CN102952222B - 超高分子量聚乙烯树脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超高分子量聚乙烯树脂及其制备方法，属于高分子材料技术领域，具体涉及一种利用超声波处理的负载型钛系催化剂制造的超高分子量聚乙烯树脂及其制备方法。超高分子量聚乙烯树脂是以超高分子量聚乙烯催化剂为主催化剂，烷基铝为助催化剂，采用淤浆聚合工艺，通过加入聚合溶剂和外给电子体，在不临氢的条件下进行乙烯均聚制得，本发明的超高分子量聚乙烯树脂的制备方法，易于工业实施，工艺条件可调性良好，采用的催化剂的反应动力学平稳。本发明制备出的超高分子量聚乙烯树脂的粘均分子量较高、分子量可调并且有效降低了树脂颗粒中的细粉含量。
Description
技术领域
本发明涉及一种超高分子量聚乙烯树脂及其制备方法，属于高分子材料技术领域，具体涉及一种利用超声波处理的负载型钛系催化剂制造的超高分子量聚乙烯树脂及其制备方法。
背景技术
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是指粘均分子量在150万以上的线性结构聚乙烯。其分子量平均为常规高密度聚乙烯(HDPE)的十几倍，超高的分子量赋与其诸多其它聚合物材料所不具备的突出性能，如：既使在很低的温度下仍具有极高的抗冲击性、极高的耐磨性能、极高的耐腐蚀性、自润滑性、高综合耐温性、良好的消音性能、良好的抗应力开裂能力、符合卫生标准等优点。UHMWPE因其特有的性能优势而广泛用于纺织、造纸、运输、包装、机械、化工、采矿、石油、农业、建筑、电器、医疗、体育及制冷技术等诸多领域，另外可利用其高强模量及高拉伸强度生产高性能纤维。
目前，超高分子量聚乙烯树脂的制备方法主要是采用Ziegler低压淤浆法，即以β-TiCl3/Al(C2H5)2Cl或TiCl4/Al(C2H5)2Cl为催化剂，60～120℃饱和烃为分散介质，乙烯于常压和75～85℃条件下聚合，制得不同分子量的产品。
CN1746197A公开了一种超高分子量聚乙烯催化剂及其制备方法及应用，该催化剂由含镁化合物负载的含钛组分和含硅组分构成，在有机铝化合物配合下，用于制备超高分子量聚乙烯时，能减少细粉和粗颗粒生成量，提高堆密度。
CN101161690A公开了一种用于制备超高分子量聚乙烯的催化剂及其制备方法，该催化剂由含钛的主催化剂和含铝的助催化剂组成，其中主催化剂通过新生态氯化镁与给电子体和钛化合物反应制得，由此催化剂制得的超高分子量聚乙烯，堆密度在0.35～0.40克/毫升，细粉含量少。
CN101654492A公开了一种超高分子量聚乙烯、其制备方法及其应用，该发明采用一种特定的负载型非茂金属催化剂用于制造超高分子量聚乙烯，用于规模生产时，可有效避免粉尘飞扬并降低发生粉尘***的危险。根据本发明制造的超高分子量聚乙烯的堆密度高、流动性好，粒径分布窄，细粉的质量含量低，并且具有高简支梁冲击强度。
CN101831015A公开了一种制备超高分子量聚乙烯的催化剂，该催化剂体系包括镁化合物载体负载的钛催化剂固体主组分和烷基铝化合物助催化剂组分，其特点是在催化剂固体主组分的制备过程中加入二氧化碳、醇和硅化合物对镁化合物载体进行处理，并在负载钛的过程中通过调节钛酸酯的加入量调节催化剂体系中钛和酯的含量，改变催化剂活性位上聚合物的生长能力，调节催化剂初始活性，改善聚合物性能。由该催化剂制备的超高分子量聚乙烯粒径在一定范围内，并且细粉和粗颗粒的生成量减少，堆积密度高。
