使用过渡金属催化剂组合物制备乙烯均聚物或乙烯与α-烯烃的共聚物的方法_3

文档序号:9803515阅读:来源:国知局
基二甲基甲硅烷基)膦,优选二甲基膦、二乙基膦或二苯基膦。
[0024] 由化学式1表示的过渡金属催化剂可以与作为助催化剂的硼化合物、铝化合物或 其混合物一起使用,所述助催化剂可以从过渡金属络合物中提取出X配体,从而使中心金属 成为阳离子,即,起到具有弱结合力的反离子或阴离子的作用。有机铝化合物用于除去如作 为催化剂毒物的水等痕量极性物质,但是当X配体为卤素时,有机铝化合物也能起到烷基化 剂的作用。
[0025] 可在本发明中用作助催化剂的硼化合物可以选自由以下化学式3、化学式4和化学 式5所表示的化合物组成的组,它们也在美国专利第5,198,401号中得到了公开:
[0026] [式 3]
[0027] B(R3)3
[0028] [式 4]
[0029] [R4]+[B(R3)4]-
[0030] [式 5]
[0031] [(R5)qZH] + [B(R3)4] -
[0032] 其中,B是硼;R3是可由3~5个取代基取代的苯基,所述取代基选自由氟、不具有取 代基的或由氟取代的&-C20烷基和不具有取代基的或由氟取代的(^_(: 2()烷氧基组成的组;R4 是(:5_〇7环烷基、&-C20烷基C6-C2Q芳基或C 6-C3Q芳基&-C20烷基,例如三苯基甲基;Z是氮或磷; 妒是&-(:2()烷基或由氮和两个&-C4烷基取代的苯铵基;并且q为整数2或3。
[0033]硼类助催化剂的优选实例包括三(五氟苯基)硼烷、三(2,3,5,6-四氟苯基)硼烷、 三(2,3,4,5-四氟苯基)硼烷、三(3,4,5-三氟苯基)硼烷、三(2,3,4-三氟苯基)硼烷、苯基双 (五氟苯基)硼烷、四(五氟苯基)硼酸盐(酯)、四(2,3,5,6_四氟苯基)硼酸盐(酯)、四(2,3, 4,5_四氟苯基)硼酸盐(酯)、四(3,4,5_四氟苯基)硼酸盐(酯)、四(2,2,4_三氟苯基)硼酸盐 (酯)、苯基双(五氟苯基)硼酸盐(酯)和四(3,5_双(三氟甲基)苯基)硼酸盐(酯)。并且,其络 合物的具体实例包括四(五氟苯基)硼酸二茂铁、四(五氟苯基)硼酸1,1'_二甲基二茂铁、四 (五氟苯基)硼酸银、四(五氟苯基)硼酸三苯基甲酯、四(3,5_双(三氟甲基)苯基)硼酸三苯 基甲酯、四(五氟苯基)硼酸三乙基铵、四(五氟苯基)硼酸三丙基铵、四(五氟苯基)硼酸三 (正丁基)铵、四(3,5_双三氟甲基苯基)硼酸三(正丁基)铵、四(五氟苯基)硼酸Ν,Ν-二甲基 苯铵、四(五氟苯基)硼酸Ν,Ν-二乙基苯铵、四(五氟苯基)硼酸Ν,Ν-2,4,6-五甲基苯铵、四 (3,5-双(三氟甲基)苯基)硼酸Ν,Ν-二甲基苯铵、四(五氟苯基)硼酸二异丙基铵、四(五氟苯 基)硼酸二环己基铵、四(五氟苯基)硼酸三苯基鱗、四(五氟苯基)硼酸三(甲基苯基)鱗和四 (五氟苯基)硼酸三(二甲基苯基)鱗。其中最优选的是四(五氟苯基)硼酸Ν,Ν-二甲基苯铵、 三苯基碳鑰四(五氟苯基)硼酸盐、或三(五氟)硼烷。
[0034] 用在本发明中的铝化合物可以是由以下化学式6或化学式7表示的铝氧烷化合物、 由以下化学式8表示的有机铝化合物,或由以下化学式9或化学式10表示的有机铝烃基氧化 物:
[0035] [式 6]
[0036] (-Α1(R7)_0_)m
[0037] [式 7]
[0038] (R7)2A1-(-0(R7)-) p-(R7)2
[0039] [式 8]
[0040] (R8)rAl(E)3-r [0041 ][式9]
