助催化剂组合物及其应用_2

文档序号:9701968阅读:来源:国知局
基铝(A1(CH3)3)、三乙基铝(A1(CH2CH3)3)、 三正丙基铝(A1(C3H7)3)、三异丁基铝(Al(i-C4H9)3)、三正丁基铝(A1(C4H9)3)、三异戊 基铝(A1 (i-C5Hn) 3)、三正戊基铝(A1 (C5Hn) 3)、三正己基铝(A1 (C6H13) 3)、三异己基铝 (八1(卜(:6!113)3)、二乙基甲基铝仏1(01 3)(013012)2)和二甲基乙基铝仏1(01 3012)(013)2)等, 更优选二甲基错、二乙基错、二正丙基错和二异丁基错,进一步优选二甲基错、二乙基错和 三异丁基铝,最优选三异丁基铝。
[0054] 根据本发明,所述烷基铝与水的反应产物指的是前述的烷基铝与水反应后获得的 水解产物,下文有时也简称烷基铝水解产物或水解产物。在该反应中,所述烷基铝与水的摩 尔比一般为1-5 : 1,优选为1-3 : 1,更优选为1.5-2. 5 : 1。
[0055] 根据一优选实施方式,所述水解产物通过在惰性气氛(如氮气)和溶剂(如甲苯) 存在下使烷基铝与水反应得到,反应温度可为_150°C至室温,优选-100°C至_40°C。
[0056] 根据本发明,这些烷基铝与水的反应产物可以单独使用一种,或者以任意的比例 组合使用多种。
[0057] 根据本发明,作为所述铝氧烷,比如可以举出下式(B)所示的线型铝氧烷:(R)(R) A1_(A1 (R)-〇)n-〇_Al(R) (R),以及下式(C)所不的环状错氧烧:-(Al(R)-〇-)n+2-,
[0059] 在前述的式⑶和式(C)中,基团R彼此相同或不同,各自独立地选自(;-(:8烷 基,其中优选甲基、乙基、正丁基和异丁基,更优选甲基。η为1-50范围内的任意整数,优选 10-30范围内的任意整数。
[0060] 根据本发明,所述铝氧烷还可以进一步通过本领域已知的任何方式进行修饰(现 有技术也称之为修饰的铝氧烷)。作为所述修饰的铝氧烷,比如可以举出修饰的甲基铝氧烷 (ΜΜΑ0)。作为所述ΜΜΑ0,可以直接使用市售的产品,也可以比如按照美国专利US5041584公 开的方法进行制造。所述修饰的铝氧烷在本文中也简便地称为铝氧烷。
[0061] 根据本发明,作为所述铝氧烷,优选甲基铝氧烷、修饰的甲基铝氧烷、乙基铝氧烷、 异丁基错氧烧和正丁基错氧烧,更优选甲基错氧烧、修饰的甲基错氧烧和异丁基错氧烧,最 优选甲基错氧烧和修饰的甲基错氧烧。
[0062] 根据本发明,这些铝氧烷可以单独使用一种,或者以任意的比例组合使用多种。
[0063] 在本发明中,根据需要,所述助催化剂组合物还可以包含不具有助催化作用的辅 助成分,如溶剂和稀释剂等,优选基本不含额外添加的其它助催化剂,如烷基铝、卤代烷基 铝、硼氟烷、烷基硼和烷基硼铵盐等。在本文中,所谓"额外添加"的物质是指在反应中原位 生成的物质以外,另行添加的物质。
[0064] 根据本发明的某些实施方式,所述助催化剂组合物基本上由烷基铝与水的反应产 物和错氧烧组成,或者由烷基错与水的反应广物和错氧烧组成。所谓"基本上由烷基错与水 的反应产物和铝氧烷组成",指的是所述助催化剂组合物除了包含所述水解产物和铝氧烷 之外,还可以进一步包含根据需要使用的溶剂,由此使得所述助催化剂组合物呈现为方便 使用者操作的溶液状态。
[0065] 根据本发明,第二方面涉及一种催化剂体系,其特征在于,包括非茂金属配合物和 本发明的助催化剂组合物。
