[发明专利]一种催化剂组分在烯烃聚合中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂组分在烯烃聚合中的应用，尤其是其在高温状态中在烯烃聚合中的催化应用。

背景技术

提高烯烃聚合反应温度，可使Ziggler-Natta催化剂对分子量调节剂氢气变得更为敏感，这对生产高熔融指数的聚丙烯产品十分有利。同时，随着聚合反应温度的提高，生成聚丙烯的立体规整度也得到进一步提高，这对生产高刚性的丙烯均聚物产品和高刚韧平衡性能的丙烯共聚物产品十分有利。因此，可以通过提高聚合反应温度的方法，来提高聚丙烯产品的质量，如采用专利CN1939938所描述的聚合方法就能够达到此类效果。更为重要的是：高温聚合工艺增加了反应介质与冷介质的温度梯度，提高了反应器冷却系统的撤热能力，从而提高烯烃聚合，尤其是丙烯聚合的生产效率。

然而，用常规的Ziegler-Natta聚丙烯催化剂进行丙烯均聚或共聚时，随着反应温度的提高，其聚合活性逐渐提高；当聚合温度达到80℃左右时，聚合活性达到最大值；但继续提高聚合反应温度，催化剂的活性会快速衰减，聚合温度超过100℃时，聚合活性通常降得非常低，失去了工业应用价值。同时，高温聚合获得的聚合物堆积密度也会较常规温度（65-75℃）下降，而聚合物的堆积密度下降过多则会影响到聚合釜料位和停留时间的控制。因此，尽可能获得较高聚合物粉料堆积密度也是催化剂开发的重要目标之一；对于高温聚合催化剂也同样如此。

中国专利CN101460528中公开了一种催化剂，通过加入特殊类型的铝化合物或镁化合物，可以提高催化剂在高温下丙烯聚合的活性，而且可以得到具有较高等规度的聚丙烯。但该催化剂的制备过程较为复杂，而且聚合反应温度一般也只达80℃，催化剂的活性和聚合反应温度均有待进一步提高。

中国专利CN1887918A中公开了一种催化剂的制备方法，氯化镁溶于有机环氧化合物、有机磷化合物形成溶液，与四卤化钛和助析出剂混合而析出固体，再经给电子体和四卤化钛处理而得到固体催化剂组分。该催化剂主要通过聚合过程中引入铝氧烷和烷基铝的混合物作为助催化剂而实现丙烯高温聚合，因此聚合工艺复杂，且其高温聚合活性及聚合物等规度都有待进一步提高。

中国专利CN1621421A也公开了一种催化剂的制备方法，该催化剂也是通过聚合过程中引入铝氧烷和烷基铝的混合物作为助催化剂而实现丙烯高温聚合，因此同样存在聚合工艺复杂的，需引入新组分的问题，而且高温聚合活性及聚合物等规度都有待进一步提高。

因此，一种综合性能优良，即同时具有活性高、氢调敏感性好、立体定向能力好、聚合物堆积密度高的适于高温聚合工艺的烯烃聚合催化剂具有广阔的工业应前景。

发明内容

本发明的目的在于提供催化剂组分A在通式CH₂=CHR表示的烯烃高温80-130℃聚合中的应用，其中R是氢或碳原子数为1-6的烷基。由该催化剂组分A、作为助催化剂的有机铝化合物B、作为外给电子体的化合物C组成的烯烃聚合催化剂体系在80-130℃高温下催化烯烃聚合时，聚合活性高，能够得到等规度与熔融指数间平衡更好、即同时具有高等规度和高熔融指数的聚合物，且获得的聚合物堆积密度高。

上述催化剂固体组分A由一种含有镁、钛、卤素和内给电子体化合物的固体组份a与有机硅化合物b接触后得到；所述固体组份a中的镁来自于原料烷氧基镁，所述有机硅化合物b为含Si-H官能团的如式（I_x）所示的链式聚硅氧烷b1或式（I_y）所示的环状聚硅氧烷b2，所述催化剂组分A参与催化烯烃聚合的温度为80-130℃；

式（I_x）中，R¹-R⁷相同或不同，为碳原子数为1-12的直链或支链烷基、碳原子数3-10的环烷基，碳原子数6-20的烷芳基、取代或未取代芳烃基中的一种；聚合度n为2-100的整数；

式（I_y）中，R⁸为碳原子数为1-12的直链或支链烷基、碳原子数3-10的环烷基和碳原子数6-20的烷芳基、取代或未取代芳烃基中的一种；聚合度n为3-20的整数。

优选本发明所述催化剂组分参与催化烯烃聚合的温度为85-110℃；更优选95-110℃。

在优选的情况下，所述烷氧基镁为如式（II）所示的镁化合物，

Mg(OR⁹)_2-p(OR¹⁰)_p    （II）