多元系极性烯烃共聚物及其生产方法与流程

文档序号:19156771发布日期:2019-11-16 00:54阅读:268来源:国知局

本发明涉及多元系极性烯烃共聚物及其生产方法。更具体地,本发明涉及具有聚合性官能团的多元系极性烯烃共聚物,其通过使用具有特定结构的极性共聚单体聚合来获得并且具有线型聚合物一次结构。



背景技术:

在树脂材料中,例如乙烯聚合物和乙烯与α-烯烃的共聚物等烯烃系聚合物在例如物性和成形性等各种性质方面是优异的,并且显示高的经济性和高的环境问题适应性,因此所述聚合物为高度通用且重要的工业材料。

然而,由于烯烃系聚合物不具有极性基团,因此难以应用于要求例如对其它材料的粘接性、印刷适性、或与填料的相容性等物性的用途。作为用于改善性质的材料,通过高压自由基聚合法生产的乙烯与含有极性基团的乙烯基单体的共聚物单独或以与另一树脂的组合使用(专利文献1和2)。然而,由于聚合物多分支结构,因此其为低弹性模量的并且在机械物性方面是差的,因此,其不仅在单独使用时而且在以与另一树脂的组合使用时,对于要求特别高的强度的用途的应用范围受到限制。

另一方面,期望具有聚合性官能团作为极性基团的烯烃系聚合物为可以在保持成形特性的同时通过后改性或后交联来高强度化的材料。迄今为止,虽然报道了具有例如外型-亚甲基(exo-methylenegroup)等具有不同的反应性的烯烃的共聚物,但是认为难以生产在侧链具有作为具有极性的聚合性官能团的甲基丙烯酸酯的烯烃系聚合物。

近年来,报道了尝试通过使用对极性官能团有耐性的后周期过渡金属催化剂来克服这些问题(专利文献3~8)。非专利文献1报道了在侧链具有甲基丙烯酸酯的线型共聚物通过使用钯化合物作为聚合催化剂来获得。

引文列表

专利文献

专利文献1:日本专利no.2792982

专利文献2:jp-a-3-229713

专利文献3:jp-t-2002-521534

专利文献4:jp-a-6-184214

专利文献5:jp-a-2008-223011

专利文献6:jp-a-2010-150246

专利文献7:jp-a-2010-150532

专利文献8:jp-a-2010-202647

非专利文献

非专利文献1:thomasrunzi,damienguironnet,inigogottker-schnetmann,andstefanmeckingj.am.chem.soc.,2010.132(46),pp16623-16630.



技术实现要素:

发明要解决的问题

然而,作为由本申请的发明人作出的评价的结果,常规的具有聚合性官能团的烯烃共聚物在各种溶剂和单体中的溶解性是不足的(参见本申请的比较例),并且在共混的情况下难以显示性能。鉴于这些常规的技术,显然期望开发如下的含有极性基团的烯烃共聚物,所述含有极性基团的烯烃共聚物通过简易且有效的聚合方法来生产并且在不损害机械物性和其它物性的情况下充分地改善其溶剂溶解性。

本发明的目的在于提供在不损害机械物性和其它物性的情况下溶剂溶解性得以充分改善的多元系极性烯烃共聚物及其生产方法。

用于解决问题的方案

为了解决如上所述的本发明的问题,在多元系极性烯烃共聚物的生产中,本发明人旨在通过简易且有效的生产方法来生产共聚物,并且对于极性基团的导入方法、以及聚合催化剂、极性单体和多元单体等的选择,作出了各种验证和探索。

结果,他们发现其中选择具有特定的取代基的丙烯酸酯化合物作为共聚单体组分的多元系极性烯烃共聚物解决了以上问题,因此他们完成了本发明。

此外,他们还发现通过使用具有特定结构的络合物作为聚合催化剂容易获得以上烯烃系聚合物,并且还设计了生产方法的发明。基于这些成果,提供了以下发明。

[1]一种多元系极性烯烃共聚物,其包含:一种非极性单体(x1)单元,所述非极性单体(x1)单元为乙烯或碳原子数为3~10的α-烯烃;和一种或两种以上的极性单体(z1)单元,所述极性单体(z1)单元为由以下通式(1)表示的化合物,其中所述多元系极性烯烃共聚物包含以下中的至少任一种结构单元:一种或两种以上的非极性单体(x2)单元,其与所述非极性单体(x1)不同并且选自由乙烯和碳原子数为3~10的α-烯烃组成的组;和一种或两种以上的极性单体(z2)单元,所述极性单体(z2)单元为由以下通式(2)表示的化合物。

h2c=ch-t2…(2)

其中,在通式(1)中,q表示碳原子数为2~10的二价烃基、由羟基取代的碳原子数为2~10的二价烃基、由碳原子数为1~10的烷氧基取代的碳原子数为3~20的二价烃基、由碳原子数为2~10的酯基取代的碳原子数为4~20的二价烃基、由碳原子数为3~18的取代甲硅烷基取代的碳原子数为5~28的二价烃基、由醚基取代的碳原子数为2~10的二价烃基、或由卤素原子取代的碳原子数为2~10的二价烃基,并且t1表示甲基丙烯酰氧基;

在通式(2)中,t2表示由羟基取代的碳原子数为1~10的烃基、由碳原子数为1~10的烷氧基取代的碳原子数为2~20的烃基、由碳原子数为2~10的酯基取代的碳原子数为3~20的烃基、由碳原子数为3~18的取代甲硅烷基取代的碳原子数为4~28的烃基、由卤素原子取代的碳原子数为1~10的烃基、碳原子数为1~10的烷氧基、碳原子数为6~20的芳氧基、羧基、碳原子数为2~10的酯基、碳原子数为2~10的酰氧基、氨基、碳原子数为1~12的取代氨基、碳原子数为3~18的取代甲硅烷基、或卤素原子。

[2]根据[1]所述的多元系极性烯烃共聚物,其通过凝胶渗透色谱(gpc)测定的重均分子量(mw)与数均分子量(mn)的比(mw/mn)为1.5~3.5。

[3]根据[1]或[2]所述的多元系极性烯烃共聚物,其通过13c-nmr计算的甲基支化度为每1,000个主链碳5.0以下。

[4]根据[1]~[3]任一项所述的多元系极性烯烃共聚物,其通过使用周期表第5~10族的过渡金属催化剂来聚合。

[5]根据[4]所述的多元系极性烯烃共聚物,其中所述过渡金属催化剂为包含镍金属或钯金属以及与所述镍金属或钯金属配位的螯合性膦化合物的过渡金属催化剂。

[6]根据[1]~[5]任一项所述的多元系极性烯烃共聚物的生产方法,其中在周期表第5~10族的过渡金属催化剂的存在下进行聚合。

[7]根据[6]所述的多元系极性烯烃共聚物的生产方法,其中所述过渡金属催化剂为包含镍金属或钯金属以及与所述镍金属或钯金属配位的螯合性膦化合物的过渡金属催化剂。

发明的效果

本发明的多元系极性烯烃共聚物具有高的溶剂溶解性。此外,根据本发明的生产方法,可以生产具有高的溶剂溶解性的多元系极性烯烃共聚物。

具体实施方式

下文中,对于每个项目,将详细地具体描述本发明的多元系极性烯烃共聚物及其生产方法。

1.关于多元系极性烯烃共聚物

(1)多元系极性烯烃共聚物

本发明的多元系极性烯烃共聚物为包含以下的多元系极性烯烃共聚物:一种非极性单体(x1)单元,其为乙烯或碳原子数为3~10的α-烯烃;和一种或两种以上的极性单体(z1)单元,其为由以下通式(1)表示的化合物。此外,多元系极性烯烃共聚物的特征在于,其包含以下的至少任一种结构单元:一种或两种以上的非极性单体(x2)单元,其与非极性单体(x1)不同并且选自由乙烯和碳原子数为3~10的α-烯烃组成的组;和一种或两种以上的极性单体(z2)单元,其为由以下通式(2)表示的化合物:

h2c=ch-t2…(2)

