缓慢滴加溶有 Fe （） 络合物的庚烷溶液， 待滴加完毕后， 继续在该温度下搅拌 1-3 小时， 然后向滑石粉中 加入酯和庚烷的混合液， 继续反应 4-8 小时，。

5、 反应结束后过滤， 使用庚烷对反应产物反复洗 涤， 得到滑石粉负载的铁系催化剂， 干燥后待用 ； 乙烯聚合 ： 在淤浆聚合条件下， 以己烷为溶剂， 以 MAO 为助催化剂， 加入制备的催 化剂， 其中 Al/Fe 摩尔比为 5 2000， 聚合温度为 50 80， 通入乙烯气体至指定聚 合压力 1 10MPa， 进行乙烯聚合， 聚合时间为 30 分钟 5 小时 ； 所述的酯为正硅酸甲酯、 正硅酸乙酯或正硅酸丁酯 ； 所述的 Fe（） 络合物的配体分子式如下 ： 。 2. 根据权利要求 1 所述的聚乙烯和滑石粉复合材料的制备方法， 其特征在于所述的 滑石粉在聚合物中含量控制在 0.5% 40%。。

6、 权 利 要 求 书 CN 102093620 B 2 1/3 页 3 聚乙烯和滑石粉复合材料的制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种复合材料的制备方法， 尤其涉及一种聚乙烯和滑石粉复合材料的 制备方法。 背景技术 0002 聚乙烯是当前最重要的五大通用塑料之一， 具有重量轻、 无毒价廉、 耐湿性优异、 化学稳定性高和加工成型方便等优点， 所以被广泛应用于食品包装、 汽车配件、 建筑材料等 领域。但是纯的聚乙烯具有韧性不够高、 硬度低、 环境应力开裂性差等问题， 这就抑制了其 应用领域的拓展。为了解决这些问题， 通常采取添加无机填料的方法加以改进。目前， 最常 用的无机填料是碳酸钙。但常。

7、用的碳酸钙在微观上具有球形结构， 将其加入到聚乙烯中会 使材料拉伸强度大幅下降， 同时还会加大对生产设备的磨损， 提高了生产成本。 滑石粉具有 层片状结构， 径厚比也较大， 相对碳酸钙硬度也较低。 因此将滑石粉加入聚乙烯中不但能增 加材料的拉伸强度、 刚性、 表面硬度、 耐热性及高温抗蠕变等性能， 还能降低对生产设备的 磨损。以滑石粉作无机填料改善聚乙烯的使用性能应用前景广阔。 0003 然而， 作为无机材料的滑石粉和聚乙烯的相容性较差， 两者直接进行共混加工生 产的产品性能不能满足需求。 通常采取加入偶联剂等界面增容剂的方法来改善两者的相容 性， 即先使用偶联剂对滑石粉表面改性， 然后将改性。

8、滑石粉和聚乙烯熔融共混， 通过螺杆挤 出机挤出造粒得到最终产品。 然而， 偶联剂虽然能改善无机填料和聚烯烃的相容性， 但是一 方面， 很难保证在加工过程中偶联剂能将滑石粉的所有裸露表面包覆， 另一方面， 偶联剂本 身和聚乙烯也存在相容性问题。因此， 使用偶联剂改性的效果并不理想。同时， 偶联剂的加 入量虽然较少， 但还是会增加生产成本， 并使得生产工艺复杂化。 发明内容 0004 为了解决上述技术问题， 本发明提供了一种聚乙烯和滑石粉复合材料的制备方 法， 目的是增强聚乙烯和滑石粉复合材料的界面相容性， 简化生产工艺。 0005 为达上述目的本发明聚乙烯和滑石粉复合材料的制备方法， 其特征在于。

9、包括下述 步骤 ： 催化剂的制备 ： 向滑石粉中加入庚烷溶剂， 然后在 30 60搅拌下缓慢滴加溶有 Fe （） 络合物的庚烷溶液， 待滴加完毕后， 继续在该温度下搅拌 1-3 小时， 然后向滑石粉中 加入酯和庚烷的混合液， 继续反应 4-8 小时， 反应结束后过滤， 使用庚烷对反应产物反复洗 涤， 得到滑石粉负载的铁系催化剂， 干燥后待用 ； 乙烯聚合 ： 在淤浆聚合条件下， 以己烷为 溶剂， 以MAO为助催化剂， 加入制备的催化剂， 其中Al/Fe摩尔比为52000， 聚合温度 为 50 80， 通入乙烯气体至指定聚合压力 1 10MPa， 进行乙烯聚合， 聚合时间为 30 分 钟 5 小。