[0042] (R9)2A10R10
[0043] [式 10]
[0044] R9A1(OR10)2
[0045] 其中,R7是线性或支化的&_(:2()烷基,优选甲基或异丁基;m和p是5~20的整数;R 8和 妒是&-(:2()烷基;E是氢或卤素;r是1~3的整数;并且"是&-⑶烷基或C 6-C3Q芳基。
[0046] 作为铝化合物的具体实例,铝氧烷化合物可以是甲基铝氧烷、改性甲基铝氧烷或 四异丁基错氧烧;有机错化合物可以是二烷基错,例如二甲基错、二乙基错、二丙基错、二 异丁基铝或三己基铝;二烷基氯化铝,例如二甲基氯化铝、二乙基氯化铝、二丙基氯化铝、二 异丁基氯化铝或二己基氯化铝;烷基二氯化铝,例如甲基二氯化铝、乙基二氯化铝、丙基二 氯化铝、异丁基二氯化铝或己基二氯化铝;或者二烷基氢化铝,例如二甲基氢化铝、二乙基 氢化错、二丙基氢化错、二异丁基氢化错或二己基氢化错,优选三烷基错,更优选三乙基错 或三异丁基铝,并且中心金属M:硼:铝的摩尔比为1:0.1~100:10~1,000,更优选为1:0.5 ~5:25~500。
[0047] 在另一个方面中,本发明提供了使用所述过渡金属催化剂体系制备乙烯均聚物或 乙烯与α-烯烃的共聚物的方法。所述方法通过在足量有机溶剂存在下,将过渡金属催化剂 和助催化剂与乙烯单体(必要时还有烯烃共聚单体)接触而进行。过渡金属催化剂和助催 化剂可以分开加入反应器中,也可以先预混再加入反应器中。
[0048] 加入顺序或包括温度、浓度等的混合条件不受特别限制。
[0049] 优选的是,可用在所述制备方法中的有机溶剂为C3-C2Q烃。具体实例可以包括丁 烷、异丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、异辛烷、壬烷、癸烷、十二烷、环己烷、甲基环己烷、苯、甲 苯和二甲苯等。
[0050] 具体而言,在乙烯均聚物的制备中,单独使用乙烯作为单体。乙烯的压力优选为 latm~1,OOOatm,更优选为lOatm~150atm。并且,聚合温度优选为60 °C~300 °C,更优选为 80°C ~250°C。
[0051] 并且,在乙烯与α-烯烃的共聚物的制备中,可以将C3-C18a-烯烃与乙烯一起用作共 聚单体。优选的是,可以使用选自由丙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、 1-辛烯、1-癸烯、ι-十一烯、1-十二烯、1-十四烯、1-十六烯、1-十八烯和1-二十烯组成的组 中的α-烯烃。更优选的是,可以将1-丁烯、1-己烯、1-辛烯或1-癸烯与乙烯共聚。在此情况 下,乙烯的优选压力和优选聚合温度与制备高密聚乙烯时相同。通常,根据本发明制备的乙 烯共聚物包含50重量%以上的乙烯、优选60重量%以上、更优选60重量%~99重量%的乙 烯。如前所述,使用C 4-C1Qa-烯烃作为共聚单体制备的线性低密度聚乙烯(LLDPE)具有 0.910g/cc~0.940g/cc的密度,并且可以制备密度为0.910g/cc~0.860g/cc的稀经共聚 物。此外,在根据本发明的乙烯均聚物或共聚物的制备中,可以使用氢来控制分子量。通常, 所述均聚物或共聚物具有80,000~500,000的重均分子量(M w)。
[0052] 由于本发明所提供的催化剂组合物以均匀的状态存在于聚合反应器中,因此其可 以应用于在高于相应聚合物的熔点的温度进行的溶液聚合法。其也可以应用于如美国专利 第4,752,597号所述的淤浆聚合或气相聚合法,所述方法将过渡金属络合物和助催化剂负 载于多孔的金属氧化物载体上。