其中,在通式(1)中,q表示碳原子数为2~10的二价烃基、由羟基取代的碳原子数为2~10的二价烃基、由碳原子数为1~10的烷氧基取代的碳原子数为3~20的二价烃基、由碳原子数为2~10的酯基取代的碳原子数为4~20的二价烃基、由碳原子数为3~18的取代甲硅烷基取代的碳原子数为5~28的二价烃基、由醚基取代的碳原子数为2~10的二价烃基、或由卤素原子取代的碳原子数为2~10的二价烃基,并且t1表示甲基丙烯酰氧基;

在通式(2)中,t2表示由羟基取代的碳原子数为1~10的烃基、由碳原子数为1~10的烷氧基取代的碳原子数为2~20的烃基、由碳原子数为2~10的酯基取代的碳原子数为3~20的烃基、由碳原子数为3~18的取代甲硅烷基取代的碳原子数为4~28的烃基、由卤素原子取代的碳原子数为1~10的烃基、碳原子数为1~10的烷氧基、碳原子数为6~20的芳氧基、羧基、碳原子数为2~10的酯基、碳原子数为2~10的酰氧基、氨基、碳原子数为1~12的取代氨基、碳原子数为3~18的取代甲硅烷基、或卤素原子。

(2)非极性单体

(2-1)非极性单体(x1)

要用于本发明的非极性单体(x1)为乙烯或碳原子数为3~10的α-烯烃中的一种单体。

优选的具体实例包括乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、3-甲基-1-丁烯和4-甲基-1-戊烯,并且可以提及乙烯作为特别优选的具体实例。

(2-2)非极性单体(x2)

要用于本发明的非极性单体(x2)为选自由乙烯和碳原子数为3~10的α-烯烃组成的组中的一种或两种以上的单体,并且所述单体的特征在于其不与x1相同,或者其与x1不同。

优选的具体实例包括与前述的x1相同的实例。此外,可以单独使用一种x2或者可以组合使用其两种以上。

作为两种的组合,可以提及乙烯/丙烯、乙烯/1-丁烯、乙烯/1-己烯、乙烯/1-辛烯、丙烯/1-丁烯、丙烯/1-己烯和丙烯/1-辛烯等。优选地,可以提及包含乙烯的组合。

作为三种的组合,可以提及乙烯/丙烯/1-丁烯、乙烯/丙烯/1-己烯、乙烯/丙烯/1-辛烯、丙烯/1-丁烯/己烯、和丙烯/1-丁烯/1-辛烯等。优选地,可以提及包含乙烯的组合。

(3)极性单体(z1)

要用于本发明的极性单体(z1)为含有极性基团的单体。极性单体(z1)为具有特定的取代基的丙烯酸酯化合物,并且由通式(1)表示。极性单体(z1)可以为一种或两种以上。

其中,在通式(1)中,q表示碳原子数为2~10的二价烃基、由羟基取代的碳原子数为2~10的二价烃基、由碳原子数为1~10的烷氧基取代的碳原子数为3~20的二价烃基、由碳原子数为2~10的酯基取代的碳原子数为4~20的二价烃基、由碳原子数为3~18的取代甲硅烷基取代的碳原子数为5~28的二价烃基、由醚基取代的碳原子数为2~10的二价烃基、或由卤素原子取代的碳原子数为2~10的二价烃基,并且t1表示甲基丙烯酰氧基。

(3-1)极性单体(z1)的细节

作为通式(1)中的q的、碳原子数为2~10的二价烃基优选为碳原子数为2~8的二价烃基,并且更优选碳原子数为2~8的亚烷基、亚苯基、或亚烷基-亚苯基-亚烷基。

优选的具体实例为亚乙基、三亚甲基、四亚甲基、五亚甲基、六亚甲基、1,4-亚环己基、{亚甲基-(1,4-亚环己基)}、{亚甲基-(1,4-亚环己基)-亚甲基}、亚乙烯基、1-亚丙烯基、2-亚丙烯基、1-亚丁烯基、2-亚丁烯基、3-亚丁烯基、1-亚戊烯基、2-亚戊烯基、3-亚戊烯基、4-亚戊烯基、1-亚己烯基、2-亚己烯基、3-亚己烯基、4-亚己烯基、5-亚己烯基、亚苯基、亚甲基亚苯基、和{亚甲基-(1,4-亚苯基)-亚甲基},并且更优选的是亚乙基、三亚甲基、四亚甲基、五亚甲基、六亚甲基、4-亚己烯基、{亚甲基-(1,4-亚环己基)-亚甲基}和亚苯基,并且特别优选的是亚乙基、四亚甲基和六亚甲基。

作为通式(1)中的q的、由羟基取代的碳原子数为2~10的二价烃基优选为前述碳原子数为2~10的二价烃基的羟基取代产物。用于取代的羟基的个数可以为一个或两个以上,并且从容易生产共聚物的观点,一个是优选的。

优选的具体实例为(1-羟基)亚乙基、(2-羟基)亚乙基、(1-羟基)三亚甲基、(2-羟基)三亚甲基、(3-羟基)三亚甲基、(1-羟基)四亚甲基、(2-羟基)四亚甲基、(3-羟基)四亚甲基、(4-羟基)四亚甲基、(1-羟基)五亚甲基、(2-羟基)五亚甲基、(3-羟基)五亚甲基、(4-羟基)五亚甲基、(5-羟基)五亚甲基、(1-羟基)六亚甲基、(2-羟基)六亚甲基、(3-羟基)六亚甲基、(4-羟基)六亚甲基、(5-羟基)六亚甲基、和(6-羟基)六亚甲基,并且更优选的是(1-羟基)亚乙基、(2-羟基)亚乙基、(2-羟基)三亚甲基、(5-羟基)五亚甲基、和(6-羟基)六亚甲基,并且特别优选的是(1-羟基)亚乙基和(2-羟基)三亚甲基。

作为通式(1)中的q的、由碳原子数为1~10的烷氧基取代的碳原子数为3~20的二价烃基优选为其中前述的碳原子数为2~10的二价烃基由碳原子数为1~10的烷氧基取代的结构。另外,二价烃基中的碳原子数为3~20表示包括取代烷氧基的碳原子数(1~10)的碳原子的总数。这同样适用于以下同样的记载,并且碳原子表示整个烃基中的碳原子的总数。

用于取代的烷氧基的个数可以为一个或两个以上,并且即使在由两个以上的烷氧基取代的情况下,二价烃基中的碳原子的总数也为3~20。考虑到容易生产共聚物,用于取代的烷氧基的个数优选为一个。