[0066] 根据本发明,在所述催化剂体系中,优选以A1计的所述助催化剂组合物和以金 属Μ计的所述非茂金属配合物的摩尔比为100-1500 : 1,优选为300-1000 : 1,更优选为 500-1000 : 1〇
[0067] 根据本发明,第三方面涉及本发明的助催化剂组合物在非茂金属配合物催化的乙 烯均聚或乙烯与α-烯烃共聚中的应用。
[0068] 根据本发明,第四方面涉及用于乙烯均聚或乙烯与a-烯烃共聚的聚合方法,其 特征在于,包括以非茂金属配合物为主催化剂并以本发明的助催化剂组合物为助催化剂使 乙烯均聚或者使乙烯与a-烯烃共聚,或者以本发明的催化剂体系为催化剂使乙烯均聚或 者使乙烯与a-烯烃共聚。
[0069] 根据本发明,所述聚合方法优选包括使烯烃原料先与所述非茂金属配合物接触再 与所述助催化剂组合物接触的步骤,或者包括使烯烃原料同时与所述非茂金属配合物和所 述助催化剂组合物接触的步骤。
[0070] 根据本发明,在前述的本发明催化剂体系、本发明助催化剂组合物的应用和本发 明的聚合方法中,所述非茂金属配合物优选选自下式(I)所示的化合物、下式(II)所示的 化合物和下式(1-1)所示的化合物。这些非茂金属配合物可以单独使用一种,或者以任意 的比例组合使用多种。
[0071]
[0072] 根据本发明,在前述各式中,基团札至基团R4、基团R7和基团馬可以相同也可以 不同,各自独立地选自氢和Q4直链或支链烃基,优选各自独立地选自氢和Q4直链或支链 烷基,更优选各自独立地选自氢和甲基,更优选氢。
[0073] 根据本发明,在前述各式中,基团Y是0或S,优选0。
[0074] 根据本发明,在前述各式中,基团A是S或0,优选S。
[0075] 根据本发明,在前述各式中,基团R5是Q6直链或支链的烃基、C312取代或未取代 的环烷基或者C612取代或未取代的芳基,优选Q6直链或支链烷基、C3i。取代或未取代的环 烷基或者C6i。取代或未取代的芳基,更优选Q3直链或支链烷基、C3s取代或未取代的环烷 基或者C6 8取代或未取代的芳基,最优选甲基、乙基、正丙基、异丙基或苯基。
[0076] 根据本发明,在前述各式中,基团R6和基团馬可以相同或不同,各自独立地选自 C36直链或支链烃基比如C36直链或支链烷基,优选各自独立地选自C36支链烷基,更优选 异丙基或者叔丁基,尤其是叔丁基。
[0077]根据本发明,在前述各式中,基团&。是氢或Q6直链或支链烃基,优选氢或Q4直 链或支链烷基,更优选氢、甲基和乙基,最优选氢。
[0078] 根据本发明,在前述各式中,基团Μ选自元素周期表第III族到第XI族的金属元 素,优选第IVB族金属元素比如钛、锆和铪,更优选Ti。
[0079] 根据本发明,在前述各式中,基团X为卤素,包括氟、氯、溴和碘,其中优选氯。
[0080] 根据本发明,在前述各式中,符号一代表配位键。
[0081] 根据本发明,作为所述非茂金属配合物,更优选如下结构式的化合物之一或其任 意比例的混合物,但不限于此:
[0083] 根据本发明,所述式(I)所示的化合物比如可以通过如下的制造方法进行制造。
[0084] 根据本发明,该制造方法比如包括使下式(Ι-A)所示的化合物与下式(X)所示的 化合物发生配位反应,获得所述式(I)所示的化合物的步骤(以下称为配位步骤A)。
[0085]MX4 (X)
[0086] 根据本发明,在式(X)中,基团Μ选自元素周期表第III族到第XI族的金属元素, 优选第IVB族金属元素比如钛、错和铪,其中更优选钛。
[0087] 根据本发明,在式(X)中,基团X为卤素,包括氟、氯、溴和碘,其中优选氯。
