[发明专利]制造铝氧烷的方法和包括由此制备的铝氧烷的催化剂

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年6月11日提交的美国临时专利申请号61/186,090的申请日的优先权，所述申请的公开内容在此通过引用并入本文。

发明背景

本发明的实施方案涉及用于制备铝氧烷(有时称作alumoxane)或铝氧烷衍生物、担载(supported)铝氧烷或铝氧烷衍生物、担载单中心(single site)/铝氧烷催化剂的方法，以及产品，包括根据所描述的方法生产的聚合物聚合产品。

包括与铝氧烷结合的有机金属络合化合物(一般包含单中心催化剂，如茂金属)的催化剂组合物已知用于烯烃的聚合，并且这种催化剂因其良好的活性(换句话说，每克催化剂产生大量烯烃聚合物的能力)而一般被认为是有价值的。另外，使用这种催化剂生产的聚合物的性质不仅可受聚合方法条件影响，还受催化剂组合物的特征(如其化学组成、形态等)影响。因此，改进用于这种催化剂组合物的铝氧烷的生产方法是期望的。

发明概述

本发明的实施方案包括用于制备铝氧烷的方法，所述方法包括：(a)在反应条件下于惰性气氛中使反应混合物相接触，所述反应混合物包括：(i)油包水乳液，其包括在第一烃溶剂中的水和至少一种乳化剂；以及(ii)在第二烃溶剂中的能够形成铝氧烷的有机铝化合物；其中：(b)有机铝化合物与乳液中存在的水的摩尔比为约0.6到约2∶1；并且(c)由所述反应产生的所述铝氧烷存在于溶液中；条件是步骤(a)中的第一和第二烃溶剂使所述铝氧烷在反应条件下保持在溶液中。

另一实施方案包括用于制备铝氧烷的方法，所述方法包括：(a)合并第一烃溶剂、水和至少一种乳化剂以形成乳液：(i)其中所述第一烃溶剂、水和乳化剂的体积比为约100(溶剂)∶约5到约100(水)∶约0.05到约20(乳化剂)；(b)将能够形成铝氧烷的有机铝化合物溶解在第二烃溶剂中以形成包括约5到约40％重量的有机铝化合物的溶液；c)使所述乳液与所述溶液彼此相接触：(i)所述有机铝化合物与所述乳液中的水的摩尔比为约0.6到约2∶1；并且(ii)在惰性气氛中；以产生铝氧烷溶液，条件是步骤(a)和(b)中存在的所述第一和第二烃溶剂使所述铝氧烷在步骤(c)中的所述反应条件下保持在溶液中。

在所述方法的一个优选实施方案中，铝氧烷的担载载体：(i)在上述接触步骤过程中存在；或者(ii)在接触步骤之后引入。

在另一实施方案中，使用以上方法制备聚合催化剂，并且其中担载载体为SiO₂，并且将含第3族至第10族金属的单中心络合物与铝氧烷混合，以生产催化剂，所述催化剂适合于在烯烃聚合条件下均聚烯烃(如乙烯)或者使烯烃与至少一种C₃至C₂₀α-烯烃单体共聚，以形成聚合物。在一个特别优选的实施方案中，单中心络合物是茂金属并且铝氧烷是甲基铝氧烷(MAO)。

详细描述

如本文使用的，以下术语或词语具有指出的意义。

铝氧烷(或alumoxane)通常被本领域技术人员理解为指一类化合物，包括化合物的混合物，所述化合物具有线性或环状结构，或线性与环状结构的混合物，如以下化学式所示：

其中在上式中，R是烃基团，如1至20个碳原子，优选1至12个碳原子，更优选1至6个碳原子的烷基基团，如甲基、乙基、丙基、异丙基、仲丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基，并且更优选C₁-C₅烷基，特别是甲基；2至20个碳原子，优选2至12个碳原子的烯基基团；6至20个碳原子，优选6至12个碳原子的芳基基团；或7至20个碳原子，优选7至12个碳原子的芳烷基基团；并且n为指示聚合度的整数并且一般为约2到约50，优选约5到约40，更优选约7到约35。

而且，为了本发明的目的，铝氧烷不仅包括上面紧接着(immediately above)的化合物和结构，还包括这种化合物的衍生物、络合物和/或这种化合物与生产这种铝氧烷的方法中使用的至少一种乳化剂或表面活性剂化合物的结合物(association)。