用于取代的烷氧基的碳原子数优选为1~4,并且更优选1或2。

优选的具体实例为(1-甲氧基)亚乙基、(2-甲氧基)亚乙基、(1-乙氧基)亚乙基、(2-乙氧基)亚乙基、(1-甲氧基)三亚甲基、(2-甲氧基)三亚甲基、(3-甲氧基)三亚甲基、(1-甲氧基)四亚甲基、(2-甲氧基)四亚甲基、(3-甲氧基)四亚甲基、(4-甲氧基)四亚甲基、(1-甲氧基)五亚甲基、(2-甲氧基)五亚甲基、(3-甲氧基)五亚甲基、(4-甲氧基)五亚甲基、(5-甲氧基)五亚甲基、(1-甲氧基)六亚甲基、(2-甲氧基)六亚甲基、(3-甲氧基)六亚甲基、(4-甲氧基)六亚甲基、(5-甲氧基)六亚甲基、和(6-甲氧基)六亚甲基,并且更优选的是(1-甲氧基)亚乙基、(2-甲氧基)亚乙基、(1-乙氧基)亚乙基、和(2-乙氧基)亚乙基,并且特别优选的是(1-甲氧基)亚乙基和(2-甲氧基)亚乙基。

作为通式(1)中的q的、由碳原子数为2~10的酯基取代的碳原子数为4~20的二价烃基优选为其中前述的碳原子数为2~10的二价烃基由碳原子数为2~10的酯基取代的结构。用于取代的酯基的个数可以为一个或两个以上,并且即使在由两个以上的酯基取代的情况下,二价烃基中的碳原子的总数为4~20。考虑到容易生产共聚物,用于取代的酯基的个数优选为一个。

用于取代的酯基更优选为甲氧基羰基或乙氧基羰基。

优选的具体实例为(1-甲氧基羰基)亚乙基、(2-甲氧基羰基)亚乙基、(1-乙氧基羰基)亚乙基、(2-乙氧基羰基)亚乙基、(1-甲氧基羰基)三亚甲基、(2-甲氧基羰基)三亚甲基、(3-甲氧基羰基)三亚甲基、(1-甲氧基羰基)四亚甲基、(2-甲氧基羰基)四亚甲基、(3-甲氧基羰基)四亚甲基、(4-甲氧基羰基)四亚甲基、(1-甲氧基羰基)五亚甲基、(2-甲氧基羰基)五亚甲基、(3-甲氧基羰基)五亚甲基、(4-甲氧基羰基)五亚甲基、(5-甲氧基羰基)五亚甲基、(1-甲氧基羰基)六亚甲基、(2-甲氧基羰基)六亚甲基、(3-甲氧基羰基)六亚甲基、(4-甲氧基羰基)六亚甲基、(5-甲氧基羰基)六亚甲基、和(6-甲氧基羰基)六亚甲基,并且更优选的是(1-甲氧基羰基)亚乙基、(2-甲氧基羰基)亚乙基、(1-乙氧基羰基)亚乙基、和(2-乙氧基羰基)亚乙基,并且特别优选的是(1-甲氧基羰基)亚乙基或(2-甲氧基羰基)亚乙基。

作为通式(1)中的q的、由碳原子数为3~18的取代甲硅烷基取代的碳原子数为5~28的二价烃基优选为其中前述的碳原子数为2~10的二价烃基由碳原子数为3~18的取代甲硅烷基取代的结构。用于取代的取代甲硅烷基的个数可以为一个或两个以上,并且即使在由两个以上的取代甲硅烷基取代的情况下,二价烃基中的碳原子的总数也为5~20。考虑到容易生产共聚物,用于取代的取代甲硅烷基的个数优选为一个。

此外,取代甲硅烷基更优选为三烷基甲硅烷基,并且三烷基甲硅烷基中的三个烷基可以是相同的或不同的,并且三甲基甲硅烷基或三乙基甲硅烷基是进一步优选的。

优选的具体实例为(1-三甲基甲硅烷基)亚乙基、(2-三甲基甲硅烷基)亚乙基、(1-三乙基甲硅烷基)亚乙基、(2-三乙基甲硅烷基)亚乙基、(1-三甲基甲硅烷基)三亚甲基、(2-三甲基甲硅烷基)三亚甲基、(3-三甲基甲硅烷基)三亚甲基、(1-三甲基甲硅烷基)四亚甲基、(2-三甲基甲硅烷基)四亚甲基、(3-三甲基甲硅烷基)四亚甲基、(4-三甲基甲硅烷基)四亚甲基、(1-三甲基甲硅烷基)五亚甲基、(2-三甲基甲硅烷基)五亚甲基、(3-三甲基甲硅烷基)五亚甲基、(4-三甲基甲硅烷基)五亚甲基、(5-三甲基甲硅烷基)五亚甲基、(1-三甲基甲硅烷基)六亚甲基、(2-三甲基甲硅烷基)六亚甲基、(3-三甲基甲硅烷基)六亚甲基、(4-三甲基甲硅烷基)六亚甲基、(5-三甲基甲硅烷基)六亚甲基、和(6-三甲基甲硅烷基)六亚甲基,并且更优选的是(1-三甲基甲硅烷基)亚乙基、(2-三甲基甲硅烷基)亚乙基、(1-三乙基甲硅烷基)亚乙基、和(2-三乙基甲硅烷基)亚乙基,并且特别优选的是(1-三甲基甲硅烷基)亚乙基和(2-三甲基甲硅烷基)亚乙基。

作为通式(1)中的q的、由醚基取代的碳原子数为2~10的二价烃基优选为其中前述的碳原子数为2~10的二价烃基的部分结构由醚基取代的结构。由醚基(醚性氧原子(etherealoxygenatom))取代的部位的个数可以为一个或两个以上,并且考虑到容易生产共聚物,优选为一个。

优选的具体实例为1-氧杂丙烯基、1,4-二氧杂己烯基、1,4,7-三氧杂壬烯基、和1,4,7,10-四氧杂十二碳烯基,并且特别优选的是1-氧杂丙烯基和1,4-二氧杂己烯基。

作为通式(1)中的q的、由卤素原子取代的碳原子数为2~10的二价烃基优选为其中前述的碳原子数为2~10的二价烃基由卤素原子取代的结构。用于取代的卤素原子的个数可以为一个或两个以上,并且考虑到容易生产共聚物,优选为一个。卤素原子更优选为氯原子或溴原子。

优选的具体实例为(1-氯)亚乙基、(2-氯)亚乙基、(1-溴)亚乙基、(2-溴)亚乙基、(1-氯)三亚甲基、(2-氯)三亚甲基、(3-氯)三亚甲基、(1-氯)四亚甲基、(2-氯)四亚甲基、(3-氯)四亚甲基、(4-氯)四亚甲基、(1-氯)五亚甲基、(2-氯)五亚甲基、(3-氯)五亚甲基、(4-氯)五亚甲基、(5-氯)五亚甲基、(1-氯)六亚甲基、(2-氯)六亚甲基、(3-氯)六亚甲基、(4-氯)六亚甲基、(5-氯)六亚甲基、和(6-氯)六亚甲基,并且更优选的是(1-氯)亚乙基、(2-氯)亚乙基、(1-溴)亚乙基和(2-溴)亚乙基,并且特别优选的是(1-氯)亚乙基和(2-氯)亚乙基。

通式(1)中的t1表示甲基丙烯酰氧基。

通式(1)中的q和t1的优选组合(a)~(c)在以下示出。

(a)q为由羟基取代的碳原子数为2~10的二价烃基,并且t1为甲基丙烯酰氧基。

(b)q为碳原子数为2~10的二价烃基,并且t1为甲基丙烯酰氧基。

(c)q为由醚基取代的碳原子数为2~10的二价烃基,并且t1为甲基丙烯酰氧基。

(3-2)极性单体(z1)的具体实例

以下具体地描述极性单体(z1)的实例。另外,(z1-1)为q和t1的组合(a)的实例,(z1-2)为q和t1的组合(b)的实例,并且(z1-3)为q和t1的组合(c)的实例。

