[发明专利]一种烯烃聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于烯烃与共单体聚合技术领域，涉及一种高熔点烯烃聚合物及其制备方法。

背景技术

结晶的聚烯烃材料具有熔点，熔点的高低取决于单体的种类和聚合物立构规整的类型、程度与缺陷，以及结晶的类型。如没有支链的聚乙烯熔点为140℃左右，高度等规的聚丙烯熔点为170℃左右。聚烯烃材料的熔点在很大程度上决定了它的用途，具有高熔点的材料，有可能在更为恶劣的条件下使用。

比丙烯更多碳数的α-烯烃用作聚合单体，有可能获得高熔点的聚烯烃材料。例如中国专利CN 200410042337公开的等规五元组([mmmm])为96.7%的聚(1-丁烯)熔点为117.4℃；中国专利CN 200710013587公开的等规五元组为98%的聚(1-丁烯)熔点为127.5℃；中国专利CN 200980127393使用4-甲基-1-戊烯与3-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-戊烯、4,4-二甲基-1-戊烯等进行共聚，可以得到熔点高于210℃的聚烯烃材料。

总之，在烯烃聚合方面的研究很多，但是目前尚未成功的研究开发出在不低于熔点极限的条件下，仍具有较好的加工性和弹性的烯烃聚合物。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种烯烃聚合物，该烯烃聚合物由3-甲基-1-戊烯与可选的共单体聚合而得。在这种聚合物链中，无论单纯含有3-甲基-1-戊烯结构单元，还是在含有3-甲基-1-戊烯结构单元的同时引入共单体结构单元，都可以使烯烃聚合物在不低于熔点极限的条件下，仍具有较好的加工性和弹性的烯烃聚合物。

本发明还提供了一种上述烯烃聚合物的制备方法。该方法采用可以使α-烯烃聚合成为等规聚合物的含有过渡金属化合物的聚合催化剂体系进行3-甲基-1-戊烯与可选的共单体的聚合反应，这种方法可以高效地生产上述高熔点烯烃聚合物。

为此，本发明一方面提供了一种烯烃聚合物，由3-甲基-1-戊烯与可选的共单体聚合而得，其结构通式如式Ⅰ所示：

其中，共单体中的取代基团R为氢原子或碳数1～50的烃基；优选所述共单体中取代基R为碳数1～20的烃基。

式中的m和n分别表示3-甲基-1-戊烯和共单体在聚合物中的数均聚合度。所述烯烃聚合物的熔点大于180℃。

在本发明的一个实施例中，可选的共单体可包括但不局限于下列结构：

根据本发明该烯烃聚合物由3-甲基-1-戊烯和可选的共单体聚合而成，该结构并不代表嵌段结构，各单体结构单元在序列上为无规分布，在立体结构上为等规结构。

根据本发明，共单体结构单元在烯烃聚合物中的摩尔百分含量可用式Ⅱ计算：

式Ⅱ

式中，F为共单体结构单元在烯烃聚合物中的摩尔百分含量；

m和n分别表示3-甲基-1-戊烯和共单体在聚合物中的数均聚合度；

共单体结构单元在聚合物中的摩尔百分含量为0～20%。优选共单体结构单元在聚合物中含量摩尔百分含量为0.01～20%。

本发明中，m和n的值则可通过¹³C-NMR数据与分子量数据推算出来。

本发明中，可选共单体的摩尔百分含量F可通过¹³C-NMR方法测定。

在本发明的一个实施例中，共单体在聚合物中的摩尔百分含量为0～20%。优选地，共单体在聚合物中含量摩尔百分含量为0.01%～20%。

本发明中，当共单体结构单元在聚合物中的摩尔百分含量F为0时，烯烃聚合物由3-甲基-1-戊烯均聚而得，此时式Ⅰ中的n为0。据本发明人研究发现，当共单体结构单元在聚合物中的摩尔百分含量F介于0和0.01%之间时，只有极少量的共单体参与聚合反应，此时的聚合反应主要表现为甲基-1-戊烯的均聚反应。当共单体在聚合物中的摩尔百分含量F为0.01%～20%时，聚合反应为甲基-1-戊烯与共单体的共聚反应。

本发明另一方面还提供了一种上述烯烃聚合物的制备方法，包括将3-甲基-1-戊烯与可选的共单体在过渡金属催化剂体系中进行聚合反应制备烯烃聚合物。

本发明中，所述过渡金属化合物为在使用适当助催化剂的情况下，可以使α-烯烃聚合成为等规聚合物的过渡金属化合物。

根据本发明方法，所述过渡金属催化剂体系包括载体化的钛镁复合催化剂体系和/或茂金属催化剂体系。

根据本发明，所述茂金属催化剂体系中的茂金属化合物为外消旋的桥联第四副族的茂金属。优选所述茂金属化合物为二甲基硅桥二茚基二氯化锆。