[发明专利]弹性三元共聚物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及弹性三元共聚物及其制备方法，所述弹性三元共聚物是乙烯、α-烯烃和二烯的共聚物。更具体地，本发明涉及可同时获得良好机械性质和弹性(柔性)的弹性三元共聚物及其制备方法。

背景技术

EPDM橡胶，是乙烯、α-烯烃(例如，丙烯)和二烯(例如，亚乙基降冰片烯)的弹性三元共聚物，具有在主链中不包含不饱和键的分子结构并且显示出在耐候性、耐化学性和耐热性等方面优于一般共轭二烯橡胶。由于这些特性，弹性三元共聚物如EPDM橡胶已被广泛用于工业材料，例如用于各种各样的汽车零件、电线、建筑或其他使用目的的软管、垫圈、带、缓冲器(bumper)、与塑料的共混物等的材料。

弹性三元共聚物如EPDM橡胶主要通过在包含钒化合物的催化剂如基于钒的Ziegler-Natta催化剂存在下使三种不同的单体共聚来制备。但是，事实是根据常规方法在基于钒的催化剂存在下采用共聚反应的弹性三元共聚物的制备不仅导致用于共聚反应的催化剂的催化活性的大大劣化，而且使得难以获得具有足够高分子量和良好机械强度的弹性三元共聚物。

此外，弹性三元共聚物如EPDM橡胶需要具有良好的弹性和柔性，但是，在许多情况下，常规的弹性三元共聚物缺乏弹性和柔性两者。推测原因为适于低温聚合反应的基于钒的催化剂的特性使得其难以控制反应温度。使用基于钒的催化剂的另一个缺点在于其难以控制共聚单体如丙烯、二烯等)的进料。

为了解决这些问题，持续需要开发同时具有良好机械性质和弹性(柔性)的弹性三元共聚物以及用于更有效地制备其的方法。

发明详述

技术问题

本发明提供了可同时获得良好机械性质和弹性(柔性)的弹性三元共聚物。

此外，本发明提供了使得可更有效地制备所述弹性三元共聚物的弹性三元共聚物的制备方法。

解决方案

本发明提供了弹性三元共聚物，其是在包含钒化合物的催化剂存在下获得的40重量％至70重量％的乙烯、20重量％至50重量％的C₃-C₂₀α-烯烃和2重量％至20重量％的二烯的共聚物，其中所述弹性三元共聚物满足：

i)通过GPC测量的重均分子量为100,000至500,000；并且

ii)在通过¹³C NMR分析确定的所述共聚物的单体分布中，由以下等式1给出的K为0.01或更小，

[等式1]

K＝[CCC]＊[EEE]

在等式1中，[CCC]是当所述共聚物的单体分布为“α-烯烃-α-烯烃-α-烯烃”时的生长速率常数；并且[EEE]是当所述共聚物的单体分布为“乙烯-乙烯-乙烯”时的生长速率常数。

本发明还提供了用于制备所述弹性三元共聚物的方法，其包括在催化剂组合物存在下使40重量％至70重量％的乙烯、20重量％至50重量％的C₃-C₂₀α-烯烃和2重量％至20重量％的二烯共聚，所述催化剂组合物包含由以下化学式1表示的钒化合物、由以下化学式2表示的含卤素有机化合物和由以下化学式3表示的路易斯酸：

[化学式1]

VO(OR)_mX_3-m

在化学式1中，R是C₁-C₂₀烃残基；X是卤素；并且m是0至3，

[化学式2]

在化学式2中，R1是氢、C₁-C₂₀烷基、C₆-C₄₀芳基或卤素；R2是C₁-C₂₀烷基；并且X是卤素，

[化学式3]

D_lX_j(R₃)_n

在化学式3中，R₃是氢、C₁-C₂₀烷基或C₆-C₄₀芳基；X是卤素；D是硼或铝；并且l、j和n独立地为1至6的整数。

在下文中，将根据本发明的具体实施方案给出弹性三元共聚物及其制备方法的详细描述。