在现有文献中，还没有发现将超声波技术应用于超高分子量聚乙烯催化剂的制备过程，从而改善聚合物树脂的颗粒形态，降低细粉含量的报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超高分子量聚乙烯树脂及其制备方法，利用该方法进行超高分子量聚乙烯的生产，工艺简便、成本低、易于操作控制，由此得到的超高分子量聚乙烯树脂具有较高的粘均分子量，并且细粉含量少。
本发明所述的超高分子量聚乙烯树脂，是以超高分子量聚乙烯催化剂为主催化剂，烷基铝为助催化剂，采用淤浆聚合工艺，通过加入聚合溶剂和外给电子体，在不临氢的条件下进行乙烯均聚制得；
助催化剂和主催化剂的用量比为0.05～5.0摩尔/克，助催化剂以铝元素摩尔数计，外给电子体的用量为0.2～6.0×10-6mol/L聚合溶剂，外给电子体的用量以聚合溶剂单位体积内的摩尔数计；
所述的主催化剂的制备方法如下：
(1)卤化镁和醇反应形成醇镁化合物，醇的加入量以卤化镁的用量计，为2～10mol醇/mol卤化镁；
(2)醇镁化合物和SiCl4反应形成一中间产物，SiCl4加入量以卤化镁的用量计，为1.5～15mol SiCl4/mol卤化镁；
(3)对所得中间产物进行超声波处理，超声波发生器功率为15～400W；超声波发生器频率为20～200KHz；处理时间为0.5～60分钟；
(4)超声波处理结束后，再加入钛化合物反应得到催化剂，钛化合物的加入量以卤化镁的用量计，为2～6mol钛化合物/mol卤化镁。
所述的卤化镁为：卤化镁化合物、烷氧基卤化镁化合物或烷基卤化镁化合物中的一种或一种以上；
所述的卤化镁化合物为：氯化镁、溴化镁或氟化镁，优选氯化镁；
所述的烷基卤化镁化合物为：甲基氯化镁、乙基氯化镁、丙基氯化镁、丁基氯化镁、甲基溴化镁、乙基溴化镁、丙基溴化镁或丁基溴化镁，优选甲基氯化镁；
所述的烷氧基卤化镁化合物为：甲氧基氯化镁、乙氧基氯化镁、丙氧基氯化镁、丁氧基氯化镁、甲氧基溴化镁、乙氧基溴化镁、丙氧基溴化镁或丁氧基溴化镁，优选甲氧基氯化镁；
所述的卤化镁最优选氯化镁。
所述的烃溶剂为：C5～C15的脂肪烃类化合物或芳香烃类化合物；
所述的C5～C15的脂肪烃类化合物优选为：正戊烷、异戊烷、正己烷、庚烷、辛烷或癸烷；
所述的芳香烃类化合物优选为：苯或甲苯；
所述的烃溶剂最优选正己烷和庚烷。
所述的醇为：C2～C20的醇；优选：C2～C8的醇，如：乙醇、正丙醇、正丁醇、异辛醇、2-乙基丁醇、2-乙基己醇，优选乙醇、丁醇、2-乙基丁醇，更优选乙醇、丁醇，醇的加入量以卤化镁的用量计。
所述的钛化合物为：四氯化钛、钛酸丁酯、甲氧基三氯化钛或三丁氧基氯化钛，优选四氯化钛。
所述的超声波处理：超声波发生器功率优选40～150W，更优选50～100W；超声波发生器频率优选30～100KHz，更优选40～80KHz；超声波处理时间优选1～30分钟，更优选2～10分钟。
所述的聚合溶剂为C5～C15的脂肪烃类化合物或芳香烃类化合物；
所述的C5～C15的脂肪烃类化合物为戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、6#溶剂油或120#溶剂油，优选己烷、庚烷、6#溶剂油，更优选6#溶剂油；
所述的芳香烃类化合物为甲苯或二甲苯。
所述的外给电子体为硅烷类化合物，二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二丙基二甲氧基硅烷或二苯基二乙氧基硅烷，优选二甲基二乙氧基硅烷。外给电子体的用量以溶剂单位体积内的摩尔数计，优选1.0～3.0×10-6mol/L聚合溶剂。
所述的烷基铝为三甲基铝、三乙基铝、三异丙基铝、三异丁基铝、三正己基铝、二乙基氯化铝、二丁基氯化铝或二丁基溴化铝中的一种或一种以上。