[0088] 根据本发明,在进行所述配位步骤A时,所述式(X)所示的化合物与所述式(I-A) 所示的化合物的摩尔比一般为〇. 7-1. 5,优选0. 9-1. 3,更优选1-1. 2。
[0089] 根据本发明,所述配位步骤A可以在溶剂的存在下进行。本发明对所述溶剂没有 特别的限定,只要其可以溶解所述式(χ)所示的化合物与所述式α-Α)所示的化合物但不 干扰所述配位反应即可。具体而言,作为所述溶剂,比如可以举出Ci2。烷烃、c62。芳香烃和 c42。脂环烃等,其中优选c612芳香烃,最优选甲苯、二甲苯、三甲苯。这些溶剂可以单独使用 一种,或者以任意的比例组合使用多种。
[0090] 根据本发明,对所述溶剂的用量没有特别的限定,只要是有利于该配位反应进行 的任何用量均可以采用,比如可以举出该溶剂和所述式(Ι-A)所示的化合物的摩尔比为 5-200,优选10-100,但并不限于此。
[0091] 根据本发明,所述配位步骤A的反应温度一般为-80-KKTC,优选-50-70°C,更优 选-30-50 °C。
[0092] 根据本发明,所述配位步骤A的反应压力可以是适合该配位反应进行的任何压 力,但为了方便实施起见,一般为常压至〇. 2MPa。
[0093]根据本发明,所述配位步骤A的反应时间一般为0.1-72小时,优选0.2-48小时, 更优选1-24小时。
[0094] 根据本发明,根据需要,为了促进反应的进行,所述配位步骤A的配位反应可以在 搅拌(比如搅拌转速为l〇〇-l〇〇〇rpm)下进行。
[0095]根据本发明,根据需要,所述配位步骤A的配位反应可以在保护性气体的氛围下 进行。作为所述保护性气体,比如可以举出惰性气体如氮气等。
[0096] 根据本发明,在所述配位步骤A的配位反应结束后,通过常规的分离方式即可从 该反应获得的混合物中分离出所述式(I)所示的化合物作为反应产物。作为所述的分离方 式,比如可以举出过滤或者先过滤再洗涤,或者任选进一步干燥等。或者,根据需要,还可以 通过重结晶、柱层析方法或制备色谱等对所述获得的反应产物进行纯化。
[0097] 根据本发明,对于所述过滤、洗涤和干燥的方法并没有特别的限定,可以根据需要 使用本领域常规使用的那些。根据需要,所述洗涤一般进行1-6次,优选2-3次。其中,洗 涤用溶剂优选与配位反应所使用的溶剂相同,但也可以不同。作为所述干燥,比如可以举出 惰性气体干燥法、真空干燥法或者真空下加热干燥法等,其中优选惰性气体干燥法或真空 下加热干燥法,最优选真空下加热干燥法。此时,所述干燥的温度范围一般为常温至140°C, 干燥时间一般为2-20小时,但并不限于此。
[0099]根据本发明,在该式(Ι-A)中,基团氏至基团R4、基团R7和基团R9可以相同也可 以不同,各自独立地选自氢和Q4直链或支链烃基,优选各自独立地选自氢和Q4直链或支 链烷基,更优选各自独立地选自氢和甲基,更优选氢。
[0100] 根据本发明,在该式α-Α)中,基团Y是0或S,优选0。
[0101] 根据本发明,在该式(Ι-A)中,基团A是S或0,优选S。
[0102] 根据本发明,在该式(Ι-A)中,基团R5是Q6直链或支链的烃基、C312取代或未取 代的环烷基或者C612取代或未取代的芳基,优选q6直链或支链烷基、C3i。取代或未取代的 环烷基或者C6i。取代或未取代的芳基,更优选Q3直链或支链烷基、C3s取代或未取代的环 烷基或者C68取代或未取代的芳基,最优选甲基、乙基、正丙基、异丙基或苯基。