10、时。 0006 所述的 Fe（） 络合物的配体分子式如下 ： 说 明 书 CN 102093620 B 3 2/3 页 4 0007 。 0008 所述的酯为正硅酸甲酯、 正硅酸乙酯或正硅酸丁酯。 0009 所述的滑石粉在聚合物中含量控制在 0.5% 40%。 0010 所述的乙烯聚合中通入气体为氢气和乙烯气体的混合气体， 氢气作分子量调节 剂， 氢气与乙烯的分压比为 0 0.3。 0011 所述的催化剂制备的过程中在氮气保护下进行。 0012 本发明的优点效果 ： 将铁系催化剂负载到滑石粉上， 使得聚乙烯以键合方式和滑 石粉连接， 同时聚合过程中乙烯单元能渗入到滑石粉颗粒的缝隙中， 经过聚合。

11、能增强聚乙 烯和滑石粉的物理连接， 键合和物理连接两种方式的存在， 使得聚乙烯 / 滑石粉复合材料 的界面相容性优良 ； 在催化剂制备阶段将滑石粉加入体系， 避免了传统的制备聚乙烯 / 滑 石粉复合材料的共混、 改性等问题， 简化了生产工艺。 具体实施方式 0013 下面结合实施例对本发明作进一步说明。 0014 实施例 1 0015 催化剂的制备 ： 在氮气保护下， 取20g滑石粉， 将400ml庚烷溶剂加入到滑石粉中， 然后在 30搅拌下缓慢滴加溶有 Fe（） 络合物的庚烷溶液， 其中 Fe（） 络合物含量为 20mg。待滴加完毕后， 继续在该温度下搅拌 2 小时。然后， 加入 20mg 。

12、正硅酸甲酯和 10ml 庚 烷的混合液， 维持原试验条件继续反应 6 小时， 反应结束后过滤。使用庚烷对反应产物反复 洗涤四次， 每次庚烷用量为 200ml， 得到滑石粉负载的铁系催化剂， 干燥后待用 ； 0016 乙烯聚合 ： 在淤浆聚合条件下， 以己烷为溶剂， 以 MAO 为助催化剂， 加入制备 的催化剂， 其中Al/Fe摩尔比为2000， 聚合温度为50， 通入乙烯气体至指定聚合压力 1MPa， 进行乙烯聚合， 聚合时间为5小时， 得到聚乙烯/滑石粉复合材料， 滑石粉在聚合物中 含量为 0.5%。 0017 实施例 2 0018 催化剂的制备 ： 在氮气保护下， 取20g滑石粉， 将40。

13、0ml庚烷溶剂加入到滑石粉中， 然后在 60搅拌下缓慢滴加溶有 Fe（） 络合物的庚烷溶液， 其中 Fe（） 络合物含量为 200mg。待滴加完毕后， 继续在该温度下搅拌 1 小时。然后， 加入 100mg 正硅酸乙酯和 20ml 庚烷的混合液， 维持原试验条件继续反应 4 小时， 反应结束后过滤。使用庚烷对反应产物反 复洗涤二次， 每次庚烷用量为 200ml， 得到滑石粉负载铁系催化剂， 干燥后待用 ； 0019 乙烯聚合 ： 在淤浆聚合条件下， 以己烷为溶剂， 以 MAO 为助催化剂， 加入制备 的催化剂， 其中Al/Fe摩尔比为1000， 聚合温度为80， 通入氢气和乙烯气体的混合物 至。

14、指定聚合压力 10MPa， 其中氢气与乙烯的分压比为 0.3， 进行乙烯聚合， 聚合时间为 30 分 说 明 书 CN 102093620 B 4 3/3 页 5 钟， 得到聚乙烯 / 滑石粉复合材料， 滑石粉在聚合物中含量为 40%。 0020 实施例 3 0021 催化剂的制备 ： 在氮气保护下， 取20g滑石粉， 将400ml庚烷溶剂加入到滑石粉中， 然后在 45搅拌下缓慢滴加溶有 Fe（） 络合物的庚烷溶液， 其中 Fe（） 络合物含量为 100mg。待滴加完毕后， 继续在该温度下搅拌 3 小时。然后， 加入 60mg 正硅酸丁酯和 20ml 庚烷的混合液， 维持原试验条件继续反应 8 小时， 反应结束后过滤。使用庚烷对反应产物反 复洗涤三次， 每次庚烷用量为 200ml， 得到滑石粉负载的铁系催化剂， 干燥后待用 ； 0022 乙烯聚合 ： 在淤浆聚合条件下， 以己烷为溶剂， 以 MAO 为助催化剂， 加入制备 的催化剂， 其中 Al/Fe 摩尔比为 5， 聚合温度为 60， 通入乙烯气体至指定聚合压力 5MPa， 进行乙烯聚合， 聚合时间为2.5小时， 得到聚乙烯/滑石粉复合材料， 滑石粉在聚合物 中含量为 1%。 0023 本发明的实施例中的 Fe（） 络合物的配体分子式如下 ： 0024 。 说 明 书 CN 102093620 B 5 。