本發(fā)明涉及烯烴聚合領(lǐng)域,具體地,涉及一種乙烯-烯丙基三甲基硅烷共聚物及其制備方法。
背景技術(shù):
1、烯烴聚合用的單中心催化劑在近幾十年一直是金屬有機(jī)化學(xué)、催化學(xué)、高分子化學(xué)和材料學(xué)的研究熱點(diǎn)。使用這類催化劑,可以得到分子量分布和化學(xué)組成分布都很均勻的烯烴聚合物,同時(shí)聚合物的分子結(jié)構(gòu)和分子量可以通過調(diào)整催化劑結(jié)構(gòu)高度可控。由于這類催化劑在應(yīng)用于烯烴共聚時(shí),具有高效性和廣譜性的特點(diǎn)(chemistryselect?2020,5,7581-7585),所以通過使用這類催化劑,可以得到傳統(tǒng)ziegler-natta催化劑不能得到的烯烴聚合物。
2、非茂過渡金屬催化劑是單中心催化劑的重要組成,它的配體結(jié)構(gòu)豐富,合成過程簡單,其催化性能可以通過調(diào)整配體結(jié)構(gòu)很方便地調(diào)節(jié)(chemical?reviews,2003,103,283-315)。
3、含硅聚合物由于含有硅元素,因此表現(xiàn)出很好的潤滑性、粘合性及其他表面特性,是一種高性能聚烯烴材料。
4、目前,制備含硅聚合物所使用的催化劑,在催化活性上還不夠高,還具有進(jìn)一步提高的余地。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種新的乙烯-烯丙基三甲基硅烷共聚物的制備方法及其制備得到的乙烯-烯丙基三甲基硅烷共聚物,通過本發(fā)明的乙烯-烯丙基三甲基硅烷共聚物的制備方法,具有提高催化活性和共聚性的優(yōu)點(diǎn)。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明一方面提供一種乙烯-烯丙基三甲基硅烷共聚物的制備方法,其中,該方法包括:使用催化劑組合物使乙烯與烯丙基三甲基硅烷進(jìn)行共聚反應(yīng),
3、其中,所述催化劑組合物包括如下組成:
4、a)式(1)所示結(jié)構(gòu)的過渡金屬化合物;
5、b)助催化劑組分,
6、
7、式(1)中,m為四價(jià)過渡金屬原子;x和y各自獨(dú)立地為碳原子數(shù)為1-10的烴氧基或鹵素。
8、優(yōu)選地,m為鈦原子、鋯原子或鉿原子,更優(yōu)選為鈦原子或鋯原子。
9、優(yōu)選地,x和y各自獨(dú)立地為碳原子數(shù)為1-6的烴氧基、氟原子、氯原子、溴原子或碘原子。
10、優(yōu)選地,x和y各自獨(dú)立地為碳原子數(shù)為1-3的烴氧基或氯原子。
11、優(yōu)選地,碳原子數(shù)為1-10的烴氧基為甲氧基、乙氧基、丙氧基或異丙氧基。
12、優(yōu)選地,x和y同為異丙氧基或乙氧基;或者,x和y同為氯原子。
13、優(yōu)選地,所述助催化劑組分包括烷基鋁氧烷、有機(jī)硼化合物與有機(jī)鋁化合物的組合或有機(jī)鋁化合物與有機(jī)鎂化合物的組合。
14、優(yōu)選地,所述助催化劑組分為烷基鋁氧烷、有機(jī)硼化合物與有機(jī)鋁化合物的組合或有機(jī)鋁化合物與有機(jī)鎂化合物的組合。
15、優(yōu)選地,所述烷基鋁氧烷為選自式(2)和/或式(3)所示的結(jié)構(gòu)的化合物,
16、
17、在式(2)和式(3)中,r選自碳原子數(shù)1-15的烷基,n表示4-30的整數(shù)。
18、優(yōu)選地,r選自碳原子數(shù)1-5的烷基,n表示10-30的整數(shù)。
19、優(yōu)選地,所述烷基鋁氧烷為甲基鋁氧烷。
20、優(yōu)選地,所述有機(jī)硼化合物為四(五氟苯基)硼酸三苯基甲酯、n,n-二甲基苯胺四(五氟苯)硼酸鹽和三(五氟苯)硼中的一種或多種。
21、優(yōu)選地,所述有機(jī)鋁化合物為通式為alx1x2x3所示結(jié)構(gòu)的化合物,x1、x2和x3分別為鹵素原子、碳原子數(shù)為1-8的烷基、碳原子數(shù)為1-8的烷氧基、碳原子數(shù)為6-12的芳氧基,x1、x2和x3可以相同,也可以不同,且至少一個(gè)為碳原子數(shù)為1-8的烷基。
22、優(yōu)選地,所述有機(jī)鋁化合物為三異丁基鋁。
23、優(yōu)選地,所述有機(jī)鎂化合物為含有兩個(gè)碳原子數(shù)為1-10的烷基的有機(jī)鎂化合物,優(yōu)選為含有兩個(gè)碳原子數(shù)為1-6的烷基的有機(jī)鎂化合物,更優(yōu)選為二正丁基鎂。
24、優(yōu)選地,所述助催化劑組分為烷基鋁氧烷,所述過渡金屬化合物與以鋁計(jì)的烷基鋁氧烷的摩爾比為1:(100-20000),優(yōu)選為1:(200-10000),更優(yōu)選為1:(500-5000)。
25、優(yōu)選地,所述助催化劑組分為有機(jī)硼化合物與有機(jī)鋁化合物的組合,所述過渡金屬化合物與有機(jī)硼化合物的摩爾比為1:(1-5),優(yōu)選為1:(1-2),所述過渡金屬化合物與有機(jī)鋁化合物的摩爾比為1:(10-5000),優(yōu)選為1:(50-1000),更優(yōu)選為1:(100-500)。
26、優(yōu)選地,所述助催化劑組分為有機(jī)鋁化合物與有機(jī)鎂化合物的組合,所述過渡金屬化合物與有機(jī)鋁化合物的摩爾比為1:(30-5000),優(yōu)選為1:(100-1000),更優(yōu)選為1:(100-500),所述過渡金屬化合物與有機(jī)鎂化合物的摩爾比為1:(10-2000),優(yōu)選為1:(100-1000)。
