用于环氧化物单体聚合的锌催化剂/添加剂系统的制作方法_2

文档序号:9924864阅读:来源:国知局
基己醇;1-庚醇;2-庚醇;3-庚醇;4-庚醇;4-甲基-3-庚醇;2,6-二甲基-4-庚醇;1-辛醇;2-辛醇;3-辛醇;4-辛醇;1-甲氧基-2-丙醇;环己醇;4-叔下基-环己醇U顿 式-和反式-);2,2,2-=氣乙醇;W及1,1,1-=氣-2-丙醇,乙醇是尤其优选的。混配化醇化 物(a2)的一元醇化物配位体可W衍生自单个一元醇或至少两种不同一元醇的混合物。如果 混配Zn醇化物(a2)中含有水,那么人们相信它是W氨氧化物(如末端氨氧化物)形式或是W 可W桥接两个锋中屯、的氧化物形式并入。优选地,混配化醇化物(曰2)的一元醇化物配位体 衍生自单个一元醇,更优选地衍生自乙醇。在最优选实施例中,Zn催化剂(a)是1,4-下二醇 和Cl至C4烧醇(如乙醇)的混配化醇化物(曰2)。
[0036] 包括上文所提及的那些优选的Zn化合物的化化合物(al)、(a2)和(曰3)的结构常常 是复杂并且难W拆分的。运尤其适用于混配Zn络合物。具有醇化物配位体的Zn络合物常常 是二聚、寡聚或甚至聚合结构,有时具有难W定义的结构并且可能经历不同结构之间的转 化。已知存在两个Zn原子由一个氧桥接。因此,本文所述的Zn化合物(al)、(a2)和(曰3)明确 包括单体、二聚、寡聚和聚合物质。关于混配Zn醇化物(a2)(例如衍生自一个二醇和一个一 元醇或两个不同二醇和一个一元醇、或一个二醇和两个不同一元醇),有可能的是产物可能 含有混配和均配化醇化物的组合。
[0037] 本发明的Zn催化剂(a)可能包含单一个具有衍生自一种或多种多元醇的醇化物配 位体的Zn化合物,优选地选自如上所述的那些Zn化合物(al)和(曰2),或至少两种不同Zn化 合物的混合物,优选地选自如上所述的那些化化合物(a 1)和(a2)。
[003引在一些实施例中Jn催化剂(a)包含如上所述的一种或多种多元醇的Zn醇化物 (al)和一种或多种一元醇的化醇化物(曰3),其中所述一元醇如上文关于混配化醇化物(曰2) 所定义。在运些实施例中,一种或多种多元醇的Zn醇化物(al)和一种或多种一元醇的Zn醇 化物(a3)常常与一种或多种多元醇和一种或多种一元醇的混配化醇化物(a2)组合,其中醇 化物配位体衍生自与一种或多种多元醇的Zn醇化物(al)和一种或多种一元醇的Zn醇化物 (a3)中相同的多元醇和一元醇。
[0039] 先前已描述化化合物(al)、(a2)和(曰3)的制备方法,并且报告产生运些化合物的 试剂化学计量范围、添加顺序和反应溫度条件。
[0040] 本发明的Zn醇化物(al)通常是通过使二控基化化合物与如上文所规定的一种或 多种多元醇反应来产生。二控基锋化合物优选地是通式R2化的烷基和芳基,其中R是(1)含 有1至8个碳原子、优选地1至6个碳原子并且最优选地2或3个碳原子的烷基,或(1)苯基或糞 基或经烷基取代的苯基或糞基,其中所述烷基含有1至4个碳原子、优选地1至3个碳原子,或 (3)含有4至6个环碳原子的环烷基;或(iv)二环戊二締基。其说明性实例为二甲基锋、二乙 基锋、二正丙基锋、二异丙基锋、二下基锋(二正下基锋、二异下基锋、二叔下基锋)、二戊基 锋、二己基-和二庚基-和二辛基锋、二-2-乙基己基锋、二苯基锋、二甲苯基锋、二环下基锋、 二环戊基锋、二甲基环戊基锋、二环己基锋、甲基苯基锋、甲基甲苯基锋、甲基糞基锋W及乙 基苯基锋。锋化合物的性质并不重要,但是在所用反应介质中具有一定溶解度的锋化合物 是有利的。使用线性二烷基锋作为起始物质进行Zn醇盐制备是优选的,二乙基锋是最优选 的。EP 0 239 973 A2、US 5,326,852 A和US 6,084,059 A中教导化醇化物(al)的示例性制 备途径。