在本发明中，主催化剂需与助催化剂烷基铝配合使用，所述的主催化剂为负载型钛系催化剂，所述的助催化剂为烷基铝，助催化剂和主催化剂的用量比优选0.2～2.0摩尔/克，助催化剂以铝元素摩尔数计。
所述的聚合工艺中反应温度为30～95℃，反应压力为0.2～1.2MPa。
所述的超高分子量聚乙烯树脂的方法，包括以下步骤：
(1)主催化剂-超高分子量聚乙烯催化剂的制备：
①惰性气体保护下，将卤化镁放入带有搅拌装置的容器中，加入烃溶剂，升温搅拌；
②将步骤①的溶液中加入醇，与卤化镁形成一种醇镁化合物，恒温条件下，搅拌0.5～3小时，醇的加入量以卤化镁的用量计，为2～10mol醇/mol卤化镁；
③向步骤②制得的醇镁化合物中加入SiCl4，恒温搅拌0.5～1小时，SiCl4加入量以卤化镁的用量计，为1.5～15mol SiCl4/mol卤化镁；
④将步骤③的溶液进行超声波处理，超声波发生器频率为20～200KHz，超声波发生器功率为15～400W，处理时间为0.5～60分钟；超声波处理结束后，继续恒温搅拌0.5～2小时；
⑤向经过超声波处理的溶液中加入钛化合物，恒温搅拌1～3小时，钛化合物的加入量以卤化镁的用量计，为2～6mol钛化合物/mol卤化镁；
⑥停止搅拌，进行浆液静置，待浆液分层后，将不含催化剂颗粒的清液吸出，加入烃溶剂对催化剂颗粒进行洗涤，干燥制得超高分子量聚乙烯催化剂；
(2)聚合：首先将聚合反应釜抽真空或氮气置换后，加入聚合溶剂和外给电子体，开启搅拌，然后加入助催化剂和主催化剂，升温，通入乙烯单体，由催化剂引发乙烯单体进行聚合反应，反应温度通过夹套冷却循环水控制，生成的树脂颗粒悬浮在聚合溶剂中形成聚合物浆液，将聚合物浆液脱除溶剂后制得，助催化剂和主催化剂的用量比为0.05～5.0摩尔/克，助催化剂以铝元素摩尔数计，外给电子体的用量为0.2～6.0×10-6mol/L聚合溶剂，外给电子体的用量以聚合溶剂单位体积内的摩尔数计，反应温度为30～95℃，反应压力为0.2～1.2MPa。
具体而言，首先将聚合反应釜抽真空或氮气置换后，加入溶剂和外给电子体，开启搅拌，然后加入助催化剂和上述主催化剂，升温，通入乙烯单体，由催化剂引发乙烯单体进行聚合反应，反应温度通过夹套冷却循环水控制，生成的树脂颗粒悬浮在溶剂中形成聚合物浆液，将聚合物浆液脱除溶剂后，即得到所需超高分子量聚乙烯树脂。其中，溶剂加入体积一般为反应釜体积的0.6～0.8。反应温度30～95℃，优选50～85℃，反应压力0.2～1.2MPa，优选0.4～0.8MPa。搅拌速度可根据反应釜体积大小选择，一般为60～300转/分钟，体积较小的反应釜可采用较快转速，大于1m3的反应釜则采用较低转速，搅拌桨形式可以采用框式或锚式搅拌，为加强反应釜撤热效果，也可将搅拌桨做成可以通入循环水的形式。主催化剂的加入形式可以采用干粉加入，也可以与聚合溶剂预混后加入釜内。
本发明通过引入超声波处理技术，可以使催化剂载体颗粒得到快速均化，同时减少载体颗粒的团聚现象，得到高活性的超高分子量聚乙烯催化剂。以上述所得催化剂为主催化剂，在助催化剂的配合下，采用淤浆聚合工艺，通过加入外给电子体，在不临氢的条件下进行乙烯均聚，即可得到细粉含量低，分子量较高的超高分子量聚乙烯树脂，而且所使用的主催化剂聚合反应动力学平稳，易于生产操作控制。
采用本发明所述的超高分子量聚乙烯制备方法，可以有效降低粉尘危害，改善操作环境。由于催化剂的聚合反应动力学平稳，生产操作非常容易控制，通过改变聚合反应条件，也可以对超高分子量聚乙烯树脂的分子量进行调节，粘均分子量在300万以上。由此制得的超高分子量聚乙烯树脂颗粒的粒径主要集中在20～140目，粒径小于200目(75微米)的细粉树脂颗粒的质量含量低于1％，可应用于制造超高分子量聚乙烯板材、管材、棒材、片材、异型材、薄膜以及特种纤维。