另外,(z1-3)中的[]的部分,即,(-ch2-ch2-o-)的重复数优选为1~3。

(4)极性单体(z2)

要用于本发明的极性单体(z2)为含有极性基团的单体。极性单体(z2)为由通式(2)表示的化合物,并且可以为一种或两种以上。

h2c=ch-t2…(2)

其中,在通式(2)中,t2表示由羟基取代的碳原子数为1~10的烃基、由碳原子数为1~10的烷氧基取代的碳原子数为2~20的烃基、由碳原子数为2~10的酯基取代的碳原子数为3~20的烃基、由碳原子数为3~18的取代甲硅烷基取代的碳原子数为4~28的烃基、由卤素原子取代的碳原子数为1~10的烃基、碳原子数为1~10的烷氧基、碳原子数为6~20的芳氧基、羧基、碳原子数为2~10的酯基、碳原子数为2~10的酰氧基、氨基、碳原子数为1~12的取代氨基、碳原子数为3~18的取代甲硅烷基、或卤素原子。

(4-1)含有极性基团的单体的细节

在作为通式(2)中的t2的、由羟基取代的碳原子数为1~10的烃基中,用于取代的羟基的个数可以为一个或两个以上,并且考虑到容易生产共聚物,优选为一个。具体地,优选提及碳原子数为1~10的烷基、碳原子数为3~10的环烷基、碳原子数为2~10的烯基和碳原子数为6~20的芳基的羟基取代产物。

这里,碳原子数为1~10的烷基和碳原子数为3~10的环烷基的实例为甲基、乙基、1-丙基、1-丁基、1-戊基、1-己基、1-庚基、1-辛基、1-壬基、1-癸基、叔丁基、三环己基甲基、异丙基、1-二甲基丙基、1,1,2-三甲基丙基、1,1-二乙基丙基、异丁基、1,1-二甲基丁基、2-戊基、3-戊基、2-己基、3-己基、2-乙基己基、2-庚基、3-庚基、4-庚基、2-丙基庚基、2-辛基、3-壬基、环丙基、环丁基、环戊基、甲基环戊基、氯己基、甲基环己基、环庚基、环辛基、环十二烷基、1-金刚烷基、2-金刚烷基、外型-降冰片基、内型-降冰片基、2-双环[2.2.2]辛基、蒎烷基(nopinylgroup)、十氢萘基(decahydronaphthylgroup)、基(menthylgroup)、新基(neomentylgroup)、新戊基和5-癸基等。其中,优选的取代基为甲基和乙基。

作为碳原子数为2~10的烯基,提及乙烯基、烯丙基、丁烯基、肉桂基和苯乙烯基。其中,优选的取代基为乙烯基和苯乙烯基,并且特别优选的是苯乙烯基。

作为碳原子数为6~20的芳基,提及苯基和萘基,并且可以存在于这些芳基的芳香环上的取代基的实例为烷基、芳基、稠合芳基、苯基环己基、苯基丁烯基、甲苯基、二甲苯基和对乙基苯基等。其中,优选的芳基为苯基。

由羟基取代的碳原子数为1~10的烃基的优选的具体实例为羟甲基、1-羟乙基、2-羟乙基、1-羟基-正丙基、2-羟基-正丙基、3-羟基-正丙基、1-羟基-异丙基、2-羟基-异丙基、2,2'-二羟基-异丙基、1-羟基-正丁基、2-羟基-正丁基、3-羟基-正丁基、4-羟基-正丁基、1-羟基-1-甲基-丙基、1-羟基-2-甲基-丙基、2-羟基-1-甲基-丙基、2-羟基-2-甲基-丙基、3-羟基-1-甲基-丙基、3-羟基-2-甲基-丙基、和3-羟基-3-甲基-丙基。其中,优选的是羟甲基、1-羟乙基和2-羟乙基,并且特别优选的是羟甲基和1-羟乙基。

作为通式(2)中的t2的、由碳原子数为1~10的烷氧基取代的碳原子数为2~20的烃基优选为其中碳原子数为1~10的烃基由碳原子数为1~10的烷氧基取代的结构,并且例如为其中前述的烷基、环烷基、烯基或芳基由甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基或叔丁氧基取代的取代基。用于取代的烷氧基的个数可以为一个或两个以上,并且即使在由两个以上的烷氧基取代的情况下,烃基的碳原子的总数也为2~20。从容易生产共聚物的观点,用于取代的烷氧基的个数优选为一个。

更优选的是由甲氧基或乙氧基取代的碳原子数为2~6的烃基,并且具体地,提及1-(甲氧基甲基)乙基、1-(乙氧基甲基)乙基、1-(甲氧基乙基)乙基、1-(乙氧基乙基)乙基、二(甲氧基甲基)甲基、二(乙氧基甲基)甲基、和二(苯氧基甲基)甲基。特别优选的是1-(甲氧基甲基)乙基和1-(乙氧基甲基)乙基。

作为通式(2)中的t2的、由碳原子数为2~10的酯基取代的碳原子数为3~20的烃基优选为其中碳原子数为1~10的烃基由碳原子数为2~10的酯基取代的结构,并且例如为其中前述烷基、环烷基、烯基或芳基由甲氧基羰基、乙氧基羰基、异丙氧基羰基、1-丙氧基羰基、1-丁氧基羰基、叔丁氧基羰基或苯氧基羰基取代的取代基。用于取代的酯基的个数可以为一个或两个以上,并且即使在由两个以上的酯基取代的情况下,烃基的碳原子的总数也为3~20。从容易生产共聚物的观点,用于取代的酯基的个数优选为一个。

更优选的是由甲氧基羰基或乙氧基羰基取代的碳原子数为3~5的烃基,并且具体地,提及1-(甲氧基羰基)甲基、2-(甲氧基羰基)乙基、1-(乙氧基羰基)甲基、和2-(乙氧基羰基)乙基。更优选的是1-(甲氧基羰基)甲基或1-(乙氧基羰基)甲基。

作为通式(2)中的t2的、由碳原子数为3~18的取代甲硅烷基取代的碳原子数为4~28的烃基优选为其中碳原子数为1~10的烃基由碳原子数为3~18的取代甲硅烷基取代的结构,并且例如为(三甲基甲硅烷基)甲基、((二甲基)(苯基)甲硅烷基)甲基、((二苯基)(甲基)甲硅烷基)甲基、(三苯基甲硅烷基)甲基、或双(三甲基甲硅烷基)甲基。其中,更优选的取代基为(三甲基甲硅烷基)甲基和双(三甲基甲硅烷基)甲基。用于取代的取代甲硅烷基的个数可以为一个或两个以上,并且即使在由两个以上的取代甲硅烷基取代的情况下,二价烃基中的碳原子的总数也为4~20。考虑到容易生产共聚物,用于取代的取代甲硅烷基的个数优选为一个。

作为通式(2)中的t2的、由卤素原子取代的碳原子数为1~10的烃基优选为其中碳原子数为1~10的烃基由卤素原子取代的结构,并且例如为由氟原子、氯原子或溴原子取代的碳原子数为1~6的取代基。用于取代的卤素原子的个数可以为一个或两个以上,并且从容易生产共聚物的观点优选为一个。卤素原子更优选为氯原子或氟原子。