[0103] 根据本发明,在该式(Ι-A)中,基团R6和基团馬可以相同或不同,各自独立地选自 C36直链或支链烃基比如C36直链或支链烷基,优选各自独立地选自C36支链烷基,更优选 异丙基或者叔丁基,尤其是叔丁基。
[0104] 根据本发明,在该式α-Α)中,基团Ri。是氢或C16直链或支链烃基,优选氢或C14 直链或支链烷基,更优选氢、甲基和乙基,最优选氢。
[0105] 根据本发明,所述式(Ι-A)所示的化合物,比如可以通过如下的制造方法进行制 造。
[0106] 根据本发明,所述制造方法比如可以包括以下的步骤(1)和步骤(2)。
[0107] 步骤(1):使下式(III)所示的化合物与下式(IV)所示的化合物发生缩合反应, 获得下式(V)所示的化合物。
[0108]
[0109] 根据本发明,在该式(III)中,基团&至基团R4可以相同也可以不同,各自独立地 选自氢和Q4直链或支链烃基,优选各自独立地选自氢和Q4直链或支链烷基,更优选各自 独立地选自氢和甲基,更优选氢。
[0110] 根据本发明,在该式(III)中,基团A是S或0,优选S。
[0111] 根据本发明,在该式(III)中,基团^是(;6直链或支链的烃基、c312取代或未取 代的环烷基或者c612取代或未取代的芳基,优选Ci6直链或支链烷基、c3i。取代或未取代的 环烷基或者c6i。取代或未取代的芳基,更优选Ci3直链或支链烷基、c3s取代或未取代的环 烷基或者C68取代或未取代的芳基,最优选甲基、乙基、正丙基、异丙基或苯基。
[0112] 根据本发明,作为式(III)所示的化合物,优选2-氨基苯基甲基硫醚。
[0113]
[0114] 根据本发明,在该式(IV)中,基团R7和基团R9可以相同也可以不同,各自独立地 选自氢和Q4直链或支链烃基,优选各自独立地选自氢和Q4直链或支链烷基,更优选各自 独立地选自氢和甲基,更优选氢。
[0115] 根据本发明,在该式(IV)中,基团Y是0或S,优选0。
[0116] 根据本发明,在该式(IV)中,基团R6和基团^可以相同或不同,各自独立地选自 c36直链或支链烃基比如c36直链或支链烷基,优选各自独立地选自c36支链烷基,更优选 异丙基或者叔丁基,尤其是叔丁基。
[0117] 根据本发明,在该式(IV)中,基团&。是氢或C16直链或支链烃基,优选氢或C14直 链或支链烷基,更优选氢、甲基和乙基,最优选氢。
[0118] 根据本发明,作为式(IV)所示的化合物,优选3,5_二叔丁基水杨醛。
[0120] 根据本发明,在该式(V)中,基团&至基团R4、基团R7和基团馬可以相同也可以 不同,各自独立地选自氢和Q4直链或支链烃基,优选各自独立地选自氢和Q4直链或支链 烷基,更优选各自独立地选自氢和甲基,更优选氢。
[0121] 根据本发明,在该式(V)中,基团Y是0或S,优选0。
[0122] 根据本发明,在该式(V)中,基团A是S或0,优选S。
[0123] 根据本发明,在该式(V)中,基团R5是Q6直链或支链的烃基、C312取代或未取代 的环烷基或者C612取代或未取代的芳基,优选Q6直链或支链烷基、C3i。取代或未取代的环 烷基或者C6i。取代或未取代的芳基,更优选Q3直链或支链烷基、C3s取代或未取代的环烷 基或者C68取代或未取代的芳基,最优选甲基、乙基、正丙基、异丙基或苯基。
[0124] 根据本发明,在该式(V)中,基团R6和基团^可以相同或不同,各自独立地选自 C36直链或支链烃基比如C36直链或支链烷基,优选各自
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