与现有技术相比，采用本发明制备的超高分子量聚乙烯树脂的优点如下：
(1)催化剂制备方法简单，便于实施。
(2)催化剂活性高，在聚合温度60℃、聚合压力0.6MPa条件下，聚合反应1小时，催化剂的聚合活性可达50KgPE/gCat以上。
(3)聚合物的细粉含量低，粒度较集中。
(4)树脂制备工艺简单，易于工业实施，聚合反应平稳，生产过程易控。
附图说明
图1是聚合反应动力学曲线图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
本说明书实施例中催化剂性能和聚合产物的主要性能测试方法如下：
催化剂聚合活性的计算：单位时间内聚合所得的UHMWPE总重量和催化剂加量的比值，单位为KgPE/gCat。
分子量测定：采用粘度法测量，用十氢萘作溶剂，温度135℃，采用乌氏粘度计测量聚乙烯溶液流出的时间，然后算出聚合物的特性粘数η。按照公式
Mγ＝5.37×104×[η]1·37
所得的Mγ即为聚合物的分子量。
超高分子量聚乙烯树脂的颗粒分布采用筛分法。
实施例1：
(1)超高分子量聚乙烯催化剂的制备
用氮气充分清洗配有搅拌装置和回流冷凝***的玻璃烧瓶，在氮气保护下，然后加入60ml正己烷，1g无水氯化镁，并加入5ml正丁醇，在70℃，搅拌速度250转/分钟条件下，恒温搅拌0.5小时，得到醇镁化合物溶液；冷却至20℃，缓慢滴加5ml SiCl4，载体氯化镁析出后，升温至70℃下搅拌0.5小时；开启超声波发生器，设定频率为40KHz，功率为50W，对悬浮液处理3分钟；关闭超声波发生器，继续在70℃下恒温搅拌0.5小时；冷却至20℃，缓慢加入4ml四氯化钛，70℃下恒温搅拌2小时；用正己烷清洗催化剂颗粒数次，干燥得到催化剂粉末。
(2)超高分子量聚乙烯树脂的制备
对2L不锈钢聚合釜进行真空抽排后，加入聚合溶剂为1.2L经脱水处理后的工业6#溶剂油及1.2×10-6mol/L聚合溶剂的二甲基二乙氧基硅烷，然后加入助催化剂三乙基铝5ml和步骤(1)制备的主催化剂1.5mg，开启搅拌，搅拌转速为210转/分钟，通过夹套循环水升高釜内温度至60℃，然后通入乙烯至聚合釜压力为0.6MPa，保持聚合釜温度、压力恒定，聚合反应1小时后降温，出料并干燥，得到粉末状超高分子量聚乙烯树脂。聚合结果见表1，产品筛分数据见表2，聚合动力学曲线见图1。
实施例2：
(1)超高分子量聚乙烯催化剂的制备
采用与实施例1相同的催化剂组分和制备过程，但在制备过程中，超声波发生器处理时间为0.5分钟，超声波发生器频率设定为60KHz，功率设定为300W。
(2)超高分子量聚乙烯树脂的制备
采用与实施例1相同的聚合条件和聚合过程，聚合结果见表1，产品筛分数据见表2。
实施例3：
(1)超高分子量聚乙烯催化剂的制备
采用与实施例1相同的催化剂组分和制备过程，但在制备过程中，超声波发生器处理时间为5分钟，超声波发生器功率设定为80W，烃溶剂改为庚烷。
(2)超高分子量聚乙烯树脂的制备
采用与实施例1相同的聚合条件和聚合过程，聚合结果见表1，产品筛分数据见表2。
实施例4：
(1)超高分子量聚乙烯催化剂的制备
采用与实施例1相同的催化剂组分和制备过程，但在制备过程中，超声波发生器处理时间为10分钟，超声波发生器功率设定为150W。
(2)超高分子量聚乙烯树脂的制备
采用与实施例1相同的聚合条件和聚合过程，聚合结果见表1，产品筛分数据见表2。
实施例5：
(1)超高分子量聚乙烯催化剂的制备
采用与实施例1相同的催化剂组分和制备过程，但在制备过程中，超声波发生器频率设定为80KHz，功率设定为100W，超声波发生器处理时间为20分钟。