具体的优选实例包括一氯甲基、二氯甲基、三氟甲基或五氟苯基。其中,更优选的取代基为一氯甲基和二氯甲基。

作为通式(2)中的t2的、碳原子数为1~10的烷氧基优选为碳原子数为1~6的烷氧基,并且其优选的具体实例为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基和叔丁氧基。其中,进一步优选的取代基为甲氧基、乙氧基或异丙氧基,并且特别优选的是甲氧基。

作为通式(2)中的t2的、碳原子数为6~20的芳氧基优选为碳原子数为6~12的芳氧基,并且其优选的具体实例为苯氧基、4-甲基苯氧基、4-甲氧基苯氧基、2,6-二甲基苯氧基、和2,6-二-叔丁基苯氧基。其中,更优选的取代基为苯氧基或2,6-二甲基苯氧基,并且特别优选的是苯氧基。

作为通式(2)中的t2的、碳原子数为2~10的酯基优选为碳原子数为2~8的酯基,并且其优选的具体实例包括甲氧基羰基、乙氧基羰基、正丙氧基羰基、异丙氧基羰基、正丁氧基羰基、叔丁氧基羰基、(4-羟基丁氧基)羰基、(4-缩水甘油基丁氧基)羰基、和苯氧基羰基。其中,更优选的取代基为甲氧基羰基、乙氧基羰基、正丁氧基羰基、叔丁氧基羰基、和(4-缩水甘油基丁氧基)羰基,并且特别优选的是甲氧基羰基、乙氧基羰基和正丁氧基羰基。

作为通式(2)中的t2的、碳原子数为2~10的酰氧基优选为碳原子数为2~8的酰氧基,并且其优选的具体实例包括乙酰基、丙酰基和丁酰基。

作为通式(2)中的t2的、碳原子数为1~12的取代氨基中的用于取代的氨基的个数可以为一个或两个以上。此外,作为取代基,可以提及烷基、苯基和三烷基甲硅烷基等。取代氨基的优选的具体实例包括单甲基氨基、二甲基氨基、单乙基氨基、二乙基氨基、单异丙基氨基、二异丙基氨基、单苯基氨基、二苯基氨基、和双(三甲基甲硅烷基)氨基。其中,更优选的取代基为二苯基氨基和双(三甲基甲硅烷基)氨基。

在作为通式(2)中的t2的、碳原子数为3~18的取代甲硅烷基中,对甲硅烷基的取代基的个数可以为一个或两个以上。此外,作为取代基,提及烷基和苯基等。取代甲硅烷基的优选的具体实例为三甲基甲硅烷基、(二甲基)(苯基)甲硅烷基、(二苯基)(甲基)甲硅烷基、和三苯基甲硅烷基。其中,更优选的取代基为三甲基甲硅烷基。

作为通式(2)中的t2的卤素原子优选为氟原子、氯原子或溴原子,并且更优选为氯原子。

(4-2)极性单体(z2)的具体实例

极性单体(z2)的具体实例优选包括丙烯酸三甲基甲硅烷基酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯和丙烯酸叔丁酯。其中,更优选的极性单体(z2)为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸正丁酯。

(5)共聚物组成(烯烃共聚物组成)

在本发明中的多元系极性烯烃共聚物中,对源自共聚物中的极性单体(z1)的结构单元量不特别限定,但是优选为0.01~10mol%。在该范围中,0.1~5.0mol%是更优选的,并且0.2~1.5mol%是特别优选的。

此外,对源自共聚物中的极性单体(z2)的结构单元量不特别限定,但是优选为0.01~15mol%。在该范围中,0.1~12mol%是更优选的,并且5.0~10.0mol%是特别优选的。

通过选择聚合时的过渡金属催化剂、在聚合时要添加的极性单体量以及聚合时的压力和温度,结构单元量是可控的。作为用于使源自共聚物中的极性单体的结构单元量增加的具体的手段,增加在聚合时要添加的极性单体量、降低聚合时的烯烃压力和增加聚合温度是有效的。例如,通过控制这些因素,对于目标共聚物区域,需要控制结构单元量。

另外,在本发明的多元系极性烯烃共聚物中,可以包含除了非极性单体(x1)单元、非极性单体(x2)单元、极性单体(z1)单元和极性单体(z2)单元以外的其它单体单元。

作为其它单体,可以提及例如环戊烯、环己烯、降冰片烯和乙叉基降冰片烯等环烯烃单体、和例如对甲基苯乙烯等苯乙烯系单体等,并且在这些骨架中,可以包含羟基、醇盐基、羧酸基、酯基和/或醛基。

本发明中的多元系极性烯烃共聚物的通过13c-nmr计算的甲基支化度优选为每1,000个主链碳5.0以下。在该范围中,所述支化度特别优选为每1,000个主链碳3.0以下。当甲基支化满足该数值时,弹性模量是高的并且成形体的机械强度也是高的。

通过选择要用于聚合的过渡金属催化剂和聚合温度,甲基支化度是可控的。作为用于使多元系极性烯烃共聚物的甲基支化度降低的具体的手段,降低聚合温度是有效的。例如,通过调节这些因素,对于期望的共聚物区域,所述支化度是可控的。

此外,本发明中的多元系极性烯烃共聚物的由凝胶渗透色谱(gpc)测定的重均分子量(mw)与数均分子量(mn)的比(mw/mn)优选为1.5~3.5。在该范围中,所述比更优选在1.6~3.3的范围内,并且特别优选在1.7~3.0的范围内。

当本发明中的多元系极性烯烃共聚物的mw/mn满足以上条件时,包括层叠体的成形的各种加工性变得充分,并且粘接强度变得优异。通过要使用的过渡金属催化剂的选择,mw/mn是可控的。

2.关于多元系极性烯烃共聚物的生产方法

(1)过渡金属催化剂

作为本发明的多元系极性烯烃共聚物的生产方法的一个实例,存在使用周期表第5~10族的过渡金属化合物作为催化剂来聚合的方法。

过渡金属的优选的具体实例包括钒原子、铌原子、钽原子、铬原子、钼原子、钨原子、锰原子、铁原子、钌原子、钴原子、铑原子、镍原子和钯原子等。这些之中优选的是周期表第8~11族的过渡金属,更优选的是周期表第10族的过渡金属,并且特别优选的是镍(ni)和钯(pd)。这些金属中的一种可以单独使用,或者其两种以上可以组合使用。

作为过渡金属催化剂,优选使用具有螯合性配体的周期表第5~10族的过渡金属化合物作为催化剂。

螯合性配体具有选自由p、n、o和s组成的组中的至少两个原子,包含二齿配体(bidentate)或多齿配体(multidentate),并且为电中性或阴离子性的。其结构的实例在由brookhart等人(chem.rev.,2000,100,1169)写的综述中示出。二齿阴离子性p、o配体的优选实例包括磷磺酸、磷羧酸、磷酚(phosphorusphenol)和烯醇化磷(phosphorusenolate)。此外,二齿阴离子性n、o配体的优选实例包括水杨醛亚胺和吡啶羧酸,并且其它实例包括二亚胺配体、二酚盐配体和二酰胺配体。