[0041] 本发明的混配Zn醇化物(a2)通常是通过使如上所述的二控基Zn化合物与如上文 所规定的一种或多种多元醇和如上文所规定的一种或多种一元醇反应来制备。虽然优选的 是使二控基Zn化合物首先与多元醇反应,接着与一元醇反应,但是反应顺序可W反向或全 部=种组分的混合物可W同时反应。无论组分如何反应,反应可W通过如在80至200°C下5 至180分钟的热处理步骤来完成,所述热处理步骤通常在蒸馈出未反应的醇时进行。多元醇 与二控基化化合物的当量比通常是0.2:1至1.1:1并且优选地是0.5:1至0.95:1。一元醇与 二控基Zn化合物的当量比通常是至少0.1:1并且优选地是0.1:1至1.5:1。对于非挥发性一 元醇,应仔细控制化学计量W限制醇相对于锋-C键过量。US5,326,852 A中更详细地教导混 配化醇化物(曰2)的相应制备方法。US 6,979,722 B2在实例1中描述在控溶剂中由二乙基锋 (1.0摩尔当量)、1,4-下二醇(0.8摩尔当量)和乙醇(1.3摩尔当量)制备混配化醇化物(曰2)。 最终催化剂为白色浆料。
[0042] -种或多种一元醇的化醇化物(a3)通常是W与关于化合物(a2)所述类似的方式, 在2.0当量的一元醇比二烷基锋试剂的化学计量下产生。在使用过量一元醇的情况下,挥发 性醇是优选的,W便于去除未反应的物质。
[0043] 化化合物(al)、(a2)和(曰3)可W是W经分离的固体粉末形式(如例如EP 0 239973 A2和US 5,326,852 A中所述)或W在溶剂中的浆料形式(如例如US 6,979,722 B2中所述) 获得,所述浆料可W直接用于聚合反应。
[0044] 由于Zn化合物(al)、(a2)和(曰3) W及其前体的空气和水分敏感性,所W优选地采 取常规预防措施W从系统排除水和氧气(除非水是所要反应物,参见例如1156,084,059)。运 可W通过在伴有如氮气的惰性气氛的适当密封设备中制备并且操作化化合物来实现,并且 常常在制备之前包括干燥如溶剂的试剂W去除痕量水分。
[0045] 催化剂添加剂组分(b)包含具有衍生自一种或一元醇的醇化物配位体的金属化合 物(i)并且其中所述金属是选自:
[0046] (I)第13族金属,如B、Al、Ga和In,优选地是Al,
[0047] (II)Al与第14族金属或半金属的组合,优选地是Al和Si的组合,W及 [00 4引(III)选自(I)和(II)的至少两种金属的组合。
[0049]衍生金属化合物(i)的醇化物配位体的一元醇通常是脂肪族或环脂肪族(优选地 具有5或6个环碳原子)或包含脂肪族和环脂肪族部分的混合脂肪族/环脂肪族(优选地具有 5或6个环碳原子)。在其它实施例中,所述一元醇是芳香族醇,包括包含脂肪族和芳香族部 分的混合脂肪族/芳香族醇。在本申请案的含义内,术语"醇"明确包括酪类。所述一元醇可 W包含如0和/或Si的杂原子在主链中或如0、Si和/或面素(例如F)的杂原子作为主链侧接 的官能团(例如甲氧基或=氣甲基)的一部分的控主链。优选地,所述一元醇是脂肪族醇,更 优选是烧醇(其可W是直链或分支链的)并且甚至更优选地是包含1至20个碳原子、最优选 地3至12个碳原子的烧醇。一元醇的说明性实例包括乙醇、1-丙醇(正丙醇)、2-丙醇(异丙 醇)、1-下醇(正下醇)、2-甲基-1-丙醇(异下醇)、2-下醇(仲下醇)、2-甲基-2-丙醇(叔下 醇)、2-乙基己醇、辛醇、壬醇、甲氧基丙醇、苯酪W及甲基苯酪。金属化合物(i)的一元醇化 物配位体可W衍生自单个一元醇或至少两种不同一元醇的混合物。优选地,金属化合物(i) 的一元醇化物配位体衍生自单个一元醇。
