[发明专利]催化剂及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及高分子化学领域，具体地，涉及一种催化剂，该催化剂的制备方法以及该催化剂的用途。

背景技术

Ziegler型钛系催化剂广泛应用于各种聚烯烃的制备，尤其是含有卤化钛、烷基铝和给电子体的钛系催化剂特别适合用于异戊二烯聚合物的制备。详细来说，含有卤化钛、烷基铝和给电子体的钛系催化剂是将卤化钛、烷基铝和给电子体在惰性溶剂中混合后得到催化剂。

异戊二烯聚合物中，顺式-1，4-异戊二烯结构的含量与聚合物的拉伸强度、撕裂强度和耐磨性等方面的性能密切相关；因此如何通过催化剂的优化，来提高顺式-1，4-异戊二烯结构的含量，是具有重要实际意义的技术问题。

文献(王曙光等，用二苯醚改性钛系催化剂制备异戊橡胶；合成橡胶工业，2008，第30卷，22-25页)中公开了一种含有卤化钛、烷基铝和给电子体的催化剂；该催化剂在TiCl₄、三异丁基铝和二苯醚之间的摩尔比例为1.0∶0.8-1.2∶0.2-1.0的条件下，且用量为2×10^-3mol Ti/mol IP(异戊二烯)时，可合成顺式-1，4-异戊二烯结构含量为约96mol％的聚异戊二烯。

但是，根据实际生产应用的需要，上述催化剂催化得到的聚异戊二烯中顺式-1，4-异戊二烯结构的含量仍然偏低。

发明内容

为了克服现有的催化剂催化得到的聚异戊二烯中顺式-1，4-异戊二烯结构的含量仍然偏低的缺陷，从而提高含催化剂催化得到的聚异戊二烯中顺式-1，4-异戊二烯结构的含量，本发明提供了一种催化剂。

本发明的发明人发现，现有的含有卤化钛-烷基铝-给电子体复合物的催化剂中，固体颗粒的粒径均偏大，在2μm以上，因而活性和定向性不够理想，但是，如果在催化剂的制备过程中使用高频声波辐射，会显著地降低催化剂中固体颗粒的粒径，并且意外地发现，该粒径较小的催化剂能够使催化得到的聚异戊二烯中顺式-1，4-异戊二烯结构的含量明显提高，由此得到本发明。

为了提高含催化剂催化得到的聚异戊二烯中顺式-1，4-异戊二烯结构的含量，本发明提供了一种催化剂，所述催化剂为含有烷基铝、给电子体、卤化钛和溶剂的悬浊液，所述悬浊液中的固体颗粒的平均粒径为1-2μm；相对于以铝元素计的每摩尔的所述烷基铝，所述给电子体的含量为0.2-2摩尔，以钛元素计的所述卤化钛的含量为0.5-2摩尔。

本发明还提供了上述催化剂在制备异戊二烯聚合物中的应用。

本发明还提供了一种催化剂的制备方法，该方法包括如下步骤：

(1)将烷基铝的溶液和给电子体的溶液混合，得到混合溶液。

(2)在频率为10-50kHz的高频声波辐射条件下，在零下60℃至零下10℃的温度下，将所述混合溶液加入卤化钛的溶液中并进行接触，得到接触后的产物；相对于以铝元素计的每摩尔的所述烷基铝，所述给电子体的用量为0.2-2摩尔，以钛元素计的所述卤化钛的用量为0.5-2摩尔。

本发明还提供了上述方法制备的催化剂。

本发明还提供了上述方法制备的催化剂在制备异戊二烯聚合物中的应用。

本发明提供的催化剂，在用于制备异戊二烯聚合物时，可合成顺式-1，4-异戊二烯结构含量为约97.2-99.1mol％的聚异戊二烯。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明中，未作相反说明的情况下，所述液体的体积为室温下的体积数值。

本发明提供了一种催化剂，所述催化剂为含有烷基铝、给电子体、卤化钛和溶剂的悬浊液，所述悬浊液中的固体颗粒的平均粒径为1-2μm；相对于以铝元素计的每摩尔的所述烷基铝，所述给电子体的含量为0.2-2摩尔，以钛元素计的所述卤化钛的含量为0.5-2摩尔。

需要说明的是，根据本领域中已公知的内容，所述催化剂中，所述卤化钛、所述烷基铝和所述给电子体在所述悬浊液中可能发生基团的交换和/或络合，因此，本发明所述的催化剂中，所述卤化钛、所述烷基铝和所述给电子体可以以本领域中公知的形式存在。