【附图说明】
[0053]现在将通过参考附图中所说明的特定示例性实施方式,来详细地描述本发明的上 述和其它特征,下面所提供的所述附图仅仅是为了说明,因此不对本发明具有限制性,其 中:
[0054]图1显示了在制备实施例4中制备的本发明的二氯-2-异丙基苯基五甲基环戊二烯 基钛(IV)的晶体结构。
【具体实施方式】
[0055] 以下实施例进一步说明了本发明,但是它们并不意在限制本发明。
[0056] 除非另外指出,否则配体和催化剂的所有合成均使用标准Schlenk或手套箱技术 在氮气氛围下进行。用于该反应的有机溶剂在钠金属和二苯甲酮存在下进行回流以除去 水,并在使用之前即刻蒸馏。使用Varian Mercury 300MHz光谱仪在室温对合成的配体和催 化剂进行1H-NMR分析。
[0057]在使用之前,将聚合溶剂环己烷顺次通过填充有Q-5催化剂(BASF)、硅胶和活性氧 化铝的柱,并使用高纯氮鼓泡,以充分除去水、氧或其它催化剂毒物。对合成的聚合物进行 如下分析。
[0058] 1.熔融指数(MI)
[0059] 根据ASTM D 2839测量。
[0060] 2.密度
[00611 使用密度梯度柱根据ASTM D 1505测量。
[0062] 3.熔点(Tm)
[0063] 使用Dupont DSC2910,在第二加热条件下以10°C/分钟的速率在氮气氛围中测量。
[0064] 4.分子量和分子量分布
[0065] 使用PL Mixed-BX2+preCol installed PL210GPC,以l.OmL/分钟的速率在 135Γ 的1,2,3-三氯苯溶剂中测量。使用PL聚苯乙烯作为标准物质校正分子量。
[0066] 5.共聚物中α-烯烃的含量(重量% )
[0067] 使用Bruker DRX500NMR(核磁共振)光谱仪并使用1,2,4_三氯苯/C6D6(7/3,重量 比)混合溶剂,在I3c-NMR模式下以125MHz并在120°C测量[1^11(1&1,1.(:.113-Rev.Macromol.Chem.Phys.1980,C29,201]〇
[0068] [制备例1]
[0069] 二氯-2-甲基苯氧基五甲基环戊二烯基钛(IV)的合成
[0070] 将2-甲酸(0.58g,5.05mmol,Aldrich)放入干燥的烧瓶中,并使用40mL甲苯溶解。 进行良好的搅拌后,将温度降低至〇 °C。将正丁基锂(2.4mL,2.5M己烷溶液,Aldrich)缓缓地 逐滴加至该混合物中。保持该温度1小时后,将温度升至室温,并进行搅拌12小时。除去溶剂 层后,使用己烷充分洗涤反应产物、干燥,并再次使用40mL甲苯溶解。将该混合物冷却至0 °C,并缓缓地逐滴加入溶解在10mL甲苯中的五甲基环戊二烯基氯化钛(1.46g,5.05mmol)。
[0071] 保持该温度1小时后,将温度升至室温,并进行搅拌12小时。然后,过滤反应产物并 在真空中除去挥发性组分。获得橙色固体。将由此获得的固体溶解在甲苯中,并于-15Γ重 结晶,从而获得1.55g(产率:85% )橙色晶体。
[0072] 4 Mffi(C6D6):S = 1.89(s,15H,C5(CH3)5),2.20(s,3H,CH3),6.80(m,lH,Ph),6.94 (m,3H,Ph)ppm〇
[007
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