作为具有螯合性配体的周期表第5~10族的过渡金属化合物,已知代表性的所谓的膦苯酚盐系(phosphinephenolate-based)催化剂(与螯合性膦化合物配位的过渡金属催化剂)。膦苯酚盐系催化剂为其中具有可以具有取代基的芳基的磷系配体与镍金属配位的催化剂(参见,例如,jp-a-2010-260913)。

(2)聚合催化剂的使用实施方案

聚合催化剂可以单独使用或者可以在负载于载体上之后使用。作为可以使用的载体,可以使用任意载体,只要不损害本发明的主旨即可。

通常,无机氧化物和聚合物载体可以适当地用作载体。具体地,可以提及sio2、al2o3、mgo、zro2、tio2、b2o3、cao、zno、bao、tho2等或其混合物,还可以使用混合氧化物如sio2-al2o3、sio2-v2o5、sio2-tio2、sio2-mgo和sio2-cr2o3,并且可以使用无机硅酸盐、聚乙烯载体、聚丙烯载体、聚苯乙烯载体、聚丙烯酸载体、聚甲基丙烯酸载体、聚丙烯酸酯载体、聚酯载体、聚酰胺载体、和聚酰亚胺载体等。

关于这些载体,对粒径、粒径分布、孔容和比表面积等不特别限定,并且可以使用任意载体。

使用催化剂组分,预聚合可以在聚合容器内或在聚合容器外、在烯烃的存在下进行。烯烃意指包含至少一个碳-碳双键的烃,并且其实例包括乙烯、丙烯、1-丁烯、1-己烯、3-甲基丁烯-1、苯乙烯和二乙烯基苯,但是在种类方面不存在限制,并且可以使用这些与其它烯烃的混合物。优选的是碳原子数为2或3的烯烃。烯烃的供给方法可以为任意方法,如将烯烃以恒定速度或恒压状态供给至反应容器的方法、其组合、或其进行逐步改变的方法。

(3)共聚反应

本发明中的共聚反应在溶剂的存在下或不存在下进行。溶剂的实例包括:烃溶剂,如丙烷、正丁烷、异丁烷、正己烷、正庚烷、甲苯、二甲苯、环己烷和甲基环己烷;液体,如液化的α-烯烃;以及极性溶剂,如乙醚、乙二醇二甲醚、四氢呋喃、二噁烷、乙酸乙酯、苯甲酸甲酯、丙酮、甲基乙基酮、甲酰胺、乙腈、甲醇、异丙醇和乙二醇。另外,本文中记载的溶剂的混合物可以用作混合溶剂。另外,为了获得高的聚合活性和高的分子量,上述烃溶剂是更优选的。

在本发明中共聚时,共聚可以在已知的添加剂的存在下或不存在下进行。作为添加剂,自由基聚合抑制剂和具有使生成的共聚物稳定的作用的添加剂是优选的。例如,可以提及醌衍生物和受阻酚衍生物作为优选的添加剂的实例。

具体地,可以使用单甲基醚氢醌、2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚(bht)、三甲基铝与bht的反应产物、和四价钛的醇盐与bht的反应产物等。

此外,使用无机和/或有机填料作为添加剂,聚合可以在这些填料的存在下进行。

在本发明中,对聚合形式不特别限定。优选使用的是其中至少一部分的生成的聚合物在介质中变为浆料的淤浆聚合、使用液化的单体本身作为介质的本体聚合、要在气化的单体中进行的气相聚合、或其中在高温高压下将生成的聚合物的至少一部分溶解至液化的单体中的高压离子聚合等。

此外,作为聚合模式,可以采用间歇聚合、半间歇聚合和连续聚合中的任意模式。

可以将未反应的单体和介质从生成的多元系极性烯烃共聚物中分离并且回收利用。在回收时,可以将这些单体和介质纯化和再利用,或者可以在不进行纯化的情况下再利用。常规已知的方法可以用于生成的共聚物从未反应的单体和介质中的分离。例如,可以使用例如过滤、离心分离、溶剂提取、使用不良溶剂再沉淀等方法。

对共聚温度、共聚压力和共聚时间没有特别限制,但是考虑到生产性和加工能力,通常可以从以下范围进行最佳设定。

即,共聚温度通常可以选自-20℃~290℃、优选0℃~250℃的范围,共聚压力可以选自0.1mpa~100mpa、优选0.3mpa~90mpa的范围,并且共聚时间可以选自0.1分钟~10小时、优选0.5分钟~7小时、更优选1分钟~6小时的范围。

在本发明中,共聚通常在非活性气体气氛下进行。例如,可以使用氮气或氩气气氛,并且优选使用氮气气氛。另外,可以在其中混入少量的氧气或空气。

对催化剂和单体向共聚反应器的供给也没有特别限制,并且可以取决于目的而采用各种供给法。例如,在间歇聚合的情况下,可以进行预先将预定量的单体供给至共聚反应器并且将催化剂供给至其中的方法。在该情况下,可以将追加的单体和追加的催化剂供给至共聚反应器。在连续聚合的情况下,可以进行将预定量的单体和催化剂连续地或间歇地供给至共聚反应器并且使共聚反应连续地进行的方法。

关于多元系极性烯烃共聚物的组成的控制,通常可以使用通过将多种单体供给至反应器并且改变供给比率来控制组成的方法。其它方法包括通过利用由于催化剂结构的差异而导致的单体反应性比的差异来控制共聚组成的方法,和通过利用单体反应性比的聚合温度依存性来控制共聚组成的方法。

常规已知的方法可以用于控制多元系极性烯烃共聚物的分子量。即,提及例如通过控制聚合温度来控制分子量的方法、通过控制单体浓度来控制分子量的方法、通过使用链转移剂来控制分子量的方法、和通过控制过渡金属络合物中的配体结构来控制分子量。

在使用链转移剂的情况下,可以使用常规已知的链转移剂。例如,可以使用氢和金属烷基等。

实施例

下文中,将参考实施例和比较例更详细地描述本发明,但是本发明不限于以下实施例。本发明中生产的多元系极性烯烃共聚物的各种评价方法如下。

用于实施例的催化剂和配体结构在以下示出。

1.评价方法

(1)分子量和分子量分布(mw、mn、q值)

(测量条件)

使用的型号:由watersinc.制造的150c

检测器:由foxborocompany制造的miran1a·ir检测器(测量波长:3.42μm)

测量温度:140℃

溶剂:邻二氯苯(odcb)

柱:由showadenkok.k.制造的ad806m/s(三根柱)

流速:1.0ml/分钟

注入量:0.2ml

(样品的制备)

使用odcb(包含0.5mg/mlbht(2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚))将样品制备为1mg/ml的溶液,将共聚物在140℃下溶解约1小时。

(分子量的计算)

使用标准聚苯乙烯法,并且从保留体积向分子量的换算使用预先用标准聚苯乙烯制作的校准曲线来进行。所使用的标准聚苯乙烯均由tosohcorporation制造,并且为商品名f380、f288、f128、f80、f40、f20、f10、f4、f1、a5000、a2500和a1000。通过注入0.2ml的溶解于odcb(包含0.5mg/mlbht)中的各溶液从而达到0.5mg/ml来制作校准曲线。在校准曲线中,使用通过最小二乘法而近似获得的三次方程。对于用于向分子量的换算的粘度方程[η]=k×mα,使用以下数值。

ps:k=1.38×10-4、α=0.7

pe:k=3.92×10-4、α=0.733

pp:k=1.03×10-4、α=0.78

(2)熔点(tm)

