[发明专利]一种用于乙烯聚合的负载化单茂金属催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性硅胶负载单茂金属催化剂的制备方法，及所得催化剂在烯烃聚合方面的应用。

技术背景

单茂金属催化剂的开发应用是继传统的Ziegler－Natta催化剂之后，烯烃聚合催化剂领域的又一重大突破，特别是80年代，Kaminsky和Sinn等人(Angew.Chem.,1980,19,390；Adv.Organoment.Chem.,1980,18,99)开发出高效助催化剂甲基铝氧烷(MAO)，使得单茂金属催化剂的研究进入到了一个快速发展的阶段。由于均相单茂金属催化剂要达到高活性所需的MAO用量大，生产成本高，并且得到的聚合物为无定形，无法在应用广泛的淤浆法或气相法聚合工艺上使用，克服上述问题的有效办法就是把可溶性单茂金属催化剂负载化处理。

目前，有关单茂金属负载化研究报道非常多，其中采用球形氯化镁(含有醇)负载单茂金属的催化剂具有良好的颗粒形态，如PCT Int.Appl.99/21898；US6,455,647；J.Mol.Catal.A2002,188,123；PCT Int.APP1.2004/078804，但载体中含有醇、水、烷氧基等组分，载体制备复杂；而以Si0₂为载体的报道研究也很多，如CN1174848；CN1174849；CN1356343；US4,808,561；US5,026,797；US5,763,543；US5,661,098；但载体制备中需要使用大量的烷基铝，且催化剂的负载效率较低，在聚合过程中仍要引入大量的甲基铝氧烷，以上缺点限制了硅胶负载单茂金属催化剂的工业应用。也有文献报道使用含有氯化镁、硅胶等载体负载单茂金属(Polymer International，51：417－423,2002；US5962360；CN102336855A)，但活性很低，而且在聚合时需要加入大量的MAO。以上缺点限制了硅胶负载单茂金属催化剂的工业应用。

发明内容

本发明目的之一在于提供一种烷基铝氧烷/卤化烃基镁/氯化烃基硅/硅胶负载单茂金属催化剂的制备方法。

本发明目的之二在于将上述负载化单茂金属催化剂用于乙烯聚合或共聚合，具有极高的聚合活性。

本发明一种用于乙烯聚合的负载化单茂金属催化剂，该催化剂包括下列组分的反应产物：

（1）单茂金属化合物；

（2）氯化烃基硅；

（3）卤化烃基镁；

（4）烷基铝氧烷；

（5）硅胶载体；

组分（1）所述单茂金属化合物，是指通式1中所示的单茂金属配合物，

通式1

通式1中：M为元素周期表中第4族的过渡金属；X¹和X²选自卤素或未取代的脂肪族、芳族或环状基团，或者其组合。

X3选自取代或未取代的环戊二烯基、茚基或芴基，在X³上的取代基选自氢原子或取代或未取代的脂肪族、芳族或环状基团，或其组合；X³优选取代或未取代的环戊二烯基，X³上的各个取代基优选氢原子、甲基、乙基、丙基、正丁基、叔丁基或己基。

X⁴为-O-R^A、-NH-R^A、-PH-R^A、-N=R^A、-S-R^A、-O-Si-R^B₃或-O-C-R^B，其中：

R^A是取代或未取代的脂肪族、芳族或环状基团或其组合，优选甲基、乙基、丙基、正丁基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、丙氧基或丁氧基；R^B选自氢原子或者取代或未取代的脂肪族、芳族或环状基团或其组合；

组分（2）所述氯化烷基硅改性剂是指以下通式所述化合物：Cl_nSi(R₁)_4－n

其中R₁表示C₁-C₂₀烃基，n表示1-4的整数，

组分（3）所述卤化烷基镁是指以下通式所述化合物：X₁MgR₂

式中R₂表示C₁-C₂₀烃基，X₁为卤素；

组分（4）所述烷基铝氧烷通式为：

或