[0050] 在一些实施例中,金属化合物(i)仅包含醇化物配位体,即金属化合物(i )是一种 或多种一元醇的金属醇化物(bl)。
[0051] 在其它实施例中,金属化合物(i)除了醇化物配位体之外,还包含非醇化物配位 体,即金属化合物(i)是具有衍生自一种或多种一元醇的醇化物配位体和非醇化物配位体 的混配金属络合物化2)。适合的非醇化物配位体的实例包括乙基乙酷乙酸配位体和2,4-戊 二酬酸配位体。混配金属络合物化2)可W包含单一个类型的非醇化物配位体或至少两种不 同非醇化物配位体的混合物。通常,混配金属络合物(b2)仅包含一种类型的非醇化物配位 体。
[0052] 金属化合物Q)的优选实施例包含优选的醇化物和/或非醇化物配位体与如上所 述的优选的金属的组合。
[0053] 可W用于本发明催化剂配制品的催化剂添加剂(b)的金属化合物(bl)和(b2)的说 明性实例是=仲下醇侣、=正下醇侣、(二仲下醇)乙基乙酷乙酸侣和二仲下氧基侣氧乙 氧基硅烷((s-Bu0)2-Al-0-Si(0Et)3)。
[0054] 包括上文所提及的那些优选的金属化合物(b 1)和(b2)的金属化合物(bl)和(b2) 的结构常常是复杂并且难W拆分的。运尤其适用于混配金属络合物。具有醇化物配位体的 金属络合物常常是二聚、寡聚或甚至聚合结构,有时具有难W定义的结构并且可能经历不 同结构之间的转化。已知存在两个金属原子由一个氧桥接(例如在二仲下氧基侣氧乙氧 基硅烷中)。因此,本文所述的金属化合物(bl)和(b2)明确包括单体、二聚、寡聚和聚合物 质。
[0055] 本发明的催化剂添加剂(b)可W包含单个金属化合物(i)或不同金属化合物(i)的 混合物。
[0056] 许多金属化合物(bl)和(b2)是市售的。其它可W通过W下途径制备:如控基金属 前体(如=乙基侣)与适当化学计量的一元醇反应,或去质子化一元醇的碱金属盐(例如Li) 与所关注的前体金属氯化物的盐复分解。
[0057] 由于金属化合物(bl)和化2) W及其前体的空气和水分敏感性,所W优选地采取常 规预防措施W从系统排除水和氧气。运可W通过在伴有如氮气的惰性气氛的适当密封设备 中制备并且操作金属化合物(bl)和(b2)来实现,并且常常在制备之前包括干燥如溶剂的试 剂W去除痕量水分。
[0058] 在一些实施例中,金属化合物(i)(包括金属化合物(bl)和化2))可溶于控溶剂中。 其制备可产生金属化合物(i)在控溶剂中的溶液,所述溶液可W直接用于聚合反应。
[0059] 催化剂添加剂(b)可W另外含有醇(ii)作为任选的组分。术语"醇"在本文中与术 语"醇化物"相反地使用并且指示未经去质子化的醇。通常,醇(ii)是脂肪族、环脂肪族或芳 香族醇。所述醇优选地是一元醇。所述醇(更确切地说,一元醇)优选地是脂肪族、环脂肪族 (优选地具有5或6个环碳原子)或包含脂肪族和环脂肪族部分的混合脂肪族/环脂肪族醇 (优选地具有5或6个环碳原子);芳香族醇或包含脂肪族和芳香族部分的混合脂肪族/芳香 族醇。更优选地,所述醇(通常一元醇)是烧醇(其可W是直链或分支链的)并且甚至更优选 地是包含1至20个碳原子并且最优选地4至12个碳原子的烧醇。烧醇的说明性实例包括甲 醇、乙醇、1-丙醇(正丙
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