一种用于合成中高分子量聚异丁烯的复合催化剂、制备方法及聚合工艺与流程

文档序号:12777038阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种合成中、高分子量聚异丁烯的复合催化剂,其特征在于:该催化剂由AlCl3络合物、金属钛组分和含氧或含氮配体及有机溶剂复配而成。

2.根据权利要求1所述的合成中、高分子量聚异丁烯的复合催化剂,其特征在于:AlCl3络合物由AlCl3与水、醇类化合物、醚类化合物、酮类化合物以及叔氯化合物进行络合而成。

3.根据权利要求1所述的合成中、高分子量聚异丁烯的复合催化剂,其特征在于:含氧或含氮配体为水、醚、醇、酚、酮、胺、吡啶、酰胺、醇胺、吡咯烷酮中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的合成中、高分子量聚异丁烯的复合催化剂,其特征在于:使用的溶剂选自直链或支链C1~C20的烷烃,C2~C20的烯烃、C3~C20的环烷烃或C1~C20的卤代烃中的一种或多种。

5.根据权利要求2所述的合成中、高分子量聚异丁烯的复合催化剂,其特征在于:与AlCl3络合的醇类化合物是选自1~10个碳的醇。

6.根据权利要求2所述的合成中、高分子量聚异丁烯的复合催化剂,其特征在于:所述醇类化合物为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、正戊醇、异戊醇、季戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇、2,2-二甲基丙醇、2,3-二甲基-2-丁醇、3,3-二甲基-2-丁醇、2-乙基丁醇、2-甲基戊醇、3-乙基-2-戊醇、2,4-二甲基戊醇、2-甲基-2-己醇、2-乙基丁醇、2,3-二甲基戊醇、2,4-二甲基戊醇、2,3,4-三甲基-3-戊醇、2-甲基-3-乙基戊醇、3,4-二甲基己醇、3-甲基庚醇、2-丙基戊醇、2-乙基己醇中的一种或多种。

7.根据权利要求2所述的合成中、高分子量聚异丁烯的复合催化剂,其特征在于:与AlCl3络合的醚类化合物是选自C2~C16烷基醚或C7-C16的苯基醚、C2~C8的环醚中的一种或多种。

8.根据权利要求2所述的合成中、高分子量聚异丁烯的复合催化剂,其特征在于:所述醚类化合物为乙醚、丙醚、丁醚、戊醚、己醚、庚醚、辛醚、甲基叔丁基醚、甲基叔乙基醚、乙基丙基醚、乙基丁基醚、丙基丁基醚、戊基庚基醚、己基庚基醚、丁基癸基醚、戊基癸基醚、己基癸基醚、苯甲醚、二苯醚、二对甲基苯醚、二对乙基苯醚、环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、甲基环氧丙烷、四氢呋喃、环氧环戊烷、环氧环己烷、环氧庚烷、环氧辛烷中的一种或多种。

9.根据权利要求2所述合成中、高分子量聚异丁烯的复合催化剂,其特征在于:与AlCl3络合的酮类化合物为烷基铜或芳基酮。

10.根据权利要求2所述合成中、高分子量聚异丁烯的复合催化剂,其特征在于:酮类化合物为丙酮、丁酮、戊酮、甲基烯丙基酮、甲级异丙基酮、乙酰丙酮、苯基甲基酮或者苯基乙基酮的一种或者多种。

11.根据权利要2所述合成中、高分子量聚异丁烯的复合催化剂,其特征在于:与AlCl3络合的叔氯化合物选自叔丁基氯,2-氯-丙烷,2-氯-2-甲基丁烷,2-氯-2-甲基戊烷,2-氯-2-甲基己烷,2-氯-2-甲基庚烷,2-氯-2-甲基辛烷,2-氯-2-甲基壬烷,枯基氯,对-二枯基氯,2-氯-2,4,4-三甲基戊烷中的一种或者多种。

12.根据权利要求1所述合成中、高分子量聚异丁烯的复合催化剂,其特征在于:金属钛组分为钛的卤化物。

13.根据权利要求1所述合成中、高分子量聚异丁烯的复合催化剂,其特征在于:金属钛组分优选四氯化钛。

14.根据权利要求3所述合成中、高分子量聚异丁烯的复合催化剂,其特征在于:胺类化合物选自三乙胺、二异丙胺、N,N-二甲基苯胺、苯胺、二苯胺、三苯胺、哌啶、2-甲基哌啶、3-甲基哌啶、4-甲基哌啶、2,3-二甲基哌啶、2,4-二甲基哌啶、2,6-二甲基哌啶、2-乙基哌啶、2-丙基哌啶、3-乙基哌啶、1,4-亚乙基哌啶和2,3-二乙基哌啶中的一种或多种。