使用由seikoinstrumentsinc.制造的dsc6200差示扫描量热仪,将5mg的片状的样品片装在铝盘中,并且使温度以100℃/分钟的升温速度从室温一次升温至200℃并且保持5分钟。此后,使温度以10℃/分钟的速度降温至20℃用于结晶,然后使温度以10℃/分钟的速度升温至200℃,从而获得熔解曲线。将用于获得熔解曲线而进行的最后的升温阶段中主吸热峰的峰顶温度取作熔点tm,并且将该峰的峰面积取作δhm。

(3)nmr分析

(3-1)多元系极性烯烃共聚物的测量条件

将200mg的样品与氘代四氯乙烷一起放入内径为10mmφ的nmr样品管中并且进行氮气置换。此后,将样品管密封并且加热以分解从而形成均一的溶液并且将溶液进行nmr测量。对于nmr测量,使用具有有10mmφ的冷冻探针的brukerbiospink.k.的nmr设备avanceiii400。

对于13c-nmr测量条件,在样品温度为120℃、脉冲角为90°、脉冲间隔为51.5秒和积分次数为512次的条件下,通过反向门控去耦法(reversegatedecouplingmethod)来进行测量。

对于化学位移,将四氯乙烷的13c信号设定为74.3ppm,并且使用该化学位移作为基准来确定源自其它13c的信号的化学位移。

(3-2)乙烯/丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸2-丙烯酰氧基乙酯的三元共聚物的甲基支化量的测量方法

对于甲基支化,使用通过将信号的积分强度的总和除以3获得的值ib1,其中所述信号源自13c-nmr谱图上的在20.0~19.8ppm处的甲基碳和在37.6~37.3ppm处的亚甲基碳,并且每1,000个主链碳(主链1000c)的甲基支链数使用以下等式来计算。

甲基支链数(个/主链1000c)=ib1×1000/{2×(ib1+ima-br+imaea-br+ie)}

这里,ib1、ima-br、imaea-br和ie分别为由以下等式示出的量。

ib1=(i20.0-19.8+i37.6-37.3)/3,

ima-br=i46.5-45.8+i44.5-43.5,

imaea-br=i45.8-45.4,

ie=[i31.0-28.5+3×(ima-br+imaea-br+ib1)]/2

i表示积分强度,并且i的下标的数值表示化学位移的范围。例如,i31.0-28.5表示在31.0ppm与28.5ppm之间检出的信号的积分强度。

(3-3)乙烯/丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸2-丙烯酰氧基乙酯的三元共聚物的共聚单体含量的测量方法

结合至丙烯酸甲基丙烯酰氧基乙酯(maea)的丙烯酸酯的两个亚甲基碳的信号在13c-nmr谱图上的64.0~61.0ppm处检出。此外,源自丙烯酸甲酯(ma)的甲氧基的甲基碳在53.0~51.0ppm处检出。使用这些信号强度,从以下等式算出maea和ma的总量。

maea总量(mol%)=i总maea×100/[i总maea+i总ma+ie]

ma总量(mol%)=i总ma×100/[i总maea+i总ma+ie]

这里,i总maea、i总ma和ie分别为由以下等式示出的量。

i总maea=i64.0-61.0/2

i总ma=i53.0-51.0

ie=(i180.0-110.0+i72.0-2.0-i总maea×9-i总ma×4)/2

i表示积分强度,并且i的下标的数值表示化学位移的范围。例如,i180.0-110.0表示在180.0ppm与110.0ppm之间检出的信号的积分强度。

(3-4)乙烯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸2-丙烯酰氧基乙酯的三元共聚物的甲基支化量的测量方法

对于甲基支化,使用通过将信号的积分强度的总和除以4来获得的值ib1,其中所述信号源自13c-nmr谱图上的在20.0~19.8ppm处的甲基碳、在33.3~33.0ppm处的次甲基碳和在37.6~37.3ppm处的亚甲基碳,并且每1,000个主链碳的甲基支链数使用以下等式来计算。

甲基支链数(个/主链1000c)=ib1×1000/{2×(ib1+inba-br+imaea-br+ie)}

这里,ib1、inba-br、imaea-br和ie分别为由以下等式示出的量。

ib1=(i20.0-19.8+i33.3-33.0+i37.6-37.3)/4,

inba-br=i46.4-46.0+i44.6-43.8,

imaea-br=i46.0-45.7,

ie=[i31.0-28.0+3×(inba-br+imaea-br+ib1)]/2

i表示积分强度,并且i的下标的数值表示化学位移的范围。例如,i31.0-28.0表示在31.0ppm与28.0ppm之间检出的信号的积分强度。

(3-5)乙烯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸2-丙烯酰氧基乙酯的三元共聚物的共聚单体含量的测量方法

结合至丙烯酸甲基丙烯酰氧基乙酯(maea)的丙烯酸酯的两个亚甲基碳的信号在13c-nmr谱图上的63.0~61.0ppm处检出。此外,源自丙烯酸正丁酯(nba)的正丁氧基的甲基碳在14.1~13.6ppm处检出,并且三个亚甲基碳在19.8~19.3ppm、31.4~31.1ppm和64.5~63.8ppm处检出。使用这些信号强度,从以下等式计算maea和nba的总量。

maea总量(mol%)=i总maea×100/[i总maea+i总nba+ie]

nba总量(mol%)=i总nba×100/[i总maea+i总nba+ie]

这里,i总maea、i总nba和ie分别为由以下等式示出的量。

i总maea=i63.0-61.0/2

i总nba=(i14.1-13.6+i19.8-19.3+i31.4-31.1+i64.5-63.8)/4

ie=(i180.0-110.0+i72.0-2.0-i总maea×9-i总nba×7)/2

i表示积分强度,并且i的下标的数值表示化学位移的范围。例如,i180.0-110.0表示在180.0ppm与110.0ppm之间检出的信号的积分强度。

(4)溶解性试验

在50ml的玻璃制烧杯中,称量并且放入0.1g的粉末状或颗粒状的多元系极性烯烃共聚物,并且将10ml的溶剂(甲基丙烯酸甲酯(mma)、甲苯、乙酸乙酯或邻二氯苯(odcb))添加至其中。将装配有恒温装置的油浴设定至90℃,将烧杯的约一半放入油浴中,并且在手动搅拌烧杯的同时使多元系极性烯烃共聚物溶解。在将烧杯放入油浴之后直至多元系极性烯烃共聚物完全溶解的时间通过目视观察来测量。

2.催化剂的合成

磷酚配体(i)根据wo2010/050256(合成例4)中记载的方法来合成。金属络合物(ii)根据j.am.chem.soc.,2007,129,8948-8949中记载的方法来合成。

3.聚合

实施例1(乙烯/丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸2-丙烯酰氧基乙酯的三元共聚)

催化剂溶液通过如下来制备:在已用氮气充分地置换的30ml的烧瓶中称量各360μmol的双(环辛二烯)镍和磷酚配体(i),添加脱水甲苯(10ml),并且随后将整体搅拌10分钟。接下来,将内容积为2.4l并且装配有感应搅拌机的不锈钢制高压釜的内部用经纯化的氮气置换,并且将经纯化的甲苯(1000ml)、三-正辛基铝庚烷溶液(3.2mmol)、丙烯酸甲酯(共聚单体浓度:0.110mol/l)和甲基丙烯酸2-丙烯酰氧基乙酯(共聚单体浓度:0.013mol/l)导入至高压釜内。在90℃的聚合温度和2.5mpa的乙烯压下,将以上制备的催化剂溶液添加至其中并且聚合进行100分钟。