(2)超高分子量聚乙烯树脂的制备
采用与实施例1相同的聚合条件和聚合过程，聚合结果见表1，产品筛分数据见表2。
实施例6：
(1)超高分子量聚乙烯催化剂的制备
采用与实施例1相同的催化剂组分和制备过程，但在制备过程中，超声波发生器频率设定为120KHz，功率设定为200W，超声波发生器处理时间为30分钟。
(2)超高分子量聚乙烯树脂的制备
采用与实施例1相同的聚合条件和聚合过程，聚合结果见表1，产品筛分数据见表2。
实施例7：
(1)超高分子量聚乙烯催化剂的制备
采用与实施例1相同的催化剂组分和制备过程，但在制备过程中，超声波发生器频率设定为20KHz，功率设定为400W，超声波发生器处理时间为40分钟。
(2)超高分子量聚乙烯树脂的制备
采用与实施例1相同的聚合条件和聚合过程，聚合结果见表1，产品筛分数据见表2。
实施例8：
(1)超高分子量聚乙烯催化剂的制备
采用与实施例1相同的催化剂组分和制备过程，但在制备过程中，超声波发生器频率设定为160KHz，功率设定为30W，超声波发生器处理时间为50分钟。
(2)超高分子量聚乙烯树脂的制备
采用与实施例1相同的聚合条件和聚合过程，聚合结果见表1，产品筛分数据见表2。
实施例9：
(1)超高分子量聚乙烯催化剂的制备
采用与实施例1相同的催化剂组分和制备过程，但在制备过程中，超声波发生器频率设定为200KHz，功率设定为15W，超声波发生器处理时间为60分钟。
(2)超高分子量聚乙烯树脂的制备
采用与实施例1相同的聚合条件和聚合过程，聚合结果见表1，产品筛分数据见表2。
实施例10：
(1)超高分子量聚乙烯催化剂的制备
采用与实施例1相同的催化剂组分和制备过程，但在制备过程中，正丁醇加量为2ml，SiCl4加量为2ml，四氯化钛加量为2ml。
(2)超高分子量聚乙烯树脂的制备
采用与实施例1相同的聚合条件和聚合过程，聚合结果见表1，产品筛分数据见表2。
实施例11：
(1)超高分子量聚乙烯催化剂的制备
采用与实施例1相同的催化剂组分和制备过程，但在制备过程中，正丁醇加量为5ml，SiCl4加量为10ml，四氯化钛加量为6ml。
(2)超高分子量聚乙烯树脂的制备
采用与实施例1相同的聚合条件和聚合过程，聚合结果见表1，产品筛分数据见表2。
实施例12：
(1)超高分子量聚乙烯催化剂的制备
采用与实施例1相同的催化剂组分和制备过程，但在制备过程中，正丁醇加量为8ml，SiCl4加量为15ml，四氯化钛加量为4ml。
(2)超高分子量聚乙烯树脂的制备
采用与实施例1相同的聚合条件和聚合过程，聚合结果见表1，产品筛分数据见表2。
实施例13：
(1)超高分子量聚乙烯催化剂的制备
采用与实施例1相同的催化剂组分、制备过程及超声波处理工艺。
(2)超高分子量聚乙烯树脂的制备
聚合过程与实施例1相同，但聚合温度控制在65℃，聚合结果见表1，产品筛分数据见表2。
实施例14：
(1)超高分子量聚乙烯催化剂的制备
采用与实施例1相同的催化剂组分、制备过程及超声波处理工艺。
(2)超高分子量聚乙烯树脂的制备
聚合过程与实施例1相同，但聚合温度控制在72℃，聚合结果见表1，产品筛分数据见表2。
实施例15：
(1)超高分子量聚乙烯催化剂的制备
采用与实施例1相同的催化剂组分、制备过程及超声波处理工艺。
(2)超高分子量聚乙烯树脂的制备
聚合过程与实施例1基本相同，但聚合温度控制在72℃，聚合压力控制在0.4MPa，聚合结果见表1，产品筛分数据见表2。
实施例16：
(1)超高分子量聚乙烯催化剂的制备
采用与实施例1相同的催化剂组分、制备过程及超声波处理工艺。
(2)超高分子量聚乙烯树脂的制备
