本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種超高分子量聚乙烯及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、超高分子量聚乙烯(uhmwpe)一般是黏均分子量在100萬以上的聚乙烯材料，具有高強(qiáng)度、耐沖擊、耐磨損、自潤滑、耐化學(xué)腐蝕、耐低溫等優(yōu)異性能，主要制品有纖維、薄膜、管材、板材、棒材、多孔材和異型材等，廣泛用于航空航天、國防軍工、軌道交通、石油化工、新能源材料等領(lǐng)域。uhmwpe的相對(duì)分子質(zhì)量相對(duì)于一般聚合物大很多，分子鏈間相互纏結(jié)嚴(yán)重，導(dǎo)致uhmwpe的熔體粘度極大，流動(dòng)非常困難，在低剪切速度下，會(huì)產(chǎn)生熔體破裂現(xiàn)象使產(chǎn)品表面性能差，難以進(jìn)行加工。hmwpe板材和管材所使用的uhmwpe粉料粒徑分布在90-150μm，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，粒徑分布窄且分子量分布窄的uhmwpe受到市場(chǎng)的青睞。隨著uhmwpe在油墨和濾膜等市場(chǎng)的應(yīng)用不斷擴(kuò)展，市場(chǎng)對(duì)粒徑10-30μm和分子量分布窄的uhmwpe超細(xì)粉的需求逐漸增大。目前我國uhmwpe的生產(chǎn)主要使用z-n催化劑，作為最早生產(chǎn)uhmwpe的多活性中心催化劑其聚合物顆粒粒徑一般在100-300μm，可以滿足大部分產(chǎn)品的使用。超高分子量聚乙烯的表觀形態(tài)、粒徑分布及堆積密度對(duì)于生產(chǎn)過程及產(chǎn)品儲(chǔ)存影響較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的超高分子量聚乙烯分子量小且分布寬、粒徑分布不均勻問題，提供一種超高分子量聚乙烯及其制備方法和應(yīng)用，該超高分子量聚乙烯具有完整的表觀形貌、均勻的粒徑分布、較高的堆積密度。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種超高分子量聚乙烯，該超高分子量聚乙烯具有類球形形貌，堆積密度為0.45-0.52g/cm3，平均粒徑為110-150μm。

3、本發(fā)明第二方面提供一種超高分子量聚乙烯的制備方法，該制備方法包括：在溶劑條件下，將乙烯與催化劑接觸發(fā)生聚合反應(yīng)，程序降溫，反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入固液分離、干燥；所述程序降溫包括：每降溫1-3℃，穩(wěn)定0.5-2h，降溫次數(shù)至少兩次。

4、本發(fā)明第三方面提供本發(fā)明第一方面所述的超高分子量聚乙烯和第二方面所述的制備方法制備得到超高分子量聚乙烯在鋰電池隔膜領(lǐng)域中的應(yīng)用。

5、通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明有如下優(yōu)勢(shì)：

6、本發(fā)明超高分子量聚乙烯具有形貌規(guī)整，分子量大、分布窄，粒徑分布均勻的特征，質(zhì)量穩(wěn)定、優(yōu)異。

7、本發(fā)明方法通過聚合反應(yīng)后的程序降溫處理，能夠長周期穩(wěn)定生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定、優(yōu)異的超高分子量聚乙烯產(chǎn)品。

技術(shù)特征：

1.一種超高分子量聚乙烯，其特征在于，該超高分子量聚乙烯具有類球形形貌，堆積密度為0.45-0.52g/cm3，平均粒徑為110-150μm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高分子量聚乙烯，其中，

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超高分子量聚乙烯，其中，所述超高分子量聚乙烯的黏均分子量為30-300萬g/mol。

4.一種超高分子量聚乙烯的制備方法，其特征在于，該制備方法包括：在溶劑條件下，將乙烯與催化劑接觸發(fā)生聚合反應(yīng)，程序降溫，反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行固液分離、干燥；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其中，所述催化劑包括氯化鎂載體、負(fù)載在載體上的元素鈦和元素鋁，催化劑中元素鋁與元素鈦的摩爾比為2-8:1，優(yōu)選為5-6:1。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的制備方法，其中，

7.根據(jù)權(quán)利要求4-6中任意一項(xiàng)所述的制備方法，其中，

8.根據(jù)權(quán)利要求4-7中任意一項(xiàng)所述的制備方法，其中，所述聚合反應(yīng)包括先進(jìn)行第一聚合反應(yīng)，再進(jìn)行第二聚合反應(yīng)，優(yōu)選地，

9.根據(jù)權(quán)利要求4-8中任意一項(xiàng)所述的制備方法，其中，所述溶劑為有機(jī)溶劑，優(yōu)選為正己烷、環(huán)己烷、庚烷中的至少一種。

10.權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的超高分子量聚乙烯和權(quán)利要求4-9中任意一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的超高分子量聚乙烯在鋰電池隔膜領(lǐng)域中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種超高分子量聚乙烯及其制備方法和應(yīng)用。該超高分子量聚乙烯具有類球形形貌，堆積密度為0.45?0.52g/cm<supgt;3</supgt;，平均粒徑為110?150μm。本發(fā)明超高分子量聚乙烯具有形貌規(guī)整，分子量大、分布窄，粒徑分布均勻的特征，質(zhì)量穩(wěn)定、優(yōu)異。

技術(shù)研發(fā)人員：張希來,秦曉隆,周燦,楊家靖,呂書軍,孫啟虎,王立業(yè),杜小吉,朱泓宇,陳雷,朱巖,苗艾娜,葛慶江,孫麗穎,潘濤,張書源,王凱豐,史雙劼
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油天然氣股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/6/26