15.根据权利要求3所述合成中、高分子量聚异丁烯的复合催化剂,其特征在于:所述的酰胺类化合物选自N,N-二甲基甲酰胺和/或N,N-二甲基乙酰胺。

16.根据权利要求3所述合成中、高分子量聚异丁烯的复合催化剂,其特征在于:所述的醇胺类化合物选自N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二甲基丙醇胺、异丁醇胺、和二异丙基乙醇胺中的一种或多种。

17.根据权利要求3所述合成中、高分子量聚异丁烯的复合催化剂,其特征在于:所述的吡咯烷酮选自2-吡咯烷酮、3-吡咯烷酮中一种或多种,其中烷基为C1~C6的饱和直链或支链烃基。

18.根据权利要求1所述合成中、高分子量聚异丁烯的复合催化剂,其特征在于:AlCl3与水、醇类、醚类或叔氯化合物进行络合的摩尔比例为0.01:1~10:1。

19.根据权利要求18所述合成中、高分子量聚异丁烯的复合催化剂,其特征在于:摩尔比例优选0.2:1~5:1。

20.根据权利要求1所述合成中、高分子量聚异丁烯的复合催化剂,其特征在于:AlCl3与金属钛组分的摩尔比为0.1:1~10:1。

21.根据权利要求20所述合成中、高分子量聚异丁烯的复合催化剂,其特征在于:摩尔比优选0.5:1~2:1。

22.根据权利要求1所述合成中、高分子量聚异丁烯的复合催化剂,其特征在于:AlCl3与含氧或含氮配体比例为0.1:1~10:1。

23.根据权利要求22所述合成中、高分子量聚异丁烯的复合催化剂,其特征在于:AlCl3与含氧或含氮配体比例优选为0.2:1~5:1。

24.一种用于合成中高分子量聚异丁烯的复合催化剂的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:首先,将AlCl3与其络合组分和金属钛组分在有机溶剂中混合得到复合溶液;

然后,将含氧或含氮配体组分加入复合溶液中搅拌均匀。

25.根据权利要求24所述的用于合成中高分子量聚异丁烯的复合催化剂的制备方法,其特征在于:所述的有机溶剂选自直链或支链C1~C20的烷烃,C2~C20的烯烃、C3~C20的环烷烃或C1~C20的卤代烃中的一种或多种。

26.根据权利要求25所述的用于合成中高分子量聚异丁烯的复合催化剂的制备方法,其特征在于:所述的烯烃为乙烯、丙烯、1-丁烯或2-丁烯;

所述的烷烃或环烷烃优选自乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、石油醚、环己烷、甲基环己烷及它们的异构体中的一种或多种;

所述的卤代烷优选自一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、一氯乙烷、二氯乙烷、三氯乙烷、氯丙烷、氯丁烷、二氟甲烷、三氟甲烷、四氟甲烷、二氟乙烷、三氟乙烷、四氟乙烷、五氟乙烷、六氟乙烷、二氟丙烷、三氟丙烷、四氟丙烷、五氟丙烷、六氟丙烷和氟丁烷中的一种或多种。

27.一种采用上述催化剂合成中高分子量聚异丁烯的聚合工艺,其特征在于:所取用于催化剂浓度为AlCl3组分加入量占异丁烯质量分数的0.001%~10%。

28.根据权利要求27所述的一种采用上述催化剂合成中高分子量聚异丁烯的聚合工艺,其特征在于:催化剂浓度为AlCl3组分加入量占异丁烯质量分数优选0.02%~1%。

29.根据权利要求27所述的一种采用上述催化剂合成中高分子量聚异丁烯的聚合工艺,其特征在于:用于制备中、高分子量聚异丁烯的聚合温度在-170℃~20℃之间。

30.根据权利要求29所述的一种采用上述催化剂合成中高分子量聚异丁烯的聚合工艺,其特征在于:聚合温度优选-120℃~-30℃。

31.根据权利要求27所述的一种采用上述催化剂合成中高分子量聚异丁烯的聚合工艺,其特征在于:用于合成中、高分子量聚异丁烯的聚合反应可以是间歇型也可以是连续型的工艺。

32.根据权利要求31所述的一种采用上述催化剂合成中高分子量聚异丁烯的聚合工艺,其特征在于:聚合反应时间为10s~90min。

33.根据权利要求32所述的一种采用上述催化剂合成中高分子量聚异丁烯的聚合工艺,其特征在于:聚合反应时间优选1~30min。

34.根据权利要求27所述的一种采用上述催化剂合成中高分子量聚异丁烯的聚合工艺,其特征在于:上述催化剂在均相或非均相聚合过程引发异丁烯或异丁烯惰性溶剂混合液的阳离子聚合反应制备中、高分子量聚异丁烯,所述制备所得的聚异丁烯重均分子量在10000~5000000(g/mol)之间,所得产物的转化率可达到99%以上。

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