聚合过程与实施例1相同，但聚合温度控制在72℃，聚合压力控制在0.8MPa，聚合结果见表1，产品筛分数据见表2。
实施例17：
(1)超高分子量聚乙烯催化剂的制备
采用与实施例1相同的催化剂组分、制备过程及超声波处理工艺。
(2)超高分子量聚乙烯树脂的制备
聚合过程与实施例1相同，聚合溶剂改为己烷，聚合结果见表1，产品筛分数据见表2。
实施例18：
(1)超高分子量聚乙烯催化剂的制备
采用与实施例1相同的催化剂组分、制备过程及超声波处理工艺。
(2)超高分子量聚乙烯树脂的制备
聚合过程与实施例1相同，聚合溶剂改为120#溶剂油，聚合结果见表1，产品筛分数据见表2。
实施例19：
(1)超高分子量聚乙烯催化剂的制备
采用与实施例1相同的催化剂组分、制备过程及超声波处理工艺。
(2)超高分子量聚乙烯树脂的制备
聚合过程与实施例1相同，助催化剂改为三异丁基铝，聚合结果见表1，产品筛分数据见表2。
实施例20：
(1)超高分子量聚乙烯催化剂的制备
采用与实施例1相同的催化剂组分、制备过程及超声波处理工艺。
(2)超高分子量聚乙烯树脂的制备
聚合过程与实施例1相同，外给电子体改为二甲基二甲氧基硅烷，聚合结果见表1，产品筛分数据见表2。
实施例21：
(1)超高分子量聚乙烯催化剂的制备
采用与实施例1相同的催化剂组分、制备过程及超声波处理工艺。
(2)超高分子量聚乙烯树脂的制备
聚合过程与实施例1相同，外给电子体用量为2.4×10-6mol/L聚合溶剂，聚合结果见表1，产品筛分数据见表2。
实施例22：
(1)超高分子量聚乙烯催化剂的制备
采用与实施例1相同的催化剂组分、制备过程及超声波处理工艺。
(2)超高分子量聚乙烯树脂的制备
聚合过程与实施例1相同，外给电子体用量为3.6×10-6mol/L聚合溶剂，聚合结果见表1，产品筛分数据见表2。
实施例23：
(1)超高分子量聚乙烯催化剂的制备
采用与实施例1相同的催化剂组分、制备过程及超声波处理工艺。
(2)超高分子量聚乙烯树脂的制备
聚合过程与实施例1相同，外给电子体用量为0.2×10-6mol/L聚合溶剂，聚合结果见表1，产品筛分数据见表2。
实施例24：
(1)超高分子量聚乙烯催化剂的制备
采用与实施例1相同的催化剂组分、制备过程及超声波处理工艺。
(2)超高分子量聚乙烯树脂的制备
聚合过程与实施例1相同，外给电子体用量为6.0×10-6mol/L聚合溶剂，聚合结果见表1，产品筛分数据见表2。
比较例1：
主催化剂采用市售超高分子量聚乙烯催化剂，该催化剂以氯化镁为载体，活性中心为钛元素，国内大部分UHMWPE生产厂家均有所使用，主催化剂加量为10mg，树脂制备方法同实施例1，聚合结果见表1，产品筛分数据见表2。
表1超高分子量聚乙烯聚合结果数据表
表2超高分子量聚乙烯树脂的筛分结果表
由表1数据可以看出，本发明所采用的催化剂的聚合活性高，是比较例中催化剂活性的数倍，所得UHMWPE树脂分子量高，树脂分子量受聚合温度的影响较大，可以通过改变聚合工艺条件控制树脂分子量。同时，从表2树脂的筛分结果表中，可以看出，使用本发明聚合方法制备的UHMWPE树脂颗粒主要集中在30～120目之间，小于200目的颗粒细粉含量在1％以下，能够降低粉尘危害。
Claims (7)
1.一种超高分子量聚乙烯树脂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）主催化剂—超高分子量聚乙烯催化剂的制备：
①惰性气体保护下，将卤化镁放入带有搅拌装置的容器中，加入烃溶剂，升温搅拌；
②将步骤①的溶液中加入醇，与卤化镁形成一种醇镁化合物，恒温条件下，搅拌0.5～3小时，醇的加入量以卤化镁的用量计，为2～10mol醇/mol卤化镁；