27、優(yōu)選地,有機(jī)鋁化合物與有機(jī)鎂化合物的摩爾比大于2.5:1。
28、優(yōu)選地,共聚反應(yīng)的溫度為-50~200℃,共聚反應(yīng)的時(shí)間為1-300分鐘。
29、優(yōu)選地,共聚反應(yīng)的溫度為-20~150℃,共聚反應(yīng)的時(shí)間為5-60分鐘。
30、優(yōu)選地,所述共聚反應(yīng)體系中的所述過渡金屬化合物的濃度為1×10-10摩爾/升~1×10-3摩爾/升,優(yōu)選為1×10-8摩爾/升~1×10-5摩爾/升。
31、根據(jù)本發(fā)明第二方面,提供本發(fā)明第一方面所述的乙烯-烯丙基三甲基硅烷共聚物的制備方法制備得到的乙烯-烯丙基三甲基硅烷共聚物。
32、通過上述技術(shù)方案,本發(fā)明能夠提供一種新的乙烯-烯丙基三甲基硅烷共聚物的制備方法及其制備得到的乙烯-烯丙基三甲基硅烷共聚物,本發(fā)明的方法能夠進(jìn)一步提高催化活性和共聚性。
1.一種乙烯-烯丙基三甲基硅烷共聚物的制備方法,其特征在于,該方法包括:使用催化劑組合物使乙烯與烯丙基三甲基硅烷進(jìn)行共聚反應(yīng),
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中,x和y各自獨(dú)立地為碳原子數(shù)為1-6的烴氧基、氟原子、氯原子、溴原子或碘原子,優(yōu)選為碳原子數(shù)為1-3的烴氧基或氯原子;
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中,m為鈦原子、鋯原子或鉿原子,優(yōu)選為鈦原子或鋯原子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的方法,其中,x和y同為異丙氧基或乙氧基;或者,x和y同為氯原子。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的方法,其中,所述助催化劑組分包括烷基鋁氧烷、有機(jī)硼化合物與有機(jī)鋁化合物的組合或有機(jī)鋁化合物與有機(jī)鎂化合物的組合;
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中,所述有機(jī)鋁化合物為通式為alx1x2x3所示結(jié)構(gòu)的化合物,x1、x2和x3分別為鹵素原子、碳原子數(shù)為1-8的烷基、碳原子數(shù)為1-8的烷氧基、碳原子數(shù)為6-12的芳氧基,x1、x2和x3可以相同,也可以不同,且至少一個(gè)為碳原子數(shù)為1-8的烷基;
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中,所述有機(jī)硼化合物為四(五氟苯基)硼酸三苯基甲酯、n,n-二甲基苯胺四(五氟苯)硼酸鹽和三(五氟苯)硼中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中,所述烷基鋁氧烷為選自式(2)和/或式(3)所示的結(jié)構(gòu)的化合物,
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中,所述有機(jī)鎂化合物為含有兩個(gè)碳原子數(shù)為1-10的烷基的有機(jī)鎂化合物,優(yōu)選為含有兩個(gè)碳原子數(shù)為1-6的烷基的有機(jī)鎂化合物,更優(yōu)選為二正丁基鎂。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中,所述助催化劑組分為烷基鋁氧烷,所述過渡金屬化合物與以鋁計(jì)的烷基鋁氧烷的摩爾比為1:(100-20000),優(yōu)選為1:(200-10000),更優(yōu)選為1:(500-5000)。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中,所述助催化劑組分為有機(jī)硼化合物與有機(jī)鋁化合物的組合,所述過渡金屬化合物與有機(jī)硼化合物的摩爾比為1:(1-5),優(yōu)選為1:(1-2),所述過渡金屬化合物與有機(jī)鋁化合物的摩爾比為1:(10-5000),優(yōu)選為1:(50-1000),更優(yōu)選為1:(100-500)。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中,所述助催化劑組分為有機(jī)鋁化合物與有機(jī)鎂化合物的組合,所述過渡金屬化合物與有機(jī)鋁化合物的摩爾比為1:(30-5000),優(yōu)選為1:(100-1000),更優(yōu)選為1:(100-500),所述過渡金屬化合物與有機(jī)鎂化合物的摩爾比為1:(10-2000),優(yōu)選為1:(100-1000);
13.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的方法,其中,共聚反應(yīng)的溫度為-50~200℃,共聚反應(yīng)的時(shí)間為1-300分鐘;
14.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的方法,其中,所述共聚反應(yīng)體系中的所述過渡金屬化合物的濃度為1×10-10摩爾/升~1×10-3摩爾/升,優(yōu)選為1×10-8摩爾/升~1×10-5摩爾/升。
15.權(quán)利要求1-14中任意一項(xiàng)所述的乙烯-烯丙基三甲基硅烷共聚物的制備方法制備得到的乙烯-烯丙基三甲基硅烷共聚物。