在完成聚合之后,对乙烯进行吹扫,将高压釜冷却至室温,并且将获得的聚合物用丙酮(1l)再沉淀。将通过过滤获得的固体聚合物用盐酸(100ml)来洗涤,然后在60℃下减压干燥3小时,由此回收12.2g的共聚物。

实施例2(乙烯/丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸2-丙烯酰氧基乙酯的三元共聚)

催化剂溶液通过如下来制备:在已用氮气充分地置换的30ml的烧瓶中称量各360μmol的双(环辛二烯)镍和磷酚配体(i),添加脱水甲苯(10ml),并且随后将整体搅拌10分钟。接下来,将内容积为2.4l并且装配有感应搅拌机的不锈钢制高压釜的内部用经纯化的氮气置换,并且将经纯化的甲苯(1000ml)、三-正辛基铝庚烷溶液(3.2mmol)、丙烯酸甲酯(共聚单体浓度:0.120mol/l)和甲基丙烯酸2-丙烯酰氧基乙酯(共聚单体浓度:0.010mol/l)导入至高压釜内。在90℃的聚合温度和2.5mpa的乙烯压下,将以上制备的催化剂溶液添加至其中并且聚合进行100分钟。

在完成聚合之后,对乙烯进行吹扫,将高压釜冷却至室温,并且将获得的聚合物用丙酮(1l)再沉淀。将通过过滤获得的固体聚合物用盐酸(100ml)来洗涤,然后在60℃下减压干燥3小时,由此回收12.8g的共聚物。

实施例3(乙烯/丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸2-丙烯酰氧基乙酯的三元共聚)

催化剂溶液通过如下来制备:在已用氮气充分地置换的30ml的烧瓶中称量300μmol的金属络合物(ii),添加脱水甲苯(10ml),并且随后将整体搅拌10分钟。接下来,将内容积为2.4l并且装配有感应搅拌机的不锈钢制高压釜的内部用经纯化的氮气置换,并且将经纯化的甲苯(500ml)、丙烯酸甲酯(共聚单体浓度:1.480mol/l)和甲基丙烯酸2-丙烯酰氧基乙酯(共聚单体浓度:0.010mol/l)导入至高压釜内。在80℃的聚合温度和1.0mpa的乙烯压下,将以上制备的催化剂溶液添加至其中并且聚合进行100分钟。

在完成聚合之后,对乙烯进行吹扫,将高压釜冷却至室温,并且将获得的聚合物用丙酮(1l)再沉淀。将通过过滤获得的固体聚合物用盐酸(100ml)来洗涤,然后在60℃下减压干燥3小时,由此回收4.9g的共聚物。

实施例4(乙烯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸2-丙烯酰氧基乙酯的三元共聚)

催化剂溶液通过如下来制备:在已用氮气充分地置换的30ml的烧瓶中称量各480μmol的双(环辛二烯)镍和磷酚配体(i),添加脱水甲苯(10ml),并且随后将整体搅拌10分钟。接下来,将内容积为2.4l并且装配有感应搅拌机的不锈钢制高压釜的内部用经纯化的氮气置换,并且将经纯化的甲苯(1000ml)、三-正辛基铝庚烷溶液(3.2mmol)、丙烯酸甲酯(共聚单体浓度:0.250mol/l)和甲基丙烯酸2-丙烯酰氧基乙酯(共聚单体浓度:0.007mol/l)导入至高压釜内。在100℃的聚合温度和2.5mpa的乙烯压下,将以上制备的催化剂溶液添加至其中并且聚合进行40分钟。

在完成聚合之后,对乙烯进行吹扫,将高压釜冷却至室温,并且将获得的聚合物用丙酮(1l)再沉淀。将通过过滤获得的固体聚合物用盐酸(100ml)来洗涤,然后在60℃下减压干燥3小时,由此回收12.1g的共聚物。

实施例5(乙烯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸2-丙烯酰氧基乙酯的三元共聚)

催化剂溶液通过如下来制备:在已用氮气充分地置换的30ml的烧瓶中称量各480μmol的双(环辛二烯)镍和磷酚配体(i),添加脱水甲苯(10ml),并且随后将整体搅拌10分钟。接下来,将内容积为2.4l并且装配有感应搅拌机的不锈钢制高压釜的内部用经纯化的氮气置换,并且将经纯化的甲苯(1000ml)、三-正辛基铝庚烷溶液(3.2mmol)、丙烯酸甲酯(共聚单体浓度:0.250mol/l)和甲基丙烯酸2-丙烯酰氧基乙酯(共聚单体浓度:0.007mol/l)导入至高压釜内。在110℃的聚合温度和2.5mpa的乙烯压下,将以上制备的催化剂溶液添加至其中并且聚合进行35分钟。

在完成聚合之后,对乙烯进行吹扫,将高压釜冷却至室温,并且将获得的聚合物用丙酮(1l)再沉淀。将通过过滤获得的固体聚合物用盐酸(100ml)来洗涤,然后在60℃下减压干燥3小时,由此回收8.7g的共聚物。

比较例1(乙烯/甲基丙烯酸2-丙烯酰氧基乙酯的共聚)

催化剂溶液通过如下来制备:在已用氮气充分地置换的30ml的烧瓶中称量各40μmol的双(环辛二烯)镍和磷酚配体(i),添加脱水甲苯(10ml),并且随后将整体搅拌10分钟。接下来,将内容积为2.4l并且装配有感应搅拌机的不锈钢制高压釜的内部用经纯化的氮气置换,并且将经纯化的甲苯(1000ml)、三-正辛基铝庚烷溶液(0.2mmol)和甲基丙烯酸2-丙烯酰氧基乙酯(共聚单体浓度:0.006mol/l)导入至高压釜内。在90℃的聚合温度和2.5mpa的乙烯压下,添加以上制备的催化剂溶液并且聚合进行18分钟。

在完成聚合之后,对乙烯进行吹扫,将高压釜冷却至室温,并且将获得的聚合物用丙酮(1l)再沉淀。将通过过滤获得的固体聚合物用盐酸(100ml)来洗涤,然后在60℃下减压干燥3小时,由此回收23.5g的共聚物。

4.结果和考察

实施例和比较例的共聚物的物性评价结果和溶解性试验的结果在表1中示出。另外,对于比较例2~4的共聚物,使用作为通过高压自由基聚合法生产的乙烯/丙烯酸甲酯共聚物的由japanpolyethylenecorporation制造的rexpearlema。

如表1中所示,很明显实施例的多元系极性烯烃共聚物与比较例的共聚物相比在各种溶剂中具有同等或更高的溶解性并且显示良好的溶解性。

本发明不限于以上详述的实施方案,并且各种修改或变化在本发明的权利要求中示出的范围内是可能的。

虽然已经详细地并且参考其特定的实施方案描述了本发明,但是对本领域技术人员将是显而易见的是,可以在不偏离其精神和范围的情况下在其中作出各种变化和改变。本申请基于2017年3月28日提交的日本专利申请no.2017-062302,并且将内容通过参考引入本文。

产业上的可利用性

根据本发明,提供了具有线型聚合物一次结构的新型多元系极性烯烃共聚物。这是具有聚合性官能团的新型烯烃共聚物,其中在不损害机械物性和其它物性的情况下溶剂溶解性得以充分改善。因此,本发明的多元系极性烯烃共聚物可以用于广泛的用途并且具有高的产业上的可利用性。

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