③向步骤②制得的醇镁化合物中加入SiCl4，恒温搅拌0.5～1小时，SiCl4加入量以卤化镁的用量计，为1.5～15mol SiCl4/mol卤化镁；
④将步骤③的溶液进行超声波处理，超声波发生器频率为20～200KHz，超声波发生器功率为15～400W，处理时间为0.5～60分钟；超声波处理结束后，继续恒温搅拌0.5～2小时；
⑤向经过超声波处理的溶液中加入钛化合物，恒温搅拌 1～3小时，钛化合物的加入量以卤化镁的用量计，为2～6mol钛化合物/mol卤化镁；
⑥停止搅拌，进行浆液静置，待浆液分层后，将不含催化剂颗粒的清液吸出，加入烃溶剂对催化剂颗粒进行洗涤，干燥制得超高分子量聚乙烯催化剂；
（2）聚合：首先将聚合反应釜抽真空或氮气置换后，加入聚合溶剂和外给电子体，开启搅拌，然后加入助催化剂烷基铝和主催化剂，升温，通入乙烯单体，由催化剂引发乙烯单体进行聚合反应，反应温度通过夹套冷却循环水控制，生成的树脂颗粒悬浮在聚合溶剂中形成聚合物浆液，将聚合物浆液脱除溶剂后制得，助催化剂和主催化剂的用量比为0.05～5.0摩尔/克，助催化剂以铝元素摩尔数计，外给电子体的用量为0.2～6.0×10-6 mol/L聚合溶剂，外给电子体的用量以聚合溶剂单位体积内的摩尔数计；反应温度为30～95℃，反应压力为0.2～1.2MPa；
所述的聚合溶剂为：戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、6#溶剂油、120#溶剂油、甲苯或二甲苯。
2.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯树脂的制备方法，其特征在于所述的主催化剂的制备方法中卤化镁为：卤化镁化合物、烷氧基卤化镁化合物或烷基卤化镁化合物中的一种或一种以上；所述的烃溶剂为：C5~C15的脂肪烃类化合物或芳香烃类化合物；所述的醇为：C2~C20的醇；所述的钛化合物为：四氯化钛、钛酸丁酯、甲氧基三氯化钛或三丁氧基氯化钛。
3.根据权利要求2所述的超高分子量聚乙烯树脂的制备方法，其特征在于所述的卤化镁化合物为：氯化镁、溴化镁或氟化镁；所述的烷基卤化镁化合物为：甲基氯化镁、乙基氯化镁、丙基氯化镁、丁基氯化镁、甲基溴化镁、乙基溴化镁、丙基溴化镁或丁基溴化镁；所述的烷氧基卤化镁化合物为：甲氧基氯化镁、乙氧基氯化镁、丙氧基氯化镁、丁氧基氯化镁、甲氧基溴化镁、乙氧基溴化镁、丙氧基溴化镁或丁氧基溴化镁。
4.根据权利要求2所述的超高分子量聚乙烯树脂的制备方法，其特征在于所述的C5~C15的脂肪烃类化合物为：正戊烷、异戊烷、正己烷、庚烷、辛烷或癸烷；所述的芳香烃类化合物为：苯或甲苯。
5.根据权利要求2所述的超高分子量聚乙烯树脂的制备方法，其特征在于所述的C2~C20的醇为：乙醇、正丙醇、正丁醇、异辛醇、2－乙基丁醇或2－乙基己醇。
6.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯树脂的制备方法，其特征在于所述的外给电子体为：二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二丙基二甲氧基硅烷或二苯基二乙氧基硅烷。
7.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯树脂的制备方法，其特征在于所述的烷基铝为：三甲基铝、三乙基铝、三异丙基铝、三异丁基铝、三正己基铝、二乙基氯化铝、二丁基氯化铝或二丁基溴化铝中的一种或一种以上。
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